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ESCOLA SENAI “IVAN FÁBIO ZURITA” 
Técnico em Mecatrônica 
 
 
 
 
CAIO MENEZES GENOVEZI 
DOUGLAS DO NASCIMENTO SALES 
EDUARDO MENEGHIN CABRINE 
GABRIEL HENRIQUE DE LIMA 
JOÃO PEDRO DENARDO 
 
 
 
 
 
BRAÇO ROBÓTICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARARAS 
2020 
 
CAIO MENEZES GENOVEZI 
DOUGLAS DO NASCIMENTO SALES 
EDUARDO MENEGHIN CABRINE 
GABRIEL HENRIQUE DE LIMA 
JOÃO PEDRO DENARDO 
 
 
 
 
 
BRAÇO ROBÓTICO 
 
 
 
Trabalho de conclusão do 
curso técnico em mecatrônica 
da ESCOLA SENAI “IVAN 
FÁBIO ZURITA “. 
ORIENTADOR: THOMAZ 
ALBERTO FREZARIM 
THOMAZINI. 
 
 
 
 
ARARAS 
2020 
Folha de Aprovação 
 
CAIO MENEZES GENOVEZI 
DOUGLAS DO NASCIMENTO SALES 
EDUARDO MENEGHIN CABRINE 
GABRIEL HENRIQUE DE LIMA 
JOÃO PEDRO DENARDO 
 
 
BRAÇO ROBÓTICO 
 
 
Trabalho de conclusão de curso técnico em mecatrônica 
da Escola SENAI “IVAN FABIO ZURITA “ 
 
 
Aprovado em: 
 
 
Examinador 1 
 
 
Examinador 2 
 
 
Examinador 3 
DEDICATÓRIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Este trabalho foi dedicado á 
 Todos os docentes envolvidos a 
Gestão da escola, os integrantes deste grupo 
Que dedicaram seu tempo e esforços 
Para que pudéssemos realizar esse trabalho. 
 
AGRADECIMENTOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Agradecemos a Deus por 
Ter nos dado a oportunidade 
 De cursar uma das melhores 
 Instituições de aprendizagem de nosso país. 
 
Agradecemos a todos professores 
 Dos SENAI que ajudaram 
 Em nossa formação, e em especial 
 Ao professor Thomaz Alberto 
 Frezarim Thomazini, orientador 
 Deste trabalho de conclusão de curso 
 E que sempre está solicito para maior 
 Entendimento sobre o assunto. 
 
 
Epígrafe 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
"Bem-aventurado o homem 
 Que acha a sabedoria, e a pessoa 
 Que encontra o entendimento, pois 
 A sabedoria é muito 
 Mais proveitosa que a prata, e 
 O lucro que ela proporciona 
 É maior que o acúmulo 
 De ouro fino." Provérbios 3:13-14. 
 
 
RESUMO 
 
Atualmente a automação industrial é muito benéfica para as indústrias, visto que a 
mesma tem como objetivo melhorar a eficiência dos processos, aumentar a produção 
tendo o um baixo consumo de energia, melhores condições de segurança. A parte 
mais visível da automação está relacionada à robótica. Este trabalho tem como 
objetivo mostrar uma das aplicações de todo o conhecimento aprendido durante o 
curso técnico em Mecatrônica. Para isso, foi escolhido apresentar um braço mecânico 
automatizado que, através de um controlador Arduíno. 
Palavras chave: Mecatrônica, Braço Mecânico, Arduino. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
Nowadays, industrial automation is very beneficial for industries, since it aims to 
improve the efficiency of processes, increase production with low energy consumption, 
better safety conditions. The most visible part of automation is related to robotics. This 
work aims to show one of the applications of all the knowledge learned during the 
technical course in Mechatronics. For that, it was chosen to present an automated 
mechanical arm that, through an Arduino. 
Keywords: Mechatronics, Mechanical Arm, Arduíno, RGB Sensor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
 
Figura 1 - Servo Motor Towerpro MG995R 
Figura 2 - Programação para teste dos servos motores 
Figura 3 - Placa Arduino Uno R3 
Figura 4 - Pinagem Arduino UNO R3 
Figura 5 - Servo Driver PCA9685 
Figura 6 - Pinagem Servo Driver PCA9865 
Figura 7 - Arquivo. SLT da garra 
Figura 8 - Rolamento 623ZZ 
Figura 9 - Dimensões do rolamento 623ZZ 
Figura 10 - Dimensões do encosto do rolamento 623ZZ 
Figura 11 - Exemplo De Parafuso (Parafuso Pozidriv) 
Figura 12 - Parafuso M3 x 10 mm 
Figura 13 - Porca Sextavada 
Figura 14 - Porca Sextavada M3 
Figura 15 – Porca Parloc M3 
Figura 16 – Dados Técnicos Porca Parlock 
Figura 17 – Diversos Tipos De Arruelas: Lisas, Segurança, Estrela E De Isolamento 
Figura 18 – Arruela Lisa M3 Zincada 
Figura 19 – Dados Técnicos Arruela Lisa M3 Zincada 
Figura 20 – Foto do Braço Robótico Montado 
Figura 21 – Foto Placa Arduíno UNO e Servo Driver PCA9685 
Figura 22 - Servo Motor TowerPro MG995 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 - Listagem dos Componentes utilizados 
Tabela 2 - Dados técnicos Servo Motor TowerPro MG995R 
Tabela 3 - Dados técnicos placa Arduíno UNO R3 
Tabela 4 - Dados técnicos Servo Driver 16 canais PCA9685 
Tabela 5 – Tabela 1 Dados técnicos rolamento 623ZZ 
Tabela 6 – Dimensões do Encosto do rolamento 623ZZ 
Tabela 7 – Dados técnicos Parafuso M3 x 10 mm 
Tabela 8 – Dados Técnicos Porca Sextavada M3 
Tabela 9 - Dados técnicos Arruela Lisa M3 Zincada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sumário 
1 Introdução................................................................................................................12 
2 Desenvolvimento.....................................................................................................15 
 2.1 Listagem dos Componentes utilizados..............................................................15 
 2.2 Servo motores..................................................................................................16 
 2.3 Arduino.............................................................................................................20 
 2.4Servo Driver......................................................................................................23 
 2.5 Impressão 3D...................................................................................................26 
 2.6 Rolamentos......................................................................................................28 
 2.7 Parafusos.........................................................................................................31 
 2.8 Porcas..............................................................................................................34 
 2.9 Arruelas............................................................................................................39 
3.0 Descrição da Montagem.......................................................................................42 
4.0 Conclusão.............................................................................................................46 
5.0 Referências..........................................................................................................47 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
1.0 Introdução 
Antigamente, toda atividade produtiva era feita de maneira artesanal e 
manual, daí surgiu o termo manufatura. Pela necessidade de se acelerar a produção 
de mercadorias, e obter mais lucros, o ser humano passou a implementar máquinas 
12aos novos processos de manufatura, e assim surgiu a indústria. Essa transição 
ficou conhecida como Revolução Industrial, sendo a primeira marcada pelo uso de 
máquinas a vapor, a segunda pelo uso de motor a combustão, a terceira (ou também 
revolução digital) pela passagem da tecnologia eletrônica mecânica e analógica para 
a eletrônica digital, ou seja, a implementação da tecnologia digital aos processos de 
manufatura. A terceira revolução foi, e ainda é, o resultado do desenvolvimento dos 
computadores e tecnologia da informação e comunicação, com isso muitas industrias 
adotaram processos automatizados em suas linhas de produção. Como cada vez mais 
busca-se aperfeiçoar as tecnologias para assim obter mais lucro com as produções, 
novas tecnologias como, interação homem-máquina, interação máquina-máquina, 
são cada vez maiores e estão em constante desenvolvimento. Atualmente, visa-se as 
“Fábricas Inteligentes” onde se utiliza conceitos de sistemas ciber-físicos, que 
monitoram os processos físicos,criam uma cópia do mundo físico e tomam decisões 
descentralizadas, Internet das Coisas, onde os sistemas ciber-físicos comunicam e 
cooperam entre si e com os humanos em tempo real, e Computação em Nuvem, onde 
os serviços internos e intra-organizacionais são oferecidos e utilizados pelos 
participantes da cadeia de valores. A implementação dessas novas tecnologias na 
indústria é conhecida como Quarta Revolução Industrial ou Industria 4.0. A demanda 
para flexibilizar o processo produtivo exige cada vez mais equipamentos 
multifuncionais, que podem ser utilizados para manipulação, soldagem, montagem, 
pintura e outras atividades. Neste caso, algumas empresas começaram a criar 
manipuladores multifuncionais programáveis que são controlados automaticamente 
para se mover de forma planejada e repetitiva. Assim surgiram os primeiros robôs 
industriais, sendo atualmente, um dos equipamentos mais utilizados dentro da 
indústria. Eles são capazes de executar diversas tarefas, visto que existem variações 
nas características dos robôs para diferentes aplicações. Existem robôs que precisam 
ter uma boa quantidade de graus de liberdade para alcançar pontos de difícil acesso, 
outros precisam ser rápidos e leves e outros que devem ser versáteis e capazes de 
suportar maiores cargas. Diferente dos seres humanos, os robôs são capazes de 
13 
 
trabalhar por horas sem descanso, são muito precisos quando programados 
corretamente e são capazes de trabalhar em áreas que oferecem riscos ao ser 
humano. Para classificar os robôs, dentre suas várias características, são destacadas 
as principais (sistema de controle, tipo de mobilidade, estrutura cinética, geometria, 
princípio de acionamento e aplicação) como critério de classificação e que serão 
explicadas a seguir. Um robô pode ser classificado em dois tipos em relação ao 
sistema de controle: remotamente operado que são controlados por um operador e 
são geralmente utilizados com o objetivo de estender as ações humanas, e os 
autômatos que são os mais utilizados nas indústrias já que agem de forma 
independente de acordo com sua programação. Em relação ao tipo de mobilidade são 
classificados em fixos, que são os mais utilizados como parte das linhas de produção, 
e os móveis, que são capazes de se deslocar por meio do uso de rodas ou dispositivos 
que simulem pernas e por isso são utilizados como dispositivos de transporte 
automatizados ou dispositivos de inspeção de tubulação ou espaços confinados. A 
estrutura cinética também é classificada de duas formas: em série, onde o movimento 
gerado é composto pela coordenação em série dos movimentos, e em paralelo, onde 
o movimento principal é dado pelo conjunto de movimento das articulações, o que 
torna o sistema de controle muito mais complexo. A geometria dos robôs é definida 
pelo tipo de movimento que o mesmo executa. Essa geometria tem como base o 
sistema cartesiano (eixos X, Y e Z), onde os robôs se movimentam em linhas retas 
através dos eixos assim sendo muito utilizados na usinagem ou na manipulação, 
coordenadas cilíndricas, que combina os movimentos lineares com movimentos 
rotacionais sendo assim muito utilizados em processos de montagem e manipulação, 
e coordenadas esféricas, por combinar os eixos lineares e os eixos rotacionais esse 
tipo de robô simula um braço humano assim sendo um dos mais utilizados na indústria 
já que um grande número de possibilidades de movimento e aplicações. O princípio 
de acionamento é responsável pelo movimento das articulações e desempenho 
dinâmico dos robôs. São classificados em elétrico, a maioria dos robôs possuem esse 
princípio de acionamento, pneumático, é o princípio que utiliza ar comprimido para 
realizar o movimento, por oferecem movimentos rápidos e fracos são utilizados em 
garras e ventosas, e hidráulicos, que é semelhante ao pneumático, mas utilizam água 
ou óleo para realizar o movimento, oferecem movimentos lentos e fortes, são 
utilizados em robôs de grande porte para a execução de movimentos quando há 
necessidade de se deslocar grandes cargas ou quando o comprimento do braço exige 
14 
 
um grande esforço. Diante das características principais citadas, vale ressaltar 
algumas das aplicações dos robôs na indústria, já que é importante conhecer as 
utilizações práticas nos sistemas de manufatura sendo elas, por exemplo, montagem, 
soldagem, manipulação, inspeção, pintura, usinagem, transporte, etc. Nesse contexto, 
a ideia do projeto é desenvolver um braço robótico que, através de um sistema de 
controle no Arduíno, seja capaz de distinguir peças por suas respectivas cores 
(vermelho, verde e azul) e contará com um sensor RGB para tal função. Assim tendo 
como finalidade apresentar na prática uma aplicação dos conhecimentos do técnico 
em Mecatrônica diante do conteúdo ensinado no curso, além de também contar com 
atividades em grupo e individuais, que também são de grande importância para o 
futuro profissional da área. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
2.0 DESENVOLVIMENTO 
 Após muita pesquisa a equipe verificou que diversas industrias apresentam 
grande dificuldade na hora da separação de objetos. Existem alguns problemas ainda 
maiores quando essa separação é realizada manualmente. Tais quais: distúrbios 
osteomusculares relacionados ao trabalho (DORT), que implica no afastamento do 
funcionário e consecutivamente perda de tempo na produção e perda na eficiência de 
trabalho. 
Foi pensando nisso que surgiu a ideia do braço robótico automatizado com 
Arduino, já que o mesmo tem como objetivo a separação de peças com maior 
eficiência, menor esforço e sem interrupções 
A ideia foi bem aceita pela equipe visto que não é tão complexa. Porém 
consiste em um problema real que possamos resolver com base em todos os 
conhecimentos adquiridos no curso uma vez que a realização deste projeto engloba 
muitas das aprendizagens passadas durante o curso. 
 O protótipo foi impresso em 3D e seus movimentos são realizados através de 
servo motores, que por sua vez são controlados utilizando programação que será 
inserida no Arduino. 
 
2.1 Listagem dos Componentes utilizados: 
 
Componentes Quantidade Dimensão Preço 
(R$) 
Servo Motor TowerPro 
MG995R 
11 40,7 x 19,7 x 42,9 
mm 
29,9 
Placa Arduino UNO R3 1 68,6 x 53,4 mm 59,9 
PCA9865 Servo Driver 1 63 x 25 x 14 mm 44,9 
Garra (Impressão 3D) 1 Medidas em partes N/A 
16 
 
Rolamentos 623 e 623ZZ 8 3 x 10 x 4 mm 2,5 / u. 
Fonte 7.2 V - 5 A 1 -------- N/A 
Resistor 10 kΩ 1 -------- N/A 
Cabos de Diferentes Cores % -------- N/A 
M3 Parafusos % M3 x 10 mm N/A 
Porca Sextavada e Parlock % M3 x 10 mm N/A 
Arruelas % M3 x 10 mm N/A 
 
Tabela 2 Lista dos componentes utilizados 
2.2 Servo motores 
 
Figura 1- Servo Motor Towerpro MG995R 
Fonte: https://cdn.awsli.com.br/600x700/78/78150/produto/5283826/5f1a758e60.jpg 
17 
 
Capazes converter energia elétrica em mecânica, os servos motores são 
dispositivos desenvolvidos para aplicações onde é exigido um controle de movimentos 
de alta precisão, reversão rápida e alto desempenho. A principal característica dos 
servos motores é que eles têm incorporados neles um encoder, que funciona como 
um sensor de velocidade que fornecerá a velocidade e o posicionamento do motor 
através de um servomecanismo que usa realimentação de posição, um controlador e 
outros circuitos auxiliares. 
 
Dados técnicos: 
 
Descrição MG 995R TowerPro 
Tensão de Alimentação 4,8 - 7,2 V 
Corrente de Operação 500 mA - 900 mA 
Corrente Stall 2,5 A 
Temperatura de Operação 0 - 55° C 
Conector JR (Universal) 
Comprimento do Cabo 24,5 cm 
Velocidade 0,16 seg/60° (6 V) 
Torque a 4.8 V 8,5 kg.cm 
Torque a 6 V 10 kg.cm 
Dimensões 40,7 x 19,7 x 42,9 mm 
 
Tabela 3 Dados técnicos Servo Motor TowerPro MG995R 
18 
 
 
Aplicação no projeto: 
Para esse projeto, foi utilizado um Servo Motor TowerPro MG995R, que é um 
servomotor de alto torque (13 kg/cm à 4,8 V e 15 kg/cm à 6 V), sua rotação pode 
chegar a 180º e engrenagens metálicas. Por essas características, esse servo motor 
tem muita aplicação na área da robótica, sistemas automatizados, máquinas CNC e 
outra diversas aplicações. 
Como o braço robótico fornecido pelo professor já dispunha de servo motores, 
era necessário verificar se os mesmo estavam funcionando. Para isso foi usada a 
programação disponibilizada por Adilson Thomsen no site FILIPIFLOP. Segue o link 
para redirecionamento para o site: (https://www.filipeflop.com/blog/micro-servo-motor-
9g-sg90-com-arduino-uno/). 
 Para os testes, foram utilizados uma placa Arduino UNO, o Servo Motor 
TowerPro MG995R e um Kit Jumper Macho-Macho. As conexões desse motor com a 
placa Arduino são bastante simples. Tudo o que é preciso fazer é conectar a 
alimentação do Micro Servo 9g ao Arduino: Fio Marrom com GND, depois o fio 
Vermelho no pino 5v da placa. Por fim, conecte o Fio Laranja na Porta Digital 6 (D6). 
https://www.filipeflop.com/blog/micro-servo-motor-9g-sg90-com-arduino-uno/
https://www.filipeflop.com/blog/micro-servo-motor-9g-sg90-com-arduino-uno/
19 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 Programação para teste dos servo motores 
Fonte: https://www.filipeflop.com/blog/micro-servo-motor-9g-sg90-com-arduino-uno/ 
20 
 
2.3 Arduino 
 
 
Arduino é um micro controlador de placa única (hardware) que pode ser usado 
para desenvolver objetos interativos independentes ou ser conectados a um 
computador, para que isso seja possível, o hardware precisa trabalhar associado à 
um software. Esse por sua vez, consiste em uma linguagem de programação padrão 
C/C++ e pode até ser estendida por meio de bibliotecas C++. 
Para programar o Arduino, é necessário utilizar o IDE (do inglês, Integrated 
Development Environment), que é um software livre que permite programar (no 
Arduíno os programas são conhecidos como sketches) em uma linguagem que ele 
Figura 3 Placa Arduino UNO R3 
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Arduino-uno-perspective-transparent.png 
21 
 
entenda. Após a programação pronta, deverá ser feito o upload para o Arduino. Assim, 
o Arduino executará a programação e interagirá com o que quer que você tenha 
conectado a ele. O Arduino é muito utilizado em um sistema para facilitar a 
prototipagem, implementação ou emulação do controle de sistemas interativos, seja 
em ambiente doméstico, comercial ou móvel, da mesma forma que o CLP controla 
sistemas de funcionamento industriais. Com ele é possível enviar ou receber 
informações de basicamente qualquer sistema eletrônico. 
 
Aplicação no projeto: 
 
 
 
A placa Uno é a primeira de muitas placas UBS Arduino, e também o modelo 
de referência para a plataforma Arduino. É uma placa baseada no ATmega328P. Tem 
14 pinos de entrada/saída digitais (sendo 6 podendo ser usados como saídas PWM), 
Figura 4 Pinagem Arduino UNO R3 
Fonte: https://www.embarcados.com.br/arduino-uno/ 
22 
 
6 entradas analógicas, um cristal de quartzo de 16 MHz, uma conexão USB, uma 
tomada de força, um cabeçalho ICSP e um botão de reinicialização. 
 
 
 
Dados Técnicos: 
 
Micro controlador ATmega328P 
Tensão de Operação 5 V 
Tensão de Entrada Recomendada 7 - 12 V 
Tensão de Entrada Máxima 6 - 20 V 
Pinos I/O Digitais 14 (6 saídas PWM) 
Pinos I/O PWM 6 
Pinos entrada analógica 6 
Corrente DC por Pino I/O 20 mA 
Corrente DC para Pino 3.3 V 50 mA 
Flash Memory 32 KB (Atmega 328P) 
SRAM 2 KB (Atmega 328P) 
EEPROM 1 KB (Atmega 328P) 
Clock Speed 16 MHz 
LED_BUILTIN 13 
Largura 68.6 mm 
Comprimento 53.4 mm 
23 
 
Peso 25 g 
 
Tabela 4 Dados técnicos placa Arduíno UNO R3 
 
2.4 Servo Driver: 
 
 
 Servo Drive é um equipamento eletrônico utilizado para controle de 
servo motores, executando funções como: Variação de velocidade, 
Posicionamento e controle de torque. Sendo empregado em máquinas que 
requerem alta precisão e dinâmica. 
 
 
 
 
 
Figura 5 Servo Driver PCA9685 
Fonte: https://www.electricalelibrary.com/2020/07/25/pca9685-como-usar-no-arduino/ 
24 
 
Aplicação no projeto: 
 
O Servo Driver 16 Canais PCA9685 é um pequeno e funcional módulo 
eletrônico desenvolvido especialmente para expandir as portas dos micro 
controladores, possibilitando a conexão de diversos servos motores. 
Utilizando apenas dois pinos do seu micro controlador Arduino, por exemplo, 
é possível controlador até 16 saídas PWM de forma a possibilitar o controle de 16 
servo motores. Ele trabalha com comunicação do tipo I2C, de forma a realizar os 
comandos com maior precisão e eficiência. Possibilita ainda ligações do tipo cascata 
com controle de até 62 módulos driver PCA9685, com capacidade total de 992 portas 
PWM. 
Junto ao Servo Driver 16 Canais PCA9685 encontram-se dois bornes a 
parafuso que permitem a alimentação externa dos servo motores, de forma a oferecer 
energia suficiente sem prejudicar o funcionamento de todo o conjunto. Em especial, é 
utilizado em braços robóticos, esteiras ou projetos complexos que utilizam diversos 
servo motores conectados a um único micro controlador. 
Acompanha um capacitor de 1000uF de uso opcional, já que o módulo funciona sem 
Figura 6 Pinagem Servo Driver PCA9865 
25 
 
a presença do mesmo, sendo necessário apenas quando estiver controlando muitos 
servos com um fonte de alimentação, a fórmula básica para saber que capacitor 
utilizar é o número de servos x 100uF, por exemplo, se forem 5 servos, será 
necessário um capacitor de 470uF. 
 
CARACTERÍSTICAS: 
- Servo Driver 16 Canais PCA9685; 
- Módulo driver para servo motores; 
- Utiliza apenas duas saídas do micro controlador; 
- Compatível com Arduino, Raspberry Pi, PIC, AVR, etc.; 
- 16 Canais para até 16 servos; 
- Endereço I2C ajustável; 
- Possibilidade de ligação cascata; 
- Compatível com servo de até 6VDC; 
- Borne para alimentação externa; 
- Perfurações na placa para fixação; 
- Proteção contra inversão de polaridade; 
- Resistores em série em todas as linhas; 
- Acompanham barras de pinos e 1 capacitor; 
 
 
Dados técnicos: 
 
Descrição Servo Driver 16 Canais PCA9685 
Utiliza: Duas saídas do micro controlador 
Compatível com: Arduíno, Raspberry PI, PIC, AVR, Servo até 6 VDC 
Resistores: 220 Ω em série em todas as linhas 
Tensão: 5 - 10 VDC 
26 
 
Canais: 16 canais 
Resolução: 12 bits (cada saída) 
Comunicação: I2C (endereço I2C ajustável) 
Dimensões: 63 x 25 x 14 mm 
Peso 10 g 
 
Tabela 5 Dados técnicos Servo Driver 16 canais PCA9685 
 
 
2.5 Impressão 3D: 
 
Criada em 1983 pelo engenheiro Chuck Hull, a Impressão 3D, ou 
prototipagem rápida, é um processo de manufatura de objetos sólidos tridimensionais 
em que se baseia na adição de material por camadas a partir de um arquivo digital 
criado através de um software de CAD (Computer Aided Desing) que possibilita criar 
um modelo digital de um objeto. 
A tecnologia de impressão 3D tem revolucionado a indústria, especialmente 
no que se refere a criação de protótipos, que podem ser produzidos com muito mais 
velocidade e precisão a partir dessa ferramenta. Antes disso, para se produzir um 
protótipo, a peça deveria ser moldada manualmente a fim de se obter uma matriz, o 
que demandava tempo e abria brechas para muitos erros. Essas máquinas de 
impressão 3D também oferecem a possibilidade de se fabricar peças ou produtos sob 
medida, diretamente para o cliente final. 
Cada vez mais indústrias estão aderindo à impressão 3D e sempre tentando 
tornar esse processo mais inteligente e eficaz. E tudo isso está ligado às tendências 
da Indústria 4.0, que visa uma produção mais eficiente e com baixo custo. E as 
impressoras 3D estão diretamente ligadas a essa revolução, pois permitem que as 
produções sejam cada vez mais personalizadas e que atendam às necessidades 
específicas que o consumidor busca. 
27 
 
 
Aplicação no projeto: 
 
Com exceção dos componentes eletrônicos e oselementos de fixação 
(parafuso, porcas e arruelas), o braço robótico num todo foram impressos na 
impressora 3D da Escola SENAI “Ivan Fabio Zurita” e os arquivos foram retirados do 
site Thingiverse, disponibilizados pelo usuário Juergen Lessner. 
 
 
 
 
Figura 7 arquivo .SLT da garra 
Fonte: https://www.thingiverse.com/thing:969447 
28 
 
 
2.6 Rolamentos: 
 
 
 
 
 
 
Um rolamento é um mecanismo que permite o movimento relativo controlado 
entre duas ou mais partes. Serve para reduzir minimamente o atrito de deslizamento 
entre as superfícies do eixo e da chumaceira. Os rolamentos reduzem a fricção com 
bolas de metal ou rolos lisos, e uma superfície metálica (interior e exterior) lisa, para 
Figura 8 Rolamento 623ZZ 
Fonte: https://www.skf.com/br/products/rolling-bearings/ball-bearings/deep-groove-ball-
bearings/productid-623-Z 
29 
 
que as bolas rodem. Essas bolas ou rolos “rolam” a carga, permitindo que o dispositivo 
gire suavemente. 
 
Aplicação no projeto: 
 
Para esse projeto foram usados rolamentos 623 ZZ, um rolamento rígido de 
esferas para eixos de 3 mm que faz parte da série de micro rolamentos, ideal para 
aplicações em espaços reduzidos. É um rolamento padrão com dupla blindagem de 
aço, sem flange e em aço cromo, assim como a maioria dos rolamentos. 
O uso desse rolamento teve muita importância nesse projeto, trabalhando em 
conjunto com os servos motores, ele está diretamente ligado ao movimento de rotação 
do braço. 
 
Dados técnicos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dimensões 
d 3 mm 
D 10 mm 
B 4 mm 
d1 ≈ 4.8 mm 
D2 ≈ 8.2 mm 
r 1,2 min. 0.15 mm 
Tabela 6 Dados técnicos rolamento 623ZZ 
Figura 9 Dimensões do rolamento 623ZZ 
https://www.skf.com/br/products/rolling-
bearings/ball-bearings/deep-groove-ball-
bearings/productid-623-Z 
30 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dimensões do 
Encosto 
 
da min. 4,2 
mm 
da max. 5,1 
mm 
Da max. 8,8 
mm 
ra max. 0,1 
mm 
Tabela 7 Dimensões do Encosto do 
rolamento 623ZZ 
Figura 10 Dimensões do encosto do 
rolamento 623ZZ 
https://www.skf.com/br/products/rolling-
bearings/ball-bearings/deep-groove-ball-
bearings/productid-623-Z 
31 
 
2.7 Parafusos 
 
 
 
O parafuso é uma peça que tem como finalidade ser o elemento de fixação 
entre duas ou mais superfícies, combinadas ou em junções diferentes, como madeira, 
parede de alvenaria (com utilização de bucha de fixação), chapas metálicas, etc., 
podendo ser associado ao uso de porcas ou através do efeito combinado de rotação 
e pressão em orifício destinado exclusivamente para recebe-lo (como é o caso das 
buchas de fixação), sulcado em sentido contrário a espiral ou não. 
Para que o parafuso seja resistente a finalidade que exercerá, normalmente é 
feito de metal ou uma matéria dura (PVC, plástico, vidro, madeira, etc.). Possui um 
formato cônico ou cilíndrico, sulcado em espiral ao longo de sua face externa e com 
sua base superior (cabeça do parafuso) adaptada a diversas ferramentas, como a 
chave de fenda (ou demais modelos), podendo ser também quadrada ou sextavada 
para ser utilizada por chave de boca ou chave inglesa. 
Figura 11 Exemplo De Parafuso (Parafuso Pozidriv) 
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Schnellbauschrauben_Pozidriv_IMGP0880.jpg 
32 
 
 
Aplicação no projeto: 
 
 
 
Para esse projeto foi utilizado o Parafuso M3 x 10 mm metálico pois garante 
maior segurança ao projeto. O mesmo é caracterizado como um metal de alta 
durabilidade podendo ter diversas aplicações, sendo possível destacar o desempenho 
que o mesmo tem em locais de aquecimento. É um produto destinado especialmente 
para uso no ramo da eletrônica, em conjunto com arruelas e porcas, para fixação de 
determinados circuitos, placas, suportes, etc. 
 
Figura 12 Parafuso M3 x 10 mm 
Fonte: https://www.usinainfo.com.br/parafusos-e-fixadores/parafuso-m3-x-10mm-metalico-kit-com-
10-unidades-2926.html 
33 
 
Dados técnicos: 
 
Especificações 
Rosca M3 
Compatibilidade Arruelas e Porcas M3 
Cabeça Philips 
Ø cabeça 7 mm 
Comprimento da rosca 10 mm 
Comprimento total 11,5 mm 
Peso total 7 g (embalagem com 10 u. 
 
Tabela 8 Dados técnicos Parafuso M3 x 10 mm 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
34 
 
2.8 Porcas: 
 
 
 
 
As Porcas são peças de forma prismática ou cilíndrica geralmente metálica, 
com um furo roscado no qual se encaixa um parafuso (quando usadas como elemento 
de fixação), ou uma barra roscada (quando usadas como elemento de transmissão). 
As Porcas estão sempre ligada a um parafuso ou barra roscada. A parte externa das 
porcas tem vários formatos para atender a diversos tipos de aplicação. As porcas 
possuem diversas aplicações em conjunto com os parafusos franceses, sextavados, 
Figura 13 Porca Sextavada 
Fonte: https://www.google.com/imgres?imgurl=https%3A%2F%2Fimg.irroba.com.br%2Ffit-
in%2F600x600%2Ffilters%3Afill(fff)%3Aquality(95)%2Fcobercha%2Fcatalog%2Fporcas%2Fporca-
sextavada-5-16-pacote-com-
100.jpg&imgrefurl=https%3A%2F%2Fwww.coberchapas.com.br%2Fporca-sextavada-zincada-5-16-
pacote-com-100-pecas-479&tbnid=RY-AzhRfaAS4GM&vet=12ahUKEwjr5-
iG0NTtAhUeMrkGHUJgBLMQMyg-
egQIARBK..i&docid=ZCClUUq3JZyvWM&w=600&h=600&itg=1&q=porca&hl=pt-
PT&ved=2ahUKEwjr5-iG0NTtAhUeMrkGHUJgBLMQMyg-egQIARBK 
35 
 
hastes e barras roscadas, ou em qualquer outro tipo de fixador, desde que a rosca e 
a resistência sejam compatíveis. 
 
Aplicação no projeto: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A porca sextavada M3 foi usada para fixação na montagem do braço robótico. 
A porca sextavada geralmente é fixa e o deslocamento é feito pelo parafuso. A 
superfície externa da porca tem que possuir um formato que seja prático para 
apertar/folgar, de maneira que a ferramenta utilizada para tal objetivo não escorregue 
e assim evitando que danifique a peça. 
Figura 14 Porca Sextavada M3 
https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.ccpvirtual.com.br%2Fpo
rca-sextavada-m3-050-ma-inox-a2-pacote-com-2500-
pecas%2Fp&psig=AOvVaw0h0n62uAN3kFX5j240J3hr&ust=1608286467711000&sour
ce=images&cd=vfe&ved=0CAIQjRxqFwoTCPjIko_k1O0CFQAAAAAdAAAAABAE 
36 
 
Dados técnicos: 
 
Especificações 
Ø da rosca 3 mm 
Tipo da rosca MA/MG - Milímetro rosca grossa 
Material Aço carbono 1010/1020 
Acabamento Zincado 
Tamanho da chave 5,5 mm 
Passo 0,5 mm 
 
Tabela 9 Dados Técnicos Porca Sextavada M3 
37 
 
 
 
A Porca Sextavada Autotravante, ou Porca Parlock, é uma porca que 
dispensa o uso de arruela de pressão, isso ocorre porque essa porca possui um anel 
de nylon que serve para encravar no filete do parafuso, e esse encravamento evita 
que, com tremores no equipamento, a porca se solte. 
Dependendo da aplicação, a Porca Parlock pode ser produzida em aço-liga, 
aço-carbono, alumínio ou aço inox. 
 
 
Figura 15 Porca Parloc M3 
Fonte:https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.voltriz.com.br%2Fproduto%2Fpor
ca-parlock-auto-travante-com-nylon-m3%2F&psig=AOvVaw1f3xA-hmZ8y44C-
y6RDKjc&ust=1608287543846000&source=images&cd=vfe&ved=0CAIQjRxqFwoTCNCxgpHo1O0CF
QAAAAAdAAAAABAD 
38 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 16 Dados Técnicos Porca Parlock 
Fonte: https://s3-sa-east-1.amazonaws.com/robocore-lojavirtual/882/din_985.jpg 
39 
 
2.9 Arruelas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Como princípio básico de utilização, as arruelas servem para evitar 
deformações em contrapeças (distribuição de força de aperto), reduzir folgas em furos 
folgados ou alongados, possibilitar vedações e evitar afrouxamentos provenientes de 
vibrações presentes nos sistemas (arruela de pressão). Podem ser normalizadas ou 
fabricadas conforme padrão, ou necessidade do mercado. Arruelas são geralmente 
metálicas ou de plástico. 
 
 
 
Figura 17 Diversos Tipos De Arruelas: Lisas, Segurança, Estrela E De Isolamento 
Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Washers.agr.jpg40 
 
Aplicação no projeto: 
Como parte dos elementos de fixação, as arruelas usadas no projeto foram 
Arruelas lisa M3 zincada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 18 Arruela Lisa M3 Zincada 
Fonte:https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.ccpvirtual.com.br%
2Farruela-lisa-zincada-m3-pacote-com-5000-pecas%2Fp&psig=AOvVaw0AAYytexI-
9m9BFhSepsO0&ust=1608291578600000&source=images&cd=vfe&ved=0CAIQjRxqF
woTCIjV5ZX31O0CFQAAAAAdAAAAABAK 
41 
 
 
 
Dados técnicos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Especificações 
Nominal M3 
D1 3,2 - 3,38 
D2 6,64 - 7,0 
H 0,45 - 0,55 
Material Aço Carbono 
Tipo Aba curta 
Acabamento Zincado 
Tabela 10 Dados técnicos Arruela Lisa M3 Zincada 
Figura 19 Dados Técnicos Arruela Lisa M3 Zincada 
42 
 
3.0 Montagem 
A montagem do protótipo iniciou-se com impressão 3D das partes do braço 
robótico de acordo com o dimensionamento desejado e tamanho dos servos de 
maneira que tudo se encaixasse de maneira harmônica. Além disso, grande parte das 
peças são espelhadas, como a garra. 
 Em seguida, uniu-se todas as peças para averiguar se tudo saiu conforme 
planejado e nenhuma peça saiu da padronização desejada. 
 Antes de instalar os servos, os mesmos tiveram de ser testados e 
referenciados em relação a posição inicial para averiguar como seriam inseridos nas 
peças. 
 As conexões desse motor com a placa Arduino são bastante simples. Tudo o 
que é preciso fazer é conectar a alimentação do Micro Servo 9g ao Arduino: Fio Marrom 
com GND, depois o fio Vermelho no pino 5v da placa. Por fim, conecte o Fio Laranja na 
Porta Digital 6 (D6). 
 Os servos são testados e referenciados utilizando a seguinte programação: 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
14 
15 
16 
17 
18 
19 
20 
21 
22 
23 
24 
25 
26 
27 
28 
#include <Servo.h> 
 
#define SERVO 6 // Porta Digital 6 PWM 
 
Servo s; // Variável Servo 
int pos; // Posição Servo 
 
void setup () 
{ 
 s.attach(SERVO); 
 Serial.begin(9600); 
 s.write(0); // Inicia motor posição zero 
} 
 
void loop() 
{ 
 for(pos = 0; pos < 90; pos++) 
 { 
 s.write(pos); 
 delay(15); 
 } 
delay(1000); 
 for(pos = 90; pos >= 0; pos--) 
 { 
 s.write(pos); 
 delay(15); 
 } 
} 
 
 Após isso, tudo é parafusado no lugar com cuidado para não danificar as 
peças e sempre buscando maneira mais eficaz para realizar tais procedimentos. Isso 
é feito para que se possa iniciar a instalação das placas de arduino e 
43 
 
consecutivamente a programação para realização dos movimentos do braço da forma 
desejada. 
 Os servos foram distribuídos da seguinte maneira: dois servos responsáveis 
pelo movimento do ombro, um servo responsável pelo movimento do cotovelo, um 
servo responsável pelo movimento de rotação do braço, um servo responsável pelo 
movimento do pulso e outro pela rotação do pulso e um último para a movimentação 
da garra, totalizando sete servos. 
 Após a instalação dos servos foi feito um teste individual para cada junta 
(ombro, rotação de base, cotovelo, pulso, rotação do pulso e garra) a fim de verificar 
se tudo funciona conforme planejado e realizar os ajustes necessários. 
 Finalizados os testes das juntas de maneira individual, o próximo passo foi 
realizar a programação para que tudo funcionasse ao mesmo tempo de maneira 
harmônica. Para isso foi usado a seguinte programação: 
 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
14 
15 
16 
17 
18 
19 
20 
21 
22 
23 
24 
25 
26 
27 
28 
29 
30 
31 
32 
33 
34 
35 
36 
37 
#include <Wire.h> //Biblioteca que permite a comunicação I2C. 
#include <Adafruit_PWMServoDriver.h> //Esta biblioteca deve ser baixada para rodar o código. 
 
Adafruit_PWMServoDriver pwm = Adafruit_PWMServoDriver();//Instanciando objetos com a classe Adafruit_PWMServoDriver. 
 
#define MIN_PULSE_WIDTH 650 //Estes são os valores mínimo e máximo de largura de pulso que servem para o MG 995. 
#define MAX_PULSE_WIDTH 2350 
#define DEFAULT_PULSE_WIDTH 1500 
#define FREQUENCY 60 
 
int pulseWidth(int angle){ //Esta função calcula o ângulo de movimento do servo. 
int pulse_wide, analog_value; 
pulse_wide = map(angle, 0, 180, MIN_PULSE_WIDTH, MAX_PULSE_WIDTH); //Esta função pega ângulo de 0 a 180 graus e mapeia do valor mínimo de largura 
até o valor máximo. 
analog_value = int(float(pulse_wide) / 1000000 * FREQUENCY * 4096); 
Serial.println(analog_value); 
return analog_value; //O valor que a função retorna. 
} 
 
void setup(){ 
Serial.begin(9600); 
//Serial.println("16 channel Servo test!"); 
pwm.begin(); //Inicializa a biblioteca e envia sinais PWM. 
pwm.setPWMFreq(FREQUENCY); //Frequência de atualização do servo a 60 Hertz. 
pwm.setPWM(1,0,pulseWidth(0)); 
pwm.setPWM(2,0,pulseWidth(0)); 
pwm.setPWM(3,0,pulseWidth(0)); 
pwm.setPWM(4,0,pulseWidth(0)); 
pwm.setPWM(5,0,pulseWidth(0)); 
pwm.setPWM(6,0,pulseWidth(0)); 
} 
 
void loop(){ 
pwm.setPWM(6,0,pulseWidth(45)); 
pwm.setPWM(4,0,pulseWidth(0)); 
delay(1000); 
pwm.setPWM(3,0,pulseWidth(0)); 
pwm.setPWM(1,0,pulseWidth(120)); 
delay(500); 
44 
 
38 
39 
40 
41 
42 
43 
44 
45 
46 
47 
48 
49 
50 
51 
52 
53 
54 
55 
56 
57 
pwm.setPWM(3,0,pulseWidth(90)); 
pwm.setPWM(1,0,pulseWidth(0)); 
delay(2000); 
delay(2000); 
pwm.setPWM(2,0,pulseWidth(0)); 
pwm.setPWM(6,0,pulseWidth(0)); 
delay(2000); 
} 
 
//TESTANDO O BRAÇO. 
//pwm.setPWM(1,0,pulseWidth(0)); //Abre a garra. 
//pwm.setPWM(1,0,pulseWidth(120)); //Fecha a garra. 
//pwm.setPWM(2, 0, pulseWidth(90)); //Movendo a posição da garra. 
 
//pwm.setPWM(3,0,pulseWidth(20)); //Número baixo levanta a mão. 
//pwm.setPWM(3,0,pulseWidth(0)); //Número alto abaixa a mão. 
 
//pwm.setPWM(4, 0, pulseWidth(180));//Número alto abaixa o cotovelo. 
//pwm.setPWM(4, 0, pulseWidth(70)); 
 
Depois de muitos testes e modificações chegou-se ao resultado de que a 
corrente fornecida pela fonte não era suficiente para suprir o funcionamento de todos 
os servos ao mesmo tempo. 
 Imagens do braço construído: 
 
 
Figura 20 Foto do Braço Robótico Montado 
Fonte: Autores do Projeto 
45 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 21 Foto Placa Arduíno UNO e Servo Driver PCA9685 
Fonte: Autores do Projeto 
Figura 22 Servo Motor TowerPro MG995 
Fonte: Autores do Projeto 
46 
 
4.0 Conclusão 
 
O objetivo deste trabalho foi desenvolver um braço robótico que, segundo 
pesquisas sobre os problemas enfrentados pelas indústrias atualmente, o mesmo tem 
como um dos objetivos solucionar um dos problemas que é diminuir o tempo de 
separação de objetos, e assim aumentar a produção. Quando a separação de objetos 
é feita manualmente, o outro problema enfrentado é o afastamento do funcionário por 
ter desenvolvido algum distúrbio osteomuscular por esforço repetitivo. Por isso, 
atualmente as indústrias buscam cada vez mais automatizar os processos de 
produção. 
Nesse processo de confecção do projeto, encontramos alguns obstáculos. O 
ano atípico que tivemos prejudicou a produtividade da equipe na parte prática, e por 
isso, estamos ciente que o braço robótico desenvolvido não se encontra funcionando 
da maneira esperada. 
Tais acontecimentos nos mostram que, além do bom planejamento, ser capaz 
se adaptar diante das situações atípicas que podem surgir é uma das qualidades que 
as empresas buscam nos profissionais atualmente. 
Por fim, mesmo com todos os obstáculos, ficamos satisfeitos com os 
resultados obtidos. Conseguimos ter um grande ganho de aprendizagem na área da 
mecatrônica, tanto teórico quanto prático. Também tivemos a oportunidade de 
conhecer melhor e nos aprofundar mais na área da robótica, que mesmo sendo 
ensinado durante o curso, pudemos ter nossa perspectiva sobre o assunto. 
 
 
 
 
 
 
 
47 
 
5.0 Referências: 
 
3D printable robotic arm claw gripper. Disponível em: 
<https://www.thingiverse.com/thing:969447>Acesso em 17 de Novembro de 2020. 
 
623-Z. Disponível em: 
<https://www.skf.com/br/products/rolling-bearings/ball-bearings/deep-groove-ball-
bearings/productid-623-Z> Acesso em 10 de Dezembro de 2020. 
 
ARDUÍNO Uno. Disponível em: 
<https://www.embarcados.com.br/arduino-uno/ > Acesso em 08 de Dezembro de 
2020. 
 
ARDUÍNO UNO R3 detalhes técnicos. Disponível em: 
<http://suadica.com/dica.php?d=373&t=arduino-uno-r3-detalhes-tecnicos> Acesso 
em 08 de Dezembro de 2020. 
 
COMO funciona um rolamento. Disponível em: 
<https://medium.com/@rolamentosabecom/como-funciona-um-rolamento-
ff89ac4afaa0> Acesso em 10 de Dezembro de 2020. 
 
GETTING Started with Arduino UNO. Disponível em: 
<https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoUno/> Acesso em 08 de Dezembro de 
2020. 
IMPRESSÃO 3D na Indústria 4.0: Entenda Essa Evolução Tecnológica. Disponível 
em: 
48 
 
<http://www.maispolimeros.com.br/2020/01/30/impressao-3d/> Acesso em: 17 de 
Novembro de 2020. 
 
MCROBERTS, Michael. Arduino básico. 2.ed. São Paulo, SP: Novatec, 2015. 506p. 
 
MICRO Servo Motor 9g SG90 com Arduino Uno. Disponível em: 
<https://www.filipeflop.com/blog/micro-servo-motor-9g-sg90-com-arduino-uno/> 
Acesso em 20 de Novembro de 2020. 
 
MONK, Simon. Programação com Arduino II: Passos avançados com sketches. Porto 
Alegre, RS: Bookman, 2015. 247p. 
 
______. Programação com Arduino: começando com sketches. 2.ed. Porto Alegre, 
RS: Bookman, 2017. 182p. 
 
PCA9685: Como usar no Arduino. Disponível em: 
<https://www.electricalelibrary.com/2020/07/25/pca9685-como-usar-no-arduino/> 
Acesso em 08 de Dezembro de 2020. 
 
PCA9685 data sheet. Disponível em: 
<https://www.usinainfo.com.br/index.php?controller=attachment&id_attachment=379
> Acesso em 08 de Dezembro de 2020. 
 
 
SERVO Motor: Veja Como Funciona E Quais O Tipo. Disponível em: 
<https://www.citisystems.com.br/servo-motor/> Acesso em 20 de Novembro de 2020.