Sistemas Robotizados - Classificação de robôs Prof. André Saraiva de L. Costa Mestre – PPGMEC, UFMG (Bioengenharia) Engenheiro Mecatrônico, PUC-MG

1 - Juntas e Elos

Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 1 - Juntas e elos Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 1.1 - O braço robótico

Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 1 - Juntas e elos Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 1.2 – Tipos de juntas Juntas Deslizantes ou Prismáticas (P) Juntas Rotacionais ou de Rotação (R) Juntas Esféricas (Spherical – S) Prismática Rotacional Esférica

Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 1 - Juntas e elos Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 1.2 – O braço humano Santos, VMF 6 graus de liberdade para posicionar um objeto em qualquer posição do espaço (x, y, z) e com qualquer orientação angular Graus de liberdade em excesso são úteis para casos em que as juntas disponíveis têm limites. Ex.: Cotovelo: menor que 180°

2 – Classificação de robôs

Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs Classificação pelas primeiras 3 juntas mais próximas da base do robô Influenciam em diversas características do robô, entre elas: Espaço de trabalho Grau de rigidez (precisão e carga de trabalho) Adequação à tarefa Facilidade/dificuldade de controle

Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 2.1 – Robô de Coordenadas Cartesianas Três juntas prismáticas (PPP) Movimento por meio de coordenadas cartesianas (Eixos x, y, z)

Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 2.1 – Robô de Coordenadas Cartesianas Vantagens Facilidade de controle e programação (movimentos lineares) Momento de inércia da carga não varia na área de atuação Boas características inerentes de precisão (linearidade) Desvantagem Baixa relação da área de trabalho para a área ocupada (especialmente mesa e pórtico) Utilização em aplicações de montagem e metrologia Vídeo

Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 2.2 – Robô de Coordenadas Cilíndricas Uma junta de rotação e duas prismáticas (RPP) Movimento em coordenadas cilíndricas (ângulo com eixo x, raio e altura – eixo z)

Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 2.2 – Robô de Coordenadas Cilíndricas Vantagens Grande volume de trabalho Rigidez dos eixos (altura e alcance) Desvantagens “Sombra” no volume de trabalho gerada por obstáculos Rigidez menor que o cartesiano Momento de inércia variável Aplicações Movimentação de cargas Montagem Vídeo 1 Vídeo 2

Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 2.3 – Robô de Coordenadas Esféricas Duas juntas rotacionais e uma prismática (RRP) Movimento através de coordenadas esféricas (ângulo com eixo x, raio, ângulo com eixo z) Um dos primeiros tipos de robôs desenvolvidos

Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 2.3 – Robô de Coordenadas Esféricas Vantagens Grande alcance Desvantagens “Sombra” no volume de trabalho gerada por obstáculos Pequeno alcance vertical Utilização: Carga e descarga de máquinas Soldagem

Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 2.4 – Robô articulado no plano horizontal – SCARA Abreviação de “Selective Compliant Articulated Robot for Assembly” Robô articulado para montagem de flexibilidade seletiva Duas juntas rotacionais no plano horizontal e uma prismática (RRP) Semelhante ao cilíndrico, porém com mais flexibilidade Grande rigidez no sentido vertical e flexibilidade (compliant) no plano horizontal Utilizado em montagens ou posicionamento na direção vertical (placas de circuito impresso)

Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 2.4 – Robô articulado no plano horizontal – SCARA Vantagens Grande área de trabalho (raio máximo e mínimo) Pode alcançar atrás de obstáculos Excelente repetibilidade Rigidez do eixo da altura Desvantagem Limitado a superfícies planas Nimbl Junior 500 Carga máxima: 5 kg Alcance: 500 mm Repetibilidade: <+/- 0,025 mm Vídeo 1 – Cosméticos Vídeo 2 - Parafusos Vídeo 1 – ir para 3m00s

Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 2.5 – Robô articulado no plano vertical – Articulado/Antropomórfico Três juntas de rotação (RRR) Aplicável em diversas tarefas, de soldagem a montagem

Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 2.5 – Robô articulado no plano vertical – Articulado/Antropomórfico Vantagens Grande adaptabilidade às tarefas mais variadas Grande volume de trabalho Sem sombras no volume de trabalho Desvantagens Pequenos erros nas primeiras juntas são amplificados no posicionamento final Kuka KR6/2 Capacidade de carga: 6 kg Alcance máximo: 1570 mm Repetibilidade: <+/- 1 mm Peso: 205 kg Vídeo 1 – Linha de produção Vídeo 2 - Pintura

Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 2.6 – Comparação entre os volumes dos envelopes de trabalho (Considerando-se o caso ideal, em que as juntas rotacionais varrem 360° e que as prismáticas têm comprimento L) Santos, VMF

Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 2.7 – Outras classificações – Robô paralelo Aplicações: máquinas de fresamento Centros de usinagem

Sistemas Robotizados – Classificação de Robôs 2.7 – Outras classificações – Robô paralelo Aplicações: máquinas de fresamento Simuladores de vôo Biscoitos CAE Electronics Volume de trabalho: 950x900x900 mm +/- 30° sobre eixos x, y e z Metrom Volume de trabalho: 800x800x500 mm +/- 25° sobre eixo x