TCC Técnico em Mecatrônica

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO GRANDE DO NORTE

COORDENAÇÃO DO CURSO TÉCNICO EM MECATRÔNICA

CAMPUS PARNAMIRIM

MOISÉS MEDEIROS DE LIMA

ROBÔ MÓVEL AUTÔNOMO SEGUIDOR DE LINHA CONSTRUÍDO COM ALUMÍNIO RECICLADO: MECÂNICA IMPLEMENTADA

PARNAMIRIM-RN

2016


ROBÔ MÓVEL AUTÔNOMO SEGUIDOR DE LINHA CONSTRUÍDO COM

ALUMÍNIO RECICLADO: MECÂNICA IMPLEMENTADA

Relatório de Prática Profissional apresentado ao Curso Técnico Integrado em Mecatrônica do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte, em cumprimento às exigências legais como requisito parcial para a obtenção do título de Técnico em Mecatrônica.

Orientador: Prof. Msc. Victor Costa de Andrade Pimentel

Parnamirim-RN 2016


ROBÔ MÓVEL AUTÔNOMO SEGUIDOR DE LINHA CONSTRUÍDO COM

ALUMÍNIO RECICLADO: MECÂNICA IMPLEMENTADA

Relatório de Prática Profissional apresentado ao Curso Técnico Integrado em Mecatrônica do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte, em cumprimento às exigências legais como requisito parcial para a obtenção do título de Técnico em Mecatrônica.

Aprovado em: ____/____/_______

Nota Final: ___________

_______________________________________________________ Prof. Msc. Victor Costa de Andrade Pimentel

Orientador Matrícula: 2690867

_______________________________________________________ Prof. Dr. Paulo Vitor Silva

Coordenador do Curso Técnico Integrado em Mecatrônica Matrícula: 2691107

Dedico esse trabalho à minha família, que

esteve e continua sempre presente em todos

os momentos de minha vida. Sem seus

incentivos, suas dedicações e seus apoios

seria impossível seguir adiante. Esta

pequena vitória é apenas a primeira de

muitas que iremos conquistar juntos.

AGRADECIMENTOS

A todos os professores do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia

do Rio Grande do Norte (IFRN-Campus Parnamirim) que colaboraram e construíram

bases sólidas no meu desenvolvimento e aprendizagem para o crescimento

profissional. Seus nomes são inesquecíveis e por isso, dedico-lhes minha profunda

admiração e respeito.

A todos aqueles que acreditaram na realização deste trabalho e deram-me

forças e estímulo para dar prosseguimento a esta pesquisa e obter sucesso. Em

especial, o meu orientador, Professor Victor Costa de Andrade Pimentel, e aos meus

companheiros de pesquisa, Samuel Victor Maciel da Silva, Gustavo Vieira Queiroz e

principalmente a Mateus de Assis Silva, que com toda sua paciência me ajudou

bastante na minha formação de aprendizagem.

“A maior recompensa para o trabalho do

homem não é o que ele ganha com isso,

mas o que ele se torna com isso.”

John Ruskin

RESUMO

Apresenta detalhadamente a construção e o desenvolvimento de um robô móvel

autônomo construído com alumínio reciclado, capaz de seguir linha. O projeto teve

início no contexto da disciplina Desenvolvimento de Projeto Integrador do curso

técnico em Mecatrônica, com o intuito de incentivar a pesquisa e inovação por parte

dos alunos. Ao longo de seu desenvolvimento, esse projeto tem sido realizado no

âmbito de editais de pesquisa do IFRN. O robô, cujo objetivo é seguir uma trajetória

pré-determinada demarcada no chão, realiza o processamento de informações

utilizando a placa Arduino (programação em C++), a qual recebe dados de sensores

periféricos (sensor qtr8-rc e de ultrassom) e gera as devidas decisões para o controle

da movimentação do robô. O protótipo é capaz de se deslocar em terrenos redutores

de velocidades e em regiões desconhecidas (em que a linha guia não possa ser

detectada), além de tomar decisões em áreas bifurcadas. Os testes realizados até

então demonstram que o protótipo é capaz de se deslocar seguindo a trajetória

estabelecida e corrigir sua trajetória quando necessário, além de efetuar desvios

quando o caminho está obstruído.

Palavras-Chave: Projeto Integrador, Robótica Móvel, Seguidor de Linha, Arduino.

ABSTRACT

This work has the goal of showing, cautiously, the construction and the development

of a autonomous mobile robot, which is made from recycled alumminium and can

follow a line. This project has begun in a discipline called Desenvolvimento de Projeto

Integrador, current in the Mechatronics course, which encourages students to do

researches and inovation. Across its evolution, the project has been developed through

differents project notices in IFRN. The robot uses Arduino board (C++ programming

language) to processing information and receiving data from peripheral sensors

(ultrassonic and qtr-8rc sensors), besides controls robots' movimentation. The

prototype is able to move in areas with speed bumps and unknown areas (where the

line may not be detected). It is able to follow a predetermined route in the floor and

choosing a path when there is a bifurcation in the route. axis. The tests that was done

show that the prototype can move following the route delineated and set the way right

(when necessary), besides divert when the road is blocked.

Key Words: Integrator Project, Mobile Robotics, Line Follower, Arduino.

LISTAS DE FIGURAS

Figura 1 – Reciclagem de materiais. ......................................................................... 22

Figura 2 – Fundição do Chassi. ................................................................................. 22

Figura 3– Panela de Ferro Utilizada na Fundição. .................................................... 23

Figura 4– Usinagem do chassi. ................................................................................. 24

Figura 5– Chassi Pronto. ........................................................................................... 24

Figura 6– Peças Projetadas Para Construção de Roda Omnidirecional. .................. 25

Figura 7– Suporte de Sensores. ................................................................................ 26

Figura 8– Case Para Bateria. .................................................................................... 26

Figura 9– Tampa de Case. ........................................................................................ 27

Figura 10– Peça de Acoplamento da Garra. ............................................................. 27

Figura 11– Peça de Suporte Para Garra. .................................................................. 28

Figura 12– Robô Montado Com Peças Fabricadas na Impressora 3D. .................... 28

Figura 13 – Robô Seguindo Linha. ............................................................................ 29

Figura 14 – Peça Móvel Adaptada Para Acoplamento de Sensores e Rodas. ......... 29

Figura 15– Ilustração de Cristalização. ..................................................................... 33

Figura 16 – Representação de Contração. ............................................................... 34

Figura 17 – Segregação de Impurezas. .................................................................... 35

Figura 18 – Moldagem em Areia. .............................................................................. 39

Figura 19 – Máquina CNC. ........................................................................................ 44

Figura 20– Representação de Fresa. ........................................................................ 46

Figura 21 – Impressora 3D. ....................................................................................... 46

Figura 22 – Apresentação Arduino Day. ................................................................... 50

Figura 23– Apresentação MNR. ................................................................................ 51

Figura 24 – Protótipo Inicial. ...................................................................................... 52

Figura 25 – Robô Final Destinado a Competição (OBR). .......................................... 53

Figura 26 – Chassi de Fibra de Vidro. ....................................................................... 55

Figura 27– Recorte de Código (PD). ......................................................................... 56

Figura 28 – Robô de Baixo Custo. ............................................................................ 56

Figura 29 - HOSP ...................................................................................................... 58

Figura 30 – AVG Transportando Cargas em Porto. .................................................. 59

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Síntese de Carga horária e Atividades da Etapa 1. ................................. 18



Tabela 4 – Margens Dimensionais Recomendadas Nos Modelos Para Prever a

Contração do Metal ................................................................................................... 37

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

AGV Automated Guided Vehicle

CC Corrente Contínua

IFRN Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande

do Norte

OBR Olimpíada Brasileira de Robótica

MNR Mostra Nacional de Robótica

CNC Comando Número Computadorizado

FANUC Fuji Automatic Numerical Controls

CAD Computer-Aided Design

STL STereoLithography

Si Silício

Mn Manganês

Al Alumínio

CO Monóxido de Carbono

CO2 Dióxido de Carbono

LAN Local Area Network

UFRN Universidade Federal do Rio Grande do Norte

SECITEX Semana de Ciência, Tecnologia e Extensão do Instituto Federal de

Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande

EXPOTEC Exposição Científica, Tecnológica e Cultural

CTI Colégio Técnico Industrial

LARC Latin American and Brazialian Robotics Competition

UESB Universidade Estadual do Sudeste da Bahia

PD Proporcional-Derivativo

HOSP Panasonic Autonomous Delivery Robots

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 14

1.1. JUSTIFICATIVA ......................................................................................................................................... 15 1.2. OBJETIVOS ............................................................................................................................................. 16

2 DADOS GERAIS DA PESQUISA ................................................................................................ 18

2.1. SÍNTESE DE CARGA HORÁRIA E ATIVIDADES .................................................................................................. 18

3 METODOLOGIA ........................................................................................................................... 21

3.1. SOLDAGEM, CONSTRUÇÃO MECÂNICA E USINAGEM APLICADA NA CONSTRUÇÃO DE PEÇAS

METÁLICAS........................................................................................................................................................ 21 3.2. CONSTRUÇÃO DE PEÇAS UTILIZANDO TECNOLOGIA DE IMPRESSÃO 3D ............................................ 25 3.3. INFLUÊNCIA DA ESTRUTURA MECÂNICA NA ELETRÔNICA E PROGRAMAÇÃO DO ROBÔ................ 28

4 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ................................................................................................... 31

4.1. RECICLAGEM DE ALUMÍNIO ................................................................................................. 31

4.2. PROCESSOS DE FUNDIÇÃO ................................................................................................. 32

4.2.1. FENÔMENOS QUE OCORREM DURANTE A SOLIDIFICAÇÃO ..................................... 32

4.2.1.1. Cristalização .............................................................................................................................. 32 4.2.1.2. Contração de Volume ................................................................................................................ 33 4.2.1.3. Concentração de Impurezas ...................................................................................................... 35 4.2.1.4. Desprendimento de Gases ........................................................................................................ 35

4.2.2. TIPOS DE PROCESSOS DE FUNDIÇÃO .......................................................................... 35

4.2.2.1. Projeto da peça ......................................................................................................................... 36 4.2.2.2. Projeto do Modelo .................................................................................................................... 37 4.2.2.3. Confecção do Molde ou Moldagem .......................................................................................... 38 4.2.2.3.1. Moldagem em Areia ............................................................................................................. 38 4.2.2.3.2. Moldagem Pelo Processo CO2 .............................................................................................. 40 4.2.2.3.3. Moldagem em Molde Metálico ............................................................................................ 40 4.2.2.3.4. Fundição por Centrifugação ................................................................................................. 41 4.2.2.3.5. Fundição de Precisão ............................................................................................................ 41 4.2.2.4. Desmoldagem, Limpeza e Rebarbação ..................................................................................... 42 4.2.2.5. Controle da Qualidade das Peças Fundidas .............................................................................. 42

4.3. PROCESSOS DE USINAGEM ................................................................................................ 43

4.3.1. USINAGEM CNC ................................................................................................................. 43

4.3.2. FRESAGEM MECÂNICA .................................................................................................... 45

4.4. IMPRESSÃO 3D ...................................................................................................................... 46

5 DESCRIÇÃO DA PESQUISA ...................................................................................................... 48

5.1. RESULTADOS ......................................................................................................................... 49

5.1.1. EXPOTEC JOÃO CÂMARA ................................................................................................ 49

5.1.2. ARDUÍNO DAY NATAL/RN ................................................................................................ 49

5.1.3. MOSTRA NACIONAL DE ROBÓTICA ............................................................................... 50

5.1.4. SECITEX 2016 ..................................................................................................................... 51

5.1.5. OBR 2016 ............................................................................................................................ 51

5.2. FASES DE DESENVOLVIMENTO DO ROBÔ ........................................................................ 52

5.2.1. PROTÓTIPO INICIAL DESENVOLVIDO NO PROJETO INTEGRADOR .......................... 52

5.2.2. EVOLUÇÃO DO PROTÓTIPO COM NOVAS FUNCIONALIDADES PARA COMPETIR NA OBR 2016 52

6 TRABALHOS RELACIONADOS ................................................................................................. 54

6.1. MECÂNICA............................................................................................................................... 54

6.2. ELETRÔNICA E PROGRAMAÇÃO ......................................................................................... 55

6.3. BAIXO CUSTO ......................................................................................................................... 56

7 CONSIDERAÇÕES FINAIS ......................................................................................................... 57

7.1. TRABALHOS FUTUROS ......................................................................................................... 57

7.1.1. APLICAÇÕES EM AMBIENTES HOSPITALARES ........................................................... 58

7.1.2. APLICAÇÕES NO TRANSPORTE DE CARGAS .............................................................. 58

REFERÊNCIAS ..................................................................................................................................... 60

ANEXO A – DECLARAÇÃO DE PARTICIPAÇÃO NO PROJETO DE PESQUISA “PROTÓTIPO DE UM ROBÔ SEGUIDOR DE LINHA” NO EDITAL 12/2015-PROPI/IFRN-FLUXO CONTÍNUO ........... 64

ANEXO B - DECLARAÇÃO DE PARTICIPAÇÃO NO PROJETO DE PESQUISA “EVOLUÇÃO DO PROTÓTIPO DE UM ROBÔ MÓVEL AUTÔNOMO SEGUIDOR DE LINHA” NO EDITAL 01/2016-PROPI/IFRN-FLUXO CONTÍNUO ........................................................................................................ 66

ANEXO C - DECLARAÇÃO DE PARTICIPAÇÃO NO PROJETO DE PESQUISA “EVOLUÇÃO DO PROTÓTIPO DE UM ROBÔ MÓVEL AUTÔNOMO SEGUIDOR DE LINHA DE BAIXO CUSTO CONSTRUÍDO COM ALUMÍNIO RECICLADO” NO EDITAL 06/2016-DESENVOLVIMENTO DE PROJETOS DE PESQUISA ................................................................................................................. 68

ANEXO D – CERTIFICADO DE PARTICIPAÇÃO DA IV EXPOTEC DO IFRN – CAMPUS JOÃO CÂMARA, NA MODALIDADE DE APRESENTAÇÃO ORAL INTITULADA “PROTÓTIPO DE MESA INTELIGENTE PARA O AUXÍLIO HOSPITALAR”.............................................................................. 70

ANEXO E – CERTIFICADO DE PARTICIPAÇÃO DA MOSTRA NACIONAL DE ROBÓTICA NA MODALIDADE DE EXPOSITOR APRESENTANDO O TRABALHO “PROTÓTIPO DE UM ROBÔ MÓVEL SEGUIDOR DE LINHA DE BAIXO CUSTO CONSTRUÍDO COM ALUMÍNIO RECICLADO”. ............................................................................................................................................................... 72

ANEXO F – CERTIFICADO DE PARTICIPAÇÃO DA II SEMANA DE CIÊNCIA, TECNOLOGIA E EXTENSÃO DO INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO GRANDE DO NORTE - IFRN ............................................................................................................... 74

ANEXO G – CERTIFICADO DE PARTICIPAÇÃO DA OLIMPÍADA BRASILEIRA DE ROBÓTICA 2016 ....................................................................................................................................................... 76

14

1 INTRODUÇÃO

Tradicionalmente, as aplicações da robótica estavam concentradas no setor

da indústria com a utilização de robôs manipuladores, que proporcionaram uma

crescente flexibilização da produção. Essa conFiguração cria o conceito de célula de

fabricação robotizada. Tais células de fabricação, no entanto, limitavam-se às

características dos manipuladores empregados.

Uma das limitações dos manipuladores estava relacionada à sua área

geográfica de atuação, havendo a necessidade do transporte de materiais,

equipamentos e outros suprimentos até as células de fabricação robóticas. Diante

dessa demanda produtiva, são direcionados investimentos para a estruturação dos

ambientes industriais voltados ao desenvolvimento de novos sistemas robóticos

capazes de se locomover na fábrica [1].

Nesse contexto, surgem os veículos guiados automaticamente (ou AGVs -

Automated Guided Vehicle), caracterizados por serem máquinas autônomas capazes

de transportar e manusear cargas, e de se deslocar em trajetos pré-definidos, de

forma independente, sem a necessidade de um condutor humano. O emprego de

sistemas que utilizam algum tipo de guia – como canaletas, fitas refletoras nas

paredes, e fitas magnéticas ou coloridas no piso – para o deslocamento dos robôs

pelo chão de fábrica é ainda comum nos dias de hoje [2].

A versatilidade dos AVGs, aliada ao crescente interesse por aplicações da

robótica em setores não industriais, onde a estruturação do entorno acaba não sendo

viável, despertou para a necessidade de se agregar um maior grau de inteligência e

percepção a esses veículos, com o intuito de dar-lhes um propósito mais geral, capaz

de adaptar-se a outras classes de ambiente. Essa ideia está associada à definição de

robôs móveis, que envolve um conhecimento incerto do ambiente mediante as

informações captadas através de sensores e do estado atual do veículo [3].

Com os avanços tecnológicos ocorridos nas últimas décadas, é cada vez mais

comum o emprego da robótica móvel para a execução das mais variadas tarefas em

diversas áreas, como: a indústria, laboratórios farmacêuticos, salas cirúrgicas, no

auxílio às atividades cotidianas de pessoas com necessidades especiais e, até

15

mesmo, na busca por sobreviventes em zonas de desastres naturais, dentre outras

[1].

Envolvendo essa crescente área da robótica, foi desenvolvido, no âmbito do

Edital 12/2015- PROPI/IFRN-Fluxo Contínuo - Edital de Fluxo Pesquisa/Inovação

Contínuo do IFRN campus Parnamirim, o projeto intitulado "Protótipo de um Robô

Seguidor de Linha", que resultou na construção de um veículo autoguiado capaz de

percorrer uma trajetória plana a partir da detecção de um padrão visual no chão. Para

tanto, utiliza-se de sensores compostos por diodos emissores de luz infravermelha e

fototransistores, motores CC e de um circuito de controle digital baseado em Ponte H

e na interface de desenvolvimento Arduino.

Para dar continuidade ao referido protótipo, foram desenvolvido novas

funcionalidades em um novo projeto de pesquisa de caráter voluntário do Edital

01/2016-PROPI/IFRN-Fluxo Contínuo - do IFRN campus Parnamirim, através do qual

foram desenvolvidas atividades visando agregar ao robô seguidor de linha construído

no projeto anterior novas funcionalidades e capacidades, tendo em vista sua evolução

no sentido de realizar novos tipos de tarefas, como: deslocar-se em terrenos redutores

de velocidade e em regiões de subida, atravessar regiões desconhecidas (em que a

linha guia não possa ser detectada) e de identificar, agarrar e transportar objetos até

uma área específica.

Esse trabalho objetiva descrever as atividades desenvolvidas ao longo do

projeto supracitado, dando ênfase às tarefas relacionadas à construção da parte

mecânica do robô desenvolvido. Para tanto, encontra-se organizado da seguinte

forma: na seção 2 se encontra os dados gerais da pesquisa. A seção 3 explicita como

foi a execução e construção do projeto pesquisa, e quais materiais foram utilizados no

processo. Em seguida, a seção 4 onde é apresentada a fundamentação teórica acerca

dos temas envolvidos no trabalho. A seção 5 traz a descrição da pesquisa. A seção 6

mostra trabalhos relacionados ao projeto. Por fim, encontra-se na seção 7 as

considerações finais deste documento.

1.1. JUSTIFICATIVA

Diante da tendência mundial de expansão da área de pesquisa em robótica,

16

o Brasil apresenta ainda um considerável deficit nesse eixo tecnológico estratégico e

de imenso potencial para a geração de empregos, técnicas, tecnologias e produtos.

Isso acontece principalmente em função da falta de incentivo à formação de recursos

humanos na área [4].

Dessa forma, a utilização da robótica como ferramenta no processo de ensino-

aprendizagem, através do desenvolvimento de projetos e pesquisa, se caracteriza em

um impactante fator de promoção dessa tecnologia, bem como de atendimento à

demanda por mão de obra qualificada, na medida que contribui para incentivar os

alunos a desenvolverem-se para atuar nessa área.

Além disso, com o intuito de promover um estímulo, em âmbito nacional, à

utilização de tecnologias robóticas na indústria, comércio, serviços e também no

ambiente doméstico, como também estimular os estudantes à carreira técnico-

científica, existem ainda iniciativas como a Olimpíada Brasileira de Robótica (OBR) [4]

e a Mostra Nacional de Robótica (MNR) [5], dentre outras, que buscam divulgar a

robótica e suas aplicações, buscando estimular e conscientizar a sociedade brasileira

para a utilização dessa tecnologia.

O crescente investimento e interesse em robótica industrial, comercial, ou

ainda na área de robótica residencial, por exemplo, tem se mostrado como

promissoras opções de mercado [6].Portanto, considerando-se o âmbito da robótica

móvel, e tendo em vista que o robô seguidor de linha foi desenvolvido sob uma

arquitetura flexível, utilizando a plataforma Arduino, o leque de suas possíveis

aplicações para a geração de um produto se torna amplo.

1.2. OBJETIVOS

São apresentados, a seguir, os objetivos desse trabalho para o

desenvolvimento do protótipo de um robô móvel autônomo, conhecido também como

veículo automaticamente guiado (AGV), com o intuito de torná-lo capaz de percorrer

um caminho através de um padrão visual e realizar tarefas a partir da leitura de

sensores.

Objetivo Geral

O objetivo geral deste trabalho se conFigura no desenvolvimento do projeto e

17

construção mecânica da estrutura necessária para a fabricação do protótipo de um

robô seguidor de linha, observando-se as especificidades funcionais desse robô para

a obtenção de peças otimizadas e adaptadas às capacidades que deverão ser

desenvolvidas pelo protótipo, de modo que ele seja capaz de movimentar-se através

de uma trajetória demarcada por uma faixa escura, utilizando sensores, motores CC

e um circuito de controle baseado em ponte H e Arduino, podendo ainda desenvolver

outras tarefas, como: deslocar-se em terrenos redutores de velocidade e em regiões

de subida, atravessar regiões desconhecidas (em que a linha guia não possa ser

detectada) e de identificar, agarrar e transportar objetos até uma área específica,

apresentando resultados confiáveis, com qualidade e baixo custo.

Objetivos Específicos

Elaborar projeto do chassi mecânico para o robô;

Realizar aquisição dos materiais de alumínio a serem reciclados;

Realizar procedimentos de fundição para obtenção da estrutura do

chassi;

Trabalhar com procedimentos de CNC e fresagem mecânica para dar

acabamento a estrutura do chassi;

Projetar um circuito capaz de executar as funções propostas;

Planejar e executar estruturas de acoplamento para localização dos

sensores;

Fazer testes e novas modificações.

18

2 DADOS GERAIS DA PESQUISA

A execução das etapas do projeto descrito no presente relatório, foram

registradas junto à coordenação de pesquisa do IFRN-Campus Parnamirim em editais

distintos. Abaixo são apresentados os detalhes referentes a cada uma dessas etapas.

Etapa 1:

Edital: Edital 12/2015-PROPI/IFRN-Fluxo Contínuo

TÍTULO DO PROJETO: Protótipo de um Robô Seguidor de Linha

PERÍODO DE REALIZAÇÃO: De 01/09/2015 a 31/05/2016

TOTAL DE HORAS: 302,4 horas.

Etapa 2:

Edital: Edital 01/2016-PROPI/IFRN-Fluxo Contínuo

TÍTULO DO PROJETO: Evolução do Protótipo de um Robô Móvel Autônomo

Seguidor de Linha


TOTAL DE HORAS: 210 horas.

Etapa 3:

Edital: Edital 06/2016 - Desenvolvimento de Projetos de Pesquisa

TÍTULO DO PROJETO: Evolução do Protótipo de um Robô Móvel Autônomo

Seguidor de Linha de Baixo Custo Construído com Alumínio Reciclado


TOTAL DE HORAS: 137,6 horas.

2.1. SÍNTESE DE CARGA HORÁRIA E ATIVIDADES

Tabela 1 – Síntese de Carga horária e Atividades da Etapa 1.

CARGA HORÁRIA ATIVIDADES DESENVOLVIDAS

De 01/09/2015 até

30/09/2015

Revisão de trabalhos semelhantes

desenvolvidos para inspirar a arquitetura

19

da malha de controle.

De 01/09/2015 até

30/09/2015 Levantamento de Material

De 21/09/2015 até

21/10/2015

Prototipagem básica da malha de controle

para guia.

De 01/10/2015 até

21/10/2015

Detecção de padrões para tomadas de

decisões

De 01/10/2015 até

30/10/2015 Tracionamento do Protótipo

De 01/11/2015 até

30/11/2015 Integração dos Módulos

De 01/12/2015 até

15/12/2015 Ajustes e Correções

De 16/12/2015 até

23/12/2015 Projeto do Chassi

Aquisição de insumos para fabricação

própria

De 01/02/2016 até

15/02/2016

De 01/02/2016 até

29/02/2016 Fundição do chassi

De 01/03/2016 até

15/04/2016 Integração final dos módulos

De 01/04/2016 até

31/05/2016 Ajustes Finais e Conclusão

20



De 30/05/2016 até

15/06/2016

Realizar levantamento de material e

componentes necessários.

De 23/05/2016 até

22/06/2016

Modificações no mecanismo de

locomoção do robô.

De 20/06/2016 até

20/07/2016 Transporte de objetos.

De 04/07/2016 até

12/08/2016

Ajustes e correções.

De 17/10/2016 até

08/03/2017

Desenvolver estudo de casos de

aplicação do robô.



De 20/09/2016 até

20/10/2016

Implementação de modificações e

melhoramentos no mecanismo de

locomoção do robô.

De 20/10/2016 até

20/12/2016 Localização em área conhecida.

De 21/11/2016 até

20/12/2016

Transporte de objetos.

21

3 METODOLOGIA

Ao longo do desenvolvimento das fases do projeto foi aplicada uma

metodologia integrada a partir dos conteúdos de disciplinas do curso técnico em

mecatrônica como, por exemplo: materiais de construção mecânica e processos de

usinagem, soldagem, eletrônica, microcontroladores, desenho técnico mecânico,

metrologia e instrumentação.

A seguir, serão apresentadas as atividades desenvolvidas, organizadas por

área, destacando-se os procedimentos e métodos utilizados, bem como as

dificuldades enfrentadas e soluções encontradas.

3.1. SOLDAGEM, CONSTRUÇÃO MECÂNICA E USINAGEM APLICADA NA

CONSTRUÇÃO DE PEÇAS METÁLICAS

Para um desenvolvimento correto do chassi a ser utilizado, foram aplicados

conhecimentos relacionados às disciplinas de soldagem e usinagem mecânica.

Como visto teoricamente na disciplina de Materiais de Construção Mecânica,

para que seja construída uma peça metálica utilizando o processo de fundição em

molde de areia é necessário um molde padrão do objeto (peça desejada) e um molde

construído em areia. Assim sendo, foi criado um modelo padrão, utilizando papelão

coberto com massa corrida.

Concluído este modelo, iniciou se a coleta de materiais de alumínio -

especialmente latinhas de refrigerante, por meio de coleta seletiva dentro do campus

- para a realização da fundição. A coleta foi realizada através da distribuição de cestos

de lixo identificados na cantina do instituto, conforme apresentado na Figura 1.

22

Figura 1 – Reciclagem de materiais.

FONTE: AUTORIA PRÓPRIA.

Depois da arrecadação de alumínio foi construído um molde em areia,

seguindo as premissas da construção de moldes em areia verde (argila e areia fina

peneirada), conforme está ilustrado na Figura 2, para a confecção do chassi. Logo em

seguida, com o material já obtido, realizamos a fundição, auxiliada por um maçarico

no laboratório de soldagem da própria instituição.

Figura 2 – Fundição do Chassi.


Para o derretimento do alumínio, foi preciso uma panela com maior ponto de

fusão em relação ao alumínio. O ponto de fusão do alumínio é cerca de 660 graus

Celsius, para descobrir qual material suportava essa temperatura, foi feita uma

23

pesquisa de materiais e foi observado que uma panela de ferro era o necessário, já

que o ponto de fusão do ferro é de aproximadamente 1538 graus Celsius [7].

Na confecção da panela de ferro, foi utilizado um cano de ferro (de 13 cm de

diâmetro), onde foi serrado o tamanho necessário (17 cm), soldou-se uma chapa de

ferro para fazer um fundo e também uma barra para servir como haste de suporte,

conforme podemos ver na Figura 3.

Figura 3– Panela de Ferro Utilizada na Fundição.


O alumínio derretido foi então depositado no molde de areia, gerando assim

a peça bruta. Alguns conhecimentos relativos à disciplina de soldagem se fizeram

presentes nessa fase devido a sua aplicação prática, como por exemplo a questão de

usar o maçarico, pois existe todo um procedimento que vai desde acendê-lo até a

regulagem da chama.

Para a correção de falhas e defeitos mecânicos, a peça foi submetida a 3

sessões de usinagem, como: fresamento CNC, fresamento mecânico manual e a

limagem de rebarbas. A Figura 4 mostra algumas destas sessões, onde se utilizou

uma fresadora mecânica e uma fresadora CNC - os quais foram muito eficientes,

demonstrando resultados notáveis, como por exemplo um bom acabamento na

superfície.

24

Figura 4– Usinagem do chassi.


Nessa etapa de acabamento foram exercitados conhecimentos da disciplina

de Comando Numérico Computadorizado. Os conhecimentos geométricos e

matemáticos referentes a disciplina de Processos de Usinagem foram exercitados,

pois a programação de Torno e Fresa CNC necessita de tais conceitos, como por

exemplo conceitos de programação FANUC, cálculos para obtenção de coordenadas,

entre outros.

Terminada a usinagem, o chassi foi pintado com uma tinta verniz preta,

conforme podemos ver na Figura 5. Em seguida foram realizadas as medições

necessárias para o acoplamento do circuito em seu esqueleto.

Figura 5– Chassi Pronto.


25

3.2. CONSTRUÇÃO DE PEÇAS UTILIZANDO TECNOLOGIA DE IMPRESSÃO

3D

Utilizando se a ferramenta CAD - Computer-Aided Design - foram

desenvolvidas peças com dimensões estruturais adequadas a aplicações no robô

móvel. Isto é, aplicando se novamente conceitos geométricos, como por exemplo,

área, volume e conceitos trigonométricos (desenvolvidos na disciplina Desenho

Técnico Mecânico e Metrologia), foi possível construir componentes estruturais

necessários ao acoplamento de elementos sensores.

Para que se produzisse as peças desenvolvidas, foi utilizado impressão 3d com

polímero ABS, o software utilizado para projetar essas peças foi o AutoCAD e o

formato em que foram gerado os arquivos foi em .stl(.stl - STereoLithography), pois é

a extensão compatível com a máquina que temos no campus.

Algumas peças fabricadas serão apresentadas a seguir.

A Figura 6 apresenta peças desenvolvidas para a construção de uma roda

omnidirecional fabricada para a utilização do robô.

Figura 6– Peças Projetadas Para Construção de Roda Omnidirecional.

FONTE: [32].

A Figura 7 que vemos abaixo, é uma peça de acoplamento de vários sensores,

entre eles: o sensor de linha (QTR 8RC), sensores de cor (TCS 230) e o sensor de

ultrassom (SR04).

26

Figura 7– Suporte de Sensores.

FONTE: AUTORIA PRÓPRIA

A Figura 8, abaixo, foi uma espécie de case desenvolvida para organizar melhor

os componentes eletrônicos, entre eles, as baterias de LiPo, que foram alocadas no

compartimento interior da peça; a ponte h e o Arduino, que foram alocados na parte

superior. Já a peça da Figura 9 servia de acoplamento da case, fazendo assim uma

tampa.

Figura 8– Case Para Bateria.


27

Figura 9– Tampa de Case.


A Figura 10 mostra uma peça desenvolvida com o propósito de fixar a garra

mecânica ao chassi.

Figura 10– Peça de Acoplamento da Garra.


A Figura 11 é uma ilustração de uma peça que serviu como uma superfície para

aumentar a área de captura da vítima (representada por uma esfera de isopor com

diâmetro de 5 cm) no desafio da competição.

28

Figura 11– Peça de Suporte Para Garra.


A Figura 12 abaixo apresenta o robô já com todas as peças fixadas em sua

estrutura, bem como os sensores e atuadores acoplados.

Figura 12– Robô Montado Com Peças Fabricadas na Impressora 3D.


3.3. INFLUÊNCIA DA ESTRUTURA MECÂNICA NA ELETRÔNICA E

PROGRAMAÇÃO DO ROBÔ

As características de alguns sensores determinavam questões mecânicas,

como por exemplo as distâncias mínimas dos sensores utilizados para a execução

das atividades propostas. A Figura 13 ilustra a dificuldade de acoplamento do sensor

29

de linha, uma vez que a distância máxima para uma efetiva leitura da linha desse

sensor é de 9 mm, ou seja, ele deve ser posicionado a uma altura em relação ao chão

de no máximo 9mm.

Figura 13 – Robô Seguindo Linha.


Para tal dificuldade, foi desenvolvida uma estrutura que ficou localizada à frente

do robô, onde ficava acoplado o sensor de linha, de modo que sua distância com

relação ao solo pôde ser mantida dentro dos limites exigidos, como mostra a Figura

14.

Figura 14 – Peça Móvel Adaptada Para Acoplamento de Sensores e Rodas.


30

Algumas implicações mecânicas foram observadas com relação ao

posicionamento de sensores e outros componentes do robô, de modo que a

realização de modificações mecânicas influenciavam a definição da estrutura do

código de programação, em função do tempo de resposta da leitura de sensores,

processamento do Arduino, de range dos sensores, resposta do controlador

proporcional-derivativo, acionamento dos atuadores, entre outros.

Para desenvolver o software que controla o robô, definiu-se uma ordem de

procedimentos que irão manter o sensor sobre a linha.

O código inicia com a inclusão de bibliotecas, definição de constantes,

calibração de sensores, configuração de pinos, inicialização da comunicação serial e

declaração de funções e variáveis.

Foram utilizados sensor de linha, sensores ultrassônicos, sensores de rotação

(encoders) e sensores de cor, buscando-se alcançar os objetivos definidos para as

funcionalidades do robô.

A leitura do sensor ultrassônico permite verificar a existência de algum

obstáculo próximo diante do robô e, caso exista, será iniciada a sequência de desvio,

caso contrário, o código irá executar a função seguir linha, que consistem em

determinar a posição da linha a partir da leitura do sensor de linha, bem como da

verificação do tempo de resposta para detecção do sinal infravermelho refletido.

A partir daí, calcula-se a distância entre o centro do robô e a linha,

determinando-se a diferença de velocidades entre os motores em função da distância

e calculando-se as velocidades de cada motor. Verifica-se também se estas não

ultrapassam a velocidade máxima atingível (realizando as devidas correções, caso

seja necessário) e, por fim, são enviados sinais de controle ao driver da ponte H

aplicando-se uma velocidade e sentido de rotação em cada motor.

31

4 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

4.1. RECICLAGEM DE ALUMÍNIO

O alumínio é um metal reciclável que gera bom retorno financeiro para os

trabalhadores e empresas que atuam nesta área. O processo de reciclagem consiste

na reutilização do alumínio para a confecção de novos produtos.

Grande parte do alumínio que é reciclado no Brasil tem como origem as latas

de refrigerantes, cervejas e sucos [8]. Porém, outros produtos fabricados de alumínio

podem ser reciclados como, por exemplo, esquadrias, janelas, portas, componentes

de eletrodomésticos, sobras das indústrias, estruturas de boxes, cadeiras, mesas e

etc.

As latas de alumínio são usadas em larga escala pelas indústrias. Caso estas

latinhas não fossem recicladas, seus prováveis destinos de descarte seriam os aterros

sanitários ou, na pior das hipóteses, rios e terrenos. Como elas levam entre 100 e 500

anos para se decompor no solo, a poluição gerada por elas seria imensa com grandes

prejuízos ambientais [8]. Portanto, a reciclagem destas latas é de fundamental

importância para o meio ambiente.

Além das vantagens para o meio ambiente, tem também as vantagens sociais

e econômicas, pois milhares de catadores de materiais recicláveis, organizados em

cooperativas, vivem atualmente desta atividade. Grande parte da renda destes

trabalhadores tem como origem a reciclagem de latinhas de alumínio. Portanto, esta

atividade é importante na geração de emprego e renda no Brasil. Vale lembrar também

que há no Brasil muitas empresas de reciclagem de alumínio. Estas empresas

também geram muitos empregos [8].

Vale ressaltar ainda que o processo de reciclagem de alumínio é muito mais

barato e consome menos energia do que a produção primária deste metal (usando a

mineração da bauxita, que é a matéria-prima [8]).

32

4.2. PROCESSOS DE FUNDIÇÃO

A transformação dos metais e ligas metálicas em peças de uso industrial pode

ser realizada por intermédio de inúmeros processos, a maioria dos quais tendo como

ponto de partida o metal líquido ou fundido, que é derramado no interior de uma fôrma,

cuja cavidade é conformada de acordo com a peça que se deseja produzir. Essa fôrma

é chamada “molde” [9].

Na metalurgia, a fundição é o processo de colocar metal líquido em um molde

e depois permitir que resfrie e solidifique. A parte solidificada é conhecida como peça

fundida, que é tirada do molde ou tem o molde quebrado para completar o processo.

A fundição é mais frequentemente usada para fazer peças complexas que seriam

difíceis ou mais caras de se fazer por outros métodos. Os processos de fundição são

conhecidos há milhares de anos, e amplamente utilizados em esculturas,

especialmente em bronze, jóias em metais preciosos, armas e ferramentas [9].

O processo de fusão se dá pelo aquecimento da matéria prima até atingir seu

ponto de liquefação. Após derretida será escoada ou injetada, no molde. Uma vez

resfriada, a matéria prima solidifica-se tomando a forma em positivo [9].

Antes de serem descritos os vários processos correspondentes a essa técnica,

ou seja, à fundição, serão citados os vários fenômenos estudados que podem ocorrer

durante a solidificação do metal líquido no interior dos moldes. O estudo desses

fenômenos é importante, pois eles podem ocasionar o aparecimento de

heterogeneidades, as quais, se não forem adequadamente controladas, podem

prejudicar a qualidade das peças fundidas e provocara sua rejeição.

4.2.1. Fenômenos que Ocorrem Durante a Solidificação

Esses fenômenos são: cristalização, contração de volume, concentração de

impurezas e desprendimento de gases [9].

4.2.1.1. Cristalização

A cristalização consiste no aparecimento das primeiras células cristalinas

unitárias, as quais servem como núcleos para o desenvolvimento posterior ou

33

crescimento dos cristais, dando, finalmente, origem aos grãos definitivos e a estrutura

granular típica dos metais [9].

Esse crescimento os cristais não ocorrem de maneira uniforme, ou seja, a

velocidade de crescimento não é a mesma em todas as direções. Além disso, no

interior dos moldes, o crescimento é limitado pelas paredes. Na Figura 15 é

apresentado o resultado dos aspectos dos grãos cristalinos e núcleos metálicos, onde

a imagem (a) mostra a dendrita originada na solidificação, a imagem (b) mostra as

formas que os grãos adquirem durante a solidificação e a imagem (c), mostra o efeito

dos cantos na cristalização.

Figura 15– Ilustração de Cristalização.

FONTE: TECNOLOGIA MECÂNICA II [9].

4.2.1.2. Contração de Volume

Durante a solidificação dos metais, podem ocorrer três tipos de contrações:

Contração Líquida: Correspondente ao abaixamento da temperatura até o

início da solidificação;

Contração de Solidificação: Correspondente à variação de volume que ocorre

34

durante a mudança do estado líquido para o sólido.

Contração Sólida: Correspondente à variação de volume que ocorre já no

estado sólido, desde a temperatura de fim de solidificação até a temperatura

de ambiente.

A contração pode ser expressa em porcentagem de volume ou linearmente. No

caso da contração sólida, varia de acordo com a liga utilizada, ou seja, deve ser

considerada no projeto do modelo (molde). Esse fenômeno, dá origem a uma

heterogeneidade chamada de vazio ou chupagem [9], como ilustrado na imagem

abaixo.

Na Figura 16, pode-se observar uma representação esquemática do fenômeno

de contração, como o vazio ou “chupagem”. Na imagem (a), observa-se o recipiente

com o metal inteiramente líquido, já na imagem (b), a solidificação tem início nas

bordas, onde a temperatura é mais baixa e caminha em direção ao centro. Na imagem

(c) acontece o fim da solidificação e por fim na imagem (d) acontece a contração

sólida.

Figura 16 – Representação de Contração.


Os vazios podem ficar localizados na parte interna das peças, próximos à

superfície, porém invisíveis externamente.

A contração sólida pode provocar defeitos internos, como vazio, trincas a

quente (fissuração formada a altas temperaturas, onde o metal tem coerência, mas é

completamente frágil) e tensões residuais (tensões elásticas existentes em um corpo

sem a existência de carregamentos externos ou gradientes de temperatura [9]).

35

4.2.1.3. Concentração de Impurezas

As impurezas nas ligas apresentam comportamento diferente se a liga estiver

no estado líquido ou no sólido. No estado líquido as impurezas são totalmente

dissolvidas, homogêneas. No estado sólido elas são menos solúveis, como por

exemplo o ferro-carbono que contêm, como impurezas o fósforo e o enxofre [9]. Nesse

caso, fica acumulado nas regiões em que a solidificação ocorreu por último e é

chamado de segregação [9]. A Figura 17 ilustra um exemplo de segregação.

Figura 17 – Segregação de Impurezas.


4.2.1.4. Desprendimento de Gases

O fenômeno do desprendimento de gases é mais comum nas ligas ferro-

carbono. O oxigênio dissolvido na liga tende a se combinar com o carbono, formando

CO2, facilmente eliminado enquanto a liga estiver no estado líquido [9].

Porém, conforme a viscosidade aumenta durante a solidificação, este gás tende

a ficar retido na peça, formando bolhas (vazios). Isso se dá ao fato do oxigênio reagir

de preferência com os elementos Si, Mn e Al, formando óxidos sólidos, impedindo,

assim que o oxigênio reaja com o carbono formando os gases CO e CO2 [9].

4.2.2. Tipos de Processos de Fundição

As peças obtidas por fundição são utilizadas em grande quantidade em

equipamento de transporte, construção, comunicação, geração de energia elétrica,

mineração, agricultura, máquinas operatrizes, enfim, na indústria em geral, devido às

36

vantagens que os processos de fundição oferecem.

A fundição permite a fabricação de peças praticamente de qualquer forma,

com pequenas limitações, forma e complexidade. Além disso, é um processo bem

mais barato em comparação a outros, dependendo da complexidade da fundição [9].

A fundição abrange uma série de processos, como:

● Fundição por gravidade;

● Fundição sob pressão;

● Fundição por centrifugação;

● Fundição de precisão;

● Confecção do molde (moldagem);

● Fusão do metal;

● Vazamento no molde;

● Limpeza e rebarbação;

● Controle de qualidade.

Geralmente, as etapas a serem seguidas para a confecção de uma peça são

essas:

● Desenho da peça;

● Projeto do modelo;

● Confecção do modelo (modelagem);

4.2.2.1. Projeto da peça

No projeto de peça a ser fundida, devem ser considerados os fenômenos que

ocorrem na solidificação do metal no molde, para que eventuais defeitos sejam

evitados. Tais como: evitar variações bruscas de seções e cantos vivos, considerar

uma espessura mínima de paredes, evitar fissuras de contração do metal durante a

solidificação, entre outros [9].

37

4.2.2.2. Projeto do Modelo

O modelo geralmente é feito em madeira, resina ou materiais de fácil

usinagem. Podem ser construído em peça única (para peças grandes) ou montado

em placas (para a produção em série e de peças pequenas, facilitando o uso de

máquinas de moldar [9]).

As seguintes recomendações devem ser consideradas na hora da confecção

do modelo:

Contração do metal ao solidificar. Ou seja, as dimensões do modelo devem ser

maiores que as da peça. Os valores dependerão do metal ou liga a ser fundido,

conforme apresentado na Tabela 4.

Tabela 4 – Margens Dimensionais Recomendadas Nos Modelos Para Prever

a Contração do Metal

Ligas fundidas Dimensão do modelo

(cm)

Contração aproximada

mm/cm

Ferro fundido cinzento

Aço fundido

Ferro maleável

Alumínio

Magnésio

Latão

Bronze

Até 60

De 63,5 a 120

Acima de 120

Até 60

De 63,5 a 183

Acima de 183

-

Até 120

De 124 a 183

Acima de 183

Até 48

Acima de 48

-

-

0,1

0,08

0,07

0,2

0,15

0,13

0,01 a 0,10

dependendo da

espessura da secção

0,13

0,12

0,10

0,28

0,13

0,15

0,1 a 0,2

38

Eliminar rebaixos e detalhes que dificultam a moldagem;

Acrescentar sobremetal para posterior usinagem de acabamento.

4.2.2.3. Confecção do Molde ou Moldagem

O molde é um recipiente que contém em seu interior a cavidade ou as

cavidades com a forma da peça que será fundida, dentro da(s) qual(is) será vazado o

metal líquido [9].

A etapa de moldagem permite distinguir vários tipos de processos de fundição:

● Moldagem em molde de areia ou temporário por gravidade:

• Areia Verde;

• Areia Seca;

• Areia-Cimento;

• Areia de Macho.

● Moldagem em molde metálico ou permanente:

• Por Gravidade;

• Sob Pressão.

● Moldagem pelo processo de CO2;

● Fundição por centrifugação;

● Fundição de precisão;

• Em casca;

• Cera perdida (de investimento).

4.2.2.3.1. Moldagem em Areia

No processo de fundição por moldagem em areia, o molde confeccionado

deve observar os seguintes requisitos:

39

● Resistência para suportar o peso do metal líquido;

● Resistência à ação erosiva do metal líquido;

● Gerar a menor quantidade possível de gases;

● Facilitar a saída dos gases gerados para a atmosfera.

Um elemento que constitui esse processo é a caixa de moldagem, que se

conFigura numa estrutura, geralmente metálica, com resistência suficiente para

suportar o socamento da areia na operação de moldagem, bem como a pressão do

metal líquido durante a fundição [9]. Normalmente essa caixa é construída em duas

partes, ilustradas no exemplo da Figura 18, a seguir, em suas caixas: superior e

inferior.

Figura 18 – Moldagem em Areia.


Pode-se observar na Figura os elementos conhecidos como pinos e orelhas,

que servem para a centragem das partes da caixa e da placa do modelo.

Moldagem em areia verde

Esse tipo de processo de fundição consiste em compactar (manualmente ou

com máquina de moldar) uma mistura refratária chamada areia de fundição (composta

de areia silicosa, argila e água) sobre o modelo colocado ou montado na caixa de

moldar [9].

40

Moldagem em areia seca ou em molde “estufado”

Neste caso, a areia deve conter aditivos orgânicos para melhorar suas

características. A secagem é feita em estufas entre 150°C e 250°C [9]. Suas

vantagens são: maior resistência à pressão do metal líquido, maior estabilidade

dimensional, maior dureza e melhor acabamento das peças fundidas.

Moldagem em areia-cimento

O processo de fundição com moldagem em areia-cimento apresenta vantagens

semelhantes às dos moldes estufados e é empregada para peças médias e grandes.

4.2.2.3.2. Moldagem Pelo Processo CO2

Nesse tipo de processo de fundição os moldes são confeccionados em areia

aglomerada com silicato de sódio (2,5 a 6,0% em peso). Depois de compactados, são

submetidos a um tratamento com CO2, que consiste na passagem de um fluxo deste

gás através de sua seção transversal com a reação entre o CO2 e o silicato de sódio

formando sílica-gel [9], carbonato de sódio e água, resultando num endurecimento do

molde em tempo relativamente curto. É dispensado o tratamento em estufa, obtendo-

se resistência e durezas elevadas.

4.2.2.3.3. Moldagem em Molde Metálico

Molde permanente por gravidade

No caso do processo de fundição com o emprego de molde metálico

permanente por gravidade, normalmente, o vazamento do metal é feito pela parte

superior do molde. No entanto, podem ser usados também moldes com enchimento

pelo fundo através de canais de vazamento. Os moldes permanentes mistos possuem

uma parte metálica chamada de coquilha e tem como característica a solidificação

mais rapidamente, fazendo com que adquire uma camada mais dura e de alta

resistência ao desgaste [9].

No caso do molde permanente por gravidade é utilizado para vários outros

41

tipos de peças, onde o molde é composto por duas ou mais partes que, quando

fechadas, formam a cavidade correspondente à forma da peça desejada.

Fundição sob pressão

No caso da utilização de molde metálico com fundição sob pressão, o metal

líquido é forçado (sob pressão) a entrar na cavidade do molde, chamado neste caso

de matriz (metálica, permanente). Esse processo permite a fabricação de peças mais

complexas e de paredes mais finas que os processos por gravidade [9].

A Matriz pode ser fria ou aquecida à temperatura de vazamento. Possui canais

para saída de ar e para garantir o total preenchimento das cavidades.

A pressão é mantida até o final da solidificação. Após abertura da matriz e

expulsão da peça, procede-se à limpeza e lubrificação da matriz, preparando-a para

o próximo ciclo.

4.2.2.3.4. Fundição por Centrifugação

Para o processo de fundição por centrifugação, o metal líquido é vazado num

molde dotado de movimento de rotação, de modo que a força centrífuga origina uma

pressão que força o metal de encontro às paredes do molde, onde solidifica.

4.2.2.3.5. Fundição de Precisão

No processo de fundição de precisão utiliza-se um molde obtido pelo

revestimento de um modelo consumível com uma pasta ou argamassa refratária que

endurece à temperatura ambiente ou mediante aquecimento adequado. Uma vez

endurecida esta pasta refratária, o modelo é consumido e fica inutilizável [9].

Processo de cera perdida

No processo de cera perdida, observa-se a realização das seguintes etapas:

1. Injeção da cera na matriz para fabricação dos modelos.

2. Ligação dos modelos a um canal central.

3. Grupo de modelos é colocado num recipiente.

42

4. O recipiente é preenchido com uma pasta refratária (chamada de

investimento).

5. Aquecimento provoca o endurecimento do molde e o derretimento dos

modelos de cera.

6. Vazamento do metal no molde por gravidade, sob pressão, a vácuo ou com

auxílio de centrifugação.

7. Quebra do molde e retirada das peças.

8. Separação das peças do canal central e esmerilhamento ou lixamento.

Processo de fundição em casca (Shell molding)

Para esse processo de fundição de precisão, o molde é fabricado a partir de

uma mistura de areia e resina endurecível ao calor que funciona como aglomerante.

Esta mistura é colocada sobre um modelo metálico que é aquecido (por volta de

450°C), resultando uma casca resistente e rígida que formará uma das metades do

molde. A outra metade é feita de forma semelhante.

4.2.2.4. Desmoldagem, Limpeza e Rebarbação

Após solidificação das peças no interior dos moldes, são feitas as operações

de desmoldagem, corte dos canais, limpeza e rebarbação.

A desmoldagem consiste na separação da areia das peças. A limpeza é feita

para remoção dos canais e alimentadores. A rebarbação é a remoção de rebarbas ou

outros excessos de metal na peça.

4.2.2.5. Controle da Qualidade das Peças Fundidas

Por fim, para se tirar conclusões sobre a peça é feito o controle de qualidade.

Para fazer esse controle de qualidade da fabricação, existem vários processos,

dentre eles: A inspeção visual, a inspeção dimensional, e a inspeção metalúrgica,

feita em empresas [9]. Ela consiste na análise da composição química, metalografia

e em ensaios não destrutivos como radiografia e ultrassonografia, etc.

43

4.3. PROCESSOS DE USINAGEM

A usinagem é um processo de fabricação que promove a retirada de material

da peça por cisalhamento. A porção de material retirada por esse processo é chamada

de cavaco [10]. A usinagem atende aos seguintes objetivos:

● Acabamento de superfícies de peças fundidas ou conformadas

mecanicamente;

● Obtenção de peculiaridades (saliências, reentrâncias, furos passantes, furos

rosqueados, etc);

● Fabricação seriada de peças a um custo mais baixo;

● Fabricação de peças, de qualquer forma, a partir de um bloco de material

metálico.

As operações de usinagem podem ser classificadas em: torneamento,

fresamento, aplainamento, furação, mandrilamento, serramento, brochamento e

roscamento, entre outros.

4.3.1. Usinagem CNC

A indústria tem procurado trabalhar de forma cada vez mais prática, buscando

eficiência e economia no dia a dia, principalmente no que se refere à usinagem dos

materiais [11].

A usinagem por Comando Numérico Computadorizado (CNC) se dá através de

uma máquina controlada por comandos numéricos, ou seja, é um processo de

fabricação que utiliza computadores para automatizar máquinas e ferramentas em

diversas etapas de produção [12].

O processo de usinagem CNC começa tipicamente com um programa de

computador para que se possa especificar cada peça. Normalmente utiliza-se o

software AutoCAD, que pode ser empregado para criar as especificações de cada um

dos componentes, ou uma parte ou produto manufaturado.

O projeto desenhado é, então, convertido em uma série de valores numéricos

para que uma máquina CNC possa utilizar essas informações para movimentar e

operar uma variedade de ferramentas.

44

A peça pode ser completada em uma máquina CNC ou pode ser movida

manualmente através de meios robóticos entre várias estações de trabalho com

ferramentas diferentes. A usinagem CNC pode incluir ferramentas como brocas,

prensas e serras, entre outras, de acordo com as especificações e necessidade [12].

A Figura 19 apresenta um exemplo de máquina CNC.

Figura 19 – Máquina CNC.

FONTE: [28].

Antes da introdução das máquinas CNC, os dispositivos foram tipicamente

definidos e operados manualmente. O operador teve de utilizar uma variedade de

mostradores para posicionar uma peça de trabalho e operar a ferramenta.

A gênese do controle numérico (NC) de usinagem foi na década de 1940,

quando as calculadoras de cartões perfurados foram utilizadas para localizar cortes

realizados manualmente [12].

Mais tarde, o processo de perfuração de fita, também foi utilizado como um

método de entrada de dados, e os orifícios nos cartões passaram a ser interpretados

como valores numéricos para que a máquina fosse capaz de realizar cortes

automáticos.

Os sistemas modernos utilizam terminais de computadores para trabalhar com

o programa designado e também como interface com as máquinas, podendo trabalhar

com praticamente qualquer tipo de ferramenta de usinagem. O processo de

perfuração de fita ainda é utilizado em usinagem CNC em muitos casos, embora o

material original em papel tenha sido amplamente substituído por materiais mais

resistentes. Esses novos sistemas podem ainda agregar a capacidade de utilizar

métodos modernos de armazenamento de dados e interface com redes locais (LANs),

45

apesar de que a fita perfurada ainda persiste em máquinas mais antigas e por razões

de compatibilidade [12].

O processo de usinagem CNC consiste tipicamente de uma base onde uma

peça de trabalho pode ser colocada para ser trabalhada. Em geral, essa base fornece

dois eixos de movimento para que se possa definir mais livremente o posicionamento

da peça, buscando atender às necessidades e especificações desejadas.. Certas

conFigurações também incluem um batente traseiro, que pode adicionar até sete

eixos, proporcionando maior precisão no posicionamento de uma peça.

Algumas máquinas CNC só possuem uma ferramenta, que pode ser uma

furadeira, prensa, serra, ou qualquer outro tipo de equipamento. Outros modelos

possuem várias ferramentas diferentes em uma única célula, de modo que uma peça

pode ser facilmente cortada, perfurada, e trabalhada de forma que outras operações

possam ser realizadas.

A principal alternativa a este tipo de equipamento, é ter várias máquinas CNC

operando em conjunto, de modo que um único programa possa ser utilizado para

operar cada uma delas. Uma amostra pode ser cortada em uma estação antes de ser

transferida para outra, onde será perfurada, ou realizar uma curvatura, ou outro tipo

de manipulação. Este processo pode ser inteiramente automatizado ou pode exigir

um ser humano para mover a peça entre as máquinas.

4.3.2. Fresagem Mecânica

A fresagem é um processo de usinagem mecânica em que a remoção de

material da peça é realizado por fresadoras e ferramentas especiais chamadas fresas

[13].

Na fresagem, a remoção do sobremetal da peça se dá pela combinação de dois

movimentos, realizados ao mesmo tempo: Um dos movimentos é o de rotação da

ferramenta, a fresa. O outro movimento é o da mesa da máquina, onde é fixada a peça

a ser usinada. É o movimento da mesa da máquina ou movimento de avanço que leva

a peça até a fresa e torna possível a operação de usinagem [13].

A Figura 20, abaixo, ilustra o processo de usinagem de uma fresa, mostrando

o sentido de rotação e a retirada do cavaco.

46

Figura 20– Representação de Fresa.

FONTE: [13].

4.4. IMPRESSÃO 3D

A tecnologia da impressão 3D, um dos processos de prototipagem rápida,

surgiu na década de 80, mas só em 1990 começou a ganhar destaque [14].

Atualmente, as impressoras 3D invadiram as indústrias de pequeno e grande porte.

Elas são mais rápidas, potentes, com menor custo de produção e mais fáceis de

serem manipuladas do que outras tecnologias de fabricação aditiva. A Figura 21

apresenta um exemplo de impressora 3D.

Figura 21 – Impressora 3D.

FONTE: [29].

47

As impressoras 3D se tornaram um meio rápido e fácil de construção de objetos

por meio de modelagem 3D. Atualmente a impressora 3D uma das melhores

tecnologias para facilitação dos desenvolvedores de projetos, peças e maquetes.

Através da utilização de softwares CAD (Computer Aided Design) é possível

realizar o projeto da peça/modelo para em seguida, ser colocado em prática a

fabricação/impressão da peça.

48

5 DESCRIÇÃO DA PESQUISA

O projeto iniciou seu desenvolvimento em torno da disciplina Projeto

Integrador [15], lecionado no 3° ano letivo no curso técnico integrado de nível médio

em Mecatrônica, e que se caracteriza por um processo contabilizado em horas-aula,

em que um grupo de alunos - sob a tutoria de um orientador - torna se responsável

por desenvolver um projeto interdisciplinar relacionado às atividades desenvolvidas

no currículo. [16]

Em seguida, o projeto caracterizou se como âmbito da pesquisa voluntária,

sob o Edital 12/2015-PROPI/IFRN-Fluxo Contínuo do campus IFRN-Parnamirim

intitulado “Protótipo de um Robô Seguidor de Linha”, onde foi desenvolvido um veículo

autoguiado capaz de seguir uma trajetória demarcada no chão e desviar de

obstáculos, utilizando eletrônica digital e plataforma aberta Arduino.

Logo depois de ser concluído o “Protótipo de um Robô Seguidor de Linha ”,

o projeto foi submetido novamente ao âmbito de pesquisa voluntária, sob o Edital

01/2016-PROPI/IFRN-Fluxo Contínuo, com o título de “Evolução do Protótipo de um

Robô Móvel Autônomo Seguidor de Linha”, com o objetivo de desenvolver novas

funcionalidades e capacidades, tendo em vista sua evolução no sentido de realizar

novos tipos de tarefas, como: deslocar-se em terrenos redutores de velocidade e em

regiões de subida, atravessar regiões desconhecidas (em que a linha guia não possa

ser detectada) e de identificar, agarrar e transportar objetos até uma área específica.

Atualmente o projeto encontra-se como projeto de pesquisa remunerada do

Edital 06/2016 - Desenvolvimento de Projetos de Pesquisa do campus IFRN-

Parnamirim.

Encontra-se nos anexos as declarações de participação dos projetos. O

ANEXO A traz a Declaração de participação no Projeto de Pesquisa “Protótipo de um

Robô Seguidor de Linha” no Edital 12/2015-PROPI/IFRN-Fluxo Contínuo. O ANEXO

B exibe a Declaração de participação no Projeto de Pesquisa “Evolução do Protótipo

de um Robô Móvel Autônomo Seguidor de Linha” no Edital 01/2016-PROPI/IFRN-

Fluxo Contínuo. Por fim, a Declaração de participação no Projeto de Pesquisa

“Evolução do Protótipo de um Robô Móvel Autônomo Seguidor de Linha de Baixo

Custo Construído com Alumínio Reciclado” no Edital 06/2016-Desenvolvimento de

49

Projetos de Pesquisa encontra-se no ANEXO C.

5.1. RESULTADOS

Com o protótipo concluído, foram realizadas demonstrações para o público

aberto, em eventos (EXPOTEC João Câmara, Arduino Day, MNR 2016 e SECITEX

CONGIC) e competições (OBR).

5.1.1. EXPOTEC João Câmara

A EXPOTEC de João Câmara (Feira de Ciências do IFRN Campus João

Câmara [17]) tem como objetivo dar visibilidade às produções acadêmicas, científicas,

tecnológicas e culturais desenvolvidas pelos alunos e servidores do Instituto, nas suas

três dimensões de atuação: ensino, pesquisa e extensão.

O projeto foi apresentado na modalidade de Apresentação Oral intitulada

“Protótipo de Mesa Inteligente para o Auxílio Hospitalar”, com carga horária de 1 hora.

O ANEXO D apresenta o certificado de participação da EXPOTEC João Câmara.

5.1.2. Arduíno DAY Natal/RN

No Arduino Day edição de 2016 [18] sediada na UFRN, teve o propósito de

reunir a comunidade acadêmica de “Makers” que utilizam a plataforma Arduíno, foi

apresentado o projeto e realizadas demonstrações para o público.

A Figura 22, apresentada abaixo, mostra a preparação do robô e do seu

ambiente de seguir linha antes das apresentações.

50

Figura 22 – Apresentação Arduino Day.


5.1.3. Mostra Nacional de Robótica

Na MNR (Mostra Nacional de Robótica 2016) [5], realizada em Recife-PE, teve

o objetivo de valorizar o conhecimento interdisciplinar e integrado, estimulando a

submissão de trabalhos na fronteira entre a robótica e diversas outras áreas do

conhecimento, tais como: artes, humanidades, ensino, ciências e inovação, além das

áreas tradicionais, como elétrica, mecânica e computação.

O projeto foi apresentado na Modalidade Presencial: Ensino Fundamental,

Médio Técnico, na qualidade de EXPOSITOR com o título de “PROTÓTIPO DE UM

ROBÔ MÓVEL SEGUIDOR DE LINHA DE BAIXO CUSTO CONSTRUÍDO COM

ALUMÍNIO RECICLADO”, como declara o certificado no ANEXO E. O trabalho foi

ainda selecionado para ser publicado nos anais do evento na categoria de mostra

virtual [19].

A Figura 23 mostra a equipe momentos antes do início das apresentações.

51

Figura 23– Apresentação MNR.


5.1.4. SECITEX 2016

Já na SECITEX (Semana de Ciência, Tecnologia e Extensão do Instituto

Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte [20]), no âmbito

XII CONGIC (XII Congresso de Iniciação Científica do IFRN), que tem como objetivo

socializar as pesquisas realizadas em todos os campi do IFRN, além de fomentar a

realização de ações integradas de pesquisa, ensino e extensão na Instituição. Foi

apresentado o projeto na modalidade de Pôster. Segue em anexo o certificado de

participação da SECITEX no ANEXO F.

5.1.5. OBR 2016

Na Olimpíada Brasileira de Robótica [21] (OBR 2016) o projeto participou da

Etapa Regional do Estado Rio Grande do Norte, na Modalidade Prática de nível II. A

equipe não chegou a se classificar para a final, porém teve um bom resultado, além

de adquirir experiência. O certificado de participação encontra-se apresentado no

ANEXO G.

52

5.2. FASES DE DESENVOLVIMENTO DO ROBÔ

5.2.1. Protótipo Inicial Desenvolvido no Projeto Integrador

Durante a disciplina Projeto Integrador, e consequentemente, ao longo do edital

de fluxo contínuo número 12/2015-PROPI/IFRN, o robô foi implementado com um

chassi metálico - premissa base no projeto. Para desenvolver o robô inicial, foi feita

uma reciclagem de alumínio para confecção de um chassi ecologicamente

sustentável. Essa versão foi construída com alumínio reciclado, adquirido no campus

através de coleta seletiva.

Após concluída a produção do chassi, a parte eletrônica foi implementada e os

testes foram iniciados. Os primeiros resultados foram básicos: O robô conseguiu

seguir a linha como esperávamos. Após a implementação de toda a programação, o

robô conseguiu desviar de obstáculos e escolher um caminho quando confrontado

com uma bifurcação. Podemos ver o robô inicial na Figura 24.

Figura 24 – Protótipo Inicial.


5.2.2. Evolução do Protótipo com novas Funcionalidades Para Competir na OBR 2016

Para a inscrição do protótipo em competições foi necessário a realização de

algumas mudanças em sua estrutura mecânica assim como em seu software, pois só

assim o mesmo poderia atender às funções determinadas pelas regras da

53

competição. Por exemplo, em seu código foram acrescentadas funções com o intuito

de que o robô fosse capaz de se deslocar em terrenos redutores de velocidades e em

regiões de subida, atravessar regiões desconhecidas (em que a linha guia não possa

ser detectada) e de identificar, agarrar e transportar objetos até uma área específica.

Em sua estrutura mecânica foram acrescentadas peças construídas a partir de

impressão 3D com o material de ABS, com o intuito de possibilitar sua locomoção na

arena da competição, bem como dar suporte aos novos sensores aplicados e à garra

robótica agregada à estrutura do robô. Podemos ver a versão final do robô na Figura

25.

Figura 25 – Robô Final Destinado a Competição (OBR).


54

6 TRABALHOS RELACIONADOS

A fim de entender e elencar os diversos problemas em sistemas similares ao

protótipo desenvolvido, foram analisadas diversas iniciativas de projetos e

metodologias que se mostraram viáveis para a criação de aplicações baseadas em

soluções para a robótica móvel. Os trabalhos relacionados foram divididos em 3

categorias (subseções): (1) trabalhos envolvendo mecânica utilizada, (2) trabalhos

com a eletrônica semelhante e software (3) trabalhos envolvendo baixo custo como

meta a ser atingida.

6.1. MECÂNICA

Robô Móvel Autônomo Integrando Hardware Arduino com Smartphone Android

para Provas de Resgate

Robô Móvel Autônomo Integrando Hardware Arduino com Smartphone Android

para Provas de Resgate [22] é um projeto de pesquisa desenvolvido pelo time .PNG

do Colégio Técnico Industrial (CTI) da Universidade Estadual Paulista, campus de

Bauru que objetiva construir um robô que se adeque à modalidade proposta pela

LARC (Latin American and Brazilian Robotics Competition).

No protótipo desenvolvido, foi implementado um sistema construído com dois

motores que acionam duas rodas de tração independentemente, buscando

movimentação em curtos espaços. Para estabilizar o robô, um rodízio tipo caster foi

colocado de forma que as duas rodas e este rodízio são equidistantes.

O chassi utilizado nesse projeto foi desenvolvido utilizando-se uma base

composta de fibra de vidro, conforme a Figura 26.

55

Figura 26 – Chassi de Fibra de Vidro.

FONTE: [30].

6.2. ELETRÔNICA E PROGRAMAÇÃO

Robô Seguidor de Linha Autônomo Utilizando o Controlador Proporcional-

Derivativo em uma Plataforma de Hardware / Software Livre

Robô Seguidor de Linha Autônomo Utilizando o Controlador Proporcional-

Derivativo Em Uma Plataforma de Hardware/Software Livre [23] é um projeto

desenvolvido na Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia - UESB que objetiva

desenvolver um robô seguidor de linha autônomo, com controle PD (proporcional-

derivativo) que otimize o trajeto do robô sobre uma linha preta reduzindo erros no

percurso, construído em uma plataforma de hardware e de software livre (open

source).

No projeto implementado foi utilizado um módulo sensor QTR-8RC, que, ao

devolver os valores dos sensores, permite ao microcontrolador realizar a correção da

trajetória do robô.

Há também o uso do método readLine(), que permite a localização do robô

sobre uma trajetória (linha preta). Essa localização ocorre através de um número

gerado, o qual atua como um indicativo da posição da linha.

56

Devido aos objetivos do projeto, foi utilizado controle PD, como pode ser visto

abaixo na Figura 27, em recorte do código.

Figura 27– Recorte de Código (PD).

FONTE: [23]

6.3. BAIXO CUSTO

Robótica Educacional: Desenvolvimento de um Robô Móvel de Baixo Custo

No âmbito do desenvolvimento de um robô de baixo custo, temos um exemplo

do projeto “Robótica Educacional: desenvolvimento de um robô móvel de baixo

custo” [24], onde os criadores fizeram um robô com restos de reciclagens, para

servir de kit educacional, na implementação da Robótica nas escolas, como se pode

observar na Figura 28 abaixo.

Figura 28 – Robô de Baixo Custo.

FONTE: [25].

57

7 CONSIDERAÇÕES FINAIS

O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo abrangente sobre o

desenvolvimento de um Robô Autônomo, onde pôde-se verificar de forma prática a

relação interdisciplinar envolvida no estudo da robótica. Percebe-se também o

elevado potencial de aplicação dos robôs móveis seguidores de linha.

O primeiro passo do trabalho foi identificar, através de estudos sobre robótica

móvel, as características que podem ser consideradas relevantes para a construção

do robô. Identificou-se que no âmbito educacional, deve-se considerar o

desenvolvimento profissional dos alunos a partir de iniciativas de baixo custo que

proporcione o aprofundamento dos conceitos e teorias dos cursos técnicos através da

realização de projetos de práticas integradoras.

A conclusão final é que através de desenvolvimento de projetos como este, o

aluno ganha mais aprendizado, prática e experiência além de abrir a possibilidade de

aplicação prática dos conceitos vistos em sala de aula, relacionados às áreas de

usinagem, fundição, eletrônica, instrumentação, robótica, controle, etc.

A seção a seguir apresenta sugestões de trabalhos futuros com o objetivo de

encorajar a continuidade do trabalho desenvolvido.

7.1. TRABALHOS FUTUROS

Por fim, o potencial de evolução do projeto a partir de sua adaptação pode ser

empregado em diversas aplicações. Pensando além do protótipo, uma das possíveis

aplicações é a utilização em ambientes hospitalares e asilos, nos quais existem

pacientes que possuem a sua mobilidade reduzida e também horários pré-

determinados para o uso de medicamentos pelos pacientes. Um veículo

automatizado-para pequenos processos- aumentaria a eficiência no cumprimento dos

horários para a entrega de remédios e auxiliaria no transporte de idosos e deficientes

para um determinado local, por exemplo.

58

7.1.1. Aplicações em Ambientes Hospitalares

Um exemplo da aplicação da robótica móvel em ambientes hospitalares são os

robôs da Panasonic - HOSPI, que auxiliam operações hospitalares no Hospital Geral

de Changi em Cingapura. [25].

O uso experimental dos robôs de entrega autônomos da Panasonic, HOSPI, foi

iniciado em fevereiro de 2015 e está sendo implementado em etapas. O Hospital Geral

de Changi é primeiro hospital fora do Japão a utilizar o HOSPI.

Como parte do sistema de gestão de carregadores do hospital, os quatro

HOSPI são capazes de entregar, 24 horas por dia e sete dias por semana,

medicamentos frágeis e volumosos, amostras médicas e anotações de casos de

pacientes, flexibilizando as restrições dos recursos humanos. A Figura 29 mostra o

robô HOSP da Panasonic em trabalho.

Figura 29 - HOSP

FONTE: [31].

7.1.2. Aplicações no transporte de cargas

No ambiente industrial, a necessidade de movimentação e dinamização de

processos é constante. Veículos Guiados Automaticamente (AGVs) são opções de

implementação nesses processos e, portanto, passíveis de aplicação.

Exemplo de aplicação de AGVs se encontram em portos (Terex -

movimentação de containers em portos [26]) e no transporte de produtos (Weasel

[27]). A Figura 30 mostra um exemplo de um AVG transportando carga em porto.

59

Figura 30 – AVG Transportando Cargas em Porto.

FONTE: [27]

60

REFERÊNCIAS

[1] Secchi, H.; Uma Introdução aos Robôs Móveis. Tradução: Cynthia Netto de

Almeida e Felipe Nascimento Martins. NERAS-IFES. Abril de 2012. Disponível

em: http://www.obr.org.br/wp-

content/uploads/2013/04/Uma_Introducao_aos_Robos_Moveis.pdf. Acesso

em: 21 mai. 2016.

[2] Andrade, D. S.; Projeto: Robô Seguidor de Linha. Projeto da disciplina de

Eletrônica Aplicada, Centro Tecnológico, Universidade Federal de Santa

Catarina. Florianópolis: 2013. Disponível em: http://www.danielandrade.net/wp-

content/uploads/2014/08/relatorio-final.pdf. Acesso em: 27 mai. 2016.

[3] Pereira, F. G.; Navegação e Desvio de Obstáculos Usando um Robô Móvel

Dotado de Sensor de Varredura Laser. 96 p. Dissertação (Mestrado em

Engenharia Elétrica) – Universidade Federal do Espírito Santo, ES: 2006.

[4] Olimpíada Brasileira de Robótica. Disponível em: http://www.obr.org.br.

Acesso em: 21 mai. 2016.

[5] Mostra Nacional de Robótica. Disponível em: http://www.mnr.org.br/. Acesso

em: 21 mai. 2016.

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Rodas para Aspiração de Pó Doméstica. 128 p. Projeto de Graduação – Rio de

Janeiro: UFRJ/ Escola Politécnica, 2014.

[7] Professor Machado, Nuno; Ciências Físico-Químicas. Disponível em:

http://www.aulas-fisica-quimica.com/7q_11.html Acesso em: 02 nov. 2016.

[8] Nani, Everton Luiz; Meio Ambiente, Ecologia. Sua Pesquisa. Disponível em:

http://www.suapesquisa.com/reciclagem/reciclagem_de_aluminio.htm Acesso:

04 nov. 2016.

[9] Chiaverini, Vicente; Tecnologia Mecânica, Volume II Processos de

Fabricação e Tratamento. Set 2015. Acesso em: 06 nov. 2016.

[10] CIMM, usinagem. Disponível em:

http://www.cimm.com.br/portal/verbetes/exibir/451-usinagem Acesso em: 15

nov. 2016.

[11] Silva, Sidnei Domingues; CNC, Programação de Comandos Numéricos

Computadorizados. 2002. Acesso em: 16 nov. 2016.

61

[12] Mecânica Industrial; CNC. Disponível em:

https://www.mecanicaindustrial.com.br/689-o-que-e-usinagem-cnc/.Acesso

em: 11 nov. 2016.

[13] EBAH, Processos de Fresagem. Ferraresi, D.; Fundamentos da usinagem

dos metais. 1ed. São Paulo: E. Blucher, 1982. 751 p.; Diniz, A. E.; Marcondes,

C.; Coppini, N. L.; Tecnologia da usinagem dos materiais, 1. ed. – São Paulo,

Art Líber Editora, 2000.; Schneider Jr., G. Cutting tool applications, Tooling &

Production, 2002, Nelson Publishing. Disponível em:

http://www.ebah.com.br/content/ABAAABVTcAL/introducao-aos-processoa-

fabricacao-fresagem?part=3 Acesso em: 18 nov. 2016.

[14] CONCEIÇÃO JUNIOR, P.O.; NONATO MARQUES, D.M. Impressoras 3D:

redução de custo e tempo no desenvolvimento de produtos

Disponível em:

<http://www.fatecgarca.edu.br/revista/volume3/artigos_vol3/artigo_24.pdf>.

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[15] TECNICO Integrado em Mecatrônica 2012. Rio Grande do Norte: Instituto

Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte. Disponível

em: <portal.ifrn.edu.br/ensino/cursos/cursos-tecnicos-de-nivel-medio/tecnico-

integrado/tecnico-em-mecatronica/at_download/coursePlan>. Acesso em: 19

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[16] GLOSSÁRIO - Wiki do IF-SC. Disponível em:

<https://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/index.php/Gloss%C3%A1rio>. Acesso em:

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[17] IFRN, IV EXPOTEC JC; Disponível em: http://www2.ifrn.edu.br/expotecjc/


[18] Arduino DAY Natal/RN; GIM. Disponível em:

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pico,1570293886628567 Acesso em: 18 nov. 2016.

[19] MNR, Mostra Virtual. Disponível em:

<http://www.mnr.org.br/mostravirtual/interna.php?id=15295> Acesso em: 12

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[20] SECITEX, IFRN. Disponível em: <http://eventos.ifrn.edu.br/secitex2016/>.


http://www.mnr.org.br/mostravirtual/interna.php?id=15295

http://eventos.ifrn.edu.br/secitex2016/

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[21] OBR 2016. Disponível em: <http://www.obr.org.br/>. Acesso em: 20 nov.

2016.

[22] Sistema Olimpo; Mídias. Disponível em:

<http://www.sistemaolimpo.org/midias/uploads/bb8e3c021a740cb83b0ee8f77

48dfd6e.pdf> Acesso em: 8 nov. 2016.

[23] UESB, Seguidor de Linha Autônomo Utilizando Controlador Proporcional

Derivativo em Uma Plataforma de Hardware- Software Livre. Disponível em:

<http://www2.uesb.br/computacao/wp-

content/uploads/2014/09/ROB%C3%94-SEGUIDOR-DE-LINHA-

AUT%C3%94NOMO-UTILIZANDO-O-CONTROLADOR-PROPORCIONAL-

DERIVATIVO-EM-UMA-PLATAFORMA-DE-HARDWARE-SOFTWARE-

LIVRE.pdf> Acesso em: 7 nov. 2016.

[24] Sistema Olimpo; Mídias. Disponível em:

<http://sistemaolimpo.org/midias/uploads/a8bb53c0d5e344aa3350420191c07

a50.pdf>. Acesso em: 17 nov. 2016.

[25] Business Wire, HOSP. Disponível em:

<http://www.businesswire.com/news/home/20150724005247/pt/>. Acesso em:

19 nov. 2016.

[26] YouTube, Terex Gottwald Automated Guided Vehicles (AGV). Disponível

em: <https://www.youtube.com/watch?v=8e2tN30JvkE>. Acesso em: 13 nov.

2016.

[27] YouTube, Automated guided vehicle (AGV) Weasel®, Fashion Logistics.

Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=yy3HmWHAIuw>. Acesso

em: 11 nov. 2016.

[28] Inédita Metalurgia, Usinagem. Disponível em:

<http://www.ineditametalurgica.com.br/usinagem#/usinagem/>. Acesso em: 18

nov. 2016.

[29] Canal do Ensino, Impressora 3D Mitos e Verdades. Disponível em:

<https://canaldoensino.com.br/blog/impressora-3d-mitos-e-verdades>. Acesso

em: 15 nov. 2016.

[30] DX, Robot. Disponível em: <http://www.dx.com/p/diy-2wd-smart-robot-car-

chassis-kit-for-arduino-black-yellow-407666#.WFrDB_krLIU>. Acesso em: 28

nov. 2016.

http://www2.uesb.br/computacao/wp-content/uploads/2014/09/ROB%C3%94-SEGUIDOR-DE-LINHA-AUT%C3%94NOMO-UTILIZANDO-O-CONTROLADOR-PROPORCIONAL-DERIVATIVO-EM-UMA-PLATAFORMA-DE-HARDWARE-SOFTWARE-LIVRE.pdf





http://sistemaolimpo.org/midias/uploads/a8bb53c0d5e344aa3350420191c07a50.pdf

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63

[31] Digital Avmagazine, HOSP Panasonic. Disponível em:

<http://www.digitalavmagazine.com/pt/2015/08/25/o-rob%C3%B4-de-Hosp-

panasonic-ajudar-na-entrega-de-medicamentos-no-hospital-de-cgh/>. Acesso

em: 28 nov. 2016.

[32] Thingiverse, Omniwheel Robot. Disponível em:

<http://www.thingiverse.com/thing:167923>. Acesso em: 09 out. 2016.

http://www.digitalavmagazine.com/pt/2015/08/25/o-rob%C3%B4-de-Hosp-panasonic-ajudar-na-entrega-de-medicamentos-no-hospital-de-cgh/

http://www.digitalavmagazine.com/pt/2015/08/25/o-rob%C3%B4-de-Hosp-panasonic-ajudar-na-entrega-de-medicamentos-no-hospital-de-cgh/

64

ANEXO A – Declaração de participação no Projeto de Pesquisa “Protótipo de

um Robô Seguidor de Linha” no Edital 12/2015-PROPI/IFRN-Fluxo Contínuo

66

ANEXO B - Declaração de participação no Projeto de Pesquisa “Evolução do

Protótipo de um Robô Móvel Autônomo Seguidor de Linha” no Edital 01/2016-

PROPI/IFRN-Fluxo Contínuo

68

ANEXO C - Declaração de participação no Projeto de Pesquisa “Evolução do

Protótipo de um Robô Móvel Autônomo Seguidor de Linha de Baixo Custo

Construído com Alumínio Reciclado” no Edital 06/2016-Desenvolvimento de

Projetos de Pesquisa

70

ANEXO D – Certificado de Participação da IV EXPOTEC do IFRN – Campus

João Câmara, na modalidade de Apresentação Oral intitulada “Protótipo de

Mesa Inteligente para o Auxílio Hospitalar”.

72

ANEXO E – Certificado de Participação Da Mostra Nacional de Robótica na

modalidade de EXPOSITOR apresentando o trabalho “Protótipo de um Robô

Móvel Seguidor de Linha de Baixo Custo Construído com Alumínio Reciclado”.

74

ANEXO F – Certificado de Participação da II Semana de Ciência, Tecnologia e

Extensão do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio

Grande do Norte - IFRN

76

ANEXO G – Certificado de Participação da Olimpíada Brasileira de Robótica

2016

TCC Técnico em Mecatrônica

Engineering

Transcript of TCC Técnico em Mecatrônica