PIC3_CIÊNCIA DE COMPUTAÇÃO

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Disciplina: PROJETO INTEGRADOR DE COMPETÊNCIAS EM CIÊNCIA DE COMPUTAÇÃO III 
 
Questão 1: Quais os tipos de juntas rotativas utilizadas na anatomia de um braço mecânico? 
• Rotativa de torção ou torsional T: Os elos de entrada e de saída têm a mesma direção do eixo de rotação da 
junta. 
• Rotativa rotacional R: Os elos de entrada e de saída são perpendiculares ao eixo de rotação da junta. 
• Rotativa revolvente V: O elo de entrada possui a mesma direção do eixo de rotação, mas o elo de saída é 
perpendicular a este. 
 
 
 
Questão 2: Se tivesse que construir uma casa e fosse possível utilizar um robô de grande porte, porém de 
baixo custo, que depositasse a massa nas coordenadas da casa depositando-a em camadas, que tipo de robô 
seria o ideal para essa tarefa? 
 
Robô de Coordenadas Cartesianas/Pórtico: Move-se ao longo de 3 eixos (X, Y, Z) com caminho linear e a 
ferramenta executora final sempre mantém a mesma orientação. Esta solução em relação ao custo benefícios é 
uma das mais fáceis e baratas. 
Os robôs cartesianos são usados na maioria das aplicações industriais, pois oferecem flexibilidade em sua 
configuração, o que os torna adequados para necessidades de aplicações específicas. Fornece precisão de 
posição e pode lidar com cargas pesadas, fundamental para área civil. 
 
 
 
 
Questão 3: Escolha de Um Robô: 
 
A principal escolha de um robô é verificando a sua aplicação, podendo escolher entre os quatro principais tipo 
de robôs: Articulado, Cartesiano, Scara ou Paralelo. 
Nesta situação apresentada, necessitamos de um robô com excelente alcance e com uma capacidade de carga 
elevada, e com boa precisão. 
Eu citaria dois robôs que suportam grande cargas: Cartesiano e o Articulado 
Robô Cartesiano: 
Os tipos de robôs cartesianos também são chamados de robôs retilíneos e possuem uma configuração 
retangular. Esses tipos de robôs industriais possuem três juntas prismáticas com o objetivo de fornecer o 
movimento linear deslizando em seus três eixos perpendiculares (X, Y e Z). Eles também podem ter um 
deslocamento combinado para permitir o movimento de rotação. Os robôs cartesianos são usados na maioria 
das aplicações industriais, pois oferecem flexibilidade em sua configuração, o que os torna adequados para 
necessidades de aplicações específicas. 
Mas esse tipo de robô requer grande área operacional e de instalação e a montagem é complexa e o movimento 
limitado a apenas uma direção de cada vez. 
 
Características 
 Fornece precisão de posição 
 Operação simples 
 Fácil de programar offline 
 Altamente personalizável 
 Pode lidar com cargas pesadas 
 Menor custo 
 
 
 
 
Robô Articulado: 
Um robô articulado é um robô com juntas rotativas. Os robôs articulados podem variar de estruturas 
simples de duas juntas a sistemas com 10 ou mais juntas e materiais que interagem. Eles são movidos por uma 
variedade de meios, incluindo motores elétricos. 
São, contudo, mais difíceis de programar do que os outros robôs e o seu custo são também mais elevados. 
Características: 
 Capacidade de carga (até 2 toneladas) 
 Alcance 
 Elevado número de eixos 
 Colaborativo 
 Flexibilidade 
 
Ao meu ver apesar do elevado custo escolheria o Robô Articulado, pois tem uma configuração semelhante a 
um braço mecânico. É constituída por uma séria de juntas, e cada junta possuem um vasto grau de liberdade. A 
sua estrutura é altamente flexível, e consegue atingir qualquer posição e orientação dentro do seu espaço de 
trabalho, podendo contornar eventuais obstáculos. Os robôs são utilizados em várias aplicações: 
Ex.: Soldagens, Aplicação de Cola, Movimentação de Peças pesadas, alimentação de insumos para máquinas. 
E os mesmos são cada vez mais comuns na versão colaborativa (Cobot). 
 
 
 
 
Questão 4: Simulador 
 
Estrutura robótica, consiste em um simulador de direção, projetada em um computador com desenvolvimento 
de um software de simulação e para controle utilizamos um controlador lógico programável (CLP), onde será 
feita a aquisição de dados e juntamente com o software simulador, podemos gerar históricos, gráficos e 
relatórios. 
 
“O Simulador de Suspensão tem objetivo é integrar uma estrutura mecânica similar à de um veículo projetada 
a um computador e através de um controlador adquirir dados através de sinais digitais e analógicas que 
coordenará os movimentos de cilindros pneumáticos que funcionam como atuadores para simular os 
movimentos de um veículo automotor. O simulador visa atender a área de testes que através da interação do 
sistema automatizado, proporcionando sensações similares a de um veículo real. 
Daniel Francisco Core” 
 
Para a automação podemos utilizar um Controlador Lógico Programável (CLP). 
Existem muitos CLP no mercado podemos utilizar: 
Exemplos: Exemplos de CLP: 
 SIEMENS: Linha S71500 - TIA PORTAL 
 ROCKWELL: Linha Compact Logix – RSLOGIX STUDIO 5000 
O Controlador Lógico Programável é o responsável por integrar o sistema mecânico com o elétrico, onde o 
mesmo recebe os sinais digitais e analógicos através os periféricos do volante e pedais. O volante, através de 
sensores magnéticos indicam as três posições direita, esquerda e frente, que geram sinais digitais, que serão 
conectadas no modulo de entrada digital do CLP. 
Através dos potenciômetros geram sinais simulando os pedais, é necessário um conversor do sinal para 
analógicos (4-20)mA , que serão conectadas no modulo de entradas analógicas. Esses sinais são responsáveis 
pelo processamento da lógica, através do CLP, podendo utilizar a linguagem Ladder, para o software do 
sistema. O mesmo controlara as válvulas direcionais que controlam o fluxo do ar comprimido dos atuadores. 
Após esse processamento altera ou não suas saídas digitais para retroalimentação do sistema de automação e 
acionamento do cilindro pneumático desejado. 
 Para a simulação visual, podemos utilizar um supervisório, ou um desenvolvimento de um programa em uma 
linguagem especifica, devendo haver um driver de comunicação com o CLP, para monitorar os dados 
adquiridos na simulação. A comunicação é realizada através de uma rede Ethernet. 
Existem diversos supervisório no mercado que possamos desenvolver na aplicação, que já possuem os drivers 
de comunicação dos CLPs, facilitando o projeto. 
Uma vantagem de utilizar supervisório é gerar históricos, gráficos e relatórios, para verificação dos testes de 
simulação realizados. 
Exemplos Supervisório: 
 ELIPSE SOFTWARE: SCADA, POWER e E3 
Excelente custo benefício este supervisório atende e compete com supervisórios de custo mais 
elevado. 
 SIEMENS – Totalyl Integrated Automation Portal -WINCC Professional 
 ROCKWELL Software : Factory Talk View Studio 
 
Segue a arquitetura de rede e periféricos do Simulador. 
Rede Ethernet, Entradas Analógicas, Entradas Digitais e Saídas Digitais 
 
 
 Figuras retirados dos Sites da Siemens e Elipse 
 
Protótipo do Simulador: 
 
 
 
 
 
Projeto Mecânico e Elétrico: 
 
MECÂNICA: Composta pela estrutura metálica, por uma base inteira inferior, para montagem dos cilindros 
pneumáticos, que consistem em três cilindros dois traseiros e um dianteiro. Outra base superior onde estão 
fixados a barra de direção, suporte da TV e pedais e está fixado o assento do condutor juntamente com o cinto 
de segurança. Também integra a estrutura mecânica um compressor que irá gerar o ar comprimido para os 
atuadores. 
ELETRICA: Esquema elétrico dos periféricos, sensores magnéticos, potenciômetros, conversores interligados 
com o CLP. 
 
 
 
Conclusão: Na área automobilística, os CLP’s e Sistemas Supervisórios são muitos utilizados, pela fácil 
programação dos mesmos e por ter muitos fabricantes que oferecem estes equipamentos. Hoje a Siemens, 
possuem diversos modelos de CLP, dependendo da aplicação são configurados de menor porte ao maior porte, 
podendo gerar um custo acessível para a sua aplicação. Em relação ao supervisório, existe a marca nacional 
Elipse Software que atende plenamente os requisitos do sistema, e em relaçãoao custo benefício é uma das 
mais baratas e é de fácil programação. Os exemplos de marcas que citei, são por experiência profissional de 
sistemas que desenvolvi, pois atuo na área de automação. 
 
Fontes Consultadas: 
CONIC- SEMESP 
13° Congresso Nacional de Iniciação Cientifica 
Simulador de Suspensão Automotiva 
Autor: Daniel Francisco Core 
 
Elipse Software: 
Software Supervisórios 
Drives de Comunicação 
Elipse Software | Soluções em software para automação industrial 
 
Siemens: 
 Controladores Lógicos e Programáveis 
Totally Integrated Automation Portal | Automation Software | Siemens Global 
 
Rockwell: 
IHM-Interface homem-máquina | Allen-Bradley Brasil (rockwellautomation.com)