Aula 05 Robótica Industrial

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Prof. Eng. Anderson Harayashiki Moreira
Prof. Eng. Fernando Silveira Madani, Msc
Robótica Industrial
Aula 5 - Componentes III
Sensores
Controlador / Eletrônica de Controle
Software / Programação
IHM
Eletrônica de Potência
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Sensores
sensores internos:
- posição linear e angular
- Velocidade linear e angular
- Força e torque
sensores externos:
- Visão
- Proximidade
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Robótica Industrial
• Podem medir:
– Posição linear;
– Posição angular (rotativo);
• Podem ser:
– incremental ou absoluto;
• Características:
– baratos;
– simples;
– confiáveis;
– fácil de usar;
– alta resolução.
Sensores – Encoders
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Sensores – Encoders
• Exemplos de discos de encoders:
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Encoder incremental rotativo
• Princípio de funcionamento;
• Exigem zeragem antes da utilização.
Sensores – Encoders
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Encoder incremental rotativo
• Configuração com offset de sensor;
• Configuração com offset de disco.
Sensores – Encoders
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Encoder incremental rotativo – Esquema físico
Sensores – Encoders
V- 4.75 a 30 V
Saída – 0,7 e 0,2 V (RS422)
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Encoder incremental rotativo – Esquema do circuito
Sensores – Encoders
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Encoder incremental rotativo – Esquema do sinal de saída
Sensores – Encoders
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Encoder incremental rotativo – Resolução
Sensores – Encoders
onde:
• N = número de traços;
• 4 = quadratura do sinal.
• Encoders com resolução de até 1 segundo de arco → 1.296.000 
traços.
N4
º360

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Encoder incremental rotativo – Medição de velocidade
Sensores – Encoders
– n número de contagem de subidas e descidas em um período T (segundos);
– N = número de traços do encoder;
– T = período de amostragem.
)(graus/seg
90
4
360
NT
n
NT
n
t




)(graus/seg 
90
Re
NT
solução 
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Encoder absoluto rotativo
Sensores – Encoders
• Princípio de funcionamento;
• Não precisa “zerar” o sistema.
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Encoder absoluto rotativo
Sensores – Encoders
• Exemplo de funcionamento  encoder de 4 bits
1
2
3
4
Posição angular bits
0° 0 0 0 0
22,5° 1 0 0 0
45° 0 1 0 0
67,5° 1 1 0 0
... ...
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Encoder absoluto rotativo
Sensores – Encoders
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Encoder absoluto rotativo – Resolução
Sensores – Encoders
– n = número de bits:
• Podem utilizar “gray code” no lugar do código binário.
(graus) 
2
º360
na

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Encoder Linear
Sensores – Encoders
• Mesmo princípio de funcionamento dos encoders rotativos;
• Podem ser incremental ou absoluto.
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Sensores – Resolvers
• Usado para medição de posição angular.
• Princípio de funcionamento  indução eletro-magnética;
• Características:
– barato;
– alta resolução;
– simples;
– eletrônica sofisticada.
• Resolução típica dos resolvers é da ordem de 65.536 contagens por 
volta;
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Sensores – Resolvers
• Princípio de funcionamento:
– Funciona como um transformador rotativo  possui enrolamento 
primário e secundário;
– Enrolamento secundário no estator é defasado de 90º;
– Bobina primária ligada ao rotor é excitada por uma corrente 
alternada;
– Bobinas do estator recebem o fluxo magnético da bobina do rotor 
girando e é induzida uma tensão nas mesmas;
– Tensão induzida no enrolamento do estator é em forma senoidal.
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Sensores – Resolvers
i
Tensão induzida
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Sensores – Resolvers
Princípio de funcionamento:
O sinal de saída é senoidal  amplitude depende da posição angular do disco 
rotativo;
Freqüência da onda varia com a velocidade  também mede velocidade de 
rotação;
Saída analógica  saída é geralmente convertida de analógica para digital 
(“resolver-to-digital”);
Entrada: Vref;
Saída: V1 =AVrefsen;
V2 = AVrefcos.
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Sensores – Resolvers
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Sensores – Sensores de força e torque
Medem simultaneamente força e torque; 
Múltiplos eixos  sensores de até 6 eixos:
•Forças em x, y e z;
•Torques em x, y, e z;
Tecnologias:
•Strain-gages;
•Piezoelétrico.
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Sensores – Sensores de força e torque
Princípio de funcionamento:
Elemento flexível  capaz de deformar nas 6 direções;
Strain-gages medem deformações  força e torque são proporcionais às 
deformações.
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Sensores – Sensores de força e torque
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Controlador 
Eletrônica de Controle
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Software / Programação
.PROGRAM mont_conj.pg
1. APPROS peca1, 150
2. MOVES peca1
3. WAIT TIMER(-1) == 0
4. DELAY 0.5
5. CLOSEI
6. DEPART 150
7. APPROS peca1_mont, 150
8. MOVES peca1_mont
9. WAIT TIMER(-1) == 0
10. DELAY 0.5
11. OPENI
12. DEPART 150
13. APPROS peca2, 150
14. MOVES peca2
15. WAIT TIMER(-1) == 0
16. DELAY 0.5
17. CLOSEI
18. DEPART 150
19. APPROS peca2_mont, 150
20. MOVES peca2_mont
21. WAIT TIMER(-1) == 0
22. DELAY 0.5
23. OPENI
24. DEPART 300
.END
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Software / Programação
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Software / Programação
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IHM
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