Automação, Conceitos básicos, Robótica

Volume de trabalho dos robôs

O assunto deste post é o volume de trabalho na robótica. Robôs manipuladores são classificados de acordo com este importante conceito.

O que é o volume de trabalho?

É o espaço com uma forma geométrica onde um robô manipulador pode operar. Depende dos graus de liberdade, do tamanho do robô, dos tipos de atuadores e do alcance do efetor final, que é a parte do robô que interage com o ambiente, como por exemplo, uma garra.

volume de trabalho dos robôs
A forma do volume é determinada pela quantidade de atuadores que são lineares ou angulares. Fonte: Ques10.

A importância do volume de trabalho

O volume de trabalho determina a melhor aplicação para o robô. Na hora de escolher ou projetar um robô para uma tarefa, devem ser definidos a forma e o tamanho do volume de trabalho no local de operação. Em algumas situações, o volume deve ser limitado por sensores que enviam sinais para o controlador para evitar acidentes.

humanos no volume de trabalho
Acidentes podem acontecer quando um humano entra no volume de operação do robô. Fonte: (Malik e Bilberg , 2019).

Classificação dos robôs industriais e os volumes de trabalho

Robôs de coordenadas cartesianas

Se movem nas coordenadas cartesianas x, y e z. Todos os atuadores devem ser lineares. Portanto, o volume de trabalho será um paralelepípedo. Os robôs cartesianos têm o controle mais simples.

Robôs de coordenadas cilíndricas

robô cilíndrico e o volume de trabalho
Fonte: NED.

Se a junta da base for rotacional, o manipulador se move nas coordenadas cilíndricas. 

coordenadas cilíndricas
As coordenadas cilíndricas usam as variáveis ρ, Φ e z. Fonte: lifeder.

Este tipo de robô possui uma zona morta, onde não pode operar devido ao tamanho e à limitação de movimento do atuador linear. Esta zona morta fica dentro do cilindro de trabalho.

Robôs de coordenadas esféricas ou polares

robô de coordenadas esféricas
Fonte: Ilearc.

Com 2 atuadores rotacionais e um linear, o robô se move em coordenadas esféricas.

coordenadas esféricas
As variáveis das coordenadas esféricas são: ρ, Φ e θ. Fonte: StackExchange.
robô polar e seu volume de trabalho
O volume de trabalho é uma esfera parcial com um limite interno. Fonte: Machine Design.

Robôs articulados

Todos os atuadores dos robôs articulados são rotacionais. A zona morta é menor do que a do robô esférico, em relação ao volume de trabalho.

volume de trabalho do robô articulado
Fonte: daihen.

SCARA

robô SCARA
Fonte: NED.

É a abreviatura de Braço Robótico de Montagem de Conformidade. Tem dois atuadores rotativos e um linear, como na configuração polar, a junta linear atua na vertical.

volume de trabalho do robô SCARA
O volume de trabalho é quase um cilindro. Fonte: Omron.

Delta

robô delta
Fonte: Codian.

Este tipo é usado para pegar e colocar pequenos objetos com grandes precisão e velocidade. Possui 3 paralelogramos articulados, conectados a uma plataforma fixa e acionados por motores que estão a 120° de distância entre si. O efetor final está ligado a uma plataforma móvel. O volume de trabalho é a metade de uma esfera. O vídeo a seguir mostra como se move um robô delta.

Liked it? Take a second to support Electrical e-Library on Patreon!

About Pedro Ney Stroski

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *