Automação Robótica e AGV's

 Robótica

Robôs industriais

Máquina programável, com características antropomórficas, cópia de um braço -> braço mecânico que, além de desempenhar funções industriais, possui a capacidade de reagir a estímulos sensoriais, comunicar se com outras máquinas e tomar decisões.

Foi possível graças ao desenvolvimento do controle numérico (CN), sendo que as duas tecnologias são bastante similares, sendo que em robótica, via de regra, ocorre o controle coordenado de posicionamento e velocidade de múltiplos eixos de rotação -> articulações ou juntas.

Enquanto o CN foca em operações de usinagem de materiais, com os robôs são projetados para uma maior gama de tarefas, tais como soldas, transferências de materiais, carga de máquinas/peças, pintura, montagem etc (além de usinagem).

Qualidades comerciais e tecnológicas

Substituição de pessoas em locais de trabalhos perigosos / insalubres

Desempenham o ciclo de trabalho de forma repetitiva e consistente que não é atingido por pessoas

Reprogramados / bancos de programas

Pelo fato de serem controladas por computadores, podem ser integrados a outros sistemas (rede) para formar a manufatura integrada por computadores.

Autonomia de robô industrial

O manipulador de um robô Industrial é composto por uma série de articulações (ou juntas-joints) e elos (links), com o seguinte formato: (Desenho)

Cada articulação (ou junta, ou eixo) proporciona ao robô um grau de liberdade, de movimento.

Robôs são classificados de acordo com seu número de graus de liberdade, sendo que o número máximo é 6;3 translações (x,y,z) e 3 rotações (1 em torno de cada eixo coordenado).

Os elos (ou links) são os componentes rígidos do robô, devendo suportar cargas de flexão e torção em função dos esforços solicitantes.

Já as articulações (ou juntas) podem proporcionar movimentos de translação e rotação. Tais articulações mecânicas podem ser classificadas em cinco tipos:

1-) articulação linear: articulação do tipo L: o movimento relativo entre os elos é de translação, com os dois eixos paralelos.

2-) articulação ortogonal: tipo o: movimento translacional, com os elos de entrada e saída perpendiculares entre si durante o movimento.

3-)articulação rotacional: tipo R: proporcional movimento relativo rotacional, com o eixo de rotação perpendicular aos elos de entrada e saída.

4-)articulação de torção: tipo T: também envolve rotação, mas o eixo de rotação paralelo aos eixos dos dois elos.

5-)articulação rotativa: tipo V: o eixo do elo de entrada é paralelo ao eixo de rotação, da articulação, e o eixo do elo de saída é perpendicular ao eixo de rotação.

Configurações típicas de robôs

Um robô manipulador pode ser dividido em duas partes: um conjunto formado pelo corpo e pelo braço, chamado de estrutura, e um conjunto formado pelo punho (WRIST). Normalmente a três GL Associados à estrutura, e 2 ou 3 GL ao punho.

Na extremidade do punho está localizado o atuador/efetuador, sendo normalmente uma garra ou ferramenta específica.

O corpo e o braço são utilizados para posicionar o efetuador.

Já o punho é responsável por orientar o efetuador.

Configurações básicas: dados os tipos de articulações, teríamos 125 configurações de robôs.

Na prática, são utilizadas somente 5:

1-) configuração polar: braço deslizante L; articulação T; articulação R

2-) configuração cilíndrica: articulação T, L, O

3-) robô coordenadas: cartesianas; robô retilíneo ou x-y-z // articulação trr

4-) configuração articulada: inserção de montagem/peças na posição vertical

Punho (wrist): acoplado ao punho pode-se ter um efetuador final, que pode ser uma garra ou uma ferramenta.

A garra ou ferramenta são responsáveis por atitudes como: movimentação de materiais, paletização, processamento (soldagem a ponto e a arco; corte de materiais; fixação de circuitos integrados; montagem; acabamento superficial; limpeza; colagem; pintura), controle de qualidade.

Tipos de garras: garras mecânicas (dois ou mais dedos) / garras a vácuo (secção) / garras magnéticas-imãs / garras adesivas (colagens) / Ganchos e pais

Ferramentas: pistola de pintura / eletrodo de solda / brocas rotativas (Furação) / fresamento /  chave de fenda, Philips, chave aperto / maçarico / corte a jato d’ água

Entre a extremidade do último Elo e o efetuador (garra ou ferramenta), há o punho, responsável por posicionar o efetuador. Em função da dificuldade em descrever o posicionamento por meio de coordenadas cartesianas (x,y,z), é comum a utilização dos ângulos role, pitch e yaw, muito comuns na navegação e na Aviação.

Roll - balanço ou rolagem

Pitch – empilhamento, inclinação (mergulho)

Yaw – cabecio, ou guinada

Aeronáutica//robótica na navegação, há uma inversão.

Roll: rotações em torno de X

Yaw: rotações em torno de Z

Veículos veículos guiados automaticamente - AGV’s

Veículos utilizados para a movimentação de materiais, auto-propelido, independente operados, ao longo de percursos definidos.

Alimentados por baterias com autonomia de 8 a 16 horas para recarga

Uso é apropriado se diferentes materiais precisam ser deslocados de vários pontos de carga para vários pontos de descargas. Logo é utilizado para a automação de movimentação e manuseio de materiais em produção em lotes e produção de modelos mistos.

Tipos de AGV’s

Trens sem condutor, carrinhos e pallets, carregadores de unidades de carga

Característica comum

Se deslocar ao longo de uma trajetória bem definida (rotas), entre um ponto de carregamento e descarregamento, com lógicas de controle para a prevenção de acidentes e colisão entre AGV’s.

Aplicação de AGV’s

Produção e Logística

Operações de trens sem condutor; armazenamento e Distribuição; aplicações de livros de montagem; sistema de manufatura flexíveis

Tecnologias de orientação dos veículos