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Paulo Roberto Chiarolanza Vilela 1 AULA 03 Classificação de Robôs 2 Juntas Robóticas Tipos de Juntas Graus de Liberdade Classificação Exercício para entregar 3 Os eixos da base do corpo permitem mover a ferramenta terminal para uma determinada posição no espaço. São denominados: Cintura (Waist) Ombro (Shoulder) Cotovelo (Elbow) Com os eixos da extremidade, é possível orientar a ferramenta terminal. São denominados: Rolamento (Roll) Megulho (Pitch) Guinada (Yaw) Um robô industrial possui 6 GDL s: 3 para posicionamento da ferramenta terminal 3 para orientação Com menos de 6 GDL s, não se alcançam todos os pontos do ambiente de trabalho. Robô Redundadnte: robô com mais de 6 juntas Deslizantes: Permite movimento linear entre dois vínculos. Composta de dois vínculos, um dentro do outro. O vínculo interno escorrega pelo externo e dá origem ao movimento linear. https://www.youtube.com/watch?v=cqggsdrkhe0 Rotativas: Permite rotação entre dois vínculos unidos por dobradiças Uma parte se move em movimento cadenciado em relação à outra. São utilizadas em muitas ferramentas e dispositivos, tal como tesouras, limpadores de pára-brisa e quebra-nozes https://www.youtube.com/watch?v=zngubx2v1zk Tipo Bola-e-Encaixe: Combinação de três juntas de rotação Permite movimentos de rotação em torno dos três eixos Pouco usadas devido a dificuldade de ativação Pode ser substituída por 3 juntas de rotação separadas Número de articulações em um braço do robô. Quando o movimento relativo ocorre em um único eixo, a articulação têm um grau de liberdade. Quando o movimento é por mais de um eixo, a articulação têm dois graus de liberdade. A maioria dos robôs têm entre 4 a 6 graus de liberdade. O homem, do ombro até o pulso, têm 7 graus de liberdade. Classificar pelo tipo de junta, ou mais exatamente, pelas 3 juntas mais próximas da base do robô. Esta divisão em classes fornece informações sobre características dos robôs em várias categorias importantes: Espaço de trabalho. Grau de rigidez. Extensão de controle sobre o curso do movimento. Aplicações adequadas ou inadequadas para cada tipo de robô. Robôs podem ser classificados pelo tipo de juntas em cinco grupos: Cartesiano. Cilíndrico. Esférico. Articulação horizontal. Articulação vertical. O código usado para estas classificações consiste em três letras (uma para cada junta), referindo-se ao tipo de junta ( R = revolução, P = deslizante - do inglês prismatic ) na ordem em que ocorrem, começando de junta mais próxima à base. Robôs Cartesianos: O braço destes robôs têm três articulações deslizantes sendo codificado como PPP. Pequena área de trabalho Elevado grau de rigidez mecânica São capazes de grande exatidão na localização do atuador. Controle é simples devido ao movimento linear dos vínculos e devido ao momento de inércia da carga ser fixo por toda a área de atuação. https://www.youtube.com/watch?v=mme-ykrfayg https://www.youtube.com/watch?v=tn5qry72czu https://www.youtube.com/watch?v=a2aia_ftgli Robôs Cilíndricos: Os braços destes robôs consistem de uma junta de revolução e duas juntas deslizantes, sendo codificada como RPP. Área de trabalho maior que os robôs cartesianos Rigidez mecânica ligeiramente inferior Controle é um pouco mais complicado que o modelo cartesiano devido a vários momentos de inércia para diferentes pontos na área de trabalho e pela rotação da junta da base. https://www.youtube.com/watch?v=argkc3qeiqo https://www.youtube.com/watch?v=a48et8bvose Robôs Esféricos: Estes robôs possuem duas juntas de revolução e uma deslizante, sendo codificado como RRP. Área de trabalho maior que os modelos cilíndricos Perde na rigidez mecânica. Controle é ainda mais complicado devido os movimentos de rotação. Robôs com Articulação Horizontal: Também conhecidos como SCARA (Selective Compliance Assembly Robot ) Caracterizam-se por possuir duas juntas de revolução e uma deslizante, sendo codificados RRP. A área de atuação deste tipo de robô é menor que no modelo esférico Apropriados para operações de montagem, devido ao movimento linear vertical do terceiro eixo. https://www.youtube.com/watch?v=28aipye4czm https://www.youtube.com/watch?v=fpz2cc2wtlm https://www.youtube.com/watch?v=nqtrp1iihfk https://www.youtube.com/watch?v=1p7rj6wrj44 Robôs com Articulação Vertical: Também conhecido como Antropomórfico Estes robôs caracterizam-se por possuir três juntas de revolução, sendo codificados por RRR. Sua área de atuação é maior que qualquer tipo de robô. Baixa rigidez mecânica. Controle é complicado e difícil, devido as três juntas de revolução e devido à variações no momento de carga e momento de inércia. https://www.youtube.com/watch?v=8cbxesutcia https://www.youtube.com/watch?v=eruzh-eohuu https://www.youtube.com/watch?v=rccd7akbqnk Capacidade de Realização de Tarefas: Análise matemática básica. Com a avaliação dos tipos de articulação e de sua configuração, é possível determinar a área de atuação do robô, sua rigidez mecânica e a facilidade de controle do braço, identificando a tarefa mais apropriada para cada tipo de robô. 3 fatores importantes: Carga suportada Peso próprio do braço Grau de Rigidez do braço Braço Pesado = Motor Maior = Custo Maior Braço de Baixa Rigidez = Reduz precisão do robô (vibrações, tensão...) Estrutura oca = Maior rigidez e mesma massa de material 1) Deseja-se utilizar um robô para remover peças de uma caixa e colocá-la na esteira. Qual tipo robô você indicaria? 2) Um robô antropomórfico possui 3 vínculos, cada um medindo 30 cm. Uma peça está posicionada em uma esteira a 85 cm da base do robô, em uma altura de 40 cm com relação à base. O robô alcança a peça? Por quê?
