Apostila Robotica SOCIESC 2008

Prévia do material em texto

1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCEITOS DE ROBÓTICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. José Carlos Bucholdz 
2 
 1 – Introdução 
 
O termo Robô (ou robot) tem origem na palavra checa robota, que significa 
"trabalho forçado", esta palavra surgiu em meados de 1921, numa peça do dramaturgo 
Karel Capek, na qual existia um autômato com forma humana, capaz de fazer tudo no 
lugar do homem. 
Os robôs são comumente utilizados na realização de tarefas em locais insalubres 
ou de tarefas perigosas para os seres humanos. Os robôs industriais usados nas linhas 
de produção são a forma mais comum de robôs, porém isto vêm sendo substituído 
recentemente por modelos comerciais como os limpadores de pisos, aspiradores e 
cortadores de gramas. 
Outras aplicações incluem o tratamento de lixo tóxico, exploração subaquática e 
espacial, cirurgias, mineração, busca e resgate, localização de minas terrestres entre 
outras. Os robôs cada vez mais aparecem nas áreas do entretenimento e tarefas 
caseiras. 
Em usos práticos, um robô é um dispositivo autônomo ou semi-autônomo que 
realiza trabalhos de acordo com um controle humano, controle parcial com supervisão, ou 
de forma autônoma. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
2 – História 
 
A idéia de pessoas artificiais data de épocas como a lenda de Cadmus, que 
semeou os dentes de um dragão que se transformaram em soldados, e do mito do 
Pygmalion, no qual a estátua de Galatea se torna viva. O escritor checo Karel Čapek 
introduziu a palavra "Robô" em sua peça "R.U.R" (Rossuum's Universal Robots) em 1921. 
O termo "robô" realmente não foi criado por Karel Čapek, mas por seu irmão Josef, outro 
respeitado escritor checo. As idéias mais antigas que se conhecem 
sobre a robótica datam de 350 D.C., pelo matemático grego Archytas 
de Tarentum. Ele criou um pássaro mecânico que ele batizou de “The 
Pigeon”. O pássaro era propulsionado por vapor. 
O primeiro projeto documentado de um robô humanóide foi 
feito por Leonardo da Vinci, figura 1, por volta do ano de 1495. As 
notas de Da Vinci, redescobertas nos anos 50, continham desenhos 
detalhados de um cavaleiro mecânico que era aparentemente capaz 
de sentar-se, mexer seus braços, mover sua cabeça e o maxilar. O 
projeto foi baseado em sua pesquisa anatômica documentada no 
Homem Vitruviano. Não é conhecido se ele tentou construir o robô.
 
 Figura 1 – Leonardo da Vinci 
 
O primeiro robô funcional foi criado em 1738 por Jacques de Vaucanson, que fez 
um andróide que tocava flauta, assim como um pato mecânico que comia e defecava. A 
história "The Sandman" de E.T.A. Hoffmann traz uma mulher mecânica semelhante a uma 
boneca. Uma onda de histórias sobre autômatos humanóides culminou com a obra 
"Electric Man" (Homem Elétrico), de Luis Senarens (1885). 
Uma vez que a tecnologia avançou a ponto das pessoas 
preverem as criaturas mecânicas como sendo mais semelhantes a 
brinquedos, as respostas literárias ao conceito dos robôs refletiram o 
medo dos seres humanos, de serem substituídos por suas próprias 
criações. Frankenstein (1818), conforme figura 2, muitas vezes 
considerado o primeiro romance de ficção científica, se tornou 
sinônimo deste tema. 
 
 
Figura 2 - Frankenstein 
 
Quando a peça de Čapek RUR introduziu o conceito de uma linha de montagem 
que utilizava robôs para tentar construir mais robôs, o tema 
recebeu uma conotação econômica e filosófica, 
posteriormente propagada pelo filme clássico Metropolis 
(1927), e pelos populares Blade Runner (1982) e The 
Terminator (1984). Com os robôs se tornando mais reais e a 
perspectiva do surgimento de robôs inteligentes, uma melhor 
compreensão das interações entre os robôs e o homens é 
abordada em filmes modernos como A.I. (2001) de Spielberg, 
figura 3, e Eu Robô (2004) de Proyas. 
 Figura 3 – A.I. 
 Muitos consideram o primeiro robô segundo as definições modernas como sendo 
o barco teleoperado, inventado por Nikola Tesla e demonstrado em uma exibição no ano 
de 1898 no Madison Square Garden. Baseado em sua patente Tesla desejava 
desenvolver o "torpedo sem fio" para se tornar um sistema de armas para a marinha 
estadunidense. 
Nos anos 30, a Westinghouse fez um robô humanóide conhecido como Elektro. 
Ele foi exibido no World's Fair de 1939 e 1940. O primeiro robô autônomo eletrônico foi 
criado por Grey Walter na Universidade de Bristol, na Inglaterra, no ano de 1948. 
4 
3 – Algumas definições de Robô: 
 
Texto da Comp.Robotics 
“Dispositivos eletromecânicos pré-programáveis para execução de uma 
variedade de funções” 
 
Dicionário Webster 
“Dispositivo automático que executa funções normalmente atribuídas a 
humanos ou uma máquina com a forma de humano!”. 
 
Eshed Robotics 1984 
“Um robô é um braço mecânico, um manipulador concebido para levar a 
cabo muitas tarefas diferentes e capaz de ser programado sucessivamente. 
Para levar a cabo as tarefas atribuídas, o robô move componentes, objetos, 
ferramentas e outros dispositivos especiais por meio de movimentos e 
pontos pré-programados”. 
 
P. McKerrow em 1986 
“Um robô é uma máquina que pode ser programada para fazer uma 
variedade de tarefas do mesmo modo que um computador é um circuito 
eletrônico que pode ser programado para fazer uma variedade de tarefas”. 
 
McKerrow sobre Robótica 
“Robótica é a disciplina que envolve: 
a) o projeto, construção,controle e programação de robôs; 
b) o uso de robôs para resolver problemas; 
c) o estudo dos processos de controle, sensores e algoritmos 
usados em humanos, animais e máquinas; 
d) a aplicação destes processos de controle e destes algoritmos 
para o projeto de robôs.” 
 
The Robot Institute of América 
“Um robô é um manipulador multi-funcional programável projetado para 
mover materiais, componentes, ferramentas ou dispositivos especiais 
através de movimentos programáveis variáveis para a execução de uma 
variedade de tarefas”. 
 
Standard International ISO 8373:1994 (E/F) (traduzido) 
 “Robô industrial manipulador: Manipulador de múltiplas funções 
automaticamente controlado, reprogramável nos três ou mais eixos, que 
podem ser fixos ou móveis, em aplicações industriais da automatização. O 
robô inclui - os manipuladores - o sistema de controle (hardware e software) 
 
 
 
5 
4 – Robótica 
 
De acordo com o American Heritage Dictionary, a robótica é a ciência ou o 
estudo da tecnologia associado com o projeto, fabricação, teoria e aplicação dos 
robôs. 
 
A palavra robótica foi utilizada pela primeira vez na história de ficção 
científica de Isaac Asimov "Liar!" (1941). Nela, o autor se refere às 'três regras da 
robótica' que posteriormente se tornaram as "Três leis da Robótica" na publicação 
de ficção Eu, Robô, conforme a figura 4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4 – Eu, Robô 
 
As três leis são: 
 
1º- Um robô não pode machucar um ser humano, ou, por omissão, permitir 
que um ser humano se machuque. 
 
2º- Um robô deve obedecer as ordem recebidas pelos seres humanos, a 
não ser no caso de estas ordens entrarem em conflito com a Primeira Lei. 
 
3º- Um robô deve proteger sua própria existência, contanto que tal proteção 
não entre em conflito com a Primeira ou Segunda Lei. 
 
A robótica requer conhecimentos sobre eletrônica, mecânica e software de 
programação. Dependendo do tamanho do projeto conhecimentos sobre 
cinemática, pneumática, hidráulica e microcontroladores / CLPs podem ser 
necessários. O processo padrão de criação de robôs começa pela exploração dos 
sensores, algoritmos e atuadores que irão ser requeridospara o trabalho 
desejado. 
Após a plataforma básica estar completa, os sensores e as outras entradas 
e saídas do robô são conectadas a um dispositivo que tomará as decisões, sendo 
mais comum o uso de um microcontrolador. Este circuito avalia os sinais de 
entrada, calcula a resposta apropriada para estes, e envia os sinais aos atuadores 
de modo a causar uma reação. 
 
6 
Vantagens na utilização de robôs: 
 
• Fatores técnicos 
- Flexibilidade na gama de produtos fabricados. 
- Incremento da precisão, robustez, rapidez, uniformidade e 
suporte a ambientes hostis. 
- Incremento dos índices de qualidade e de peças rejeitadas. 
 
• Fatores econômicos 
- Utilização eficiente de unidades de produção intensiva. 
- Aumento de produtividade (inexistência de interrupções, 
absentismos, etc.). 
- Redução do tempo de produção. 
 
• Fatores sociológicos 
- Redução do número de acidentes. 
- Afastamento do ser humano de locais perigosos para a saúde. 
- Redução de horários de trabalho. 
- Aumento do poder de compra. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
5 – Estatística na área de robótica atualizadas em 11/10/2005 
 
• Os investimentos mundiais na área de robótica industrial subiram 17% em 
2004 
 
• Na primeira metade de 2005, as ordens de compra de robôs subiram 13%. 
 
• Crescimento mundial previsto no período de 2005 até 2008 em uma taxa 
anual média de aproximadamente 6%. 
 
• Mais de 1.000.000 robôs em uso – e alguns milhões nos próximos anos 
segundo pesquisa da UNECE/IFR- (United Nations Economic Commission 
for Europe / International Federation of Robotics) 
 
• Com 5.320 unidades, os sistemas subaquáticos explicaram 21% do número 
total dos robôs de serviço para o uso profissional instalados até o fim de 
2004, depois disso robôs de limpeza, conforme figura 5, e robôs do 
laboratório com 14% cada e robôs da construção e de demolição com 13%. 
Os robôs médicos e as plataformas móveis de robô para o uso geral 
explicaram 11%, cada um. Os robôs de campo e robôs de reflorestamento 
tiveram uma parte de quase 9% e aplicações da defesa, de salvamento e 
de segurança 5%. Os menores números de instalações foram contados 
para sistemas logísticos (270 unidades), sistemas de inspeção (235 
unidades) e robôs de relação pública (20). O valor movimentado pelos 
robôs de serviço profissional é estimado em 3,6 bilhões de dólares. A 
Tabela 1 apresenta o número de robôs instalados e em operação até 2005 
e previsão de vendas até 2008. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5 – Robô aspirador Trilobite da Eletrolux 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
Tabela 1: 
Número de Robôs Industriais (todos os tipos) instalados e em operação 
nos anos de 2003 e 2004 e previsão de vendas para 2008. 
 Instalações Recentes Em Operação no último ano 
País 2003 2004 2008 2003 2004 2008 
América 12.957 13.674 16.800 115.348 125.235 159.900 
Argentina 33 17 172 189 
Brasil 231 208 2.144 2.352 
Chile 5 5 
América do Norte (Canadá, México, USA) 12.693 13.444 16.500 112.390 121.937 155.700 
Canadá 1.235 440 4.077 4.517 
México 172 877 1.260 2.137 
Outros Países da América (estimado) 678 752 
Ásia/Austrália 40.579 52.311 70.400 422.721 443.193 532.900 
China 1.451 3.493 3.603 7.096 
Índia 57 369 250 619 
Indonésia 44 74 47 121 
Japão 31.588 37.086 45.900 348.734 356.483 390.500 
Malásia 191 250 1.202 1.452 
Filipinas 20 65 28 93 
Republica da Coréia 4.660 5457 47.845 51.302 
Europa 27.832 29.296 33.700 262.025 278.906 348.100 
Áustria (estimado) 365 545 3.605 3.907 
República Tcheca 498 163 1.445 1.533 
Dinamarca 288 296 2.078 2.342 
Finlândia 387 288 3.407 3.599 
França 3.117 3.009 3.400 26.137 28.133 35.900 
Alemanha 13.081 13.401 14.900 112.393 120.544 151.100 
Itália 5.198 5.679 6.200 50.043 53.244 65.900 
Noruega 48 61 684 724 
Polônia 60 75 584 643 
Portugal 135 211 1.367 1.488 
Federação Russa (estimado) 9 24 5.000 5.000 
Espanha 2.031 2.826 19.847 21.893 
Suécia 386 833 6.959 7.341 
Suíça (estimado) 240 310 3.479 3.539 
Reino Unido / Inglaterra 1.111 785 1.000 14.015 14.176 14.000 
Outros Países da Europa (estimado) 377 418 
África 108 87 100 343 430 800 
África do Sul 108 87 343 430 
Subtotal, excluindo Japão e Rep. da Coréia 45.228 52.825 68.400 403.894 439.979 651.200 
Total, incluindo Japão e Rep. of Coréia 81.476 95.368 121.000 800.473 847.764 1.041.700 
 
Fonte: UNECE, IFR e associação nacional de robôs 
 
9 
6 – Resolução, Repetibilidade e Precisão. 
 
 
6.1 – Resolução: 
É o menor movimento incremental medido pelo sistema de medição de uma 
junta. 
 
6.2 – Repetibilidade: 
É a diferença detectada do posicionamento linear em geral, com que o robô 
volta a posicionar em um ponto anteriormente posicionado. 
 
6.3 – Precisão: 
É a diferença entre uma posição definida com a posição alcançada pela 
movimentação. Está relacionado diretamente com a resolução e por certo não 
poderá ser menor que o valor da resolução, porém varia de acordo com o peso da 
carga transportada. 
 
A figura 6 apresenta um comparativos entre os conceitos. 
Figura 6 – Comparativo entre precisão e repetibilidade 
 
10 
7 – Visão geral 
 
Um robô pode incluir uma realimentação entre os sensores e a ação, sem 
ou com o controle humano. As ações podem ser realizadas por motores ou outros 
atuadores que podem mover um braço, abrir ou fechar garras, ou propelir 
(movimentar) o robô. O controle é provido em muitos casos por um computador. 
Os dois usos básicos dos atuadores são a movimentação do robô em um 
ambiente (locomoção) ou para mover os objetos ao redor (manipulação). 
Os robôs podem apresentar vários movimentos, demonstrados na figura 7. 
Figura 7 – Tipos de movimentos 
 
O conjunto dos movimentos do corpo e do punho dos robôs define a posição e a 
orientação do órgão terminal, possibilitando a execução da tarefa. Dependendo do 
número de graus de liberdade, a estrutura mecânica de um robô pode ser mais ou menos 
complexa. 
 
7.1 – Capacidade de Carga 
• Capacidade de Carga Bruta (CPB): É a carga total que o robô pode 
transportar incluindo o peso de sua estrutura. 
 
• Capacidade de Carga Liquida (CPL): É a carga transportável pelo robô, ou 
seja, a diferença entre a capacidade da carga bruta com o peso de sua 
estrutura. 
 
11 
8 – Configuração do Braço Mecânico 
 
O braço mecânico é constituído por juntas e elos. Existem várias 
combinações de elos e juntas, associados de acordo com as aplicações, formando 
assim uma configuração universal do braço mecânico. As juntas conectam as 
partes dos manipuladores 
 
8.1 – Braço Mecânico 
O braço é a parte do manipulador que está normalmente associada ao 
posicionamento, no espaço físico operacional. O braço é composto por elos 
constituídos por partes rígidas e são ligados entre si pelas juntas de ligação, 
conforme figura 8. Dois aspectos importantes do funcionamento de um braço 
mecânico corresponde ao sensoriamento do ambiente e como se realiza a 
programação do mesmo. 
Figura 8 – Elos e Junta de um Braço Mecânico 
 
8.2 – Tipos de Juntas 
Os braços de robôs podem ser formados por três tipos de juntas, 
demonstradas na figura 9 : 
• Juntas deslizantes (prismáticas), onde o movimento dos elos é linear; 
• Juntas de rotação, onde o movimento relativo dos elos é rotacional; 
• Juntas esféricas, que de certa forma é a combinação de três juntas 
rotacionais com o mesmo ponto de rotação. 
 Revolução (Rotacional) Prismática (Linear) Esférica 
Figura 9 – Tipos de Juntas 
12 
8.3 – Grau de Liberdade (DOF)Grau de liberdade (DOF) é o numero total de movimentos independentes 
que um braço mecânico pode efetuar. Quando o movimento relativo ocorre em um 
único eixo, a articulação tem um grau de liberdade. Quando o movimento é por 
mais de um eixo, a articulação tem dois graus de liberdade. A maioria dos robôs 
têm entre 4 a 6 graus de liberdade. Um braço com "6 DOF" é considerado 
altamente flexível. 
 
 
8.4 – Envelope de Trabalho 
 
Envelope de trabalho ou área de trabalho nada mais é, do que o espaço ou 
volume de trabalho de um manipulador, ou seja, é a região dentro da qual o 
manipulador pode atuar ou o conjunto de todos os pontos que podem ser 
alcançados pela garra de um robô, durante sua movimentação. Assim, os 
componentes que fazem parte do seu local de trabalho devem ser arranjados para 
ficarem dentro desse volume de trabalho. 
Podemos encontrar vários modelos de robôs, representados pelas figuras 
10,11,12,13 e 14. 
 
� 8.4.1 – Cartesiano 
 (PPP) 
 
 
 
 
 
Figura 10 – Manipulador Cartesiano 
 
� 8.4.2 – Cilíndrico 
 (RPP) 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 11 – Manipulador Cilíndrico 
 
 
 
 
 
13 
� 8.4.3 – Esférico 
 (RRP) 
 
 
 
 
 
 
Figura 12 – Manipulador Esférico 
 
 
� 8.4.4 – Articulado Horizontal – SCARA (RRP) 
Figura 13 – Manipulador Articulado Horizontal SCARA 
 
 
� 8.4.5 – Articulado Vertical 
 
 
 
 
 
Figura 14 – Manipulador 
Articulado Vertical 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
Os principais componentes que compõem a estrutura mecânica do robô 
são: atuadores, sistema de transmissão e os efetuadores. 
 
8.5 – Atuadores 
Dispositivos que geram e impõem movimento a uma parte mecânica do 
braço do robô, pelo desenvolvimento de forças, baseado no principio físico de 
energia. Podem ser, por exemplo, motores elétricos, cilindros hidráulicos ou 
pneumáticos, eletro-imã, etc. em muitas vezes associados a elementos de 
transmissão. Vejamos na Tabela 2 o comparativo com as características de três 
tipos de acionamentos. 
Controle
Velocidade
Aceleração
Precisão
Custos Alto Relativamente Baixo
Fácil. Atraves do uso 
de eletro valvulas
Muito dificil, dev ido a 
compressibilidade do 
Ar.
Média/Alta Muito alta
Grande Baixa
Alta Baixa
Relativamente Baixo
Fácil. Possibilidade 
de ser elaborado
Alta
Média/Baixa
Limitada pelo sistema 
de transmissão
Elétricos HidraulicosCaracteristicas
Tipos de Acionamento
Pneumáticos
 Tabela 2 – Características entre os acionamentos 
 
8.6 – Sistemas de Transmissão: 
 
Quando é necessário imprimir um movimento à uma junta do braço 
mecânico, deve-se recorrer a atuadores que entregam energia mecânica através 
de um movimento. Mas os atuadores são fabricados com as características 
padronizadas, por isso em muitos casos não existem atuadores com as 
características exatas desejadas. Em outros casos, por uma questão de estrutura 
do robô, por exemplo, por falta de espaço físico, o atuador não pode ficar na junta 
ou no local da peça a ser movimentada, dessa forma, o atuador deve ser colocado 
num outro local, distante do ponto de aplicação de força. 
Por todas estas razões, torna-se necessário usar algum tipo de mecanismo 
para transmitir a potência gerada pelo atuador a um outro ponto de aplicação ou 
modificar o tipo ou as características do movimento gerado, Esses mecanismos 
são conhecidos com o nome de mecanismos de transmissão de potência 
mecânica. 
Alguns dos mecanismos mais utilizados serão tratados a seguir. 
 
� 8.6.1 – Polias 
Um sistema de polias constitui uma máquina simples e talvez um dos 
primeiros mecanismos de transmissão utilizados. Consiste em duas rodas, 
geralmente com um canal ao longo das suas circunferências externas, 
chamadas de polias, conforme a figura 15. Por esses canais passa uma 
correia fechada, com uma certa tensão, unindo as duas. Os centros das 
15 
rodas são solidários com um par de eixos de maneira tal que estas possam 
girar livremente. Obviamente, a rotação de uma das rodas provocará uma 
rotação na outra. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 15 – Sistema de duas polias 
 
Uma das vantagens deste mecanismo é a sua simplicidade mecânica, 
fazendo com que não seja necessário utilizar peças de alta precisão. Outra 
vantagem é que os eixos das polias não precisam estar perfeitamente 
paralelos para o sistema funcionar, não exigindo assim uma alta precisão 
nas peças de sustentação dos eixos. 
A principal desvantagem é que só serve para pequenas reduções de 
velocidade, em geral não maior de 30%. Outra desvantagem é que o 
tamanho mínimo em que pode ser montado o sistema pode ser maior do 
que o permitido em muitas aplicações. 
 
� 8.6.2 – Engrenagens 
Um sistema de engrenagens é um dispositivo mecânico muito utilizado na 
configuração de mecanismos de transmissão de potência. Consiste num 
par de rodas dentadas ao longo das suas circunferências externas, 
chamadas de engrenagens, onde os dentes de uma delas encaixam nos 
dentes da outra. Assim a rotação de uma engrenagem imprimirá um 
movimento de rotação de sentido contrário na outra. 
Existem diversas formas de dentes; podem ser quadrados, triangulares, 
semicirculares, ou com algum outro perfil. O importante, para não travar o 
movimento é que em ambas engrenagens os dentes sejam de igual forma e 
de igual tamanho; o que pode mudar entre um a engrenagem e a outra é o 
número de dentes ao longo da sua circunferência. 
As engrenagens têm a vantagem de não terem correias, não há estiramento 
ou escorregamento possível. Isso permite que num par de engrenagens 
possa se obter uma alta redução de velocidade. Uma outra vantagem é que 
o conjunto é geralmente menor do que um sistema de polias, podendo ser 
colocado num espaço mais reduzido. Uma das desvantagens é que o par 
de eixos deve ser perfeitamente paralelo, pelo menos para as engrenagens 
com dentes retos para evitar que o sistema trave durante o movimento. 
Outra desvantagem é o erro por “backlash”, conforme figura 16, esse erro 
ocorre quando uma coroa gira sem a outra girar, isto acontece quando se 
inverte o sentido de giro e é provocado pela folga entre os dentes, que 
necessariamente deve ser maior que a largura do dente a encaixar nesse 
espaço. 
16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 16: A folga entre os dentes provoca erro por “backlash” 
 
 
� 8.6.3 – Sistema de engrenagens harmônicas 
As engrenagens harmônicas constituem sistemas de transmissão onde 
podem ser obtidas grandes reduções com um erro por backlash 
desprezível, com as vantagens adicionais de serem leves e de pequenas 
dimensões. 
Este sistema consiste em três componentes básicas. A primeira é uma peça 
de contorno elíptico, cujo centro é solidário com o eixo do motor. A segunda 
é uma correia dentada flexível e fechada, com os dentes localizados do 
lado externo da correia. A terceira é um cilindro dentado com os dentes no 
lado interno. A correia flexível é colocada ao redor da roda elíptica, 
separada por bolinhas à maneira de rolamentos, para reduzir ao máximo o 
atrito. Esse conjunto é colocado dentro do cilindro dentado, conforme figura 
17. Os dentes do cilindro devem ser da mesma forma e tamanho que os 
dentes da correia, sendo que o número total de dentes no lado interior do 
cilindro é igual ao número total de dentes do lado exterior da correia mais 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
Figura 17: Princípio de funcionamento das engrenagens harmônicas 
 
O erro por backlash é muito pequeno devido à maior quantidade de dentes 
que estão em contato ao mesmo tempo. As engrenagens harmônicas 
requerem muito pouca manutenção e podem operar sem desgaste ao longo 
de todasua vida útil. Todavia, são menos eficientes que um trem de 
engrenagens bem projetado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18 
� 8.6.4 – Correias Dentadas e Correntes 
Uma correia flexível, com dentes na sua superfície interna, pode ser 
movimentada por um par de engrenagens paralelas distantes. O tamanho e 
forma dos dentes devem coincidir tanto para as engrenagens quanto para a 
correia, conforme a figura 18. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 18: Esquema de uma engrenagem e uma correia dentada 
 
A vantagem deste sistema é que não há perigo de escorregamento, como 
no caso das polias, embora se a correia é de borracha pode se esticar caso 
a carga seja pesada demais para o torque resultante. O mesmo acontece 
com uma corrente com a vantagem sobre o caso da correia de que não há 
o problema do estiramento. 
 
 
� 8.6.5 – Guias Dentadas 
Um dos mais antigos dispositivos utilizados para transformar um movimento 
de rotação num movimento linear é a guia dentada. Esta consiste numa 
barra de perfil retangular, feita de um material rígido, com dentes em um de 
seus lados ao longo do seu comprimento. Os dentes da engrenagem 
devem coincidir em tamanho e forma com os dentes da guia rígida, 
conforme figura 19. 
Este sistema pode ser visto utilizado amplamente em dispositivos 
automáticos para abertura de portões, embora em robótica não sejam tão 
comuns. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 19: Conjunto de guia dentada e pinhão 
 
19 
Nesse sistema, também existe o erro por backlash, na mesma proporção 
nas engrenagens, visto que uma pequena folga entre os dentes é 
necessária para evitar que a guia se trave durante o movimento. Também 
este dispositivo serve pra transformar um movimento linear num movimento 
de rotação. 
 
 
� 8.6.6 Parafusos de Acionamento 
Em robótica e em muitas outras aplicações, os parafusos de acionamento 
são freqüentemente usados para transformar um movimento rotativo num 
movimento linear. 
Este sistema consiste simplesmente num eixo cilíndrico roscado solidário 
com o eixo de um motor. Uma peça com uma rosca fêmea do mesmo tipo é 
roscada no eixo. Essa peça deve ter uma guia para evitar sua rotação 
durante o movimento. Assim, quando o eixo roscado girar acionado pelo 
motor, a peça, incapaz de girar por causa da guia avançará ou retrocederá 
dependendo do sentido de rotação do eixo, conforme figura 20. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 20: Eixo roscado e parafuso 
 
Os parafusos de acionamento têm a grande vantagem de reduzir a 
velocidade muito mais do que a guia dentada. Além disso, permitem uma 
precisão muito maior no posicionamento da peça que se desloca 
linearmente, já que um pequeno giro no eixo roscado pode produzir um 
movimento ínfimo na peça. 
 
 
� 8.6.7 Cames 
Em alguns projetos mecânicos, às vezes existe a necessidade de gerar um 
movimento linear numa peça, mas com um deslocamento que descreva 
uma excursão periódica no tempo. Esta excursão pode ter forma simples, 
como por exemplo, uma senoidal, onde a posição da peça que se desloca 
linearmente descreve uma função seno de um período determinado. Em 
outras ocasiões, a função descrita pela excursão da posição linear da peça 
20 
pode ter formas bem mais complexas. Para essas necessidades utiliza-se 
um dispositivo chamado de “came”. 
Este dispositivo consiste numa roda com um perfil determinado, solidária 
com o eixo do motor. A peça a se deslocar linearmente deve estar guiada 
para poder efetuar apenas um movimento linear, e deve ter uma ponta em 
contato com o perfil da roda, pressionando-a com uma mola. Dessa 
maneira, quando a roda gira, o perfil irregular faz com que a peça seja 
movimentada para cima e para baixo, efetuando um deslocamento que 
depende do perfil da roda. 
Um esquema de um came pode ser observado na figura 21. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 21: O seguidor do came sobe e desce para acompanhar o contorno da roda: 
(a) movimento do came em função do ângulo de rotação;(b) conjunto de came e 
seguidor. 
 
Observe que o perfil da roda deve ser projetado cuidadosamente para a 
peça poder efetuar a excursão desejada. Se, por exemplo, esse perfil for 
redondo, é obvio que a peça não efetuará movimento nenhum. 
O perfil da roda não pode apresentar variações bruscas de raio. A sua 
mudança ao longo de toda a volta deve ser suave, caso isso não aconteça, 
corre-se o risco da peça travar. 
 
 
 
8.7 – End Effector – Atuador Final 
O atuador final (end effector) é todo um sistema montado na extremidade 
do vínculo mais distante da base do robô, cuja tarefa é agarrar objetos, 
ferramentas e/ou transferi-las de um lugar para outro. São exemplos de atuadores 
a pistola de solda, garras e pulverizadores de tintas. A operação do atuador é o 
21 
objetivo final na operação de um robô, assim todos os demais sistemas (unidades 
drives, controles, etc.) são projetados para habilitar sua operação. 
O atuador é de extrema importância na execução de uma tarefa, portanto é 
necessário que o mesmo seja adequadamente projetado e adaptado as condições 
do seu meio e área de trabalho. 
Para executar seu trabalho, o robô necessita de uma ferramenta que pode 
ser simples, como uma pistola de solda a ponto ou uma lixadeira. Ou de uma 
ferramenta complicada, como as utilizadas para manusear pára-brisas de 
automóveis. Essa ferramenta, denominada órgão terminal, e é fixada no punho do 
robô, alguns exemplos são demonstrados na figura 22. 
Figura 22 – Tipos de Efetuadores 
 
Existem dois tipos de atuadores: Garras e Ferramentas. 
 
� 8.7.1 – Garras Magnéticas 
Manuseamento de materiais ferrosos, especialmente na forma de chapas 
ou placas metálicas. As vantagens deste tipo de garra estão relacionadas 
com o tempo para pegar as peças muito mais rápido e a adaptação a 
variações nos tamanhos das peças a pegar. Em compensação as 
desvantagens são: o magnetismo residual; o deslizamento lateral das peças 
durante o transporte e a impossibilidade de apanhar apenas uma chapa de 
uma pilha. 
 
� 8.7.2 – Garras de sucção 
Manuseamento de objetos planos, lisos e limpos (condições necessárias 
para que se forme um vácuo satisfatório). Exemplo: placas de vidro. 
 
� 8.7.3 – Garras adesivas 
Indicadas para o manuseamento de têxteis e outros materiais leves. 
 
� 8.7.4 – Garras de agulhas 
Indicadas para manusear materiais macios e que possam ser perfurados, 
ou pelo menos picados. Exemplo: têxteis, plásticos, borrachas, etc. 
22 
 
� 8.7.5 – Garras insufláveis ou de diafragma 
Indicadas para aplicações que envolvam a manipulação de objetos frágeis. 
 
� 8.7.6 – Garras com dedos articulados 
Indicados para o manuseamento de objetos frágeis. 
 
� 8.7.7 – Garra universal ou mão de Standford/JPL 
Desenvolvimento de uma garra que permita pegar e manusear uma grande 
variedade de objetos com diferentes geometrias. 
 
 
Ferramentas para Robôs 
 
Atuadores finais cuja finalidade é realizar trabalho sobre uma peça em vez de 
pegar nelas. 
 
� 8.7.8 – Pinças de solda por pontos 
Constituídas por dois elétrodos, que ao fechar provocam a passagem de 
corrente elétrica num ponto da chapa a soldar, criando a fusão dos 
materiais. 
 
� 8.7.9 – Tochas de solda por arco elétrico 
Esta é a aplicação em que os robôs são mais utilizados. A alimentação de 
energia elétrica, gás e fio são efetuados ao longo do braço do robô. 
 
� 8.7.10 – Pistolas de pintura 
As pistolas de pintura têm por função vaporizar a tinta, podendo ser do tipo 
elétrico ou pneumático. 
 
� 8.7.11 – Ferramentas rotativas 
Necessitam de movimento para efetuar a sua função, estando a ferramenta 
fixa naextremidade do robô. Uma aplicação típica é a fixação de parafusos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
23 
9 – Sensores 
 
Elementos destinados à medição do estado interno do manipulador bem 
como á verificação do ambiente exterior. Os principais tipos de sensores utilizados 
em robôs industriais são: Fins de curso, sensores de força, detector de 
proximidade, etc. A importância do sensor é demonstrada na figura 23. 
Figura 23 – Sistema de controle simples 
 
Podemos encontrar encorders incrementais(relativos), figura 24 e encoder 
absolutos, figura 25, com codificação ótica, os encorders apresentam um tempo 
de resposta rápida no controle e não possui contatos sujeitos ao desgaste. 
 
Figura 24 – Encoder relativo e sistema de medição direta 
 
Figura 25 – Encoder Absoluto e sistema de medição direta 
 
 
 
 
24 
10 – Aplicação 
 
As possibilidades de aplicação de robôs industriais são muito amplas. 
Apesar de se concentrarem em áreas determinadas, a cada dia, graças a sua 
característica de máquina universal, os robôs ganham uma nova aplicação, 
substituindo o homem como uma máquina-ferramenta. 
 
10.1 – Manipulação de material 
A função principal de um robô é manipular materiais, conforme figura 26. 
Isto não acrescenta valor ao produto, mas somente custo. Portanto, deve ser 
cuidadosamente estudada para se obter uma forma de manuseio eficiente e 
barata. 
Entre as operações de manuseio mais comuns, realizadas pelos robôs, 
estão as de carregamento e descarregamento de máquinas, bem como as de 
paletização e despaletização. Paletizar significa distribuir ou arranjar peças sobre 
um pallet. Despaletizar é retirar esses elementos do pallet, para serem 
processados, armazenados, embalados. 
Pallet é o nome que se dá à bandeja ou estrado sobre o qual podem ser 
dispostos elementos como peças, sacos, caixas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 26 – Robô movimentando peças 
 
Os robôs também podem manusear peças para a montagem de um 
determinado produto. É o que ocorre quando se ajusta um pára-brisa na carroceria 
de um automóvel. 
 
 
 
 
25 
10.2 – Soldagem 
Os processos de soldagem MIG e por resistência elétrica (solda a ponto) 
são as aplicações mais populares dos robôs industriais. O principal usuário dos 
robôs de solda a ponto é a indústria automobilística. 
 
A figura 27 mostra, esquematicamente, uma estação de soldagem de 
carrocerias de automóveis formada por robôs. Em algumas das linhas, é possível 
associar-se a cada carroceria um sistema de identificação. A carroceria, ao passar 
pela estação, é identificada como sendo deste ou daquele veículo. Com essa 
informação, aciona-se o programa de soldagem apropriado. Assim, uma mesma 
linha pode trabalhar com tipos diferentes de automóveis, de modo flexível. 
Figura 27 – Estação de soldagem de carrocerias de automóveis 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
26 
11 – Sistema Robótico 
 
O sistema robótico é constituído pelo braço mecânico, por um controlador, e 
por um dispositivo de comunicação chamado TEACH PENDANT (TP). 
A comunicação com o robô (controlador) é feita através do TEACH 
PENDANT e ou de um terminal através de uma comunicação RS-232. Este último 
usado um PC que roda um software de controle do terminal chamado ATS 
(Advanced Terminal System) que facilita a comunicação entre o PC e o Robô 
(controlador). A figura 28 representa a disposição de um sistema robótico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 28 - Sistema Robótico 
 
11.1 – Controlador 
O controlador atua como o “cérebro” do sistema, sendo não só responsável 
pelo controle dos eixos do braço, mas também pelas tarefas de geração de 
trajetória e manutenção e execução de programas. 
A comunicação com o controlador e deste para o exterior é efetuada 
através de três possíveis interfaces: 
• Teach Pendant 
• Entradas / Saídas Digitais 
• Comunicação série por uma linha RS-232 
 
O controlador possui 16 entradas digitais bem como 16 saídas digitais para 
comunicação com outros dispositivos. Estas entradas e saídas são controladas 
pelos programas em memória podendo-se assim atuar sobre as saídas 
sinalizando um dispositivo externo e observar as entradas para detecção de 
acontecimentos causados por dispositivos externos tais como sensores de 
proximidade ou outros equipamentos. Na figura 29 podemos observar o esquema 
do controlador. 
 
 
27 
 
 
Figura 29 – Controlador do robô 
A legenda a seguir apresenta os dados da figura 29: 
1 - Interruptor principal 
2 - LED indicador ligado/desligado 
3 - Interruptor para corte de energia aos motores 
4 - Cooler 
5 - Botão de parada de emergência 
6 - Fonte de alimentação disponível de 12 V DC 
7 - Saídas de relés (contactos NA e NF) 
8 - Saídas em coletor aberto 
9 - Entradas digitais 
10 - LEDs indicadores do estado das saídas digitais 
11 - LEDs indicadores do estado das entradas digitais 
 
 
 
11.2 – Teach Pendant 
O terminal de comunicação de mão (TEACH PENDANT), permite definir 
posições, efetuar movimentos (manualmente eixo a eixo ou para uma posição 
dada) e mesmo executar programas que estejam na memória do controlador. A 
figura 30 representa o TP. 
 
 
 
 
28 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 30 – Teach Pendant 
1 – Indicador do sistema de coordenadas em uso: JOINTS – coordenadas 
de eixo; XYZ – coordenadas cartesianas; 
2 – Indicador do grupo de controle ativo: A – eixos do braço; B – Base linear 
(trilho); 
3 – Alterar a velocidade (de 1 a 100%); 
4 – Selecionar o sistema de coordenadas; 
5 – Executar (rodar) um programa; 
6 – Ligar ou desligar o controlador (motores sem energia); 
7 – Parada de emergência; 
8 e 13 – Movimentar segundo o eixo cartesiano Y ou a junta do ombro; 
9 e 14 - Movimentar segundo o eixo cartesiano X ou a junta da base; 
10 e 15 - Movimentar segundo o eixo cartesiano Z ou a junta do cotovelo; 
11 e 16 - Movimentar segundo o eixo de PITCH; 
12 e 17 – Movimentar segundo o eixo de ROLL; 
18 a 27 – Controlar os demais eixos (7 a 11) e teclas numéricas; 
28 – Gravar uma posição numérica; 
29 – Abrir ou fechar a garra; 
30 – Ir para uma determinada posição; 
31 – Selecionar o grupo de controle; 
32 – Tecla de ENTER. 
29 
12 – Usos contemporâneos dos robôs 
 
Os manipuladores industriais possuem capacidades de movimento 
similares ao braço humano e são os mais comumente utilizados na indústria. As 
aplicações incluem soldagem, pintura e carregamento de máquinas. A indústria 
automotiva é um dos campos que mais se utiliza desta tecnologia, onde os robôs 
são programados para substituir a mão-de-obra humana em trabalhos repetitivos 
ou perigosos. A adoção generalizada deste tipo de tecnologia, entretanto, foi 
atrasada devido à avaliabilidade de funcionários baratos e aos altos requerimentos 
de capital dos robôs. 
Outra forma de robôs industriais é o AGVs (Veículos Guiados 
Automaticamente). Os AGVs são utilizados em estoques, hospitais, portos de 
containers, laboratórios, instalações de servidores, e outras aplicações onde o 
risco, confiabilidade e segurança são fatores importantes. De mesma forma, o 
patrulhamento autônomo dos robôs de segurança estão aparecendo como parte 
de alguns prédios automatizados. 
No começo do século XXI, os robôs domésticos começaram a surgir na 
mídia, com o sucesso do Aibo, da Sony e uma série de fabricantes lançando seus 
aspiradores robóticos, tais como a iRobot, Electrolux, e Karcher. Cerca de 
1.000.000 de unidades de aspiradores foram vendidas em todo o mundo até o 
final de 2004. 
A iRobot planeja produzir um robô de mapeamento similar no tamanho e 
forma aos aspiradoresrobôticos. As corporações japonesas foram bem sucedidas 
em seus desenvolvimentos de protótipos de robôs humanóides e planejam utilizar 
esta tecnologia não apenas nas linhas de produção, mas também nos lares 
japoneses. Existem expectativas no Japão de que os cuidados caseiros para a 
população idosa podem ser melhor realizados através da robótica. 
Enquanto a tecnologia robótica obteve um certo grau de maturidade, o 
impacto social destes robôs é largamente desconhecido. O campo dos robôs 
sociais está emergindo e investiga as relações entre os robôs e os humanos. Um 
ludobot é um exemplo de um robô social dedicado ao entretenimento e 
companhia. 
Os robôs também são comumente utilizados como uma forma de Arte de 
Alta Tecnologia. Eles ainda podem ser classificados da seguinte forma: 
 
1ª geração: Repetem uma seqüência de instruções pré-gravadas, os 
executadores, são incapazes de obter qualquer informação sobre o meio. 
Podem realizar apenas movimentos pré-programados e as informações que 
eles retornam sobre o ambiente de operação é mínima. 
 
2ª geração: Possuem malhas fechadas de realimentação de informações 
sensorial. Desta forma tomam decisões de acordo com base nos sensores. 
 
3ª geração: São os robôs controlados por sistemas avançados de 
automação, como exemplo os controlados por visão, ou seja, através de 
processamento de imagem. 
30 
13 – Desenvolvimentos atuais 
 
Quando os roboticistas tentaram imitar os movimentos humanos e de 
animais em robôs, eles descobriram que isto era muito difícil de ser realizado, 
necessitando de muito mais poder computacional do que estava disponível na 
época. Então, foi dada ênfase a outras áreas de pesquisa. 
Robôs simples utilizando rodas conduziram experimentos sobre 
comportamento, navegação e planejamento de percursos. Estas técnicas de 
navegação atualmente se encontram disponíveis nos sistemas de controle de 
robôs autônomos. O exemplo mais sofisticado de um sistema de navegação 
autônomo disponível inclui um sistema de LASER e o sistema VSLAM 
(Localização e Mapeamento Visual Simultâneos) da ActivMedia Robotics e da 
Evolution Robotics. 
Os engenheiros estudaram diversas formas para fazer com que os robôs 
caminhassem, ele começaram com pequenos hexapodes e outras plataformas 
com muitas patas. Estes robôs imitavam os insetos e antrópodes em forma e 
função. Estes tipos de corpos oferecem alta flexibilidade e adaptividade a muitos 
ambientes, porém o custo da complexidade mecânica tem adiado sua adoção 
pelos consumidores. Com mais de quatro patas, estes robôs são estaticamente 
estáveis, o que os torna mais fáceis para se trabalhar. 
O objetivo da pesquisa com robôs bípedes é obter uma caminhada utilizado 
movimento passivo-dinâmico que imite o movimento humano. Temos algum 
progresso recente na locomoção bípede, entretanto um caminhar bípede robusto 
ainda não foi atingido. 
Os manipuladores robóticos podem ser muito precisos, porém apenas 
quando uma tarefa poder ser totalmente descrita. 
Outro problema técnico que impede uma maior adoção dos robôs é a 
complexidade de manusear objetos físicos em um ambiente natural caótico. 
Sensores de toque e melhores algoritmos de visão podem resolver este problema. 
O UJI Online Robot da Universidade Jaume I da Espanha é um bom 
exemplo de um progresso atual neste campo. 
Recentemente, grandes progressos tem sido realizados na área da robótica 
médica, em duas companhias, a Computer Motion e a Intuitive Surgical, 
recebendo uma aprovação regulatória na América do Norte, Europa e Ásia para 
que seus robôs sejam utilizados em procedimentos cirúrgicos médicos invasivos. 
A automação em laboratórios é uma área crescente. Nesta, os robôs são 
utilizados para transportar amostras químicas ou biológicas entre instrumentos tais 
como incubadores, recipientes e leitos. Outros lugares onde a robótica poderá 
substituir o trabalho humano é na exploração do fundo do mar e espacial. Para 
estes trabalhos, os corpos do tipo artropode são geralmente preferidos. Mark W. 
Tilden, do Los Alamos National Laboratories, se especializou em robôs baratos 
com patas dobradas sem juntas, enquanto outros buscam reproduzir o movimento 
complexo dos caranguejos. 
Robôs experimentais com asas e outros modelos se encontram no princípio 
de seu desenvolvimento. Os "nanomotores" e os "smart wires" podem reduzir 
drasticamente a quantidade de energia utilizada para realizar os movimentos, 
enquanto a estabilização em vôo pode ser melhorada por giroscópios 
extremamente pequenos. Um dos motivos mais significativos para estes trabalhos 
é o interesse militar em tecnologias de espionagem. 
31 
14 – Expectativas futuras 
 
Alguns cientistas acreditam que os robôs serão capazes de se aproximarem 
a uma inteligência semelhante à humana na primeira metade do século 21. 
Mesmo antes destes níveis de inteligência teóricos serem obtidos, especula-se 
que os robôs podem começar a substituir os humanos em muitas carreiras com 
trabalho intensivos. O pioneiro da cibernética Norbert Wiener discutiu alguns 
destes temas em seu livro The human use of human beings (1950), no qual ele 
especulou que a tomada de trabalhos humanos pelos robôs pode levar a um 
aumento no desemprego e problemas sociais a curto prazo, porém que a médio 
prazo isto pode trazer uma riqueza material às pessoas na maioria das nações. 
Alguns acreditam que estes robôs coletivamente podem formar um 
"proletariado robô", ou classe operária, que permitiria que os humanos se 
preocupassem principalmente com o controle dos meios de produção (tais como 
os equipamentos de fazendas e indústrias), assim aproveitando os frutos dos 
trabalhos dos robôs. Tal mudança na produção, distribuição e consumo de 
mercadorias e serviços iria representar uma mudança radical do sistema 
socioeconômico atual, e para evitar a pobreza normalmente causada pelo 
desemprego e para poder aproveitar os frutos do trabalho robôtico, acredita-se 
que o proletariado humano teria que derrubar a classe dominante, estando de 
acordo com as previsões de Marx. 
A robótica provavelmente continuará sua expansão em escritórios e 
residências, substituindo aparelhos "não inteligentes" com seus equivalentes 
robóticos. Robôs domésticos capazes de realizar muitos trabalhos caseiros, 
descritos nas histórias de ficção científica e mostrados ao público nos anos 60, 
continuarão a ser aperfeiçoados. 
Aparentemente existe um certo grau de convergência entre humanos e 
robôs. Alguns seres humanos já são ciborgues, com alguma parte do corpo ou 
mesmo partes do sistema nervoso substituídos por equivalentes artificiais, tais 
como o marcapasso. Em muitos casos a mesma tecnologia pode ser utilizada 
tanto na robótica quanto na medicina. Mesmo não sendo robótica restrita, existem 
alguns estudos nesta área. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
32 
15 – Competições de robôs 
 
Dean Kamen, o fundador da FIRST e da American Society of Mechanical 
Engineers (ASME) criou um fórum competitivo que visa inspirar nas pessoas 
jovens, em suas escolas e comunidades uma apreciação pela ciência e 
tecnologia. 
Em 2003 a competição atingiu mais de 20.000 estudantes em mais de 800 
times em 24 competições. Estes times vêm do Canadá, Brasil, Reino Unido e 
Estados Unidos. Ao contrário das competições de sumô que ocorrem em alguns 
eventos, ou as competições Battlebots na televisão, estas competições incluem o 
processo de criação do robô. 
A RoboCup é uma organização competitiva dedicada ao desenvolvimento 
de um time de robôs humanóides totalmente autônomos que possa vencer o 
campeão mundial de futebol por volta do ano 2050. Existem muitas ligas para 
simulação de humanóides de tamanho real. 
A RoboCup Jr. é similar à RoboCup, porém é uma competição para 
qualquer pessoa com menos de 18 anos de idade, e é um pouco maisfácil do que 
a RoboCup normal. A RoboCup Jr. inclui três competições: futebol, resgate e 
dança. 
O DARPA Grand Challenge é uma competição para veículos robóticos 
completar um percurso de 200 milhas (366 Km) no deserto de Mojave em um 
tempo limite de 10 horas. O prêmio ainda não tinha sido atingido até 2004. A maior 
distância que um participante já tinha conseguido atingir foi de apenas 7.4 milhas. 
Entretanto, o prêmio de 2005 de $2.000.000 foi conseguido pela Universidade de 
Stanford com 6 horas e 53 minutos. Nesta corrida, quatro veículos completaram o 
percurso com sucesso. Esta é uma das mostras de quão rápido a visão e 
navegação robótica estão evoluindo. 
O Intelligent Ground Vehicle Competition (IGVC), é uma competição para 
veículos terrestres autônomos que devem atravessar obstáculos em ambientes 
abertos sem nenhuma intervenção humana. Esta competição internacional 
suportada pela Association for Unmanned Vehicle Systems International (AUVSI), 
é uma competição de projetos estudantis de nível universitário e tem mantido 
competições anuais desde 1992. 
Os Centennial Challenges são campeonatos da NASA com prêmios 
visando avanços tecnológicos não financiados pelo governo, incluindo a robótica, 
por cidadãos estadunidenses. 
A popularidade dos programas de televisão Robot Wars Robotica e 
Battlebots, sobre competições de nível colegial de sumo entre robôs, o sucesso 
das "bombas inteligentes" e dos UCAVs em conflitos armados e os "gastrobots" 
comedores de grama na Flórida, sugerem que o medo de uma forma de vida 
artificial nociva, que entre em competição com a vida selvagem não é uma ilusão. 
O worldwide Green Parties em 2002 pediu ao público que aumenta-se sua 
vigilância contra tal tipo de competição, como base em preocupações de 
biosegurança. Assim como ocorreu com as preocupações de Aldous Huxley sobre 
a clonagem humana, as questões que Karel Čapek levantou anteriormente na 
ficção científica se tornaram debates reais. 
 
 
 
33 
16 - Segurança na Robótica 
 
Os robôs são máquinas potencialmente perigosas, sendo o número de acidentes 
ocorridos durante a sua programação ou manutenção. 
 
• Causas dos erros: 
falha no sistema de controle, erros de software, interferências elétricas; 
entrada não autorizada de pessoas na área de trabalho; 
falhas elétricas, pneumáticas ou hidráulicas; 
falhas mecânicas: fadiga, sobrecargas, corrosão; 
falhas ambientais: poeiras, fumos, radiações, etc.; 
incêndios: salpicos por exemplo na soldadura. 
 
• Normas internacionais: 
Norma ISO 10210; 
Norma ANSI/IRIA R15.06-1986; 
Norma Alemã DIN EN 775. 
 
 
 
16.1 – Medidas de Proteção passivas 
Regras implementadas de forma a evitar a ocorrência de situações que 
possam levar à ocorrência de acidentes. 
As marcações e os sinais que indicam as zonas de perigo devem diferir 
claramente de todas as outras marcações existentes na fábrica; 
O robô só deve ser operado manualmente em condições de programação 
ou de erro; 
A célula do robô deve ser mantida numa condição ordeira e limpa; 
Evitar roupas largas ou que possam facilmente ficar presas no robô. 
 
16.2 – Medidas de Proteção Ativas 
As medidas de proteção ativas destinam-se a limitar os efeitos da 
ocorrência de acidentes. Exemplos: 
Circuito de parada de emergência; 
Prefixação das saídas e vedação das células robotizadas; 
Proteção contra colisões. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
34 
17 – Programação 
 
Os programas em robótica são escritos em linguagens de programação 
adequadas (verificar no anexo A) veja alguns exemplos : 
� ARMBASIC (baseada em BASIC – Microbot INC.) 
� VAL (Unimation Inc. – Robôs PUMA). 
� ACL (Advanced Control Language) utilizada para os robôs da Eshed 
Robotec (SCORBOT) 
 
Um dos primeiros passos em muitas aplicações de robótica é recordar as 
posições do robô. O teach pendant (TP) simplifica e executa esta tarefa, entre 
outras. 
Os métodos de programação de robôs dividem-se em dois tipos: off-line e 
on-line. Na programação off-line ou “fora-de-linha”, usam-se linguagens de 
programação semelhantes ás utilizadas na programação de máquinas-ferramenta 
CNC. 
Os movimentos do robô e sua programação englobam duas tarefas 
básicas: 
– alcançar uma posição alvo programada; 
– mover-se ao longo de uma trajetória programada com 
velocidades definidas. 
 
 
17.1 – Programação “Off-line” 
Por meio das linguagens de programação, pode-se controlar os 
movimentos do robô numa sala, longe do ambiente de trabalho real da máquina. 
Em um robô encarregado de executar a solda a ponto de uma carroceria de um 
automóvel, alguns dos pontos de solda estão localizados em regiões de difícil 
acesso. Para levar seu órgão terminal a esses locais, o robô precisa ser capaz de 
efetuar vários movimentos. 
Algumas características da programação Off-line : 
� Calibração do modelo do robô e da célula. 
� Geração do código para o robô: programas desenvolvidos na 
linguagem nativa do robô e programas desenvolvidos em linguagem 
neutra. 
� Descarga do programa para o robô. 
 
Portanto, apesar do progresso no desenvolvimento de métodos de 
programação off-line, as dificuldades ainda persistem e acabaram popularizando a 
programação on-line, em que se diz que o robô é ensinado. 
 
 
 
 
 
 
35 
17.2 – Programação “On-line” 
Utilizamos um pequeno painel de controle manual chamado teaching box, 
ou teach pendant, que podemos traduzir como “caixa de ensinamento” ou, mais 
tecnicamente, “painel de controle manual”. 
Com o auxílio desse painel de controle, movimentamos os eixos do robô até 
o primeiro ponto da trajetória desejada e armazenamos a posição desse ponto na 
memória do controlador. Em seguida, deslocamos o órgão terminal para o ponto 
seguinte da trajetória e armazenamos esse novo ponto. Repetimos o 
procedimento para todos os pontos que formam a trajetória, como a da soldagem 
de pára-lamas de automóvel. Assim, “ensinamos” ao robô a trajetória que deve ser 
percorrida, bem como a orientação do órgão terminal em cada um desses pontos. 
Durante a operação automática, simplesmente mandamos o robô repetir o 
que lhe foi ensinado e pronto. A desvantagem desse método de programação, no 
entanto, está na necessidade de interromper o trabalho normal de produção do 
robô para ensinar-lhe uma nova tarefa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
36 
18 - Referências 
 
 
Robótica Industrial Paulo Leitão / 2004 
 
Retirado de "http://pt.wikipedia.org/wiki/Robot" 
 
ASFAHL, C. R. Robots and Manufacturing Automation. Wiley – John Wiley & 
Sons Inc. New York. P.81-98 
 
ESHED ROBOTEC INC. ACL. Laboratoy Manual 1. 1st Edition. U.S.A. Eshed 
Robotec Ltd.,1982, p1-1 a 6-23 
 
ESHED ROBOTEC INC. Reference Guide. 3rd Edition. U.S.A. Eshed Robotec 
Ltd., 1982 
 
ESHED ROBOTEC INC. User´s Manual. 1st Edition. U.S.A. Eshed Robotec Ltd., 
1982 
 
SALANT, Michel A. Introdução a Robótica. São Paulo. McGraw-Will do Brasil, 
1990 
 
CHRIS, M. Robots and Implementation. New York. IFS (Publications) Ltd., UK. 
1984. 
 
HUSBAND, T. M. International Trends in Manufacturing Tecnology Education 
and Training in Robotics. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo. 
IFS (Publications) Ltd. UK. 1986 
 
ESHED ROBOTEC INC. Limited. Fundamentals of Robotics. Textbook 1. Eshed 
Robotec Ltd, Tel Aviv ISRAEL. 1994 
 
SILVA, SILVANA A. G. Robótica Básica – Prática. SENAI, Porto Alegre-RS, 
1994 
 
PAZOS, Fernando Automação de Sistema & Robótica. Rio de Janeiro. Axcel 
Books do Brasil, 2002.