Robotica

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ASPECTOS CONSTRUTIVOS DE ROBÔS “Tipos de robôs”

Classificação de robôs
Definições importantes: O arranjo das hastes e juntas em um braço manipulador tem um importante efeito nos graus de liberdade da ferramenta - Este arranjo é chamado de CINEMÁTICA Baseado no que foi dito anteriormente, 3 GDL são necessários para posicionar os objetos e mais 3 GDL são necessários para orientá-lo.

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Asjuntas de um robô com 6 juntas podem ser divididas em dois grupos: As três primeiras, perto da base, que são as chamadas juntas principais porque elas permitem posicionar a ferramenta em qualquer posição no espaço; As três finais, perto da ferramenta, que são chamadas juntas do punho, permitem orientar a ferramenta. Na classificação de robôs, somente as três juntas principais são consideradas.Isto porque elas determinam o tamanho do espaço de trabalho e as propriedades mecânicas do braço. Os robôs existentes hoje pertencem a uma das 6 categorias a seguir

CARTESIANO PPP

Quando os três graus de liberdade são todos lineares (prismáticos)

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CARTESIANO PPP

CARTESIANO PPP

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CILINDRICO RPP

Quando o robô tem uma junta de rotação e duas prismáticas

CILINDRICO RPPREIS

Seiko

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ESFÉRICO RRP

Quando o robô tem duas juntas de rotação e uma prismática

ESFÉRICO RRP

Fanuc

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Articulado horizontalmente RRP

Quando o robô tem duas juntas de rotação, mas articuladas horizontalmente e paralelamente, e uma junta prismática. São referidos como robôs SCARA – Selectively Compliant Assembly Robot Arm

Articulado horizontalmente RRP

CS8SP70

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Articulado verticalmente - Antropomórficos - RRR

Quando as três juntas são de rotação

Articulado verticalmente - Antropomórficos - RRR

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PARALELO - RRR e/ou PPP

Quando as três juntas são prismáticas e de rotação

PARALELO - RRR e/ou PPP

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Aspectos construtivos de robôs
Cada grupo de robô tem característica própria, a qual permite selecionar uma estruturaespecifica para uma determinada tarefa. As principais características são: Rigidez mecânica Controle Envelope de trabalho.

Rigidez
A rigidez mecânica de uma estrutura é a medida de como ela distorce pela ação de cargas atuando sobre ela. Uma grande rigidez mecânica é desejável em robôs, pois a posição do braço irá ser menos sensível as cargas impostas sobre ele De um modo geral, juntas prismáticassão mais rígidas do que juntas de revolução, consequentemente, os robôs cartesianos são mais rígidos que os outros robôs.

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Algumas tarefas requerem grande rigidez em uma direção.

Neste caso, o robô deve ser rígido na direção Z, mas não necessariamente nas direções X e Y!!!

A estrutura afeta o controle diretamente...
...no número de cálculos necessários para mover o braço para uma dadaposição. ...nas forças e torques que os motores devem exercer. Estas forças e torques complicam bastante o controle, desde que eles não são iguais em todos os pontos no envelope de trabalho.

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Forças e torques
Torques e momentos de inércia nem sempre mantémse constantes dentro do envelope de trabalho para robôs que não são cartesianos
Momento de inércia I = 1/3 mA L2 + mL L2 I = momentode inércia em relação ao eixo horizontal; mA = massa do braço (10Kg); mL = massa da carga (2 Kg); L = distância entre a pinça e o eixo de rotação. braço estendido (L = 1 m): I = 5,33 kg.m2 braço retraído (L = 0,7 m): I = 2,61 kg.m2.

Cálculos
Os cálculos necessários para mover a ferramenta para um certo ponto dependem da cinética do robô. um ponto alvo (o ponto para o qual pretende-se mover aferramenta) é definido em coordenadas cartesianas. Em robôs cartesianos, a distância a ser percorrida por cada eixo é calculada diretamente pela coordenada cartesiana do ponto. Com robôs não cartesianos (robôs cilíndricos, por exemplo), o cálculo é complexo e torna-se mais e mais complexo com o aumento do número de graus de liberdade de rotação e o aumento do número total de graus de liberdade....
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