• O termo robótica refere-se ao estudo e à utilização de robots. • A origem do termo robô vem da palavra checa "robota" que significa trabalho forçado; •A historia dos robôs passa pela ficção científica, pois o termo robô, deriva do termo checo "robota", que foi utilizado pela primeira vez numa peça de teatro da autoria do checo Karel Capek,em 1922; •O robô surge do desejo do Homem em reproduzirse a si próprio por meios mecânicos criando um escravo ideal, isto é, capaz de executar as tarefas humanas, de forma incansável e obediente. O grande escritor americano de ficção científica Isaac Asimov estabeleceu quatro leis muito simples para a robótica: 1ªlei: "Um robô não pode ferir um ser humano ou, permanecendo passivo, deixar um ser humano exposto ao perigo". 2ª lei: "O robô deve obedecer às ordens dadas pelos seres humanos, exceto se tais ordens estiverem em contradição com a primeira lei". "Um robô deve proteger sua existência na medida em que essa proteção não estiver em contradição com a primeira e a segunda leis". 3ª lei: 0ª lei: " Um robô não pode causar mal à humanidade nem permitir que ela própria o faça". Manipuladores: • São robôs que estão fixos ao seu local de trabalho. Móveis: • São robôs que se deslocam usando rodas pernas ou algo semelhante. Humanóides: • São os robôs que emitam o ser humano. • Robô Cartesiano • Robô Cilíndrico • Robô Esférico • Robô Articulado • Robô Scara • É formado por três eixos; • Deslocam-se linearmente; • Tem um eixo horizontal designado por (x) que faz o movimento esquerda/ direita. • Tem um eixo horizontal designado por (y) que faz o movimento avanço/recuo. • Tem um eixo vertical designado por (z) que faz o movimento de deslocamento em altura. • • Este robô deriva do cartesiano; Este robô é suportado por quatro colunas que assentam em dois trilhos paralelos; Nos trilhos colocasse tipo uma ponte rolante por onde vai andar o robô; Nessa ponte rolante vai ter um braço de robot que pode subir ou descer; • • Vantagens: • Têm uma elevada rigidez; • Permite o transporte de cargas elevadas; • Grande exactidão na localização do actuador; • O controlo deste robô é bastante simples. Desvantagens: • São muito caros; • São robôs de grandes dimensões; • Área de trabalho é pequena. • Servem para automatizar armazéns; Efectuar carregamentos de máquinas; Movimentar cargas; Entre outros conforme o que se pretende fazer podemos aplica-los em outras funções. • • • • É constituído por um eixo horizontal (radial y) que faz o movimento de avanço/recuo; • O eixo horizontal esta montado no eixo vertical (z) que faz o deslocamento em altura; • O eixo vertical e horizontal assenta numa base rotativa que efectua o movimento angular. Vantagens: • Menor rigidez que os robôs cartesianos; • Permite o transporte de cargas pesadas; • Maior área de trabalho que o robô cartesiano. Desvantagens: • O eixo vertical (z) e o radial (Y) ficam expostos; • Controlo mais difícil que o cartesiano. • Serve para servir outras maquinas; • Manusear materiais onde o espaço é pequeno; • Entre outros conforme o que se pretende fazer podemos aplicalos em outras funções. • Este robot e constituído por um braço extensivo; • O braço extensivo é montado sobre uma base; • Este robot têm duas coordenadas polares (& e β); • Tem uma coordenada cartesiana (y). Vantagens: • Grandes áreas de trabalho. Desvantagens: • Controlo bastante difícil. • Serve para servir outras maquinas; • Manusear materiais onde o espaço é pequeno; • Entre outros conforme o que se pretende fazer podemos aplicalos em outras funções • Este robot tem uma junção de torção que o faz girar; • E tem varias junções de rotação; • Este robot também é o robot que melhor simula o corpo humano. Vantagens: • Junções com grande flexibilidade o que permite ser o robot com mais parecenças com o corpo humano. Desvantagens: • Só pode ser utilizado numa área de trabalho pequena. • Devido a ter muitas junções faz com que seja difícil de o controlar e também de o programar. • Serve para colocar componentes numa placa de circuito impresso; • No fundo este robô por ser tão flexível serve para quase todas as aplicações industriais; • Entre outros conforme o que se pretende fazer podemos aplica-los em outras funções. • Este robô e compacto; • Tem grande precisão; • Possui duas juntas rotativas e uma junta linear, que actua sempre na vertical. Vantagens: • Estas características o tornam próprios para trabalhos em montagem mecânica ou electrónica que exigem alta precisão. Desvantagens: • Têm um alcance limitado . • Trabalhos de montagem mecânica ou electrónica que exigem alta precisão; • Entre outros conforme o que se pretende fazer podemos aplica-los em outras funções. • Dispositivos fixados junto punho de um robô, que permitem realizar uma determinada tarefa; • A parte do robô que faz a ligação do robô á parte em que se vai trabalhar da-se o nome de robô, • Os actuadores tem várias aplicações. Garras: usado para pegar e segurar objectos. Exemplo: • Carregar, descarregar máquinas ou peças; • Pegar em peças de um transportador e descarrega-las sobre uma pallet; • Pegar em caixas, garrafas, matérias primas, etc. Ferramentas: usado para realizar algum trabalho sobre a peça. Exemplo: • soldagem a arco • pintura • soldagem a ponto • Mecânicos • Não Mecânicos • Ferramentas • Órgão terminal que utiliza elementos (dedos) mecânicos acionados por mecanismos de pega; • Tentam simular os movimentos da mão humana; • Possuem elementos mecânicos (dedos) que fazem o contacto direto com o objecto a ser manipulado que podem ser fixos ou intercambiáveis; • Carregar e descarregar máquinas; • Transportar peças; • Paletizar objetos; • Manipular caixas, garrafas, matérias primas, etc; • Manipular ferramentas • Segurar objetos através da constrição física ou atrito. Classifica-se de acordo com o número de elementos mecânicos em contacto (dedos): • Simples - apenas um elemento. • Duplo - dois elementos mecânicos de contato. De acordo com a forma de contato com o objeto: • • • • Contacto interno. Contacto externo. Contacto em forma de “V”. Encaixe, Fricção, Retenção. Movimento Pivotante: • Elementos giram em torno de pontos fixos na garra. • Normalmente utilizam algum tipo de mecanismo articulado. Movimento Linear: • Elementos mecânicos deslocamse entre si paralelamente abrindo-se e fechando-se normalmente são utilizados trilhos como guias. • Garras de dois dedos. • Garras de três dedos. • Garra para objectos cilíndricos. • Garra para objectos frágeis. • Tipo mais comum e com grande variedade diferenciam-se pelo tamanho e/ou movimento dos dedos ou movimento de rotação. • Permitem segurar objectos de forma circular, triangular e irregular com maior firmeza; • Os dedos são articulados e formados por diversos vínculos. • Composta de dedos com vários semicírculos chanfrados permitem segurar objetos cilíndricos de diferentes diâmetros. • Exercem força durante a operação de segurar algum corpo, controladas para não causar nenhum tipo de dano ao mesmo. • Formado por dois dedos flexíveis que se curvam para dentro de forma a agarrar um objecto frágil. • Dispositivos com a função de segurar e manipular objectos que utilizam princípios não mecânicos tais como eletromagnetismo e sucção. • Garras articuladas • Garras de vácuo • Garras Electromagnéticas • Garras adesivas • Ganchos e cadinhos • Adaptador automático de garras • Projectadas para “agarrar” objectos de diferentes tamanhos e formas. • Sua facilidade em segurar objectos de formas irregulares e tamanhos diferentes deve-se ao grande número de vínculos. • Projectadas para segurar uma superfície lisa durante a acção do vácuo. • Estas garras possuem ventosas de sucção conectadas ao sistema de ar comprimido aonde seguram superfícies lisas como chapas metálicas e caixas de papelão. • Utilizadas para manusear objectos que podem ser magnetizados (ferrosos) através de um campo magnético, principalmente chapas e placas. • Dispositivos que utilizam substância adesiva para operações de manuseamento de objectos. • Aplicação em materiais leves como tecido etc. • Os GANCHOS são indicados para o manuseio de peças que tenham algum tipo de saliência que possa ser utilizada para encaixe. • Utilizam-se CADINHOS no manuseio de materiais de difícil controle de volume e/ou quantidade como líquidos e pós, produtos granulados, alimentícios, etc. • Desenvolvido a partir da necessidade de se ter uma garra capaz de segurar diferentes tipos de objectos. • São dispositivos de processo unidos ao órgão terminal do elemento mecânico manipulador (robô) junto ao seu punho. Utilizadas para a realização de trabalho sobre um objecto, para operações de processamento. Devem estar rigidamente fixas à extremidade do robô impossibilitando movimentação relativa ao braço mecânico tendo apenas a função de posicionar e orientar a ferramenta em relação à peça a ser trabalhada. • • • Os accionadores são dispositivos responsáveis pelo movimento das articulações e do desempenho dinâmico do robô. • Accionamento Hidráulico • Accionamento Eléctrico • Accionamento Pneumático • Permite valores elevados de velocidade e de força. • • A grande desvantagem é o seu elevado custo. Preferíveis em ambientes nos quais os drives eléctricos poderão causar incêndios, como seja na pintura. • Os principais componentes deste sistema são: motor, cilindro, bomba de óleo, válvula e tanque de óleo. • O motor é responsável pelo fluxo de óleo no cilindro em direcção ao pistão que movimenta a junta. • Assim, este tipo de accionador é geralmente associado a robôs de maior porte, quando comparados aos accionadores pneumáticos e eléctricos. Entretanto a precisão em relação aos accionadores eléctricos é menor. • • • Oferecem menor velocidade e força (comparativamente aos hidráulicos). Permitem maior precisão, maior receptibilidade. Dois tipos de accionamentos eléctricos: motores passo a passo (controle em malha fechada ou aberta) e servomotores DC (controle em malha fechada). • Geralmente robôs de tamanho pequeno a médio utilizam accionadores eléctricos. • Os accionadores eléctricos mais comuns em uso nos robôs são: motor de corrente continua ou DC, servomotor e motor de passo. Esses tipos de accionadores não propiciam muita velocidade ou potência, quando comparados com accionadores hidráulicos, porem atingem maior precisão. • • Utilizado em robôs de pequeno porte e que possuam poucos graus de liberdade. Baixo custo . • Os accionadores pneumáticos são semelhantes aos accionadores hidráulicos, porem a diferença é a utilização de ar ao invés de óleo. • Entretanto o ar é altamente compressível, o que causa uma baixa precisão e força, mas estes accionadores possuem alta velocidade. • Equipamento que responde a um estímulo físico e transmite o impulso resultante. • Os Sensores são os sentidos dos sistemas de controlo. • Podem ser classificados de acordo com os princípios físicos (ótico, acústico, etc.) • De acordo com as quantidades medidas (distância, força, etc.). • Habitualmente estão divididos em dois tipos principais: sensores de contacto e sensores sem contacto. • Os sensores de contacto requerem um contacto físico com os objectos (microchaves "pele" artificial, etc.) . A principal vantagem deste tipo de sensor é a precisão das suas medidas. As principais informações obtidas • • • • : Presença ou não de um objecto num lugar; Força de momento; Pressão; Escorregamento entre a garra e a peça; • Sensores de contacto simples • Superfícies sensores de múltiplo contacto • Lâminas de contacto • Sensores de escorregamento • Sensor de pelo • Sensores de força e momento • Sensores sem Contacto Permitem a medição num eixo e transmitem somente duas possíveis informações: • O contacto existe entre o sensor e o objecto; • O contacto não existe. Este tipo de sensor é usado em sistemas automáticos, desde que ele seja simples, barato, seguro e possa fornecer dados vitais. • É uma combinação de um número de sensores de contacto simples localizados em grandes concentrações sobre uma superfície simples. • Usado em situações aonde as informações precisas para o ponto de contacto entre o robô e o objecto não são desejadas, isto é, aonde só há a necessidade de confirmar a colisão entre o robô e um objecto no ambiente. • Este sensor indica a garra qual a força que pode exercer no objecto. • O sensor é ainda capaz de detectar o movimento e a posição do objecto após o escorregamento. Esta informação ajuda o robô a "conhecer" a exacta posição e orientação do objecto escorregado e assim saber como pode continuar a operação sem danificar o objecto. • Os sensores de pelo são varas leves e salientes do actuador. • Como os pêlos de um gato, eles sinalizam o contacto com algum objecto no ambiente. • Estes sensores são extremamente delicados e sensíveis à choques . • São de grande utilização em várias áreas da engenharia, estão bastante desenvolvidos e são dos mais usados em robótica. • Estes sensores são montados ente o último link do braço do robô e a garra ou ferramenta, em alguns casos são montados dentro dos dedos das garras. • Usa-se como exemplo o apertar parafusos, uma operação monótona e comum. • Usa-se na finalização. • Nestes sensores não se tem o contacto físico com o objecto a ser medido. As informações são colhidas à distância, logo são menos expostos a danos físicos que os sensores de contacto. • Identificação de um detector simples, por meio de um sensor simples ; • Identificação ao longo de uma linha, por meio de um vector de sensores; • Identificação por toda área, por meio de uma câmara ou matriz sensitiva. • Feito por meio de um sensor ótico, cujo princípio de operação é baseado na identificação da fonte de luz por meio de um detector simples . • Um vector de detecção é capaz de fornecer ao controlador um grande número de informações, muito maior do que o fornecido pelo detector. • O vector de sensoreamento fornece informações, como o tamanho do objecto. • Imprecisão na orientação do braço o que produz um cálculo errado da distância; • Imprecisão na medida. Este tipo de sensor é capaz de medir somente curtas distâncias. • O objecto é observado por uma câmara e a sua imagem é projectada na matriz sensora por meio de lentes. Os detectores são electricamente varridos, e o sinal obtido, é proporcional a quantidade de luz emitida. • A quantidade de dados, é imensa; • Potenciómetros • Sensores de velocidade • Taquímetros • Encoders • Potenciómetro, é um elemento resistivo variável que permite converte essa variação resistiva em variação de corrente Podem medir: • Posição linear; • Posição angular (rotativo); Podem ser: • incremental ou absoluto; Características: • baratos; • simples; • confiáveis; • fácil de usar; • alta resolução. • Encoders ópticos, sensor que utiliza um feixe de luz visível ou não, entre um transmissor e um receptor para gerar um evento de sinal. • Exigem a zeragem do sistema antes da utilização. • Configuração com o sensor de referência; • Configuração com o orifício de referência de disco. • Não precisa “zerar”o sistema • Exemplos de discos de encoders: • Ultra-som, é um sensor electrostático que emite impulsos periodicamente e capta seus ecos, resultantes do choque das emissões com objectos situados no campo de acção. A distância dos objectos é medido pelo tempo levado pelo eco. • Proximidade, são sensores que se valem das leis de indução eletromagnética de cargas para indicar a presença de algum tipo de material que corresponda a certa características. • Sensores de velocidade detectam a velocidade das juntas do manipulador. • Tacómetros: tensão proporcional à velocidade da junta. Referências • • • • http://www.robotica.dei.uminho.pt/ http://pt.wikipedia.org/wiki/Rob%C3%B3tica http://www.citi.pt/educacao_final/trab_final_inte http://desciclo.pedia.ws/wiki/Rob%C3%B4 Obrigado