ROBÔS MANIPULADORES ROBÓTICA Prof. Filipe Trindade.

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ROBÔS MANIPULADORES

ROBÓTICA

Prof. Filipe Trindade

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SUMÁRIO

Definição Anatomia Aplicações Precisão Cinemática Programação Robôs - Prática

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DEFINIÇÃO

O QUE É UM ROBÔ?

?

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ROBÔS INDUSTRIAIS

http://www.noticiasdot.com/publicaciones/2003/1003/2110/noticias211003/noticias211003-3.htm

ROBÔS NO MUNDO

Global 770.000Japão 350.000União Europeia 233.000EUA 104.000

1921: Surge o termo “robô”…1960: Robô UNIMATE…

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ROBÓTICA

http://www.comp.pucpcaldas.br/users/silvana.prazeres/Leis.htm

Lei Zero: Um robô não pode causar mal à humanidade ou, por omissão, permitir que a humanidade sofra algum mal, nem permitir que ela própria o faça.

 Lei 1: Um robô não pode ferir um ser humano ou, por omissão, permitir que um ser humano sofra algum mal.

 Lei 2: Um robô deve obedecer às ordens que lhe sejam dadas por seres humanos, exceto nos casos que em tais ordens contrariem a Primeira Lei.

 Lei 3: Um robô deve proteger sua própria existência, desde que tal proteção não entre em conflito com a Primeira e a Segunda Leis. 

LEIS:

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DEFINIÇÃO

Robô: Se originou a partir da palavra checa “robota”, a qual significa trabalho, esforço.

Robôtica: Projeto, análise do comportamento do robô.

AUTOMAÇÃO

ROBÔTICA

Robô: Dispositivo Multifuncional programável.

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Base: Fixa no chão de fábrica ou num suporte;

Elos: Forman una cadeia cinemática;

Efetuador final: Formado pelo punho e una garra ou ferramenta;

Atuadores: Motores elétricos, hidráulicos ou

pneumáticos;Sensores: Encoders, Tacômetros,

Lasers, Câmeras etc. ROBO PUMA (MOTOMAN)

ANATOMIA

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Prismâticas

Movimento linear entre os elos.

Rotacionais

Movimento angular entre os elos.

Robot PUMARobô ST

x0 Y0

Z0

1

0

q1

q2

ARTICULAÇÕES

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ESTRUCTURAS CINEMÁTICAS

- Coordenadas cartesianas (PPP)

- Coordenadas cilíndricas (RPP)

- Coordenadas esféricas (RRP)

- Articulados (RRR)

- Tipo SCARA

PPP RPP RRP

RRR SCARA

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Graus de Liberdade: número de movimentos individuais das articulações. Identifica a versatilidade do robô.

6 grados de liberdade: configuração mais complexa: 3 graus para posicionar o efetuador final, e 3 para orientá-lo.

GRAUS DE LIBERDADE

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Região do espaço que o robô consegue alcançar com o efetuador final.

Puma (Kawasaki) Vista superior Vista lateral

ÁREA DE TRABALHO

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• Pick and place• Continuous path

• Manufacturing processes

• Assembly

• Cleam room

• Medical applications

• Inspection

APLICAÇÕES

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LINKS INTERESANTES

http://www.eg.bucknell.edu/~robotics/manufctr.html

http://robot.anu.edu.au/

http://www.din.uem.br/ia/robotica/

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PRECISÃO

Precisão: capacidade de ir até a posição desejada em relação a um sistema de referencia.

Repetibilidade: capacidade de repetir uma posição a partir da mesma condição inicial.

ALTA REPETIBILIDADEALTA PRECISÃO

ALTA REPETIBILIDADEBAIXA PRECISÃO

BAIXA REPETIBILIDADEALTA PRECISÃO

OBJETIVO OBJETIVO OBJETIVO

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CINEMÁTICA

Relacionada com o estabelecimentode sistemas de referencia para representar a posição e orientação de corpos rígidos, e com as transformações entre ditos sistemas.

x1

Y1

Z1

x0 Y0

Z0

1

0

Sistemas de referencia.

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DENAVIT-HARTERMBERG (DH).

A

sin sin sin asin sin a sin

sin di

i i i i i i i

i i i i i i i

i i i

cos cos coscos cos cos

cos

00 0 0 1

z i -1

Link iLink i-1

z i -2

Joint i-1

Joint i

Joint i+1

x i

y i

z i

x i -1

y i -1

O i

a i

i

di

O i-1 i

REPRESENTAÇÃO D-H.

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EXEMPLO

A

c s a cs c a s

1

1 1 1 1

1 1 1 1

00

0 0 1 00 0 0 1

A

c s a cs c a s

2

2 2 2 2

2 2 2 2

00

0 0 1 00 0 0 1

Ad3

3

1 0 0 00 1 0 00 0 10 0 0 1

A

c ss c

d4

4 4

4 4

4

0 00 0

0 0 10 0 0 1

T A A04

1 4 .

Manipulador SCARA.

A

sin sin sin asin sin a sin

sin di

i i i i i i i

i i i i i i i

i i i

cos cos coscos cos cos

cos

00 0 0 1

1

x0

y0z0

z1

y1

d3

x2

y2

z2

2

4

z3,z4

x3

y3

x4

y4

x0

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PROGRAMAÇÃO

Teach by showing: Mover as juntas do robô até uma posição desejada (goal point) e alocá-la na memória.

• Nesta forma de programação o operário guia o robô manualmente através de um painel de controle (teach pendant).

• OBS.: O leitor de seqüências lê posteriormente as posições armazenadas.

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PROGRAMAÇÃO

Teach by learning: Desligar o acionamento do robô e mover as juntas do robô pelas posições desejadas

e as armazena na memória.

• OBS.: O leitor de seqüências lê posteriormente as posições armazenadas.

• Nesta forma de programação o operário guia o robô diretamente sem usar um painel de controle (teach pendant).

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PROGRAMAÇÃO

Programming Languages: Programas escritos usando uma linguagem de programação específico.

• OBS.: A maioría dos sistemas equipados com linguagens de programação conservam ainda a interfase teach pendant.

EXEMPLOS:

VAL (ROBÔ PUMA DA UNIMATION) VAL II, AL (UNIVERSIDADE DE STANDFORD). AR-BASIC (AMERICAN ROBOT CORPORATION)

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PROGRAMAÇÃO

CARACTERÍSTICAS DAS LINGUAGENS DE PROGRAMAÇÃODE ROBÔS

• Usam linguagens de computação popular (por exemplo, PASCAL, C etc)• Acrescentam uma biblioteca com funções específicas• O usuário elabora um programa e realiza chamadas (calls) às funções contidas na biblioteca.

Exemplos: ROBOT-BASIC (Intelledex); JARS (desenvolvido pela NASA).

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PROGRAMAÇÃO

REQUERIMENTOS DA LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO

Modelado do entorno: Modela objetos, representa posições e orientações em relação aos de sistemas coordenados.

Especificações do movimento: planejar e gerar trajetórias.Ex.: MOVED 1

Fluxo da execução: Chamadas a subrotinas, laços, interrupções etc.

Ambiente de programação: Interfase amigável.

Integração de sensores: sensores de posição, força, visão etc.

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PROGRAMAÇÃO

SIMULAÇÃO VERSUS REALIDADE

• Dificuldade de modelar o entorno de trabalho sem erros.

• Presença de incertezas na posição dos objetos do “mundo” do robot, a precisão do manipulador etc.

PROGRAMAÇÃO OFF - LINE

A importância radical na economia: Evita ter que deterum processo para reprogramar o robô.

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PROGRAMAÇÃO

SOFTWARE WORKSPACE 4.0 (ROBOT SIMULATIONS LTD).

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ROBÔS

SCARA

LEGO

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ROBIX

Kit didático formado por:

-6 servos-Componentes mecânicas-Software: RASCAL-Vídeo de montagem e Aplicações

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ROBÓTICA MÓVEL

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TELEOPERAÇÃO