UTILIZANDO ROBÓTICA EVOLUTIVA PARA O DESENVOLVIMENTO DA MORFOLOGIA DE ROBÔS
ROBÔS MANIPULADORES ROBÓTICA Prof. Filipe Trindade.
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ROBÔS MANIPULADORES
ROBÓTICA
Prof. Filipe Trindade
SUMÁRIO
Definição Anatomia Aplicações Precisão Cinemática Programação Robôs - Prática
DEFINIÇÃO
O QUE É UM ROBÔ?
?
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…
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:
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.
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
Prismâticas
Movimento linear entre os elos.
Rotacionais
Movimento angular entre os elos.
Robot PUMARobô ST
x0 Y0
Z0
1
0
q1
q2
ARTICULAÇÕES
ESTRUCTURAS CINEMÁTICAS
- Coordenadas cartesianas (PPP)
- Coordenadas cilíndricas (RPP)
- Coordenadas esféricas (RRP)
- Articulados (RRR)
- Tipo SCARA
PPP RPP RRP
RRR SCARA
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
Região do espaço que o robô consegue alcançar com o efetuador final.
Puma (Kawasaki) Vista superior Vista lateral
ÁREA DE TRABALHO
• Pick and place• Continuous path
• Manufacturing processes
• Assembly
• Cleam room
• Medical applications
• Inspection
APLICAÇÕES
LINKS INTERESANTES
http://www.eg.bucknell.edu/~robotics/manufctr.html
http://robot.anu.edu.au/
http://www.din.uem.br/ia/robotica/
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
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.
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.
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
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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
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.
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).
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)
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).
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.
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.
PROGRAMAÇÃO
SOFTWARE WORKSPACE 4.0 (ROBOT SIMULATIONS LTD).
ROBÔS
SCARA
LEGO
ROBIX
Kit didático formado por:
-6 servos-Componentes mecânicas-Software: RASCAL-Vídeo de montagem e Aplicações
ROBÓTICA MÓVEL
TELEOPERAÇÃO