robotica industrial prova final

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Robótica industrial
Professor(a): Bruno Henrique Oliveira Mulina (Doutorado)
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Prepare-se! Chegou a hora de você testar o conhecimento adquirido nesta disciplina. A Avaliação Virtual (AV) é composta por questões objetivas e
corresponde a 100% da média final. Você tem até cinco tentativas para “Enviar” as questões, que são automaticamente corrigidas. Você pode
responder as questões consultando o material de estudos, mas lembre-se de cumprir o prazo estabelecido. Boa prova!
Dentre as formulações possíveis para obter o modelo dinâmico do manipulador, temos o método de Euler-Lagrange e Newton-Euler. Dada
as afirmações:
I. Ambos os métodos se baseiam no estudo da energia que cada elo possui durante o movimento, acumulando as energias cinéticas e de
inércia.
II. O método de Newton-Euler aplica os conceitos de momento para obter as relações de força e torque necessárias à formulação.
III. O método de Newton-Euler é um método numérico (recursivo) para calcular os esforços e os parâmetros de movimento. Para isso ele
executa uma análise da base até o elemento terminal para definir os esforços e depois retorna calculando os parâmetros de movimento.
IV. O método de Euler-Lagrange tem por vantagem resultar em um modelo analítico e direto.
V. As análises a serem realizadas em ambos os casos consideram o centro de massa, já que simplifica o processo de formulação.
Estão corretas as afirmações:
Alternativas:
Apenas a V.
Todas estão incorretas.
II, IV e V.  CORRETO
I, II e V.
Apenas II e IV.
Código da questão: 48762
Dentre as diversas modelagens possíveis de serem realizadas em um manipualdor, têm-se os modelos geométrico, cinemáticos e
dinâmico. Cada um desses modelos tem por objetivo o estudo de alguma caracteristica do manipulador. Um modelo dinâmico de um
manipulador não tem por função:
Alternativas:
Auxilia na programação do manipulador, já que fornece dados sobre que condições devem ser evitadas.
Estimar os esforços a serem aplicados nas juntas, permitindo projetar corretamente o manipulador.
Obter os parâmetros de movimento de acordo com os esforços aplicados pelas juntas
Determinar as capacidades do manipulador com relação à carga de trabalho.
Calcular as coordenadas nas quais o manipulador se manterá após conhecermos os deslocamentos promovidos pelas juntas. 
CORRETO
Código da questão: 48761
Para promover o controle preciso da operação do manipulador, os sensores são importantes de modo a fornecer ao controlador
informações importantes, possibilitando identificar irregularidades operacionais. Com relação às características dos sensores, avalie as
afirmações:
Resolução comentada:
A alternativa I está errada, pois o modelo de Newton-Euler aplica o conceito de momento e força em sua formulação, e não da energia.
A alternativa III está incorreta ao citar que o processo de determinação dos parâmetros de movimento é feito após o cálculo dos
esforços e na ordem: parâmetros de movimento da base ao elemento terminal, e depois elemento terminal até a base calculando os
esforços.
Resolução comentada:
A modelagem dinâmica se dedica a calcular os esforços sofridos pelo manipulador diante dos parâmetros de movimento (posição,
velocidade e aceleração). Por esse motivo, permite projetar o manipulador corretamente com base nas cargas de trabalho que serão
aplicadas. Isso auxilia no projeto e na programação das rotinas a serem realizadas pelo manipulador, já que será possível conhecer as
capacidades do manipulador ao longo de sua operação. Porém, o modelo dinâmico não fornece informações referentes aos
deslocamentos e coordenadas atingidas, sendo de responsabilidade de modelagem cinemática.
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( ) Um sensor ótico pode ser usado para medir posição.
( ) Sensores indutivos podem ser usados apenas como sensores de presença.
( ) Um termopar mede a temperatura por meio da variação da corrente elétrica em um semicondutor.
( ) Os enconders podem ser usados de mesma forma que o potenciômetro.
( ) Os acelerômetros são usados para medir a vibração de uma peça.
Avaliando as afirmações como verdadeiras ou falsas, marque a alternativa que possui a sequência correta:
Alternativas:
F - F - V - F - F.
F - F - F - V - V.
V - V - F - F - F.
V - V - F - F - V.
V - F - F - V - V.  CORRETO
Código da questão: 48773
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.
Apenas I, III e V.
Todas estão corretas.
Apenas II, III e IV.
Apenas I e II.  CORRETO
Código da questão: 48777
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas:
Ao compreender como o manipulador deve se mover, o operador determina diversos parâmetros. Para atividades como pintura, é importante
escolher o controle ____________ da trajetória e a discretização ____________, já que assim o controlador busca traçar uma trajetória mais
Resolução comentada:
A primeira afirmação está correta, pois se pensar nos enconders, são sensores óticos que apresentam um obstáculo com marcações
determinadas para medir distâncias ou deslocamentos, que são o mesmo que determinar a posição do alvo. A segunda afirmação está
errada, pois os sensores indutivos podem possuir uma sensibilidade suficientemente capaz de medir distâncias. A terceira afirmação
está errada, pois os sensores termopares medem a temperatura por meio da junção de dois metais diferentes, e não semicondutores.
A quarta afirmação está correta, pois um esconder rotativo cumpre o mesmo papel que um potenciômetro, inclusive com certas
vantagens. A quinta afirmação está correta, porque a medição da vibração é feita analisando a aceleração da peça.
Resolução comentada:
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.
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7)
____________ com relação à original, fazendo com que a ____________ realize seu trabalho corretamente.
Alternativas:
Contínuo; circular; próxima; garra.
Contínuo; circular; rápida; garra.
Contínuo; linear; próxima; garra.
Contínuo; circular; próxima; ferramenta.  CORRETO
PTP; circular; rápida; ferramenta.
Código da questão: 48766
A sequência Z-X-Y dos ângulos de Euler nos informa que as direções dos eixos x, y e zserão modificadas na seguinte ordem: primeiro,
o(s) eixo(s) ______ terá(ão) sua(s) direção(ões) alteradas, depois a rotação ocorrerá em torno do(s) eixo(s) _______, e finalmente a rotação
mudará a direção do(s) eixo(s) _______
Alternativas:
X; y; z e x.
x e y; x; x e z.
x e y; y e z; x e z.  CORRETO
z; y; z e y. 
z; x; y.
Código da questão: 59842
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:
Resolução comentada:
Para atividades como a pintura, o trajeto a ser seguido é importante. Então, é importante escolher o controle contínuo de trajetória.
Para que a trajetória seja mais próxima à original, a discretização circular é a mais indicada, já que permite contornar geometrias de
forma mais suave. A movimentação do manipular tem por objetivo mover a ferramenta ao longo de sua atividade. Desse modo, a
expressão completa referente à questão é:
Ao compreender como o manipulador deve se mover, o operador determina diversos parâmetros. Para atividades como pintura, é
importante o escolher o controle contínuo da trajetória e a discretização circular, já que assim o controlador busca traçar uma trajetória
mais próxima com relação à original, fazendo com que a ferramenta realize seu trabalho corretamente.
Resolução comentada:
O ângulo de Euler indica onde ocorrerá a rotação. Por esse motivo, os outros eixos sofrerão mudança na direção. Então, se o ângulo
de Euler se posiciona no eixo z, significa que os eixos x e y sofrerão mudança na direção. Se o ângulo está disposto no eixo x, então é
nesse que ocorrerá a rotação. E para a terceira lacuna, temos que os eixos x e z sofrerão mudança na direção. Desse modo, a
expressão correta seria: 
A sequência Z-X-Y dos
ângulos de Euler nos informa que as direções dos eixos x, y e z serão modificadas
na seguinte ordem: primeiro, o(s) eixo(s) x e y terá (ão) sua(s)
direção(ões) alteradas, depois a rotação ocorrerá em torno do(s) eixo(s) x,
e finalmente a rotação mudará a direção do(s) eixo(s) x e z.
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Alternativas:
Apenas II, III e IV.
Apenas a I e III.  CORRETO
Todas estão corretas.
Apenas I, II, III e V.
Apenas I, II e III.
Código da questão: 59351
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:
Ambas as asserções estão corretas, sendo que a segunda justifica a primeira.
A primeira asserção e a segunda estão corretas, mas não possuem relação.
A primeira asserção está incorreta e a segunda está correta.  CORRETO
Ambas as asserções estão incorretas.
A primeira asserção está correta e a segunda está incorreta.
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.
Resolução comentada:
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Código da questão: 48758
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:
Os eixos das juntas 1 e 2 se localizam na direção z, enquanto da junta 3 o eixo se apresenta na direção x.
Todos os eixos coincidem e são iguais a z.  CORRETO
A primeira junta tem o eixo em x, a segunda em y e a terceira em z.
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.
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.
Código da questão: 48759
Para que o manipulador se mova entre as coordenadas necessárias para a
realização de sua tarefa, é necessário que se defina a trajetória a ser
seguida. Uma vez definido o caminho a ser seguido, é necessário definir os
pontos intermediários. Ao definir os pontos intermediários na trajetória do
manipulador, o operador está definindo:
Alternativas:
Somente os pontos inicial e final que o manipulador deverá percorrer para
realizar sua tarefa.
Um esboço sobre o caminho que o manipulador deve percorrer, identificando
os pontos possíveis e os que devem ser evitados.  CORRETO
O modo no qual as juntas devem se deslocar para atingir a posição
desejada.
Os pontos a serem evitados pelo manipulador, uma vez que estes pontos
estão fora do alcance do manipulador.
A orientação final da ferramenta, já que esta informação é importante
para a realização das atividades.
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.
Resolução comentada:
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 todasas juntas possuem o eixo z, segundo a técnica de
Denavit-Hartenberg.
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Código da questão: 59857
Resolução comentada:
Os pontos intermediários são os pontos importantes para a trajetória do
manipulador. Por esse motivo não se preocupam com a direção da ferramenta
(função do punho). A geração de trajetória não se dedica a descrever como deve
ser o deslocamento das juntas, sendo isso função do modelo inverso do
manipulador. A definição dos pontos intermediários não define todos os pontos a
serem percorridos, já que isso é responsabilidade do processo de discretização.
A definição dos pontos fora do alcance do manipulador não é de responsabilidade
dos pontos intermediários, mas sim das limitações físicas e geométricas do
manipulador.
Arquivos e Links
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