Um robô industrial é um manipulador multi{0}}articulado ou um dispositivo de máquina com vários-graus-de{3}}liberdade projetado para aplicações industriais. Ele pode executar tarefas automaticamente, contando com sua própria potência e capacidade de controle para realizar diversas funções. Ele pode ser comandado por humanos ou operar de acordo com sequências pré{6}programadas. Os robôs industriais modernos também podem agir de acordo com princípios estabelecidos por meio de tecnologia de inteligência artificial.
Um robô industrial consiste em três partes básicas: o corpo, o sistema de acionamento e o sistema de controle. O corpo, incluindo a base e os atuadores, compreende o braço, o pulso e a mão; alguns robôs também possuem um mecanismo de locomoção. A maioria dos robôs industriais tem de 3 a 6 graus de liberdade, com o pulso normalmente tendo de 1 a 3 graus de liberdade. O sistema de acionamento inclui a unidade de potência e o mecanismo de transmissão, utilizados para permitir que os atuadores produzam movimentos correspondentes. O sistema de controle emite sinais de comando para o sistema de acionamento e atuadores de acordo com o programa de entrada e executa o controle.
Os robôs industriais são classificados em quatro tipos com base no movimento dos seus braços:
1. Braços de coordenadas cartesianas: movem-se ao longo de três coordenadas cartesianas;
2. Braços coordenados cilíndricos: realizam movimentos de elevação, rotação e extensão/retração;
3. Braços de coordenadas esféricas: girar, inclinar e estender/retrair;
4. Braços articulados: possuem múltiplas articulações rotacionais.
Hoje, vamos analisar esses quatro tipos de robôs industriais e ver com qual deles você está mais familiarizado.
Robôs-multieixos
Robôs multi{0}}eixos, também conhecidos como manipuladores-de eixo único, braços robóticos industriais, cilindros elétricos, etc., são sistemas robóticos construídos em um sistema de coordenadas cartesianas XYZ como modelo matemático básico. Eles usam servomotores ou motores de passo como manipuladores de eixo único acionados como unidades básicas de trabalho, e parafusos de esferas, correias síncronas e engrenagens de cremalheira e pinhão como métodos de transmissão comuns. Eles podem alcançar qualquer ponto no sistema de coordenadas tri-dimensionais XYZ e seguir uma trajetória de movimento controlável.
Os robôs-multieixos empregam um sistema de controle de movimento para acionamento e controle programável. As trajetórias de movimento linear e curvo são geradas usando interpolação multiponto, e a operação e a programação são obtidas por meio de programação de ensino guiada ou posicionamento de coordenadas.
Robô SCARA
Um robô SCARA é um tipo especial de robô industrial com coordenadas cilíndricas. Possui três juntas rotativas com eixos paralelos para posicionamento e orientação em um plano. A junta restante é uma junta de translação, usada para o movimento do efetor final perpendicular ao plano. O ponto de referência do pulso é determinado pelos deslocamentos angulares φ1 e φ2 das duas juntas rotativas e pelo deslocamento z da junta de translação, ou seja, p=f(φ1, φ2, z), conforme mostrado na figura. Esses robôs são leves e têm um tempo de resposta rápido; por exemplo, o robô SCARA Adept 1 pode atingir velocidades de até 10 m/s, várias vezes mais rápido que os robôs articulados típicos. É mais adequado para posicionamento plano e operações de montagem vertical.
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Coordenadas XY (frente, trás, esquerda, direita)
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Coordenadas Z (cima, baixo)
Coordenar robô
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Um robô de coordenadas é um manipulador multifuncional capaz de controle automático, operação reprogramável, vários graus de liberdade e relações cartesianas espaciais. Sua operação envolve principalmente movimento linear ao longo dos eixos X, Y e Z. Os robôs coordenados utilizam um sistema de controle de movimento para controle de acionamento e programação. Trajetórias lineares e curvas são geradas por meio de interpolação multiponto, e a operação e a programação são obtidas por meio de programação de ensino guiada ou posicionamento de coordenadas.
Como uma solução de sistema de robô automatizado estruturado simples-e simples{1}}de baixo custo, os robôs coordenados podem ser aplicados em áreas comuns de produção industrial, como distribuição, moldagem por gotejamento, pulverização, paletização, classificação, embalagem, soldagem, processamento de metal, manuseio, carga e descarga, montagem e impressão. Eles oferecem um valor de aplicação significativo na substituição do trabalho manual, melhorando a eficiência da produção e estabilizando a qualidade do produto.
Robôs Seriais e Paralelos
A estrutura serial de um robô serial é uma cadeia cinemática aberta; seus elos móveis não formam uma cadeia estrutural fechada. Os robôs seriais oferecem um amplo espaço de trabalho e são mais fáceis de movimentar, evitando efeitos de acoplamento entre eixos de acionamento. No entanto, cada eixo deve ser controlado de forma independente, exigindo codificadores e sensores para melhorar a precisão do movimento.
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Os robôs paralelos, por outro lado, complementam a aplicação dos robôs seriais industriais tradicionais, formando uma cadeia cinemática fechada. Robôs paralelos são menos propensos a erros dinâmicos, exibindo alta precisão sem acúmulo de erros. Além disso, sua estrutura compacta e estável, com a maioria dos eixos de saída suportando força axial, resulta em alta rigidez e capacidade de carga-. No entanto, para robôs paralelos, a resolução direta é mais difícil do que a resolução inversa.
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Robô Paralelo 2-DOF
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Robô Paralelo 3-DOF
Os mecanismos paralelos de DDoS são diversos e complexos, geralmente caindo nas seguintes categorias:
1. Mecanismos paralelos planares 3-DOF, como o mecanismo 3-RRR, que possui dois eixos de translação e um de rotação;
2. Mecanismos paralelos esféricos 3-DOF, como o mecanismo esférico 3-UPS-1-S. A cinemática deste tipo é simples tanto na cinemática direta quanto na inversa, tornando-a um mecanismo espacial móvel 3D amplamente utilizado;
3. Mecanismos espaciais paralelos de 3-DOF, como o robô paralelo Delta. Esses mecanismos são subestimados e sua característica mais proeminente é que seu movimento varia em diferentes pontos do espaço de trabalho.
4. Outra categoria inclui mecanismos espaciais com links auxiliares e pares cinemáticos adicionados.
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Robô Paralelo 4-DOF
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Robô Paralelo 6-DOF
Os mecanismos paralelos 6-DOF são uma categoria importante de mecanismos de robôs paralelos e são os mecanismos paralelos mais estudados por estudiosos tanto nacional quanto internacionalmente. Eles são amplamente utilizados em simuladores de vôo, sensores de força e torque 6D e máquinas-ferramentas paralelas. No entanto, muitas tecnologias-chave para estes mecanismos não foram totalmente resolvidas, tais como a sua cinemática direta, o estabelecimento de modelos dinâmicos e a calibração de precisão de máquinas-ferramentas paralelas.
