Orientador: Alvaro Geraldo Badan Palhares

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica

Resumo: Este trabalho apresenta o projeto e construção de um Robô Industrial de cinco graus de liberdade com a finalidade de atender um largo espectro de aplicações industriais, desde as aplicações cujas tarefas exigem baixo desempenho dinâmico até aquelas onde o alto desempenho é requerido. A...

Resumo: Este trabalho apresenta o projeto e construção de um Robô Industrial de cinco graus de liberdade com a finalidade de atender um largo espectro de aplicações industriais, desde as aplicações cujas tarefas exigem baixo desempenho dinâmico até aquelas onde o alto desempenho é requerido. A filosofia adotada no projeto levou em conta que este robô pudesse ser programado com estratégias de controle que permitissem um ótimo desempenho para cada tipo de aplicação a que for destinado. Com isso procurou-se ressalvar neste trabalho um dos problemas básicos para se obter um perfeito desempenho dos algoritmos de controle, de acordo com a estratégia adotada para cada aplicação, que é o problema das medidas em tempo das variáveis de movimento, força, torques, deslizamento, proximidade e visão. Classificamos tais medidas como sendo contidas em dois espaços distintos e que denominamos: Espaço de Juntas, sensores de juntas ou internos; Espaço Cartesiano, sensores cartesianos ou externos. A realimentação das variáveis cartesianas em um robô que não conta com sensores cartesianos é feita de forma indireta pela resolução do modelo cinemático direto e inverso, e isso traz algumas desvantagens tanto do ponto de vista de erros na resolução do modelo como do ponto de vista do tempo de processamento requerido para a sua solução, principalmente no que diz respeito ao modelo reverso. Adotamos então a filosofia de analisar a viabilidade de dotar o robô industrial de um sistema sensorial que permita a adoção de estratégia de controle no espaço de juntas ou de forma hibrida. Nesta fase do projeto, que corresponde a esta tese de doutorado, o esforço foi dedicado na geração de conhecimentos básicos sobre a construção de um robô com enfase no sistema de sensoriamento, porém tendo a preocupação de conhecer todas as etapas e sistemas que fazem parte do equipamento, tais como: 1. Sistema Digital de Controle a. Hardware b. Software 2 . Sistema de Acionamento a. Atuadores - Critério de Seleção b. Amplificadores 3. Estrutura Mecânica a. Atingibilidade do volume de trabalho b. Capacidade de Carga. Como resultado principal deste trabalho, apresentamos um robô que executa operações tais como: Rastreamento de trajetórias retilíneas; Operação pega-larga com monitoramento da força sobre o objeto e deslizamento; Operação de manuseio de objetos sensíveis à força como, por exemplo, um ovo. No desenvolvimento deste trabalho, a etapa que demandou maior esforço foi o projeto do mecanismo

Abstract: This work presents the design and construction of the five degrees of freedom Industrial Robot with external sensors integration such as a visual sensor, slip and force sensors in the two fingers hand. The main subjects of this work are: Development of digital control system composed by...

Abstract: This work presents the design and construction of the five degrees of freedom Industrial Robot with external sensors integration such as a visual sensor, slip and force sensors in the two fingers hand. The main subjects of this work are: Development of digital control system composed by hardware and software; Design of driving system with selection criteria of actuators and amplifiers; Development of the mechanical structure with study about working volume and load capacity; Development of a two fingers mechanical hand with slip and force sensors; Development of a visual sensor with their application in object coordinate monitoring and shape recognition. It was obtained, as result, a robot with capability to execute operations such as: Straight line trajectory tracing; Pick and place operation with gripping force and slip monitoring; Handling of fragile object such as an egg; . Detection of coordinates of the geometrical center of an object and shape recognition. The major effort of this work was dedicated to the mechanism design