Robótica industrial - Prova Pós Unopar

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o material de estudos, mas lembre-se de cumprir o prazo estabelecido. Boa prova!
Um manipulador robótico é uma estrutura constante, composto de uma sequência de elementos fixa. Os elos são os elementos estruturais rígidos, que
são conectados às juntas, de modo que se movam uns com relação aos outros. Para que o manipulador execute uma tarefa, os atuadores fornecem a
energia necessária para a promoção do movimento. Conforme a configuração adotada para o manipulador, os elos podem estar diretamente ligados aos
atuadores, fazendo assim que estes cumpram o papel de junta. A fim de melhorar o controle sobre o movimento, o manipulador pode ser dotado de alguma
capacidade sensorial. Para que tudo opere corretamente, um sistema de controle executa as instruções determinadas. Na extremidade inicial do
manipulador, tem-se a base, onde manipulador é fixado, enquanto na extremidade terminal está posicionado o punho. O punho é composto de várias juntas
instaladas de modo que permitam a orientação correta do órgão terminal, quando este estiver nas posições necessárias à realização da tarefa. O órgão
terminal, por sua vez, é responsável pela execução da tarefa. Por esse motivo, o órgão terminal é um componente especializado, adequado à tarefa a ser
executada.
Sobre um manipulador robótico, é possível dizer que:
Alternativas:
Que o punho é responsável por localizar espacialmente o órgão terminador para que este realize suas atividades. Para isso, o punho é composto de um
conjunto de juntas que permitem que essa ferramenta seja disposta da forma (posição e direção) necessária.
Que a capacidade sensorial dos manipuladores é função exercida pelos elos, já que têm a capacidade de mensurar as variáveis de ambiente
(temperatura, posição, potência) e informá-las ao controlador.
Que atuadores e juntas não podem ter a mesma função, já que as juntas têm a função de apoiarem o movimento e os atuadores promovem o
movimento dos elos do manipulador.
Que, por definição, um manipulador robótico se inicia na base e termina no órgão terminal, passando pelas juntas e pelos elos.
Que o órgão terminal não faz parte do manipulador robótico. Já que este elemento não é constante na configuração do manipulador, sendo substituido
conforme necessidade. check CORRETO
Pela definição, o manipulador é responsável por mover o órgão terminal até a posição desejada, sendo o punho o componente presente na extremidade do
manipulador responsável por fazer o ajuste fino das orientações do órgão terminal, isso é direcionar a ferramenta para a execução da atividade, e não movê-
la para uma determinada posição.
Além disso, o órgão terminador não faz parte do manipulador, já que este pode ser substituído e, pela definição dada no início do texto, tem uma estrutura
constante.
No texto também é dito que os atuadores executam o movimento, porém como os elos podem estar instalados sobre os atuadores, estes podem cumprir
duas funções: de atuador e de junta.
Conforme o texto, os elos fornecem a estrutura do manipulador e não dispõem de capacidade para medir as variáveis de ambiente do manipulador robótico.
Código da questão: 48730
Ao estudar os movimentos do manipulador abaixo, é possível identificar os eixos de movimento de cada junta. A partir da técnica de Denavit-Hartenberg
para modelagem do manipulador, é possível inclusive saber de que modo cada eixo altera sua direação com relação a um sistema de referência,
normalmente localizado na base. Então, para o manipulador da figura a seguir, os eixos de movimento referentes as juntas 1, 2 e 3, quando comparado ao
sistema de coordenadas da base, coincide com os eixos, respectivamente:
Figura – Modelo de manipulador Scara
Alternativas:
A primeira junta tem seu eixo variando entre x e y, z, enquanto a segunda e a terceira juntas têm o eixo de movimento entre y e z.
Todos os eixos coincidem e são iguais a z. check CORRETO
Para as juntas 1 e 2, os eixos variam entre x e y, x, enquanto na junta 3 o eixo alterna entre y e z.
Os eixos das juntas 1 e 2 se localizam na direção z, enquanto da junta 3 o eixo se apresenta na direção x.
A primeira junta tem o eixo em x, a segunda em y e a terceira em z.
Resolução comentada:
3)
4)
Segundo a técnica de D-H, o eixo z é disposto coincidindo com o eixo de atuação de cada junta. Lembrando que a contagem das juntas se inicia sempre a
partir da base em direção à ferramenta. Então, a junta 1 rotaciona sobre o eixo z (o elo 1 percorre o plano xy). Do mesmo modo, a junta 2 rotaciona sobre o
eixo z. A junta 3 é uma junta prismática, em que o eixo de atuação promove a subida e a descida da ferramenta ao longo do eixo z. Então, a resposta é que
todas as juntas possuem o eixo z, segundo a técnica de Denavit-Hartenberg.
Código da questão: 48759
Observando o manipulador da figura a seguir, composto de 4 juntas rotacionais e prismáticas:
Figura – Estrutura de um manipulador qualquer
Fonte: elaborada pelo autor. Lembrando que as juntas são numeradas da base para a ferramenta, é possível dizer que:  
I. Todos os eixos z de ação das juntas estão direcionados para a mesma direção com relação ao sistema de coordenada da base, salvo a junta 2.  
PORQUE 
II. Uma junta prismática tem seu movimento na mesma direção em que ocorre propriamente o movimento. Isso difere de uma junta rotacional, que realiza o
movimento sobre o plano xy, e seu eixo de movimento é no plano z. Assinale a alternativa acerca das asserções supracitadas, bem como a relação entre elas:
Alternativas:
A primeira asserção e a segunda estão corretas, mas não possuem relação.
Ambas as asserções estão incorretas.
A primeira asserção está correta e a segunda está incorreta.
A primeira asserção está incorreta e a segunda está correta. check CORRETO
Ambas as asserções estão corretas, sendo que a segunda justifica a primeira.
A primeira asserção está incorreta, já que a junta 3 promove o movimento em um eixo diferente das demais juntas, não sendo a junta 2 como dito na
asserção. A segunda asserção está correta, descrevendo corretamente o comportamento de uma junta prismática e comparando-a a uma junta rotacional.
Código da questão: 48758
No estudo sobre os sistemas de coordenadas, é comum definir um como a referência para análise de todo o espaço de interesse. Porém, esse conceito se
torna vago e complexo no estudo de manipuladores, já que cada grau de liberdade fornecido por uma junta promove um conjunto novo de movimentos.
Por isso:
I. É muito importante definir um sistema de referência único, já que a criação de outros sistemas de coordenadas tornaria o estudo do movimento do
manipulador complexo.
II. É possível mesclar diferentes tipos de sistemas de coordenadas (cartesiana, polar, cilíndrica) na análise das coordenadas de um manipulador, já que isso
simplifica os cálculos a serem realizados, uma vez que é possível definir o tipo de coordenadas dependendo do tipo de movimento permitido.
III. A distinção dos corpos rígidos de um manipulador pode facilitar o entendimento sobre o movimento, já que permite compreender como cada porção do
manipulador age.
IV. Um sistema de coordenada importante no manipulador é o que se localiza na extremidade, fixando a ferramenta. Esse sistema informa qual a direção que
a ferramenta está orientada para a realização das atividades.
V. A direção do sistema de coordenadas do último elo do manipulador não faz muita diferença para o manipulador, já que a ferramenta deve ser capaz de
realizar as rotações nos três eixos de modo a corrigir sua posição.
Estão corretas as afirmações:
Alternativas:
Resolução comentada:
Resolução comentada:
5)
6)
Apenas V.
III e IV. check CORRETO
Apenas III.
I e IV.
II, III e V.
As asserções III e IV estão corretas. A asserçãoI está errada quando se refere à adição de sistemas de coodenadas adicionais como um problema para o
estudo no manipulador. Já a asserção II está errada por dizer que é possível operar tipos de sistemas de coordenadas diferentes ao mesmo tempo. Caso isso
seja feito, a coordenada de um ponto poderia ser resultado da soma de uma coordenada cartesiana com uma polar, o que não representa nada. A asserção
V está incorreta, pois se refere ao movimento do punho como necessário para ajustar a posição. O correto é dizer que ajusta a direção da ferramenta.
Código da questão: 48737
No estudo dos parâmetros de Denavit-Hartenberg, alguns parâmetros são obtidos de acordo com as especificações do manipulador, enquanto outros
dependem do deslocamento provocado por cada junta. Uma junta prismática, cujo eixo de movimento é ___, varia seu parâmetro ___ ao executar o
deslocamento linear. Já a junta rotacional, comum em manipuladores, tem seu eixo de movimento dado como ___, variando o parâmetro D-H ___ .
Alternativas:
check CORRETO
Variável; l; z; α.
x; d; z; α.
Código da questão: 48755
É muito inportante estudar e comprender o comportamento do manipulador. E isso pode ser feito por meio de testes ou de modelos matemáticos. O
modelo matemático, mesmo sendo mais complexo de ser obitido que os testes, tem a vantagem de permitir simular diversas condições sem comprometer o
manipulador. O modelo dinâmico informa que:
( ) A força de gravidade tem importância no cálculo do modelo dinâmico do manipulador.
( ) O termo refrente à inércia é válido apenas no cálculo via formulação Newton-Euler.
( ) A velocidade dos elos não influencia nos esforços sobre as juntas, apenas a aceleração.
( ) Somente é possível calcular os modelos se estiverem no plano cartesiano.
( ) O termo que recebe a influência da gravidade depende da velocidade do elemento.
Alternativas:
F - F - V - F - F.
Resolução comentada:
Resolução comentada:
7)
8)
F - F - V - V - F.
V - V - F - F - V.
V - V - F - F - F.
V - F - F - F - F. check CORRETO
Analisando as afirmativas, temos que o primeiro item está correto, já que a gravidade é representada pelo termo G(q). O segundo item está errado, já que a
inércia é importante para a modelagem dinâmica, independente da formulação. O que ocorre é que a formulação de Newton-Euler utiliza a inércia em seus
cálculos. O terceiro item está errado, já que temos presente o termo , que se refere à velocidade generalizada. O quarto item está errado, pois o modelo é
válido independente do sistema de coordenadas adotado, apenas sendo escrito para o sistema desejado. O quinto item está errado ao definir que o termo
referente à gravidade está relacionado à posição, e não à velocidade.
Código da questão: 48763
Cada vez mais os sistemas de automação se focam na integração entre várias tecnologias, de modo a possibilitar um controle preciso não somente do
sistema, mas também de informações externas ao processo. Este é o principal paradigma da indústria 4.0. Nessa abordagem, pode-se avaliar a relação entre
o uso dos simuladores e a indústria 4.0.
Diante da afirmação, avalie as asserções.
I. Mesmo o simulador permitindo analisar os principais comportamentos do manipulador frente às variações nas atividades, é necessário definir a
abordagem tomada para a modelagem do tempo de simulação a ser adotada no processo de obtenção dos resultados.
PORQUE
II. De acordo com o tipo de de abordagem adotada, com foco no tempo ou nas atividades, é possivel que o modelo não gere os resultados corretamente
devido à indefinição da ordem nas quais os eventos são necessários, resultado do tipo de abordagem de simulação orientada à operação.
Assinale a alternativa acerca das asserções supracitadas, bem como a relação entre elas:
Alternativas:
A primeira asserção e a segunda estão corretas, mas não possuem relação.
A primeira asserção e a segunda estão corretas, e a segunda justifica a primeira.
A primeira asserção está incorreta e a segunda está correta.
A primeira asserção está correta e a segunda está incorreta. check CORRETO
A primeira e a segunda asserção estão incorretas.
A primeira asserção está completa ao dizer que o simulador permite a análise do comportamento do manipulador diante de mudanças, por exemplo, de
matéria-prima ou modo de produção. Também está correta em dizer que é importante definir o modo no qual será definido o tempo de simulação. A
segunda asserção inicia corretamente, inclusive o problema da indefinição da sequência de ações ocorre em um dos tipos de contagem do tempo da
simulação. Porém, o erro acontece ao dizer que esse erro ocorre na simulação orientada na operação, sendo que o correto seria na aboradem relativa ao
tempo, onde pode ocorrer de duas ações acontecerem dentro de um período de simulação, gerando assim dúvidas sobre a ordem na realização das ações.
Código da questão: 48779
O uso de simuladores traz vantagens e desvantagens no processo de implementação da automação realizada por manipuladores robóticos. Entre eles,
podemos citar:
I. Tentativa de simular o comportamento do sistema real através de modelos virtuais.
II. A análise das principais relações do manipulador com o meio que o cerca.
III. Desenvolvimento de uma programação que não necessita de ensaios físicos, pois por conta dos modelos tridimensionais as principais ações já foram
testadas.
IV. Aumento no custo de implementação do manipulador, já que primeiramente deve-se adquirir o simulador e depois de compreendido sobre o
comportamento do manipulador é gasto novamente recursos para a aquisição dos manipuladores físicos.
V. Os resultados apresentados unicamente por meio gráfico ajudam o programador compreender possíveis falhas na operação do manipulador.
Estão corretas as afirmações:
Alternativas:
Apenas I, II, III e V.
Todas estão corretas.
Apenas I, III e V.
Apenas II, III e IV.
Apenas I e II. check CORRETO
Resolução comentada:
Resolução comentada:
Resolução comentada:
9)
10)
A alternativa I está correta, sendo essa exatamente a premissa no uso de simuladores. A alternativa II também está correta, já que o simulador não é capaz
de prever todas as possibildiades, então foca naquelas mais importantes. No caso da afirmação III, está errada. Na programação offline, que é desenvolvida
com auxílio dos computadores, necessita-se de validação e calibração no mundo real a fim de corrigir variações entre os modelos virtual e o real. A
afirmação IV até pode parecer correta quando diz sobre a necessidade de duas aquisições, mas o simulador permite ensaios e condições que poderiam
causar danos ao manipulador fisico, gerando gastos com as manutenções necessárias. Além disso, o simulador permite testar disposições com relação aos
outros elementos da produção. A afirmação V erra em dizer que os simuladores são unicamente gráficos, podendo fornecer os dados também por meios
matemáticos.
Código da questão: 48777
Com relação ao estudo da cinemática direta e inversa de manipuladores, podemos dizer que:
I. A cinemática direta define a posição do elemento final do manipulador por meio unicamente do estudo dos deslocamentos angulares das juntas do
manipulador.
II. A redundância cinemática define que existe apenas uma única configuração do manipulador para que o mesmo atinja a posição desejada, quando este
apresenta apenas um grau de liberdade.
III. A cinemática inversa pode ser obtida de diferentes formas. Uma das técnicas é o uso de métodos de otimização. O método de otimização consiste em, a
partir das relações trigonométricas, encontrar os deslocamentos angulares de cada junta.
IV. O método de Denavit-Hartenberg auxilia no estudo das cinemáticas direta e inversa, uma vez que fornece as matrizes homogêneas relacionadas à
geometria do manipulador.
V. A matriz de transformação oriunda da técnica de Denavit-Hartenberg se baseia na sequência de quatro transformações, nessa ordem: translação, rotação,
rotação e translação.
Estão corretas as afirmações:
Alternativas:
Apenas I
Apenas V.
II, III e V.
Apenas II e IV. check CORRETO
I, II e IV.
Avaliandocada asserção em separado, temos que a primeira asserção está errada, pois a cinemática envolve todos os deslocamentos, sejam lineares ou
angulares. A segunda asserção está correta, já que existe apenas uma única configuração possível para um manipulador de 1 GL (considere um elo girando
sobre uma única junta rotacional) para atingir uma determinada posição. A terceira está errada, uma vez que a otimização é um método de determinação da
cinemática inversa, e a aplicação das regras trigonométricas envolve outra técnica para determinação dos deslocamentos não somente angulares, mas
lineares também. A quarta asserção está correta, já que o método de Denavit-Hartenberg resulta em uma matriz de transformação geral. Para a cinemática
direta, basta apenas aplicar os deslocamentos de interesse. Para a inversa, é possível uma técnica de otimização ou por matrizes inversas. A quinta asserção
está errada na ordem das transformações: rotação, translação, translação e rotação.
Código da questão: 48756
O manipulador robótico consiste de elementos estruturais e de movimento. Para que todas as partes funcionem de forma correta, são inseridos
componentes que promovam o movimento (os atuadores) e os elementos sensitivos (os sensores).
I. Os manipuladores necessitam de pelo menos um atuador para poder se movimentar.
II. Um sensor de posição pode ser usado em uma garra a fim de que ela não esmague o objeto segurado.
III. Um sensor de posição permite que o manipulador saiba sua velocidade com relação a um objeto.
IV. Sensores analógicos não podem ser aplicados em situações onde a variavel a ser medida possui apenas dois estados, como na identificação de presença
de um objeto na frente do manipulador ou não.
V. Um controle em malha aberta não usa nenhum tipo de sensor.
Estão corretas as afirmações:
Alternativas:
Apenas I, II, III e V.
Todas estão corretas.
Apenas II, III e IV.
Apenas a I e III. check CORRETO
Apenas I, II e III.
Resolução comentada:
Resolução comentada:
A alternativa I está correta, já que são os atuadores que fornecem a energia para a movimentação do manipulador (não confundir com a junta, que permite o
movimento).
A alternativa II está errada, pois o sensor de posição informa a distância com o objeto, e se encostou ou não. Agora, a força aplicada ao objeto não é capaz
de mensurar sem um sensor de força ou pressão.
A alternativa III está correta, já que, sabendo a variação na posição e o tempo gasto, sabe-se a velocidade.
A alternativa IV está incorreta, pois a leitura o tipo de variável não afeta na distinção dos sensores em digital ou analógico. Caso um sensor analógico venha
a ser usado para medir uma variável digital, a saída desse sensor se limitará a mostrar dois níveis de saída, proporcionais aos valores da variável de entrada.
A alternativa V está
errada, pois o controle em malha aberta pode contar com sensores fim de curso.
A distinção entre malha aberta e fechada está no controle contínuo do atuador,
no caso da malha fechada, e apenas no ligar e desligar do atuados, no caso da
malha aberta.
Código da questão: 59351