aula pf 4

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ROBÓTICA
(PROF. FCL)
U2_E1
REFERÊNCIA: (LIVRO DIDÁTICO) 
IGOR POLEZI MUNHOZ.
ROBÓTICA
ROBÓTICA - PROF. FÁBIO COSTA DE LIMA - 2018
Outras referências bibliográficas: 
Rosário, João Maurício - Princípios de Mecatrônica.
Groover, M. P. – Automação Industrial e Sistemas
de Manufatura.
Editora Pearson.
ROBÓTICA
Observação Importante:
A anotação de aula do professor não substitui
a obrigatoriedade da leitura completa dos
livros didáticos e da execução de
questionários e outras atividades propostas
no Portal acadêmico.
ROBÓTICA - PROF. FÁBIO COSTA DE LIMA - 2018
OBJETIVOS
❖Métodos de Programação.
❖ Tipos de Programação e Linguagens de 
Robôs
❖Validação, Conversão e Calibração.
❖ Resolução de Controle, Repetibilidade e 
Precisão de um manipulador.
❖Avançando na prática: situação-problema
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ROBÓTICA: ROBIX
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Fonte: arquivo do professor. Simulador On-Line Robix
MÉTODOS DE PROGRAMAÇÃO
Reflexões propostas no livro: 
“Se um robô é um sistema autônomo, então, 
ele precisa ser programado para agir com 
autonomia para solucionar problemas 
previstos. Estabelecer um programa para ser 
executado por um robô, nada mais é que 
programar seu sistema de controle para que 
um determinado comportamento desejado 
seja executado”.
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MÉTODOS DE PROGRAMAÇÃO
“Isto significa que todo o sistema de controle, capaz 
de atuar sobre cada um dos pares de elo-juta 
presentes na estrutura mecânica do robô, deve ser 
controlado por meio de programas apropriados”.
“A programação garante a flexibilidade funcional e 
operacional do robô”
“A resolução de um problema, que se baseia em um 
procedimento especificado passo a passo e, com um 
número finito de instruções é chamado de algoritmo”.
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MÉTODOS DE PROGRAMAÇÃO
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MÉTODOS DE PROGRAMAÇÃO
“Assim como a computação, a robótica preocupa-se 
com as questões de análise e desenvolvimento de 
algoritmos. Isto porque os robôs estão programados 
para uma série de tarefas que podem envolver 
navegação, manipulação e aprendizagem e que 
necessitam da aplicação de algoritmos (MATARIĆ, 
2014). Os algoritmos são as estruturas nas quais se 
fundamentam os programas que são desenvolvidos 
para as máquinas.”.
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MÉTODOS DE PROGRAMAÇÃO
Tipos de Controle do robô:
❖Por hardware: utilizado em aplicações rápidas e 
especializadas. Ex.: manipuladores de linha de 
produção de alta velocidade.
❖Por programação (software): para a realização de 
tarefas mais complexas. Ex.: Pick & Place.
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MÉTODOS DE PROGRAMAÇÃO
“Um programa de um robô pode ser visto como 
um percurso no espaço a ser seguido pelo 
manipulador e, que engloba também demais 
ações periféricas, como: movimentação e 
acionamento de sua garra, tomada de decisões 
lógicas e interações com outras máquinas para 
sincronização em ambientes automatizados”.
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MÉTODOS DE PROGRAMAÇÃO
“Atualmente, os robôs industriais possuem
computadores digitais embarcados para
desempenhar as funções de controle, além de
unidades de memória”.
Podem ser programados com o uso de diversas
tecnologias: comando vocal, sistemas gráficos
interativos, geração de planos de ação e
realidade virtual.
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TIPOS DE PROGRAMAÇÃO E 
LINGUAGENS
❖Programação On-Line: método de programação por
aprendizagem.
Programação Off-Line: uso de linguagens específicas, 
dependentes dos diversos fabricantes, alguns 
exemplos, segundo (SANTOS; GORGULHO): 
❖VAL (Victor´s Assembly Language)
❖AML (A Manufacture Language)
❖MCL (Machine Control Language).
❖Em Robótica não há a mesma padronização como a que 
vimos, por exemplo, com os CLPs (Norma IEC61131-3): ladder.
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TIPOS DE PROGRAMAÇÃO E 
LINGUAGENS
Programação On-Line: “Neste tipo de programação, a tarefa é
ensinada ao robô por meio do operador que move o
manipulador através do ciclo de movimento que é necessário
para que a tarefa seja cumprida. De forma simultânea o
programa é gerado”. Dois métodos:
❖Ensinamento acionado: controle ponto a ponto e
joystick, memorizando no controlador os pontos de
interesse.
❖Ensinamento manual: controle de percurso contínuo,
operador em contato direto com o processo (envolve
questões de segurança do operador: pelo ambiente, que
pode ser hostil, quanto o contato direto com o robô).
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TIPOS DE PROGRAMAÇÃO E 
LINGUAGENS
A Programação Off-Line é a tendência da indústria, 
por alguns dos seguintes motivos:
❖Evita a interrupção do processo produtivo.
❖Programação remota (distante do robô).
❖Não há a necessidade de se localizar, fisicamente, as 
posições exatas no volume de trabalho do robô. Como 
consequência, há a necessidade da calibração de 
posição antes de se executar o processo produtivo 
real.
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TIPOS DE PROGRAMAÇÃO E 
LINGUAGENS
A Programação Off-Line é a tendência da indústria,
por alguns dos seguintes motivos:
❖“É necessária a existência de algum tipo de 
simulador gráfico para que seja possível construir um 
modelo tridimensional do robô em seu ambiente de 
trabalho”.
❖O ambiente modelado deve representar uma célula 
de trabalho.
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VALIDAÇÃO, CONVERSÃO E 
CALIBRAÇÃO
A Programação Off-Line é a tendência da indústria,
por alguns dos seguintes motivos:
❖O simulador deve ser capaz de representar uma 
animação do processo de produção sendo executado.
❖Após a simulação, o programa deve ser validado e 
convertido em uma linguagem textual, específica do 
robô que se está utilizando.
❖A calibração é uma tarefa necessária do processo, 
ajustando o modelo computacional com os dados 
reais da célula de trabalho.
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VALIDAÇÃO, CONVERSÃO E 
CALIBRAÇÃO
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Exemplo: Em uma linha de montagem de componentes eletrônicos utiliza-se
o auxílio de softwares (off-line) para simulação, otimização e balanceamento da produção. 
www.mycronic.com
RESOLUÇÃO DE CONTROLE, 
REPETIBILIDADE E PRECISÃO
❖A precisão de movimento de um robô é a 
precisão com que ele pode mover o fim do 
pulso.
❖A precisão de movimento = f{resolução 
espacial, repetibilidade (Re) e precisão (Pe)}
❖Resolução espacial = f{resolução de controle 
(RC), imprecisões mecânicas}
❖Imprecisões mecânicas: folgas de 
engrenagens, deformações nos elos do robô e 
carga acoplada, vazamentos, etc...
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RESOLUÇÃO DE CONTROLE, 
REPETIBILIDADE E PRECISÃO
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Erros mecânicos podem ser caracterizados por uma distribuição normal, média µ e
desvio-padrão  (limite RC1).
RC2 = _____D_________
2N - 1
D → deslocamento linear ou angular da articulação (junta);
N → no de bits do sistema de controle da articulação (junta);
RC =Máx (RC1, RC2)
A medida da
distância entre
os pontos 
endereçáveis
Re = ± 3* Pe = __RC_ + 3* 
2
AVANÇANDO NA PRÁTICA: 
SITUAÇÃO-PROBLEMA
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Um dos elos de um robô possui um mecanismo deslizante que
possibilita a execução de um movimento linear com excursão máxima
de 0,70 m. Além disto, sabe-se que as imprecisões mecânicas
associadas a movimentação deste elo, para qualquer ponto de seu
volume de trabalho, forma uma variável aleatória distribuída
normalmente, com média no ponto programado e desvio-padrãoigual
a 0,10 mm. Supondo que este desvio-padrão é isotrópico (igual em
todas as direções), e que por definição três desvios-padrões incluem
todos os erros mecânicos na movimentação do braço, e ainda, uma
palavra de 10 bits na memória de controle para este elo, determine:
a. A resolução de controle para este elo.
b. A precisão definida do robô para este elo.
c. A repetibilidade do robô.