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23/10/2022 18:33 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0xn… 1/54 ROBÓTICAROBÓTICA DESCRIÇÃO DOSDESCRIÇÃO DOS MANIPULADORESMANIPULADORES Au to r ( a ) : E s p . R u b e m N e ro G o m e s X av i e r R ev i s o r : B r u n o H e n r i q u e O l i ve i ra M u l i n a Tempo de leitura do conteúdo estimado em 1 hora e 20 minutos 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0xn… 2/54 Introdução Caro(a) estudante, a robótica permite maiores �exibilidade e agilidade nos processos produtivos. Alguns pontos fundamentais para a funcionalidade e�ciente das células robotizadas são: seleção do modo de programação desenvolvido no projeto; de�nição dos tipos de movimentos; melhor utilização dos sistemas de coordenadas na de�nição das ações do manipulador. Nos mais diversos processos produtivos, a utilização de robôs visa reduzir custos, aumentar a produtividade e diminuir perdas do processo, em geral, substituindo a mão de obra humana. Neste material, serão apresentados: principais modos de programação para robôs; sistemas de coordenadas possíveis; tipos de movimentos fundamentais realizados por braços robóticos; conceito de variável de posição. A partir desses pontos, é possível de�nir as melhores rotas de trabalho numa aplicação com robôs e reconhecer o melhor modo de programação para cada aplicação robotizada. Bom estudo! Programação de 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0xn… 3/54 A programação de um robô pode ser desenvolvida em diferentes sistemas, visto que não existe normatização internacional sobre a linguagem de programação dos robôs industriais. Dessa forma, cada fabricante pode utilizar uma linguagem de programação própria. Existem formas de trabalho com robôs baseadas na análise da descrição matemática dos movimentos, nas quais robôs são programados com base em algoritmo exclusivo desenvolvido especi�camente para um manipulador. Na área industrial, ambientes de programação de robôs permitem ao programador indicar posições e trajetórias para de�nir os movimentos que serão executados. Em geral, dividimos a programação de robôs industriais em duas classes, as programações on-line (Teach Method e Hand-guiding) e off-line (simulação 3D). Vamos aprender sobre isso? Teach Method Segundo Craig (2012), dentre os métodos de programação on-line, atualmente, o método Teach Method é o mais utilizado na indústria e em aplicações comerciais. Ele possui uma interessante analogia a um videogame, visto que o dimensionamento das posições do robô é de�nido por meio de um elemento semelhante ao controle remoto, sendo os comandos enviados pelo usuário apenas com base em conhecimento sensorial e deduções sobre as etapas da tarefa a ser desenvolvida. Um programador guia o robô mediante acionamento de teclas no controle de programação (teach pendent), movendo o robô até os locais desejados (Figura 2.1). g ç Robôs Industriais 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0xn… 4/54 Figura 2.1 - Robô articulado Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer: a imagem apresenta a fotogra�a colorida de um robô articulado, de 6 graus de liberdade, na cor cinza, modelo Motoman XRC 10, da fabricante japonesa Yaskawa. Ele está sendo programado de forma on-line por um operador, que segura o controle de programação (teach pendent) do robô e deixa acionado o botão de segurança dead-man, para movimentá-lo. O robô está posicionado sobre uma mesa de trabalho de alumínio, em que há um painel de acionamento com botoeiras e leds. No painel, existe um botão retentivo de cor vermelha, utilizado como botão de emergência, para travar o robô numa situação de perigo. Conforme os pontos desejados são encontrados, são salvos, de forma que os pontos do espaço e instruções de controle vão sendo armazenados numa sequência. Industrialmente, nesse tipo de programação, para o operador realizar a movimentação do robô, é necessário que o botão de segurança (dead-man) presente no controle de programação esteja pressionado. A principal vantagem desse tipo de programação consiste na possibilidade de movimentar ferramentas e robôs pesados com precisão até os locais desejados e veri�car o teste de forma rápida, conforme Alciatore e Histand (2014). 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0xn… 5/54 Hand-guiding Outra forma de programação on-line para robôs é o Hand-guiding: uma forma de programação realizada com a movimentação do robô em tempo real e colaborativa, isto é, existem contato e colaboração entre ser humano e robô diretamente. O programador segura o braço do robô e executa a trajetória desejada, e movimentos e instruções vão sendo armazenados e salvos pelo robô. A programação Hand-guiding (Figura 2.2) possui como principal limitação o fato de o programador ter de vencer o peso do robô e o atrito nas juntas, o que o torna inaplicável em robôs de grande e médio portes. Outro ponto importante é o sistema de segurança do robô, que deve ser totalmente dimensionado com o intuito de não permitir colisões, de acordo com Santos (2015). 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0xn… 6/54 Figura 2.2 - Programação Hand-guiding Fonte: luoxi / 123RF. #PraCegoVer: a imagem apresenta a fotogra�a colorida do desenvolvimento de uma programação de robô do modo on-line Hand-guiding. O operador guia a �ange do robô, onde está alocada a ferramenta, ao trajeto pelo qual o robô deve passar. O robô possui uma garra linear de cor predominantemente branca, que permite movimentar as peças de trabalho de material plástico de cor preta. As principais vantagens da programação Hand-guiding são relacionadas à execução da programação, sendo mais rápida, fácil e intuitiva. Em geral, esse tipo de programação proporciona movimento mais natural na trajetória do robô, o que di�culta a existência de colisões. Programação Off-line A programação off-line é desenvolvida em ambiente 3D junto a um software de programação off-line simulador (Figura 2.3). Em geral, as interfaces dos softwares de simuladores são semelhantes às encontradas nos controles de programação físicos dos robôs e possuem funcionalidades adicionais, como 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0xn… 7/54 a criação de banco de dados ou adição de objetos, de acordo com Craig (2012). Figura 2.3 - Programação off-line nos robôs HIWIN Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer: a imagem apresenta a captura da tela colorida de um ambiente de programação off-line para robôs industriais da fabricante HIWIN. O software HRSS contém, à direita, uma coluna com botões para movimentação das seis juntas do robô. Abaixo, a tecla MODE permite de�nir o modo de trabalho do software. À esquerda, há outra coluna, com botões de seleção para o tipo de robô, direção de movimentação do manipulador e aumento e diminuição da velocidade de trabalho. Ao lado esquerdo desta coluna, há teclas relativas ao controle da simulação do sistema. Próximo a esta coluna, há um campo para desenvolvimento da programação. À direita, está o ambiente 3D de simulação, onde o robô é selecionado para ser programado. Segundo Souza (2021), a programação off-line permite a de�nição de pontos e rotas de trabalho, onde podem ser inseridas instruções de movimentos e controle. As principais vantagens desse tipo de programação são: tempo da programação em campo; possibilidade de identi�car obstruções no acesso 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0xn…8/54 do robô, testar garras e dispositivos antes da confecção, veri�car possíveis colisões e, por �m, estimar tempo de ciclo que será obtido. Veja um resumo, a seguir. No desenvolvimento do projeto de uma célula robótica, a seleção do tipo de programação adequada consiste numa etapa primordial. Em geral, em células mais simples, onde temos os robôs integrados a poucos dispositivos, trabalhamos com a programação on-line do tipo Teach Method. Com o aumento da complexidade dos sistemas de comunicação e integração de dispositivos presentes na célula, temos maiores e�ciência e e�cácia com a utilização de programação off-line para elementos robóticos. Na etapa de planejamento do projeto de uma célula robotizada, a utilização da programação off-line visa evitar custos desnecessários, visto que permite simulação e veri�cação de funcionalidade do sistema sem necessidade do próprio manipulador robótico �sicamente. Conhecimento Teste seus Conhecimentos (Atividade não pontuada) Leia o trecho a seguir. “É importante observar que existem diversas formas de um robô executar uma mesma tarefa, cabendo ao projetista designar a que soluciona o problema de maneira ótima, sendo em relação a tempo, custo, trajeto, consumo de energia, segurança e assim por diante”. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0xn… 9/54 GUIDA, L. M. N. Automação de soldagem de pinos em cabines automotivas utilizando um robô manipulador de seis graus de liberdade. 2018. 63 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Faculdade de Engenharia, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, 2018. p. 23. Assinale a alternativa correta em relação às características dos principais tipos de programação utilizados em robôs industriais: a) no modo o�-line de programação para robôs industriais, existe a necessidade de um robô na fase de programação para memorização dos movimentos. b) no modo o�-line de programação, há pouca redução signi�cativa do tempo da programação em campo. c) o modo de programação on-line é o menos utilizado, pois o programador guia o robô através do acionamento de teclas no controle de programação. d) no modo de programação on-line (Teach Method), o deslocamento do manipulador robótico ocorre através do controle de programação (teach pendent). e) no planejamento de um projeto, o modo de programação on-line para robôs necessita de menos recursos para células robotizadas em comparação ao modo de programação o�-line. Sistemas de 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 10/54 De acordo com Dumba (2017), os sistemas de coordenadas de�nem a maneira como o robô se deslocará durante a movimentação manual, sendo extremamente importantes na marcação de pontos para geração de movimentos. Os robôs industriais apresentam ao menos quatro tipos de coordenadas principais, sendo estes: Cabe destacar que alguns fabricantes de robôs utilizam sistemas de coordenadas diferenciados e próprios, no entanto as aplicações com esses sistemas são muito reduzidas, dada a di�culdade de programação e reprogramação do sistema. Coordenada Específica do Eixo (Axis System) Nesse sistema de coordenada, todos os eixos do robô podem ser deslocados de forma individual, independentemente da direção de movimento. A orientação dos movimentos ocorre a partir da referência (X, Y e Z) existente na base do manipulador. É importante destacar que o movimento pode ocorrer em mais de um eixo do robô de forma simultânea. Coordenadas 1 2 3 4 Coordenada especí�ca do eixo (Axis System). 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 11/54 Com o intuito de movimentar o robô nesse sistema, é necessário selecionar o tipo de coordenada e manter o botão dead-man existente no tech pendent pressionado. Após isso, o robô permitirá a movimentação através das teclas de movimentação para cada eixo. Coordenada Mundial (World System) O sistema de coordenadas mundial possui a característica de orientação absoluta e cartesiana, sendo que a origem se encontra na base do robô e esta se mantém �xa durante toda a movimentação do robô (Figura 2.4). O robô se desloca através dos eixos imaginários X, Y e Z nos sentidos positivo e negativo de orientação. A movimentação do robô, nesse sistema de coordenadas, é realizada após a seleção do tipo de coordenada. Na programação a partir desse sistema, é necessária a utilização de poucas teclas de movimentação, visto que não é necessário realizar a orientação de cada eixo individualmente, conforme Carrara (2004). Coordenada de Ferramenta (Tool System) Consiste num sistema de coordenadas de orientação cartesiano cuja origem se encontra na ponta da ferramenta acoplada na �ange do robô (Figura 2.4), de forma que a orientação dos eixos segue o movimento da ferramenta. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 12/54 Figura 2.4 - World System e Tool System Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer: a imagem apresenta a captura de uma tela colorida do software de programação off-line da HIWIN, o HRSS. É mostrado um braço articulado de 6 graus de liberdade, na cor branca, disposto sobre um plano quadriculado de cor cinza e com divisões de cor branca. Na base do braço articulado, é demonstrado o sistema de coordenada World System, onde é possível visualizar o eixo X, no sentido positivo, de cor vermelha, e o eixo Y, no sentido positivo, de cor verde. Na �ange do robô, há uma ferramenta de solda alocada, de cor preta, com o sistema de coordenada Tool System, o qual está referenciado na ponta da ferramenta. Assim, são apresentadas as direções X, no sentido positivo (em vermelho); Y, no sentido positivo (em verde); e Z, no sentido negativo (em azul). Em geral, o sistema é de�nido com o eixo Z no sentido positivo sendo a direção de avanço da ferramenta. O primeiro passo para utilizar esse tipo de sistema é o referenciamento de �ange e ferramentas que podem ser utilizadas no robô. Com o intuito de movimentar o robô nesse sistema, é necessário selecionar o tipo de coordenada para o tipo ferramenta, selecionar o número da 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 13/54 ferramenta desejada e referenciada no robô e manter o botão dead-man pressionado para autorizar a movimentação do manipulador. Coordenada Base (Base System) Outro tipo de sistema de coordenadas de orientação cartesiana é a coordenada base, onde a origem se encontra num elemento posicionado externamente ao robô (Figura 2.5). Uma possibilidade para auxiliar na programação é gerar uma coordenada base independente para cada dispositivo, onde os pontos salvos no programa são referenciados em relação à coordenada base utilizada, de acordo com Martins (2006). 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 14/54 Figura 2.5 - Sistema de coordenada Base System Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer: a imagem apresenta uma �gura colorida, representativa de uma célula robótica. Ao centro, na parte inferior da imagem, o robô demonstra sua referência principal na base. Há dois dispositivos externos para solda: um deles à frente do robô, à esquerda (dispositivo A); outro, à direita (dispositivo B). No dispositivo A, é demonstrado um referenciamento em azul (eixos X, Y e Z), com sistema de coordenada Base System; no dispositivo B, é demonstrado um referenciamento em verde (eixos X, Y e Z) com sistema de coordenada Base System. De forma semelhante ao sistema de coordenadas de ferramenta, para realizar a movimentação nessesistema, inicialmente, é necessário selecionar o tipo de coordenada base, selecionar o número da base desejada e manter o botão dead-man pressionado. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 15/54 Com a criação dos pontos de trabalho que o robô desenvolverá em sua aplicação, é possível de�nir a caracterização dos movimentos a serem executados entre esses pontos, de forma que o robô realiza as trajetórias interligando os pontos no espaço de acordo com o movimento programado. Segundo Moussa (2011), em geral, nos robôs industriais, trabalhamos com três tipos de movimentos: ponto a ponto, linear e circular. No tipo de movimento ponto a ponto (Figura 2.6), também chamado de movimento de junta, o robô conduz a orientação referenciada na ferramenta (zero da ferramenta) numa trajetória mais rápida, que implica diretamente o movimento sincronizado das juntas para realizar a trajetória entre dois pontos. Porém o percurso exato do movimento é otimizado, de forma que o robô de�nirá o melhor e mais rápido trajeto para a movimentação. Tipos de Movimentos Robotizados 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 16/54 Figura 2.6 - Movimento ponto a ponto Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer: a imagem apresenta uma ilustração representativa do tipo de movimento ponto a ponto (PTP), executado por um robô entre o ponto P1 e o ponto P2, indicados como círculos de cor preta. A �gura ilustra a diferença entre os movimentos curvos, que ocorrem com um ângulo de ação constante, demonstrados acima, em laranja, e abaixo, em verde, e os movimentos ponto a ponto, que ocorrem sem a possibilidade de previsão, de forma curva na parte central, em cor azul. Nesse tipo de movimento, como os elos do robô são movimentados de maneira a seguir uma trajetória circular, as trajetórias em curva, em geral, são executadas com maior rapidez que trajetórias lineares. No entanto é mais difícil prever a rota que o manipulador executará, o que demanda do programador tomar muito cuidado ao de�nir movimentos a �m de evitar colisões. O tipo de movimento linear (Figura 2.7) consiste na movimentação em linha reta da orientação do referenciamento da ferramenta (zero ferramenta) entre dois pontos demarcados previamente com velocidade e orientação constantes, desde o início até o �m do movimento. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 17/54 Figura 2.7 - Movimento linear Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer: a imagem apresenta dois pontos (P1 e P2) ligados por uma reta em azul, a qual representa o movimento linear executado pelos robôs industriais. No quadro da imagem, está escrito: movimento linear. Para o robô, é um tipo mais difícil de movimentação, visto que o robô precisa calcular uma rota mais elaborada para garantir a linearidade do deslocamento. Essa movimentação necessita de muito cuidado por parte do programador, pois, facilmente, o robô pode atingir seus limites de movimentação dos eixos. O movimento circular (Figura 2.8) consiste em conduzir a orientação da ferramenta em forma de um arco, sendo necessário de�nir três pontos para a trajetória. Nesse movimento, velocidade e orientação ocorrem de maneira constante, desde o início até o �m do movimento. Entre os três pontos necessários, o primeiro marca o início do percurso, o segundo marca o ângulo de abertura do arco, e o terceiro, o �m do trajeto. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 18/54 Figura 2.8 - Movimento circular Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer: a imagem apresenta três pontos (P1, P2 e P3) ligados por uma linha de cor vermelha. Ao �nal do terceiro ponto, há uma seta, que indica a forma como é realizado o movimento circular por robôs industriais, partindo de P1; o ponto P2 de�ne a tangente do arco, até P3, que mostra o ponto �nal do movimento. Uma característica dos robôs industriais é a aproximação de um ponto — o recurso de aproximação de um ponto de�ne o grau de otimização de rotas que o robô efetuará (Figura 2.9). Quando a movimentação do robô pode ser executada sem a necessidade de o robô realizar a trajetória exata sobre um ponto gravado, o recurso de aproximação pode ser utilizado, de acordo com Abreu (2002). 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 19/54 Figura 2.9 - Recurso de aproximação Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer: a imagem apresenta quatro pontos (P1, P2, P3 e P4), perpassados por duas linhas. A linha vermelha liga cada um dos pontos, partindo de P1 até P4, de forma reta. A linha azul parte de P1 até P4, tocando apenas esses dois pontos de forma mais orgânica, e aproxima-se dos outros dois pontos. A imagem ilustra como ocorre a aproximação de movimentos em um robô industrial: quando o recurso está acionado, o robô não tem a obrigatoriedade de passar por um ponto, podendo otimizar a rota. Com a utilização do recurso, temos um movimento mais suave e mais rápido, além de gerar menos desgaste nos servomotores e mecanismos de transmissão do robô. Para o robô realmente passar pelo ponto gravado, é necessária uma série de acelerações e desacelerações em seus servomotores, chegando até a parar a movimentação do robô. Veja, a seguir, a con�guração do recurso de aproximação em diferentes robôs industriais. No desenvolvimento da programação de um robô industrial, é necessário otimizar o máximo possível as instruções de movimentação, de forma que o processo obtenha a maior velocidade mantendo e�ciência. Um ponto extremamente indesejado é a ocorrência de colisão ou travamento de algum eixo do manipulador. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 20/54 Em geral, no desenvolvimento da programação de manipuladores robóticos industriais, movimentos aéreos (nos quais a ferramenta do robô não se aproxima de peças ou dispositivos externos) são realizados utilizando instruções de movimento ponto a ponto (PTP). Quando necessitamos ter uma precisão maior e contato com outros elementos, são utilizadas instruções de movimento linear ou circular, conforme imagem a seguir (Figura 2.10). 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 21/54 Figura 2.10 - Seleção de movimentos robotizados Fonte: Adaptada de cheskyw / 123RF. #PraCegoVer: a imagem apresenta um braço articulado de 6 graus de liberdade de cor laranja, apoiado sobre uma base cilíndrica de cor cinza e com uma garra de cor prateada alocada na �ange do robô. A �gura mostra a trajetória do robô por linhas tracejadas em vermelho, indicando, com uma seta, a ordem dos movimentos: onde movimentos aéreos sem contato com a peça são realizados (com movimento ponto a ponto) e onde há contato para pegar a peça e soltá-la (movimentos lineares). Um dos critérios para seleção do tipo de robô industrial é a veri�cação do volume de trabalho do manipulador, que demonstra a área de movimentos possíveis para o manipulador atuar. Pensando na programação de robôs industriais, a de�nição do sistema de coordenadas, juntamente com a escolha correta do tipo de movimento a ser desenvolvido, possibilita o desenvolvimento de aplicação com maior e�ciência. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 22/54 Fonte: abert84 / 123RF. Fonte: lutsenko / 123RF. #PraCegoVer: o infográ�co estático possui o título “Codi�cação de robôs industriais”, seguido da de�nição “Cadafabricante de robôs industriais utiliza um sistema de codi�cação diferente. O código de um robô é a especi�cação técnica utilizada para selecionar o robô e, em geral, o código nos dá informações sobre suas características técnicas. Como comparativo entre códigos de um mesmo fabricante, vamos analisar a codi�cação dos robôs HIWIN, visto que o software de programação que utilizaremos será do mesmo fabricante”. Logo abaixo, há três caixas de textos com seus respectivos títulos e de�nições. A primeira caixa de texto possui o título “Robô Articulado” e a de�nição “Tipo de robô - Número de eixos - Capacidade de Carga (payload) e alcance do robô. Exemplo: RA605-710- GB, RA - robô articulado, 6 - seis eixos, 05 - 5 kg de capacidade de carga e 710 - 710 mm de alcance”. A segunda caixa de texto possui o título “Robô Delta” e a de�nição “Tipo de robô - Número de eixos - Capacidade de Carga (payload) e máximo diâmetro de trabalho em mm. Exemplo: RD401-700, RD - robô delta, 4 - quatro eixos, 01 - 1 kg de capacidade de carga e 700 - 700 mm de diâmetro de trabalho”. A terceira caixa de texto possui o título “Robô SCARA” e a de�nição 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 23/54 “Tipo de robô - Número de eixos - Capacidade de Carga (payload) e mínimo e máximo raio de trabalho em mm. Exemplo: RS405-400-200-LU, RS - robô SCARA, 4 - quatro eixos, 05 - 5 kg de capacidade de carga, 400 - 400 mm é o maior raio de trabalho e 200 - 200 mm é o menor raio de trabalho. 710 - 710 mm de alcance”. O infográ�co conta, ainda, com a fotogra�a de um braço articulado de robô, ao lado do título. O primeiro passo no desenvolvimento de uma programação de robô na forma off-line é a seleção do robô a ser utilizado, o que também se refere a como os softwares de programação off-line são desenvolvidos pelos fabricantes de robô — cada software permite somente a utilização de robôs de seu fabricante. Existem softwares de integração virtual, onde são desenvolvidos gêmeos digitais, ambientes virtuais que representam um sistema real — nesses sistemas, é possível desenvolver um robô especí�co de qualquer fabricante. praticar Vamos Praticar Nas aplicações industriais que utilizam manipuladores robotizados, assim como existe a necessidade de uma seleção correta do manipulador, de acordo com características técnicas de trabalho, existe a necessidade de selecionar corretamente a ferramenta que permitirá a execução da aplicação. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 24/54 Nos softwares de programação o�-line de robôs industriais, é possível simular operações com a ferramenta devidamente referenciada e alocada na �ange do robô. O HRSS, software de programação o�-line para robôs industriais da fabricante HIWIN, permite o desenvolvimento da célula de trabalho em ambiente 3D (com utilização de ferramentas ou garras e referenciamento destas). O software possui a vantagem de ser gratuito e executável, sendo, assim, mais leve para utilização em computadores comuns, conforme Lopes e Freitas (2021). Desenvolva a sequência de passos para utilização do software de programação o�-line da HIWIN e criação de uma célula de trabalho robotizada com o referenciamento de uma ferramenta. Passo 1: realize o cadastro no site da HIWIN de forma gratuita com seus dados básicos: https://www.hiwin.tw. Passo 2: siga o caminho de acesso ao software de acordo com a imagem a seguir. https://www.hiwin.tw/ 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 25/54 Figura - Instalação HRSS inicial Fonte: Adaptada de Lopes e Freitas (2021). #PraCegoVer: a �gura apresenta a captura de tela colorida, na qual é possível visualizar o site da HIWIN e os primeiros passos para a instalação do software HRSS para programação de robôs industriais. A partir do ícone de cor verde SUPPORT, acessamos o ícone Multi-Axis Robot e, por �m, na aba Articulated Robot, o ícone RA605-710-GC (circulado por linhas vermelhas). Passo 3: realize a instalação do software HRSS, conforme a imagem a seguir. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 26/54 Figura - Instalação HRSS �nal Fonte: Adaptada de Lopes e Freitas (2021). #PraCegoVer: a �gura apresenta uma captura de tela colorida, em que é possível visualizar o site da HIWIN e a identi�cação do software HRSS na versão gratuita, destacado na cor verde, com o nome HIWIN Robot System Software. À direita, a seta indicativa para baixo representa o ícone de download, que está circulado por linhas vermelhas, indicado com uma seta vermelha. Passo 4: descompacte o arquivo em um diretório. Já podemos utilizar o HRSS; para abrir o programa na pasta, clique no programa executável, conforme a imagem a seguir. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 27/54 Figura - Ícone do HRSS Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer: a �gura apresenta a captura de uma tela colorida, em que é possível visualizar o ícone do software HRSS executável, com um fundo preto, uma engrenagem de cor branca, à esquerda, e um robô, representado com 2 graus de liberdade (em cor branca e detalhes verdes). Passo 5: ao abrir pela primeira vez, aparecerá opções de escolher o tipo e o modelo de robô a ser trabalhado no projeto, conforme a �gura a seguir. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 28/54 Figura - Seleção dos robôs no HRSS Fonte: Adaptada de Lopes e Freitas (2021). #PraCegoVer: a �gura apresenta uma captura de tela colorida, em que é possível visualizar o software HRSS em sua aba de seleção do robô a ser utilizado. O primeiro ícone de seleção, na parte superior esquerda da imagem, é o Type, onde são selecionados o tipo de robô a ser utilizado e o número de eixos. À esquerda, há o ícone Model, onde é selecionado o modelo do robô a ser utilizado. Abaixo, há o ícone Robot ID, onde é apresentado o ID do robô, que representa o número de identi�cação para o software. À direita, na parte superior da imagem, há o botão Save, de formato retangular, para realizar o salvamento da seleção. O HRSS apresenta quatro tipos de robôs industriais: RA – Robôs Articulados (RA6 ou RT). RD – Robôs Delta (RD4). RS – Robôs Scara (RS4). RWS – Robôs Wafer. Passo 6: ao abrir o programa HRSS, aparece a janela da �gura a seguir. Para melhor visualização do programa em seu computador, é necessário ajustar, nas con�gurações de exibição da tela, a resolução para 1.360 x 768. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 29/54 Figura - Interface de trabalho do HRSS Fonte: Adaptada de Lopes e Freitas (2021). #PraCegoVer: a �gura apresenta a captura de uma tela colorida, sendo possível visualizar a abertura de tela do software HRSS, em sua aba de programação e simulação 3D. Há números para identi�cação das partes do sistema: 1, à esquerda, na parte superior do programa, de formato retangular e com a cor azul como contorno, é o botão Menu (com as opções novo, abrir, salvar e sair do programa); 2, à esquerda, na aba lateral, há teclas retangulares na cor cinza, dispostas em forma de coluna (com as funções iniciar simulação, parar, pausar e retornar à posição home); 3, na parte central superior, há um botão de formato retangular com o desenho de um medidor circular (com a função de controle de velocidade do programa e dos movimentos); 4, na lateral direita da imagem, no canto superior, há ícone retangular, que representa a posição do �expendantem relação ao manipulador; 5, abaixo do ícone 4, há um botão retangular para seleção do sistema de coordenadas; 6, abaixo do ícone 5, disposto em forma de coluna, há ícones retangulares, que representam as juntas de acordo com o sistema de coordenadas (de A1 a A6); 7, centralizado do lado direito da imagem, apresenta-se, de forma retangular, o ambiente de programação 3D, sendo “visualização do robô manipulador”; 8 representa os ícones retangulares que apresentam as possibilidades de gerenciamento de pastas e de arquivos. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 30/54 Na �gura, identi�camos as seguintes partes do programa HRSS: 1. Botão Menu, com as opções novo, abrir, salvar e sair do programa. 2. Iniciar simulação, parar, pausar e posição home. 3. Controle de velocidade do programa e dos movimentos. 4. Posição do �expendant em relação ao manipulador. 5. Sistema de coordenadas. 6. Juntas de acordo com o sistema de coordenadas. 7. Visualização do robô manipulador. 8. Gerenciamento de pastas e de arquivos. Passo 7: o botão Mode, no canto inferior esquerdo do software, permite a seleção dos modos de trabalho, sendo estes: AUT: modo automático (utilizado para testar os programas, sem poder alterar). EXT: modo automático externo (usado para comunicar externo com CLP, por exemplo). T1: modo expert (usado para testar os programas e alterar programas e instruções com velocidade de operação máxima de 250 mm/s). T2: modo usuário (usado para testar os programas com velocidade de operação menor que 250 mm/s). Observação: para realizarmos as operações, o nosso modo de trabalho deve ser T1. Passo 8: adicionaremos uma ferramenta ao robô manipulador. Acesse o link https://grabcad.com/library para download do modelo pneumetic gripper em formato stl.. Para isso, deve-se preencher um cadastro. Passo 9: através do Tinkercad, importe o arquivo em stl. e rotacione a ferramenta de forma que a orientação �que igual à �gura a seguir. https://grabcad.com/library 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 31/54 Figura: Alteração de ferramenta no Tinkercad Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer: a �gura apresenta a captura de tela colorida, em que é possível visualizar a interface do Tinkercad, o qual contém, na aba superior esquerda, o nome do projeto: Fantastic Jaiks. O software permite alterar a orientação da ferramenta apresentada ao centro, de cor predominantemente cinza. À esquerda, há um cubo que permite a referência da orientação da garra no espaço. À direita, há os ícones de medição e montagem de geometria, demonstrados como cubo e cilindros listrados, cubo vermelho, cilindro laranja, esfera azul e curva cinza. Passo 10: realize o download do arquivo em formato stl. — para adicioná-lo, insira o arquivo baixado em formato stl. na pasta stl do arquivo do HRSS. Para facilitar a inserção no programa e evitar erros, renomeie o arquivo na pasta stl como garra1. Passo 11: agora, é possível inserir a ferramenta na �ange do robô no software por meio da função ADDTOOL, a qual insere o arquivo com a ferramenta em formato stl. na �ange do robô diretamente. A sintaxe da função é: 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 32/54 ADDTOOL nome_da_ferramenta C: 0, 0, 0 O nome da ferramenta deve ser igual ao nome do arquivo existente na pasta stl — após o nome da ferramenta, pode ser colocado o código RGB da cor da ferramenta no software. Passo 12: o referenciamento da ferramenta e a criação do sistema de coordenada Tool System devem ser realizados através da aba de referenciamento de ferramentas. O ajuste da coordenada Tool System no robô é realizado através da alteração dos valores em relação à �ange do robô e em relação aos eixos X, Y e Z. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 33/54 Figura - Referenciamento de ferramenta Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer: a �gura apresenta a captura de tela colorida. Na parte superior da aba de programação e simulação do HRSS da HIWIN, há o botão de alteração de sistema de coordenada (retangular, circulado em azul, com uma anotação em vermelho ao redor e uma seta indicativa); na primeira linha, lê-se “Tool:1”; na segunda linha, “Base:0”. À esquerda, há a indicação da velocidade de programação, “Prog:”, dada em 10%, e a velocidade de trabalho do robô, “JOG:”, dada em 10%. Abaixo, há quatro ícones retangulares, que apresentam o status de funcionamento do robô: “I”, para indicação de bom funcionamento; “R”, para indicação de falha; “T1”, para indicação do modo de operação; “!”, para indicação de erros. À direita, no canto inferior, há data e hora da operação, no caso, 31 de março de 2022, 17 horas, 46 minutos e 20 segundos. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 34/54 Figura - Seleção da referência de coordenada Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer: a �gura apresenta uma captura de tela colorida, em que é possível visualizar a aba de referenciamento de ferramentas do HRSS. À esquerda, há uma imagem demonstrativa do robô, de cor branca, com o escrito “HIWIN”, no último elo, e uma ferramenta posicionada em sua �ange. A ponta da ferramenta está posicionada de forma inclinada e contém uma ponta sobre uma mesa branca de quatro pés. Do lado direito, na parte superior, há o ícone de seleção da ferramenta a ser referenciada, circulado em vermelho, onde se lê “Tool_1: tool_1”, seguido, abaixo, das coordenadas para referenciamento. Na primeira linha, “P.”, para o qual corresponde, à direita, “Value”. Na segunda linha, “X”, para o qual corresponde, à direita, “0.000”. Na terceira linha, “Y”, para o qual corresponde, à direita, “0.000”. Na quarta linha, “Z”, para o qual corresponde, à direita, “130.000” (circulado em vermelho). Na quinta linha, “A”, para o qual corresponde, à direita, “0.000”. Abaixo, há teclas retangulares de medição, da esquerda para a direita: Measure; Set Value; Clear. Abaixo da imagem do robô e da ferramenta, há dois pontos: o ponto 1, onde está escrito, em inglês, para clicar em Measure a �m de calibrar a ferramenta; o ponto 2, onde está escrito, em inglês, para clicar em Enter a �m de modi�car o valor. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 35/54 Passo 13: a movimentação do robô pode ser realizada por seleção do sistema de coordenada e acionamento de juntas e/ou sentidos. Figura - Movimentação das juntas no HRSS Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer: a �gura apresenta uma captura de tela colorida. Na aba lateral direita de comandos do HRSS, há o primeiro botão para selecionar o sistema de coordenadas a ser utilizado, que é retangular e apresenta a imagem de um robô ao fundo (o botão está circulado por uma anotação, em vermelho). Abaixo, há os ícones de A1 a A6 para movimentação individual dos elos e/ou juntas ou sistemas de coordenadas, contendo, cada ícone, um botão para o sentido positivo de movimentação e um botão para o sentido negativo de movimentação, ambos à direita. Passo 14: após chegar ao ponto desejado, é possível (conforme imagens adiante): gravá-lo de acordo com o tipo de movimento que se deseja realizar para chegar ao ponto; de�ni-lo como recurso de aproximação de um ponto ou não. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 36/54 Figura - Seleção do tipo de movimento Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer:a �gura apresenta uma imagem colorida do HRSS. Uma seta de contorno vermelho aponta para o campo de seleção, para tipo de movimento, sendo este distribuído de forma vertical, de cima para baixo, nesta ordem: PTP (movimento ponto a ponto), LIN (movimento linear), CIRC (movimento circular), PICK (movimento de pegar), PLACE (movimento de depositar) e WEAVING (movimentos de tecer). O movimento PTP está grifado em azul (como selecionado). Abaixo, de forma horizontal e da esquerda para a direita, estão distribuídas as funções de programação: Motion (movimento), Function (função), Con�gure (Con�gurações), Program (tipo de programa), Edit (edição) e Exit (saída dos menus). 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 37/54 Figura - De�nição de posição em movimento Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer: a �gura apresenta uma tela colorida do HRSS, com as características de um movimento. À esquerda, distribuídos de forma vertical e de cima para baixo, os campos são: P0, o ponto a ser gravado; FINE 1, o tipo de aproximação; a velocidade percentual de trabalho (SPEED), no caso, 10%; a aceleração do manipulador (ACC), no caso, 100%; a referência da ferramenta (TOOL), no caso, 1; à direita, a referência da base (BASE), no caso, 0. Na parte superior direita da imagem e de cima para baixo, há os botões de ação OK, para con�rmar o movimento, e Cancel, para cancelar a operação. No software HRSS da HIWIN, desenvolva a adição de um robô industrial com seis graus de liberdade, 5 kg de capacidade de carga e 710 mm de alcance. Adicione a ferramenta pneumática a partir do arquivo em formato stl. do GrabCad e desenvolva o referenciamento da ferramenta através de um sistema de coordenada Tool System. Após selecionar o referenciamento da ferramenta na posição TOOL1, desenvolva a programação para realizar a movimentação do manipulador de acordo com os movimentos demonstrados na imagem a seguir, respeitando que todos os movimentos aéreos sejam de ponto a ponto e todos os movimentos de chegada ou saída na peça sejam do tipo linear. Nas peças, o momento de chegada da 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 38/54 ferramenta até o retorno deve ter um tempo de espera de 3 segundos, realizado com a função WAIT SEC 3. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 39/54 Figura - Atividade Pick and Place Fonte: Adaptada de mironovkonstantin / 123RF. #PraCegoVer: a �gura apresenta uma ilustração colorida. É possível visualizar a trajetória de movimentação de um robô em uma atividade de Pick and Place (pegar e depositar); o robô é representado, ao centro da imagem, como um braço articulado de 4 graus de liberdade, de cor predominantemente laranja, com base, juntas e garra, de cor cinza (representando componentes metálicos). À esquerda do robô, há uma rampa, representada com a cor amarela, e, sobre esta, um círculo vermelho, representando a peça a ser movida. À direita do robô, há uma chapa retangular de cor amarela, onde a peça deve ser depositada. A trajetória do robô é demarcada com linhas tracejadas em vermelho, com setas indicando as direções: a ferramenta do robô sai da posição P0 HOME, indo através de um movimento PTP à posição de aproximação P1 APROX. (que �ca sobre a peça a ser movimentada); desce sobre a peça através de um movimento linear até a posição P2 PEGA, após pegar a peça, e retornar à posição P1 APROX., de forma linear (sendo a peça movida até a posição P3 APROX. através de um movimento PTP); desce sobre a peça através de um movimento linear até a posição P3 SOLTA; após soltar a peça, retorna à posição P3 APROX., de forma linear, e retorna com movimento PTP à posição home, chamada P0 HOME. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 40/54 A programação off-line permite diversas possibilidades no desenvolvimento da programação dos robôs industriais, tais como: simular, para uma mesma célula, diferentes ambientes; veri�car, antes da implementação, as possibilidades de �exibilidade da célula robotizada. Assim, são previstas situações futuras de trabalho. Conhecimento Teste seus Conhecimentos (Atividade não pontuada) Leia o trecho a seguir. O robô, ao se deslocar entre posições da melhor maneira para sua con�guração, executa uma sequência de movimentos aprendida — ele pode movimentar uma de cada vez, por exemplo. Nesse caso, o caminho percorrido não é de�nido pelo usuário, e sim pelo robô. GUIDA, L. M. N. Automação de soldagem de pinos em cabines automotivas utilizando um robô manipulador de seis graus de liberdade. 2018. 63 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Faculdade de Engenharia, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, 2018. Assinale a alternativa correta em relação ao tipo de movimento descrito: 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 41/54 a) movimento circular. b) movimento cartesiano. c) movimento linear. d) movimento ponto a ponto. e) movimento com recurso de aproximação ativado. As variáveis de usuário consistem num espaço de memória no controlador do robô de�nido pelo programador que pode ser identi�cado por um nome. O conteúdo de uma variável, por sua vez, pode ser alterado por um comando de atribuição durante a execução do programa. A ideia da utilização de variáveis na programação de robôs industriais é semelhante à programação de microcontroladores, nos quais as variáveis permitem, dentre outras alternativas, a realização de operações aritméticas e monitoramento de ciclos de trabalho. Cada fabricante de robô chama as variáveis de usuário por um nome diferente; veja alguns exemplos: Variáveis de Usuário 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 42/54 Nos fabricantes de robôs industriais, as variáveis de usuário, no que diz respeito à organização da programação, podem ser classi�cadas em dois grupos distintos: variáveis globais ou locais. As variáveis globais são declaradas e podem ser utilizadas em todos os programas do robô, independentemente de em qual programa foram declaradas, de forma que todos os programas conseguem acessar e modi�car qualquer variável global. As variáveis locais apenas podem ser utilizadas no programa onde foram declaradas, de forma que outros programas não conseguem acessar ou modi�car uma variável local, conforme Antunes (2015). Quando analisamos os tipos de variáveis quanto à aplicação, elas podem ser divididas em dois grandes grupos: aritméticas e de posição. As variáveis aritméticas permitem o armazenamento de dados (estes podem ser numéricos ou não) e a realização de operações matemáticas. Na maioria dos robôs, as variáveis aritméticas são classi�cadas de acordo com os tipos de dados que suportam (Quadro 2.1). KUKA: Variável de usuário. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 43/54 Quadro 2.1 - Principais tipos de variáveis utilizados na robótica Fonte: Elaborado pelo autor. #PraCegoVer: o quadro, dividido em 4 colunas e 7 linhas, resume os tipos de variáveis utilizados na robótica industrial. Seguindo as colunas, da esquerda para a direita, temos, na primeira linha, os itens “Tipo”, “Descrição”, “Tamanho” e “Texto”. Na segunda linha, na coluna Tipo, está Bool; na coluna Descrição, Estado Lógico; na coluna Tamanho, 1 bit; na coluna Texto, 1 ou 0 (TRUE ou FALSE). Na terceira linha, está o Tipo Byte, para o qual há a descrição Conjunto de 8bits; na coluna Tamanho, 1 byte (8 bits); na coluna Texto, 0 a 255. Na quarta linha, está o Tipo Int, para o qual há a descrição Número inteiro: positivo ou negativo; na coluna Tamanho, 2 bytes (16 bits); na coluna Texto, -32.767 a 32.767. Na quinta linha, está o Tipo Word, para o qual há a descrição Número inteiro somente positivo; na coluna Tamanho, 2 bytes (16 bits); na coluna Texto, 0 a 65.535. Na sexta linha, está o Tipo Real, para o qual há a descrição Números com vírgula; coluna Tamanho, 4 bytes (32 bits); na coluna Texto, Exemplo: 1234,8449. Na sétima linha, está o Tipo Float, para o qual há a descrição Números com vírgula; na coluna Tamanho, 4 bytes (32 bits); na coluna Texto, Exemplo: 1234,8449. TIPO DESCRIÇÃO TAMANHO TEXTO Bool Estado lógico 1 bit 1 ou 0 (TRUE ou FALSE) Byte Conjunto de 8 bits 1 byte (8 bits) 0 a 255 Int Número inteiro: positivo ou negativo 2 bytes (16 bits) -32.767 a 32.767 Word Número inteiro somente positivo 2 bytes (16 bits) 0 a 65.535 Real Números com vírgula 4 bytes (32 bits) Exemplo: 1234,8449 Float Números com vírgula 4 bytes (32 bits) Exemplo: 1234,8449 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 44/54 Alguns fabricantes de robôs industriais, por exemplo, os fabricantes KUKA e HIWIN, utilizam uma forma de programação muito semelhante à linguagem C, sendo necessário declarar (criar) a variável para utilizá-la. No entanto a maioria dos fabricantes de robôs industriais, como FANUC, NACHI e Yaskawa, possui, em seu controlador, as variáveis criadas e com nomenclatura �xa, prontas para utilização. Existem basicamente dois tipos de operações que podemos realizar com as variáveis: matemáticas e comparativas. Podemos realizar operações matemáticas com as variáveis aritméticas para os mais diversos �ns, alterando, dessa forma, seus valores durante a execução do programa de acordo com a aplicação desejada. As operações comparativas, em geral, são utilizadas para monitoramento e controle dos sistemas, como quantidade de ciclos de trabalho ou veri�cação de �nalização de processos. As variáveis de posição são caracterizadas por armazenar uma coordenada especí�ca do robô, podendo estar contida na coordenada cartesiana, na coordenada de junta (no caso de um valor angular) ou num ponto especí�co de ambas as coordenadas. Cada fabricante de robô industrial trabalhará com as variáveis de posição de forma diferente, pois não há normatização sobre sintaxe de programação de variáveis de posição. No entanto, em geral, todos os robôs, na sintaxe das variáveis de posição, utilizam as mesmas características de referência para de�nição. Como exemplo para demonstrar as variáveis de posição, utilizaremos o fabricante de robôs HIWIN, para o qual há três tipos de variáveis de posição, conforme mostrado a seguir. 1. E6AXIS (Axis System). 2. E6POS (World System). 3. E6POINT (Tool System). 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 45/54 A variável de posição E6AXIS de�ne a posição através da movimentação de cada junta de forma individual, possuindo a seguinte sintaxe: E6AXIS nome_da_posição {A1 valor angular, A2 valor angular, A3 valor angular, A4 valor angular, A5 valor angular, A6 valor angular} Onde: o nome da posição deve ser desenvolvido sem espaço e utilização de caracteres especiais; o valor angular pode ser negativo ou positivo. Nesse caso, a sintaxe da variável é desenvolvida para um robô articulado de seis graus de liberdade, sendo A1, a base, e A6, a junta da �ange. A variável de posição E6POS de�ne a posição através da movimentação das juntas para proporcionar um trajeto cartesiano, possuindo a seguinte sintaxe: E6POS nome_da_posição {X valor, Y valor, Z valor, A valor angular, B valor angular, C valor angular} Onde: o nome da posição deve ser desenvolvido sem espaço e utilização de caracteres especiais; o valor pode ser negativo ou positivo. Nesse caso, podemos de�nir a posição cartesiana nos seis eixos de orientação de um robô articulado de seis eixos. A variável de posição E6POINT de�ne a posição através da movimentação das juntas para proporcionar um trajeto cartesiano e angular, possuindo a seguinte sintaxe: E6POINT nome_do_ponto {X valor, Y valor, Z valor, A valor angular, B valor angular, B valor angular} Onde: o nome do ponto deve ser desenvolvido sem espaço e utilização de caracteres especiais; o valor pode ser negativo ou positivo. Nesse caso, podemos de�nir a posição cartesiana e angular na orientação de um robô articulado de seis eixos. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 46/54 Raramente existirá uma programação para a qual não será necessário realizar lógicas utilizando variáveis. A utilização de operações com variáveis de usuário permite ao programador criar uma in�nidade de possibilidades e proporcionar autonomia para o robô tomar decisões importantes no processo. praticar Vamos Praticar No ambiente industrial, em muitas aplicações, robôs são utilizados para usinagem e marcação de peças, seja para símbolos de identi�cação ou 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 47/54 codi�cação de peças. Desenvolva uma célula robotizada com braço articulado de seis graus de liberdade, 5 kg de capacidade de carga e 710 mm de alcance. Insira um pallet e, sobre esse, uma peça de frente para o robô. Insira também uma ferramenta de usinagem (ferramenta_1.stl) para marcação na �ange do robô e realize o referenciamento no eixo Z da ferramenta em 164,32 mm. Para adição dos componentes, utilize as funções de adição de ferramenta e objetos com o código-fonte a seguir. ADDTOOL ferr_solda C: 0, 0, 0 ADDOBJ PALLET1 P: 0, 430, -380, 180 ,180, 90 C:139, 69, 19 ADDOBJ BASE2 P: -60, 430, -320, 180 ,180, 180 C: 198, 102, 99 Crie uma variável de posição para a posição home do robô, com a linha de código a seguir. E6POS P_HOME = { X 0, Y 368, Z 172.500, A -180, B 0, C 90} Crie duas variáveis de posição: a primeira, para a posição de aproximação do robô (P_A1); a segunda, para a marca de início do robô na marcação da peça (P_1), com as linhas de código a seguir. E6POS P_A1 = { X 114, Y 500, Z -240, A 180, B 0, C 90} E6POS P_1 = { X 114, Y 500, Z -260, A 180, B 0, C 90} Tendo a ilustração adiante como representação da marcação a ser realizada na peça, bem como utilizando cotas identi�cadas na ilustração e orientação dos eixos representada na imagem, desenvolva o programa que mostre a criação das onze variáveis de posição necessárias para realizar a marcação na peça. Por �m, desenvolva a programação da movimentação, considerando o ponto P_1 como ponto inicial e executando a movimentação da ferramenta no sentido horário. Desenvolva também a programação com os movimentos aéreos com o tipo ponto a ponto e os movimentos de entrada e saída na peça como movimentos lineares. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 48/54 Figura - Marcação da peça Fonte: Elaborada pelo autor. #PraCegoVer: a �gura apresenta uma captura de tela colorida, em que é possível visualizar um desenho técnico, que representa a marcação a ser realizada em uma peça (em vermelho), as devidas cotas com dimensões da marcação (em roxo) e a orientação de execução da peça a partir de duas direções (X, na horizontal, e Y, na vertical). No canto inferior esquerdo da peça, há dois círculos de cor preta, um sobre o outro, indicando o início da trajetória de usinagem na peça. O desenho da marcação é simétrico e possui comprimento total, na direção do eixo X, de 60 mm, e largura total, na direção do eixo Y, de 35 mm. Seguindo no sentido horário, do pontoinicial da peça, há uma reta na direção Y, com 8 mm; após, de forma perpendicular ao eixo X, temos 6 mm; temos, então, uma diagonal para cima, que possui um ponto �nal em relação ao eixo X de 16 mm; em relação ao eixo Y de 27 mm, de forma linear, temos 16 mm na direção X; temos outra diagonal para baixo, que possui um ponto �nal em relação ao eixo X de 16 mm; em relação ao eixo Y, de 27 mm, após, temos uma reta no sentido X de 6 mm; de forma perpendicular, para baixo, no sentido Y, temos uma reta de 8 mm. Na base inferior, temos 25 mm; contrária ao sentido X, de forma perpendicular, uma reta de 15 mm; no sentido de Y, de forma perpendicular, uma reta de 10 mm; no sentido inverso de X, de forma perpendicular, uma reta de 15 mm; no sentido contrário ao de Y, uma última reta perpendicular de 25 mm no 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 49/54 sentido inverso de X, �nalizando o perímetro da peça, retornando ao ponto inicial. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 50/54 Material Complementar F I L M E Ex machina. Ano: 2015. Comentário: o �lme apresenta um programador que recebe a oportunidade de testar uma nova inteligência arti�cial num sistema robótico. Com os testes, o programador veri�ca que a inteligência arti�cial possui funcionalidade e complexidade maiores que as esperadas. O �lme explora as possibilidades da programação em sistema robótico de alta geração. Para conhecer mais sobre o �lme, assista ao trailer: TRA I LER 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 51/54 L I V R O Robótica. Autor: John J. Craig. Editora: Pearson. Capítulo: 12 - Linguagens e Sistemas de Programação de Robôs. Ano: 2012. ISBN: 978-85-8143-128-4. Comentário: o livro apresenta diversos conceitos físicos que especi�cam o funcionamento de sistemas robotizados, explica a cinemática direta e reversa dos manipuladores robóticos e demonstra ao leitor pontos essenciais do funcionamento de sistemas robóticos de forma concisa e simples. A robótica é demonstrada de um ponto de vista focado em aplicação e desenvolvimento de projetos. Disponível na Biblioteca Virtual. 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 52/54 Conclusão Caro(a) estudante, neste estudo, você pôde ver que os tipos de programação, utilizados para robôs industriais, possuem vantagens e desvantagens de acordo com a aplicação a ser desenvolvida. Além disso, viu que os movimentos robotizados são baseados num sistema de coordenadas que pode ser de�nido e alterado pelo programador, sendo que robôs industriais permitem a utilização de vários sistemas de coordenadas num mesmo programa. Atualmente, os principais tipos de movimentos utilizados nos sistemas robotizados são: ponto a ponto, linear e circular. Industrialmente, a função de aproximação de movimento é muito utilizada nos robôs industriais em prol de otimizar trajetórias de trabalho. Por �m, cabe destacar que, na programação dos robôs industriais, podemos utilizar variáveis para melhorar o controle sobre processos a serem desenvolvidos, bem como há variáveis de posição que permitem melhor precisão nos movimentos e controle da simulação em ambiente 3D. Até a próxima! Referên 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 53/54 cias “EX_MACHINA” - trailer o�cial legendado (Portugal) HD. [S. l.: s. n.], 2015. 1 vídeo (3 min). Publicado pelo canal Universal Pictures Portugal. Disponível em: https://www.youtube.com/w atch?v=54nzsdLPs9I. Acesso em: 13 abr. 2022. ABREU, P. Robótica industrial: aplicações industriais de robôs. 2002. 29 f. Dissertação (Mestrado em Automação, Instrumentação e Controlo) – Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Porto, 2002. Disponível em: http://paginas.fe.up.pt/~aml/maic_�les/aplicacoes.pdf. Acesso em: 13 abr. 2022. ALCIATORE, D. 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São Paulo: Uniban Automação, 2017. p. 1-24. https://www.youtube.com/watch?v=54nzsdLPs9I http://paginas.fe.up.pt/~aml/maic_files/aplicacoes.pdf https://repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/80838/2/36839.pdf 23/10/2022 18:34 E-book https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=KV0F%2fav1qvQxI3DM78do0g%3d%3d&l=WJ7VH90f4D5l96J6UOcOrQ%3d%3d&cd=y0x… 54/54 GUIDA, L. M. N. Automação de soldagem de pinos em cabines automotivas utilizando um robô manipulador de seis graus de liberdade. 2018. 63 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Faculdade de Engenharia, Universidade Federal de Juiz de Fora, Juiz de Fora, 2018. INÍCIO. HIWIN Technologies Corp., 2016. Disponível em: https://www.hiwin.tw. Acesso em: 13 abr. 2022. LIBRARY. GrabCAD, 2022. Disponível em: https://grabcad.com/library. Acesso em: 13 abr. 2022. LOPES, J. S. B.; FREITAS, J. C. de A. Robótica industrial: conhecendo o simulador HRSS. Parnamirim: E-books, 2021. MARTINS, A. O que é robótica. 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