Braço Robótico-Aprendizagem

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CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA
PAULA SOUZA
FACULDADE DE TÉCNOLOGIA DE ITU
“DOM AMAURY CASTANHO”
HENRIQUE MACEDO NEGOCEKI 
LEONARDO COSTA
VINICIUS ARMELIN LISBOA
PROTÓTIPO DE BRAÇO ROBÓTICO ARTICULADO PARA APRENDIZADO DE CRIANÇAS E JOVENS
ITU
Novembro/2019
HENRIQUE MACEDO NEGOCEKI 
LEONARDO COSTA
VINICIUS ARMELIN LISBOA 
PROTÓTIPO DE BRAÇO ROBÓTICO ARTICULADO PARA APRENDIZADO DE CRIANÇAS E JOVENS
Trabalho de Graduação apresentado a Banca Examinadora da Faculdade de Técnologia de Itu “Dom Amaury Castanho”, como exigência parcial para conclusão do Curso de Técnologia em Mecatrônica Industrial, sob a orientação do professor Eduardo Lisboa.
ITU
Novembro/2019
HENRIQUE MACEDO NEGOCEKI 
LEONARDO COSTA
VINICIUS ARMELIN LISBOA 
PROTÓTIPO DE BRAÇO ROBÓTICO ARTICULADO PARA APRENDIZADO DE CRIANÇAS E JOVENS
Trabalho de Graduação apresentado a Banca Examinadora da Faculdade de Técnologia de Itu “Dom Amaury Castanho”, como exigência parcial para conclusão do Curso de Técnologia em Mecatrônica Industrial, sob a orientação do professor Eduardo Lisboa.
				Aprovado em:
						
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RESUMO
O Protótipo de Braço Robótico Articulado desenvolvido pelo grupo tem a como foco a seguinte questão: Como a automação pode contribuir para aprendizagem de crianças e jovens?
O Protótipo tem como objetivo transmitir o conhecimento sobre as áreas da Mecânica, Eletrônica e Computação para as crianças e os jovens de todas as escolas, de forma a realiza-lo através de atividades práticas desenvolvidas em grupos ou até mesmo individuais, para isso, as crianças e os jovens poderão ter o contato direto com o Protótipo desenvolvendo atividades de programações, cálculos matemáticos e até análises físicas. Outra forma é a possibilidade de comanda-lo através do controle desenvolvido para controla-lo.
O Protótipo foi desenvolvido com base no modelo de Braço Robótico Articulado ou Revoluto, sua configuração é conhecida como LRR. Seu modelo possui 3 graus de liberdade sendo o ultimo elo o local onde está fixado o Orgão Terminal o qual é um Eletroimã. Cada grau de liberdade possui respectivamente 180°, 90° e 270° aproximadamente, para poderem atuar.
Foram utilizados motores de passo Nema 23 e 17 para a motorização das juntas onde acoplamos polias e correias dentadas para a transmissão dos movimentos. Toda a parte de controle e acionamento do Protótipo foi programada pelo Microcontrolador PIC18F4550. Durante a execução do Controle com os botões de acionamento, foi decidido deixar três botões disponíveis com o intuito de impulsionar os jovens a inovarem no protótipo, ou seja, desenvolverem uma nova programação onde esses botões não utilizados possam ser utilizados.
Pode-se dizer que o protótipo está elaborado de forma a disponibilizar tanto melhorias como funções a serem aplicadas, para quem for ter o contato com o mesmo, tenha o interesse de realizá-las.
Palavras Chave: Mecatrônica, automação, robótica, Educação.
ABSTRACT
The Articulated Robotic Arm Prototype developed by the group focuses on the following question: How can automation contribute to the learning of children and young people? The Prototype aims to transmit the knowledge on the areas of Mechanics, Electronics and Computing to children and young people of all schools, in order to realize it through practical activities developed in groups or even individual, for this, the Children and young people will have direct contact with the Prototype by developing programming activities, mathematical calculations and even physical analysis. Another way is the possibility of commanding it through the control developed to control it. The Prototype was developed based on the Articulated or Revoluto Robotic Arm model, its configuration is known as LRR. Its model has 3 degrees of freedom and the last link is the place where the terminal organ is fixed which is an electromagnet. Each degree of freedom has approximately 180 °, 90 ° and 270 ° respectively, to be able to act. Nema 23 and 17 stepper motors were used to drive the joints where we coupled pulleys and toothed belts for the transmission of movements. The entire control and drive part of the Prototype was programmed by the PIC18F4550 Microcontroller. During the execution of the Control with the pushbuttons, it was decided to make three buttons available in order to propel young people to innovate in the prototype, that is, to develop a new programming where these unused buttons can be used. It can be said that the prototype is designed to provide both improvements and functions to be applied, for those who have contact with it, have the interest to realize them.
Keywords: Mechatronics, automation, robotics, Education.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
· Ilustração 1.: Sistema Mecânico Ativo	18
· Ilustração 2.: Sistema Mecânico Passivo	18
· Ilustração 3.: Sistema de Processo Industrial Automatizado	22
· Ilustração 4.: Classificação e Tipos de Automação	22
· Ilustração 5.: Modelo de Automação Fixa	23
· Ilustração 6.: Modelo de Automação Programável	24
· Ilustração 7.: Modelo de Automação Flexível	24
· Ilustração 8.: Sistema de Produção Automotivo Automatizado	26
· Ilustração 9.: Parte de Controle de um Sistema	27
· Ilustração 10.: Sensor Indutivo	28
· Ilustração 11.: Sensor Capacitivo	28
· Ilustração 12.: Sensor Magnético	28
· Ilustração 13.: Sensor de Distância Ultrassonico	30
· Ilustração 14.: Sensor de Proximidade	31
· Ilustração 15.: Sensor de Toque	31
· Ilustração 16.: Primeiro Robô no Mundo – Televox	33
· Ilustração 17.: Robô Unimate da Kawasaki	34
· Ilustração 18.: Modelo de Braço Robótico	36
· Ilustração 19.: Elos, Juntas e Base do Braço Robótico	39
· Ilustração 20.: Microcontrolador PIC 18F4550	41
· Ilustração 21.: Microcontrolador ATMega328 (Arduino)	41
· Ilustração 22.: Movimentos Rotacionais do Punho no Braço Robotico	44
· Ilustração 23.: Braço Robótico Cartesiano (LLL)	45
· Ilustração 24.: Braço Robótico Esférico ou Polar (TRL)	45
· Ilustração 25.: Braço Robótico Cilindrico (LVL)	45
· Ilustração 26.: Braço Robótico SCARA (VRL)	45
· Ilustração 27.: Braço Robótico Articulado ou Revoluto (LRR)	46
· Ilustração 28.: Braço Robótico Educacional LEGO Mindstorm (NXT)	50
· Ilustração 29.: Placa com PIC18F4550 inferior	53
· Ilustração 30.: Placa do Controle inferior	53
· Ilustração 31.: Bobina e Rotor de um motor de passo	55
· Ilustração 32.: Microcontrolador PIC18F4550 - Pinagem	58
· Ilustração 33.: MOSFET IRF640N	59
· Ilustração 34.: simbologia Chave Óptica	60
· Ilustração 35.: Circuito Chave Óptica	61
· Ilustração 36.: Base	62
· Ilustração 37.: Suporte do Braço	62
· Ilustração 38.: Braço	63
· Ilustração 39.: Ante Braço	63
· Ilustração 40.: Suporte Atuador	64
· Ilustração 41.: Polia e Correia Dentada	66
· Ilustração 42.: Montagem Final	69
· Ilustração 43.: Montagem Final	69
· Ilustração 44.: Esquema Eletronica de Controle	73
· Ilustração 45.: Controle PCB	74
· Ilustração 46.: PIC com Fonte PCB	74
· Ilustração 47.: Fim de Curso PCB	74
· Ilustração 48.: Fim de Curso PCB	74
· Ilustração 49.: Chave Óptica PCB	75
 
LISTA DE IMAGENS
· Imagem 1.: Motor de Passo NEMA 23	54
· Imagem 2.: Motor de Passo NEMA 17	54
· Imagem 3.: Drivers TB6560 	56
· Imagem 4.: Microcontrolador PIC18F4550	57
· Imagem 5.: Eletroimã	59
· Imagem 6.: Chave fim de curso	60
· Imagem 7.: Fonte 24V	61
· Imagem 8.: Mancal 15mm	64
· Imagem 9.: Polia e Correia dentada	65
· Imagem 10.: Rolamento 15 x 28 x 7	67
· Imagem 11.: Peças da Estrutura	69
· Imagem 12.: Eixos de Fixação	70
· Imagem 13.: Eixos das Juntas	70
· Imagem 14.: Elo das Juntas	71
· Imagem 15.: Elo da Base	72
· Imagem 16.: Braço Estruturado	72
· Imagem 17.: Braço montado ao Suporte	73
· Imagem 18.: Placa de Controle	75
· Imagem 19.: Placa do PIC18F4550	75
· Imagem 20.: Protótipo Braço Robótico	76
LISTA DE QUADROS
· Quadro 1.:	39
· Quadro 2.:	42
· Quadro 3.:	43
· Quadro 4.:	47
SUMÁRIO
Introdução	13
CAPÍTULO I 
1. Mecatrônica: Definição 	16
1.1. Mecatrônica e Automação 	18
1.2. AutomaçãoIndustrial 	19
1.2.1. Tipos de Automação	22
1.2.1.1. Automação Fixa 	23
1.2.1.2. Automação Programável	23
1.2.1.3. Automação Flexível	24
1.2.2. Automação e Mecanização	25
1.2.3. Sistemas Automatizados 	25
1.2.3.1. Sistema Operacional 	26
1.2.3.2. Sistema de Controle	26
1.2.4. Sensores na Automação	27
1.2.4.1. Sensores na Robótica 	28
1.2.4.2. Sensores Próprioceptivos 	30
1.2.4.2.1. Sensor de Distância	30
1.2.4.2.2. Sensor de Proximidade	30
1.2.4.2.3. Sensor de Toque	31
1.2.4.3. Sensores na Educação	31
1.3. A Robótica 	32
1.3.1. História	33
1.3.2. Braço Robótico 	36
1.3.2.1. Características do Braço Robótico 	37
1.3.2.1.1. Motores 	38
1.3.2.1.2. Elos e Juntas	39
1.3.2.1.3. Programação 	40
1.3.2.1.4. Graus de Liberdade 	42
1.3.2.1.5. Configurações de Robô	44
1.3.2.1.6. Orgão Terminal 	46
1.3.2.1.7. Sistemas de Acionamentos	46
1.3.2.1.8. Métodos de Acionamentos	48
1.3.3. Impacto Social da Robótica 	49
1.3.4. Robótica na Educação	50
CAPITULO II
2.1. Projeto Eletrônico 	53
2.2. Motor de Passo 	54
2.2.1. Funcionamento do Motor de Passo 	54
2.2.2. Dados Técnicos 	55
2.3. Drivers TB6560	56
2.3.1. Dados Técnicos 	56
2.4. Microcontrolador PIC18F4550	56
2.4.1. Como usar o PIC 	57
2.4.2. Pinagem 	58
2.4.3. Dados Técnicos 	58
2.5. Eletroimã 	58
2.5.1. Dados Técnicos 	59
2.6. MOSFET IRF640 	59
2.7. Chave Fim de Curso Mecânico 	60
2.8. Chave Óptica 	60
2.9. Fonte 	61
2.9.1. Dados Técnicos 	61
2.10. Projeto Mecanico 	61
2.11. Mancal 	64
2.11.1. Dados Técnicos	65
2.12. Polia e Correia Dentada 	65
2.12.1. Dados Técnicos 	65
2.13. Rolamento 	66
2.13.1. Dados Técnicos 	67
2.14. Programação 	67
CAPITULO III
3.1. Projeto Mecânico 	69
3.1.1. Usinagem 	70
3.1.2. Montagem 	71
3.1.2.1. ETAPA 1 	71
3.1.2.2. ETAPA 2 	71
3.1.2.3. ETAPA 3 	72
3.1.2.4. ETAPA 4 	72
3.2. Projeto Eletrônico 	73
CAPITULO IV
4.1. Testes 	77
4.2. Problemas e Falhas 	77
4.3. Soluções 	78
4.4. Melhorias 	79
CONSIDERAÇÕES FINAIS 	81
REFERÊNCIAS 	83
INTRODUÇÃO
Atualmente, o conceito da indústria 4.0 tem se tornado mais presente. Nessa nova metodologia de produção, a automação industrial está substituindo quase tudo, favorecendo as tarefas mecânicas repetitivas.
O processo de aperfeiçoamento tecnológico que milhares de indústrias retratam hoje, vem de grandes mudanças que aconteceram nas últimas décadas. No século XXI, novas formas de interação entre humano e máquina, facilitam não só novas formas para realização das tarefas que há nas indústrias, como também a velocidade de produção de entrega de mercadorias.
Devido à automação industrial estar sendo muito utilizada nas empresas nos últimos anos, as produções tendem a aumentar cada vez mais, elevando os custos e minimizando falhas nas operações. Pode-se considerar a automação uma das principais áreas industriais que necessita de mais investimento e pesquisa.
O avanço da tecnologia pode favorecer e ao mesmo tempo causar impacto para a sociedade. Muitos processos estão mudando, alguns robôs estão sendo criados para realizar tarefas por vontade própria, e isso pode tanto acarretar em uma melhor produção como também refletir no desemprego.
Atualmente há milhares de empresas que utilizam de um braço robótico industrial para aperfeiçoar e garantir a automação necessária, oferecendo novos produtos para o consumidor final. Depender de um braço robótico industrial reforça a necessidade de investimento do setor para o futuro.
Os braços robóticos estão em muitas áreas, tais como na indústria automobilística, em cirurgias, em caminhões de lixo, em poda de árvores, na construção de muros de tijolos, e na demolição dos mesmos. Desenvolvedores estão aprimorando o projeto para determinadas funções necessárias, visando a realização de cada trabalho proposto.
Recentemente programas que disponibilizam o trabalho, o estudo teórico e prático com a robótica LEGO, tem sido implantados em algumas escolas particulares, porém até então ainda não foi visto o desenvolvimento robótico industrial para aplicação nas escolas, o que de fato poderia transmitir a ideia e a noção de como funciona um robô industrial.
O braço robótico controlado é muito utilizado em diversas funções industriais, sendo geralmente programado para determinadas funções com precisão. O custo do equipamento é bem alto se comparado com a mão-de-obra humana.
Se comparado com um braço humano possui a mesma fisiologia, pode ter as mesmas articulações, movimento do ombro, arco de articulação do cotovelo, pulso e garra. 
O mesmo foi pensado para trabalhar com movimentos mais complexos do que de um braço humano, pois, em um braço robótico a variedade de aplicações que podem ser inseridas como atuadores são tão diversas quanto uma mão. 
De acordo com o exposto anteriormente, surgiu a seguinte questão: Como a automação pode contribuir para aprendizagem de crianças e jovens?
Com este trabalho, será desenvolvido um protótipo de um braço robótico, seguindo as informações introduzidas anteriormente seguindo então padrões técnicos para que as crianças e os jovens de hoje em dia possam entender o funcionamento do mesmo.
Os objetivos específicos consistiram em:
· Fazer a programação no PIC18F4550;
· Desenvolver o protótipo (parte Mecânica) no Inventor;
· Criar um joystick para controlar o braço;
· Testar e validar o protótipo;
Este trabalho justifica-se pela importância no manuseio de um braço robótico para o aprendizado de crianças e jovens, quanto ao futuro relacionado ao chão de fábrica de uma empresa 4.0.
O braço robótico poderá ser capaz de se movimentar em 90° na vertical, 180° na horizontal e aproximadamente 270° onde contém um eletroímã no topo do braço, tudo comandado por um controle desenvolvido com um layout fácil e pratico para que não haja dificuldade de entendimento da parte das crianças e jovens. Um programa que permitirá que o braço robótico se movimente como um braço humano, conforme comando e controlado por push botton com maior possibilidade de articulação e movimentação. O Braço Robótico é dotado de 3 graus de liberdade.
A segurança e aprendizado das crianças e jovens, se beneficiam em circunstâncias onde não há ameaças em seu local de estudo, mas sim aprendizado, experiência e conhecimento para ambos.
O estudo nos mais variados requisitos, desenvolve o raciocínio lógico das crianças com programação em áreas mecânica e eletrônica, proporcionando experiência. Crianças e jovens aprendendo desde cedo que a maioria das indústrias atuais estão voltadas para a área da robótica, poderão se preparar para o futuro profissional, competindo em vagas de emprego disputadas. 
15
CAPÍTULO I - BRAÇO ROBÓTICO PARA APRENDIZADO DE CRIANÇAS E JOVENS
1. Mecatrônica: Definição
A Mecatrônica consiste: “(...) em uma área interdisciplinar que combina a engenharia mecânica, engenharia eletrônica e as ciências da computação.” (SCHWEITZER, 1996 apud ROSÁRIO, 2005, p. 7).
(...) na combinação das áreas de mecânica, controle, microeletrônica e ciências da computação, numa abordagem de engenharia concorrente com uma visão simultânea das possibilidades nas diferentes disciplinas envolvidas em contraste com as abordagens tradicionais que em geral tratam os problemas separadamente (VAN BRUSSEL, 1996 apud ROSÁRIO, 2005, p. 8)
De certa forma uma disciplina depende da outra, por exemplo, temos casos em que a mecânica depende das partes de controle e microeletrônica, assim como em outros casos ambas dependem da mecânica, o que torna a Mecatrônica uma área completamente diversificada. 
(...) na combinação de mecânica e eletrônica, considerando as ciências da computação uma ferramenta integrante das engenharias, com o objetivo de melhoras a operação, aumentar a segurança e reduzir custos de maquinas e equipamentos. (SALMINEM, 1996 apud ROSÁRIO, 2005, p.8)
Quando são unidas as engenharias, mecânica e eletrônica, o que seria um simples sistema deficiente de alguma disciplina, se torna um sistema versátil com a atuação de diversas disciplinas, dessa forma, se usarmos um sistema produtivo como exemplo, pode-se afirmar que este sistema dificilmente apresentará falhasde forma a assegurar a segurança e a qualidade de tal produto, diminuindo a manutenção e o gasto com equipamentos, o que impactaria diretamente nos custos destas áreas.
(...) em uma filosofia de projeto, baseada na integração da microeletrônica, da computação e do controle em sistemas mecânicos, com o propósito de obter a melhor solução de projetos e produtos com certo grau de ‘inteligência’ e ‘flexibilidade’. (ACAR, DA UNIVERSIDADE DE LOUGHBOROUGH, NA INGLATERRA, 1996 apud ROSÁRIO, 2005, p. 8)
“A mecatrônica envolve a integração concorrente das áreas de mecânica, eletroeletrônica, ciência da computação e controle, devendo extrair o que há de mais adequado em cada uma das áreas.” (ROSÁRIO, 2005, p. 9)
Segundo Rosário (2006) a Mecatrônica teve um grande impulso com o surgimento dos robôs, de fato, a robótica teve grande auxilio com o desenvolvimento dos microprocessadores, atuadores e sensores, com o intuito de combinarem todos em um único sistema.
Com base em todos os estudos feitos sobre esta área, pode-se afirmar que o termo Mecatrônica já vem sendo utilizado desde o período pós Segunda GM. As indústrias daquela época passaram a pensar na questão da qualidade e da quantidade de seus produtos. Perceberam então, que o uso de recursos tecnológicos inovadores eram tão necessários quanto qualquer outra coisa, a fim de evoluir fortemente os setores de Manufatura da empresa. Quanto mais tecnologia inovadora, mais flexível se tornava um setor produtivo.
De acordo com Rosário (2005, p. 2) “Os sistemas produtivos têm sido condicionados a assegurar competência em vista de um mercado crescente de exigências (...)”. 
Pesquisas apontam que na atualidade a corrida entre empresas com base à aquisição e manutenção da qualidade de seus produtos, pode ser considerada o ponto chave para que o mercado abrisse suas portas visando a entrada de novas tecnologias, tornando os processos cada vez mais flexíveis de acordo com as necessidades das mesmas.
“Investimentos em tecnologia privilegiam a inovação como vantagem competitiva.” (ROSÁRIO, 2005, p. 3). Assim, o uso de novos componentes como, sensores, atuadores, circuitos integrados foram tornando-se completamente necessários nas indústrias.
1.1. Mecatrônica e Automação
No ramo da Mecatrônica, a Mecânica e a Eletrônica atuam em conjunto com as linguagens de programação. Na eletrônica teve o surgimento dos circuitos integrados ou microprocessadores, conhecidos também como microcontroladores capazes de integrar qualquer sistema mecânico através das programações, pode-se dizer que através da eletrônica é possível realizar qualquer função mecânica, seja ela sistêmica ou humana, de certa forma, agilizando processos e garantindo maior qualidade e segurança, contudo, chegamos no termo Automação.
O uso dos componentes tornou-se algo essencial para que um sistema mecatrônico pudesse funcionar de forma eficaz para as situações desejadas, pois qualquer que seja o sistema, independente de seus fatores de entrada, seus fatores de saída devem ser diversificados para abrangerem todos os tipos de atividades possíveis. 
Dentro da Mecatrônica existem dois termos um pouco semelhantes porem com um único diferencial, os termos são Sistemas Mecânicos Ativos e Sistemas Mecânicos Passivos. Uma vez que o sistema tenha a intervenção humana, o sistema já se torna passivo, de acordo com Rosário (2005, p.16) “(...) pode acontecer de um sistema mecatrônico passivo passar a executar uma nova função, nesse caso o sistema deve ser projetado e construído novamente. ” 
	 	 
Ilustração 1. Sistema Mecânico Ativo		Ilustração 2. Sistema Mecânico Passivo
Fonte: https://slideplayer.com.br/slide/361566/, 2015
	
Para muitos profissionais a mecatrônica surgiu com base nos robôs, por conta do funcionamento robótico, outras áreas foram sendo desenvolvidas, como sensores e atuadores, controle, entre outras. “O grande avanço na área da robótica somente foi possível com o surgimentos do microprocessador” (ROSÁRIO, 2005, p.7)
A automação e a robotização, buscam em um primeiro desafio, eliminar a interferência do homem nos processos e produtos, resultando em produtos com melhor qualidade e processos com maior produtividade. (MAQUINAS NA ERA DA MANUFATURA AVANÇADA, p. 3)
Dentro da Automação é sempre necessário estar se adaptando e se atualizando, as inovações que surgem durante o tempo, para cada nova situação sempre haverá uma inovação a se fazer.
Inovar é fazer coisas diferentes ou de maneiras diferentes. É sair da rotina, é experimentar novas soluções ou mesmo formular outros problemas. É usar a criatividade para satisfazer necessidades não satisfeitas ou insuficientemente satisfeitas. (ROSÁRIO, 2005, p. 4).
Pelo fato de conter tantas áreas interligadas, a Mecatrônica se tornou uma referencia para quem ainda esta decidindo em que se especializar. A junção da mecânica, com a eletrônica, com o controle programável e com a informática, fez com que surgissem novos setores industriais, novas vagas de emprego, novos cursos, novas especializações.
“Os conceitos da mecatrônica podem ser empregados numa vasta gama de aplicações, como na Automação Industrial.” (ROSÁRIO , 2005, p. 4)
1.2. Automação Industrial
O surgimento da Automação deve-se pelo surgimento das tecnologias ao redor do mundo, com o desenvolvimento das áreas da mecânica, eletrônica e computação, foi capaz de desenvolver uma área voltada completamente para a Automação, a Mecatrônica.
Desde muito tempo, segundo Fuentes (2016), a automação já vem acontecendo, desde os períodos pré-históricos quando o homem inventou a roda e até mesmo os moinhos de vento. De certa forma essas coisas foram sendo aperfeiçoadas até que a automação começou a ter um alto destaque na sociedade no século XVIII, quando o homem já começa a ter uma certa evolução no modo de produção para poder produzir mais. Fuentes (2016) ainda relata que, já no século XIX chegaram a energia elétricas com o surgimento das usinas e o aço, o que impactou para o crescimento das industrias nos setores produtivos, comunicativos e transportadores. E já no século seguinte (XX), ocorre o surgimento dos computadores, servomecanismos, e controladores, coisas que até o século XXI ainda continuam se desenvolvendo.
Segundo Rosário (2005, p. 5) “(...) a mecatrônica surgiu com o desenvolvimento dos robôs.” Contudo os robôs já são autômatos com uma historia relativamente longa, pois há relatos de um autômato que existiu em 2000a.C. Os robôs foram ter uma maior atenção no século XX durante as Revoluções Industriais.
 Segundo Ayres (2007) o grande catalisador para os autômatos foi a Revolução Industrial, com ela foi capaz de desenvolver equipamentos e componentes capazes de estruturar dispositivos automáticos a fim de automatizar produções. O autor ressalta ainda que as produções em larga escala realizavam trabalhos repetitivos e pesados, com isso foram desenvolvidos equipamentos com ligamentos e juntas de forma linear para realizar esses serviços substituindo os braços e pernas. As Revoluções Industriais impactaram fortemente nas industrias, pois foi com suas modificações que o ser humano foi vendo a necessidade de se aperfeiçoar através do estudo ao ponto de poderem fazer parte das inovações feitas no ramo da industria. 
Com base na história industrial, o surgimento das maquinas já na primeira revolução industrial mostrou como seriam as coisas nos dias de hoje. Claramente, é visível que uma maquina hoje em dia é altamente necessária dentro de uma empresa. Com o passar do tempo o ser humano foi obrigado a se adaptar rapidamente as máquinas para não ficar para trás, ou seja, o mercado, a industria, exigiam cada vez mais uma boa qualificação das pessoas.
Hoje, com a Industria 4.0 ou 4º Revolução Industrial, percebe-se que a cada Revolução Industrial, fica mais visível que o futuro será das maquinas, onde diversas atividades humanas serão substituídas por sistemas automatizados. 
A automação industrial de um sistema é um procedimento onde todas as tarefas realizadas por operadores manualmente nos setores produtivos,são transferidas para conjuntos tecnológicos considerando que possa ocorrer eventos, a fim de manter a segurança e a qualidade. (BERTULUCCI, 2013).
Com a automação industrial o objetivo é desenvolver mecanismos que possam produzir com melhor qualidade e menor custo. (BERTOLUCCI, 2013). 
A quantidade de melhorias que uma Automação Industrial pode transmitir para uma companhia, industria ou instituição é tão grande que para cada caso existe um tipo de Automação. O caso mais específico da Automação está relacionado aos setores produtivos, ou seja, sua função tem uma certa variação em relação a sua especialidade. 
Com a Automação Industrial pode-se aumentar a quantidade e a qualidade de produção, controlar a quantidade de matéria-prima utilizada nos setores da industria, garantir segurança para funcionários e até mesmo realizar trabalhos que manualmente não seriam capazes de ser realizados. (BERTOLUCCI, 2013)
A automação industrial ocorre quando, através dos avanços tecnológicos adaptados àquele tipo de processo de fabricação, seja criado um produto e que ainda possa conectar as etapas utilizadas no processo garantindo assim um bom custo-benefício. (SILVA, 2019)
Pode-se dizer que com a Automação podemos alcançar níveis altos de produtos e processos, as exigências de mercado, clientes, podem ser facilmente atendidas com a combinação das diversas áreas envolvidas dentro da automação. 
“(...) quando você automatiza seus processos industriais, pode coletar dados toda vez que precisa. Na verdade, você pode fazer isso sempre que um processo acontecer.” (AUTOMÇÃO DE PROCESSOS, p. 4).
Os dados são obtidos de através de sinais emitidos por sensores, os quais correspondem a uma sequência de programação pré estabelecida capaz de gravar esses dados em memórias ou banco de dados a fim de serem usados como informações da industria. 
Ilustração 3. Sistema de Processo Industrial Automatizado
Fonte: https://blog.saipos.com/sistema-de-gestao-para-restaurantes-o-que-e-erp/
“Basicamente, a automação industrial pode ser dividida em duas modalidades quanto aos tipos de processos: processos da manufatura e processos contínuos.” (FUENTES, 2016, p. 17). Os processos de manufatura são aqueles responsáveis por realizarem um maio numero produtos, como por exemplo em industrias automobilísticas. O processo de manufatura é responsável por garantir a movimentação mecânica de todas as partes envolvidas no processo automatizado onde todas as maquinas funcionam em conjunto. Já um processo continuo é completamente ao contrario, onde um sistema depende do outro, portanto é um sistema menos dinâmico. Ainda sim existem industrias onde os dois processos atuam juntos, um exemplo são as industrias de bebidas.
De fato a automação consiste em trocar os serviços humanos por componentes automatizados, sistemas de interfaces, robôs, sensores, entre outros, dessa forma é capaz de dividir alguns tipo de automação. 
1.2.1. Tipos de Automação
Ilustração 4. Classificação e Tipos de Automação
http://www.profelectro.info/tag/automacao-industrial/page/4/
Segundo a Fersiltec (2019),
1.2.1.1. Automação Fixa:
Este tipo de automação tem como característica a inflexibilidade de ser modificada, para ser modificada ela precisa de um novo projeto com novas funções. Uma vantagem deste tipo de automação é que reduz o custo do produto, aumenta a produtividade e garanti a eficiência do processo. 
“É utilizada quando o volume de produção dever ser muito elevado, e o equipamento é projetado adequadamente para produzir altas quantidades de um único produto (...)” (BAYER, 2011, p. 18)
Ilustração 5. Modelo de Automação Fixa
Fonte: https://fersiltec.com.br/blog/tipos-de-automacao-industrial-ideal-empresa/
1.2.1.2. Automação Programável:
Uma automação programável é a ideal para um processo no qual serão feitos diferentes produtos, ou seja, a cada mudança de produto basta selecionar a troca de programa no controlador, porem o único problema neste tipo de automação é o tempo demandado para cada troca de programa, o que possui uma certa variação de acordo com o produto a ser feito. 
“Esse tipo de automação é utilizado quando o volume de produção de cada item é baixo.” (BAYER, 2011, p. 19)
O item a ser fabricado pode ter uma certa variabilidade, pois não é o influenciador no processo, e sim como será feito, que por exemplo, os equipamentos usados neste tipo de processo são as maquinas CNC, capazes de memorizar programas para cada produto, ou seja, o equipamento é ligado diretamente com um outro setor da empresa por uma rede onde é transmitido todos os dados da maquina e através de um controlador é capaz de operar o equipamento a fim de controlar o que, quanto e quando produzirá algum produto.
Ilustração 6. Modelo de Automação Programável
Fonte: https://sigga.com.br/blog/automacao-industrial/
1.2.1.3. Automação Flexível:
Neste tipo de automação a combinação de códigos que podem ser controladas pelos operadores são bem diversas, com isso a possibilidade de programar uma produção com uma variedade maior de produtos sem perda de tempo com ajustes e setups é bem maior. 
“A automação flexível também é conhecida como sistema de Manufatura Integrada por Computador (CIM) e, em geral, parece ser mais indicado para o volume médio de produção.” (BAYER, 2011, p.19)
Bayer ainda destaca que os equipamentos deste tipo de processo é capaz de desenvolver diversos modelos de produtos porem de forma mais limitada que no processo anterior. A sua diversificação não esta nos tipos de produtos e sim nas características do produto, como dimensões diferentes e materiais diferentes, e para manter o controle desse processo é tudo através de um computador central onde é capaz de monitorar toda a atividade do sistema.
Ilustração 7. Modelo de Automação Flexível
 
1.2.2. Automação e Mecanização
Segundo Bayer (2011), existe uma diferença entre esses dois aspectos mas no entanto estão interligados. A Mecanização consiste em substituir o trabalho do homem por maquinas mecanizadas. Já a automação alem de ter as maquinas como trabalhadoras, permite que as maquinas se autorregulem sem precisar do homem.
Nas palavras de Fuentes (2016), a mecanização elimina os esforços físicos por maquinários capazes de realizar determinados trabalhos, já a automação, nada mais é do que a realização dos trabalhos com maquinas controladas automaticamente, assim elas próprias podem realizar suas correções, medições e até operação, sem que haja uma intervenção do homem.
1.2.3. Sistemas Automatizados
Os sistemas da Automação podem estar interligados dentro de um único processo ou podem ser diversos processos. Existem sistemas para setores produtivos, comerciais, controles e até transportes. Para que esses sistemas funcionem são usados componentes mecânicos, eletrônicos, pneumáticos, hidráulicos entre muitos outros dos quais são capazes de atuarem automaticamente em um sistema através de uma programação ou uma ligação. 
Os sistemas automatizados só foram introduzidos nos processos de produção das industrias quando percebeu-se a necessidade de produzir com maior precisão e maior velocidade. (GOMES, 2011)
Os sistemas mais comuns utilizados na Automação são as linhas de produções movidas por esteiras. A forma continua e rápida deste tipo de processo torna o sistema dinâmico e preciso, a quantidade de tecnologia necessária para que este tipo de sistema funcione em perfeita sincronia as vezes é algo absurdo, pois o primeiro modelo deste sistema surgiu com Henry Ford em 1913, que de fato, naquela época o potencial tecnológico do mundo ainda não era tão abundante quanto hoje em dia, onde em conjunto com essas esteira já temos braços robóticos realizando tarefas braçais.
Ilustração 8. Sistema de produção automotivo automatizado
Fonte: http://www.blsistemas.com.br/quais-sao-os-usos-da-automacao-industrial-no-brasil/
Cada vez mais os segmentos da área de produção industrial, como geração e distribuição de energia, transportes e armazenamento de materiais, entre outros, todos requerem o investimento de novos sistemas e máquinasautomatizadas. (BERTOLUCCI, 2016).
Os sistemas de processos no passado eram mais separados, cada sistema no seu lugar, porem com o passar do tempo, esses sistemas passaram a atuar em conjunto, a fim de otimizar todo o processo. Hoje o processo é dividido em duas partes, Operacional e Controle.
Segundo Bertolucci (2016):
1.2.3.1. Sistema Operacional: 
Esta parte do processo é ligada diretamente no sistema, pois é a junção de elementos que fazem com que as maquinas realizem as operações desejadas. Esta parte envolve elementos como, sensores, atuadores, pistões, motores e etc.
1.2.3.2. Sistema de Controle: 
Nesta parte temos a aplicação do CLP. Até algum tempo ainda eram usados lógicas de relés, temporizadores, entre outros, hoje os CLPs são capazes de realizares todas essas funções, ligado diretamente em um computador industrial, o operador terá somente a necessidade de receber informações e enviar programações.
		Ilusrtação 9. Parte de Controle de um Sistema
Fonte: https://www.citisystems.com.br/o-que-e-automacao-industrial/
1.2.4 Sensores da Automação
Os sensores existem dois tipos, digitais e analógicos, os digitais com apenas dois tipos sinais, on e off, já os analógicos dependem da variação de tensão e corrente neles aplicada onde existirá um nível para que funcionem. O controle destes sensores muitas vezes são feitos em entradas e saídas de outros componentes da área da Eletrônica, podem ser acionado automaticamente através de programações ou mecanicamente através de um botão.
Um sistema sensorial é também mais facilmente adaptável a uma maior variedade de tarefas, atingindo desta forma um maior grau de universalidade e que no limite se repercutirá em custos de produção e de manutenção menores. (QUERES, 2017, p. 224)
Um sensor é um dispositivo capaz de fazer a detecção de objetos externos, no ambiente físico, e no mesmo instante, responder com eficiência para algumas entradas provenientes de um ambiente físico. (BERTOLUCCI, 2018)
Seguindo a ideia de Bertolucci, o sensor funciona como nossos olhos e ouvidos e mãos, são basicamente representantes dos sentidos humanos no mundo da robótica. Através deles pode-se “dar vida” a um sistema automatizado, ou seja, o sistema funcionará sozinho onde suas ações serão baseadas em programações.
Um sensor nem sempre tem as características elétricas necessárias para ser utilizado em um sistema de controle. Normalmente o sinal de saída deve ser manipulado e isso geralmente é realizado com um circuito de interface para produção de um sinal que possa ser lido pelo controlador. (Fuentes, 2016, p. 23)
1.2.4.1. Sensores na Robótica
Existem alguns tipos de sensores bastante utilizados nas industrias e na robótica, como os sensores indutivos, capacitivos e até os magnéticos.
De acordo com Fuentes (2016, p.24) os indutivos são os sensores capazes de captar a oscilação do campo magnético de qualquer material com a característica metálica sem a necessidade de que o material o toque. A oscilação do campo magnético faz com que o sensor ative seu sinal de saída. Já os capacitivos tem o mesmo principio porem possuem um acionamento diferente e podem captar qualquer tipo de material, o que faz com que o sensor acione e mande o sinal para a saída é a oscilação no dielétrico do sensor. E por fim os magnéticos que fazem a captação do campo magnético dos imãs acionando um contato NA na saída.
Ilustração 10. Sensor Indutivo
					
Ilustração 11. Sensor Capacitivo 			Ilustração 12. Sensor Magnético
Sabe-se que os sensores são grandes emissores de sinais como forma de reconhecimento de alguma atividade dentro de um sistema automatizado. Para que o sistema funcione em perfeição, é necessário que os sensores estejam em perfeito funcionamento, pois qualquer sinal contrario ao correto pode acarretar em falhas no software ou hardware. 
O uso de sensores permite que um robô possa interagir com o ambiente que o rodeia, podendo percebê-lo através dos sensores e modificá-los por meio de atuadores. Isto não ocorre nas operações pré-programadas onde um robô é projetado para realizar tarefas repetitivas por meio de um conjunto de funções programadas. (QUERES, 2017, p. 224)
			
Segundo Rosário (2005, p.87) “Um bom entendimento dos princípios de funcionamento dos sensores é fundamental tanto para sua perfeita utilização como para a correta execução do projeto de dispositivos robóticos.”
Ainda de acordo com Rosário (2005) pode-se separar esses sensores em dois grupos, proprioceptivos e heteroceptivos. Os Proprioceptivos são aqueles sensores capazes de monitorar a parte interna do sistema robótico, com eles é capaz de monitorar a angulação, o torque, a velocidade, o posicionamentos e até a velocidade linear das juntas, onde, ao monitorar todas essas variáveis é emitido um sinal para o controlador todo momento, para que o controlador possa corresponder no tempo certo. Já os Heteroceptivos são os sensores capazes de monitoras as atividades externas do robô, ou seja, esses sensores tem a capacidade de detectar o tipo de material e até mesmo uma pessoa, para essas ocasiões sensores como sensores capacitivos, indutivos ou até magnéticos são necessários, mas também podemos usar sensores de pressão e de níveis dependendo dos sistemas.
Dentro dos Proprioceptivos tem-se alguns principais sensores utilizados em robótica, como por exemplo, Sensores de Força e Momento, Encoders, Sensores de Toque e de Proximidade e também Sensores de Posicionamento, Inércia e Distancia.
De acordo com Ribeiro (2004) apud (QUERES, 2017) estes também podem ser classificados em dois tipo, Ativos e Passivos. Os Ativos são aqueles que emitem energia para o ambiente, como por exemplo sensores laser ou ultrassônicos. Já os Passivos são aqueles que recebem energia do ambiente, como por exemplo sensores ópticos ou de luminosidades como o fotoelétrico.
Outra classificação agrupa os sensores pelo tipo de grandeza que avaliam. Assim, há sensores de distância (laser, ultrassom), sensores de posicionamento absoluto do robô (por exemplos sistemas de GPS), sensores ambientais (que indicam temperatura, umidade), sensores inerciais (que indicam componentes diferenciais da posição do robô como, por exemplo, aceleração ou velocidade) (RIBEIRO, 2004 apud QUERES, 2017, p. 228)
1.2.4.2. Sensores Proprioceptivos
Os proprioceptivos como mencionado, tem a capacidade de emitir sinais de acordo com os comportamentos internos do robô, ou, funcionam em proporção as atividades externas do robô. 
Segundo Queres (2017) há vários sensores, tais como:
1.2.4.2.1. Sensor de Distancia: 
Funciona por 3 modos, o primeiro é a emissão de um feixe de luz emitido a uma certa distancia e quando interferido, através de um calculo é dado a distancia do objeto interferente, o segundo funciona através da distorção do feixe de luz, ou seja quando houver diferença entre os feixes de luz a diferença será o valor da distancia, já o terceiro modo é um sinal ultrassônico, onde a distancia é calculada através da diferença entre a distancia do objeto que refletiu o som e a distancia total do som.
Ilustração 13. Sensor de Distancia Ultrassônico
https://www.dx.com/p/new-hc-sr04-ultrasonic-sensor-distance-measuring-module-3-3v-5v-compatible-for-arduino-2062050.html#.XbX6hFVKjIU
1.2.4.2.2. Sensor de Proximidade: 
O Sensor de proximidade é relativamente parecido com o de Distancia porem não tem a capacidade de calcular valores de distancia. Sua capacidade perceptiva de um objeto esta ligada com os Sensores Capacitivos, indutivos e infra-vermelhos. O sensor detecta o objeto através do campo magnético, caso seja capacitivo ou indutivo, emitido por ele fazendo com que o mesmo acione, ou seja qualquer alteração na capacitância ou detecção de um outro campo magnético o sensor detecta a presença do objeto. No caso do Infra-vermelho o sensor detecta o objeto no momento da interrupção do infra-vermelho emitido.
Ilustração 14. Sensores de Proximidade
https://www.automacaor3.com.br/sensores-de-proximidade
1.2.4.2.3. Sensor de Toque: 
Estes sensores funcionam quando o sensorou o objeto encostam um no outro. Normalmente estes sensores estão localizados na ponta do mecanismo robótico, local que tem ação direta com os objetos. Existem situações em que são posicionados vários sensores de toques, como por exemplo, em garras, sua função é emitir um sinal permitindo o controle de força e velocidade de ação da garra.
O sensores de toque possuem dois tipo, os binários, onde funcionam em forma de microinterruptores, e os analógicos, onde emitem informação em proporção á força aplicada, fazendo com que o mecanismo robótico possa entender o meio em que atua.
Ilustração 15. Sensor de Toque
1.2.4.3. Sensores na Educação
Os sensores empregados na Educação são menos específicos com os utilizados na Industria, obviamente. Mas de certa forma, as características possuem certas semelhanças. 
No ramo educacional a robótica esta ligada diretamente com os kits LEGO, esses possuem sensores: infravermelhos, de rotação, de luz, de toque e até de visão. 
Segundo Rosário (2005), os kits educacionais da LEGO para robótica educacional funcionam de forma a ligar os conhecimentos do alunos tanto na área da robótica com o da informática, pois as programações utilizadas veem direto dos próprios softwares instalados para esses fins.
1.3. A Robótica
Assim como já foi mencionado algumas vezes neste trabalho, a robótica tem uma alta ligação com Automação. Por possuir um nível tecnológico extremamente alto nos dias de hoje, espera-se que sua área seja da mais sofisticada com relação as outras, exigindo um grau de conhecimento um tanto elevado. 
” A área de robótica é altamente multidisciplinar, ao abranger diversas áreas das engenharias, o que torna seu estudo tanto intrigante quanto complexo.” (CARRARA, 2015, p. 1)
A robótica tem como característica a capacidade de unir diversas áreas, como mecânica, eletrônica e computação. Com o avanço tecnológico das mesmas, foi possível avançar com a robótica ao ponto de desenvolvimento de algoritmos para interfaces homem-maquina, que ainda segundo Carrara (2015) ajudou com o desenvolvimento de braços robóticos, os quais se tornaram eficazes no desenvolvimento de tarefas humana, capazes de realizar tarefas repetitivas com maior velocidade e qualidade, ajudando assim a saúde dos humanos e o setor produtivo das empresas, que passaram a usar os braços robóticos com maior frequência já que com o desenvolvimento de programações, o custo dos robos reduziram.
Já que a finalidade da robótica é substituir o trabalho do ser humano, para que o sistema robótico funcione é necessário que haja um controle a distancia do mesmo, de modo a garantir a segurança dos operadores.
Correia (2003) apud (SÍMPLICIO, 2016 p. ), destaca:
Na maior parte dos casos, o manuseio do robô à distância é feito por meio de algum tipo de controle que pode ser feito principalmente por linguagem de programação, determinando a trajetória completa do robô de forma preestabelecida.
Para compreender melhor o uso da robótica na industria, na sociedade, é preciso entender também seu surgimento, afinal o termo robô é um assunto discutido a um tempo onde os filmes eram teatros.
 
1.3.1.	História 
Segundo Rosário (2005), Bayer (2011) e Carrara (2015) a robótica já existe desde inicio do século XX, quando sua primeira menção foi feita por Kapel Kapec, um novelista e escritor de uma peça teatral onde eram usados robôs com formas humanas em 1920. Seu termo originou-se da palavra tcheca Robota, cujo significado é o trabalho escravo. Quando traduzido para o inglês, neste caso, “Robot”, Asimov faz o uso da palavra em seu livro “Eu, Robo” de 1950, onde o termo robótica foi relacionado pela primeira vez para o estudo da ciência dos sistemas robóticos
Os avanços tecnológicos que tiveram desde o inicio do século XX até os dias atuais, serviram de grande ajuda para o desenvolvimento da robótica. Muito se fala nela depois do surgimento do primeiro robô. 
Em 1924, surgiu o primeiro modelo de robô mecânico. Na época o engenheiro elétrico da Westinghouse, Roy J. Wensley, desenvolveu uma unidade de controle supervisionada. (AYRES, 2007). 
Ilustração 16. Primeiro Robô do mundo – Televox
Em sua pesquisa, Ayres destaca o surgimento do primeiro robô automático, criado por George Devol e Engelberg em 1954, com isso surgiu as primeiras ideias para o Unimate, primeiro robô industrial. Desde então o Unimate passou a ser uma referencia na área da robótica naquela época, o que fez com que industrias automobilísticas investissem no modelo para suas linhas de produção, já que sua capacidade ia alem da de um ser humano, assim aumentando mais do que o dobro a produção. Empresas como General Motor, logo depois BMW, Mercedez Bens, Volvo, entre outras, passaram a utilizar o Unimate para serviços de solda o que ajudou tbm com a melhoria na saúde dos funcionários que trabalhavam naquela área. Engelberg ainda, com o propósito de expandir o robô para o mercado, fechou contrato com a Kawasaki, empresa japonesa localizada em Toquio, para a fabricação do Unimate.
Ilustração 17. Robô Unimate da Kawasaki
Fonte: https://robotics.kawasaki.com/en1/anniversary/history/history_02.html
Seguindo a mesma ideia dos outros criadores, em 1981 , Takeo Kanade desenvolve o primeiro braço robótico com motores acoplados nas jutas para a realização de movimentos mais preciso, destaca Ayres (2007).
A ideia do uso da robótica nas industriais surgiu com a finalidade de melhorar a saúde dos trabalhadores, aumentar a produtividade e a qualidade dos produtos, já que os robôs possuem seus graus de liberdade fazendo com que eles possam realizar tarefas que o homem não poderiam realizar e aplicarem forças que o homem também não teriam capacidade de aplicar, contudo, Rosário (2005) destaca, em 1940 foi estabelecido por Isaac Asimov as Leis da robótica:
1ª Um robô não pode ferir um ser humano ou permanecer passivo deixando um ser humano exposto ao perigo;
2ª Um robô deve obedecer as ordens dadas pelo ser humano, exceto se tais ordens estiverem em contradição com a primeira lei;
3ª Um robô deve proteger sua existência na medida em que essa proteção não esteja em contradição com a primeira e segunda lei;
4ª Um robô não pode causar mal a humanidade e nem permitir que ela própria o faça; (lei criada por Asimov em 1984).
Com base nas leis da robótica os seres humanos então passam a aplica-las em todos os projetos envolvendo robótica, logicamente com os uso dos componentes certos e programações correta usadas nos robôs, é lógico que as quatro leis serão obedecidas. Com as ligações corretas e a linguagem de programação exata, o uso de componentes representantes dos sentidos humanos podem exercer as ações feitas pelos humanos através de sensores. Com isso começam a surgir os robôs industriais, capazes de realizar atividades humanas repetitivas e perigosas nas linhas de produção. 
 Em 1963 a American Machine & Foundry Company (AMF), introduz no mercado uma versão de um robô comercial (Versatran). São desenvolvidos diversos projetos de braços para manipuladores, tais como o braço Roehampton e o braço Edinburgh. (ROSÁRIO 2005, p.144)
Como mencionado acima, após o surgimentos dos braços robóticos, as industriais partiram para o ramo da automação para então introduzirem os mesmo nas linhas de produção já a fim de melhorar os processos. “Sem duvida a automação industrial foi e é um grande impulsionador da tecnologia de robótica” (ROSÁRIO 2005, p.145). 
Além da tecnologia de robótica, também impulsionou alguns pontos socialmente, o fato das industrias optarem pela mão de obra barata no passado, fez com que os representantes das industrias ao aplicar a robotização para automatizar processos pensassem nos gastos com mão de obra e nos gastos com a automação. Claramente a vantagem esta na automação, porem um dos pontos negativos da automação continua sendo o desemprego, e que só não aumentou ainda por conta de órgãos trabalhistas como o Sindicato dos trabalhadores, que com um grande poder social ainda impede que as empreses demitam seus funcionários a fim de substitui-los por máquinas,nessa situação, a empresa induz seus funcionários a melhoria de qualificação na mão de obra
As características apresentadas pelos manipuladores robóticos podem ser usadas em conjunto para substituir o trabalho do homem em casos complicados e perigosos como operações em ambientes hostis e prática de trabalhos repetitivos (CAMPBELL et al., 2008 apud SIMPLÍCIO, 2016, p.91).
Muitas atividades realizadas pelos humanos foram facilmente substituídas por elementos robóticos capazes de realizar uma e até mais tarefas humanas, como os braços robóticos, capazes de substituir até 100 funcionários dependendo da atividade. 
1.3.2. Braços Robóticos
Ilustração 18. Modelo de Braço Robótico
Fonte: https://www.istockphoto.com/br/foto/bra%C3%A7o-rob%C3%B3tico-3drenderiza%C3%A7%C3%A3o-isolado-no-fundo-branco-gm904691400-249485741
O braço robótico é composto pelo braço e punho. O braço consiste de elementos denominados elos unidos por juntas de movimento relativo, onde são acoplados os acionadores para realizarem estes movimentos individualmente, dotados de capacidade sensorial, e instruídos por um sistema de controle. O braço é fixado à base por um lado e ao punho pelo outro. O punho consiste de várias juntas próximas entre si, unidas por elos compactos, que permitem a orientação do órgão terminal nas posições que correspondem à tarefa a ser realizada. Na extremidade do punho existe um órgão terminal (mão ou ferramenta) destinada a realizar a tarefa exigida pela aplicação. (GROOVER, 1988 apud CARRARA, 2015, p.8)
Suas aplicações são das mais variadas possíveis, pois um braço robótico hoje em dia pode ser empregado em diversas áreas hoje em dia, desde áreas da medicina até áreas industriais (mais comum). Suas finalidades são as mais diversas que se pode imaginar, a forma como o braço ira atuar no sistema onde será empregado pode varias de ação para ação, hoje em dia a maioria dos braços funcionam realizando um movimento bastante comum chamado “pick and place” ou “escolher e colocar”. 
Segundo Bayer (2011), o uso da robótica pode haver vantagens quando inseridas no mercado, vatagens como: custo, pois o robô possui um vida útil longa o bastante para gerar lucros a uma empresa que no começo precisou gastar um alto valor para adquirir, melhoria na produtividade, pois o mesmo pode realizar tarefas com maior velocidade continuamente, melhoria na qualidade do produto, pois alem de realizar com maior velocidade as operações, o robô possui um nível de precisão melhor que o de um humano e no Gerenciamento de Produção, pois empresas manufaturadas totalmente dependente de serviços humanos impactam drasticamente na produção para o recolhimento dos dados produtivos, no caso de um automação nesses processos estes dados podem serem colhidos digitalmente, deixando o sistema automatizado e continuo. 
De acordo com sua definição, dependendo de suas programações, sensores e atuadores instalados, o material a ser pegado pode ser muito bem selecionado. Hoje com o grande número de sensores e atuadores existente no mercado a finalidade de um braço robótico pode variar bastante, podendo até ser empregado em um sistema onde ele poça automaticamente trocar seus atuadores.
Segundo Bayer (2011) o Braço robótico depende de um controlador onde está localizado todos os componentes programáveis responsáveis pela atuação do braço e perto do controlador uma fonte de alimentação HV, para manter o controlador e o braço em funcionamento. Os componentes localizados no controlador são: Unidade Lógica de Comando, Interface de Programação, Interface Lógica, Unidade de Potencia, e um Transformador de Alimentação. 
No braço pode-se definir diversas características, desde a forma como vai atuar até a quantidade de vezes a fazer uma ação. Para isso é definido tipos de juntas, elos, para que possa ser estabelecido seu grau de liberdade e sua angulação de forma que não danifique suas partes. 
1.3.2.1. Características do Braço Robótico
O Braço Robótico em si é composto por diversas partes, todas interligadas, assim como o braço do ser humano, o Braço Robótico necessita ter todos os seus ligamentos em seus definitivos lugares, para que funcione perfeitamente. 
Os manipuladores robóticos são compostos por membros conectados por juntas em uma cadeia cinemática aberta. As juntas podem ser rotativas (revolutas), o que permite somente movimentação entre dois membros (elos), ou podem ser prismáticas (lineares), permitindo assim somente movimentações lineares relativas a dois membros. (COCOTA, 2005)
Começando pela ponta do braço, temos o que chamamos de Efetuadores ou Atuadores, esses podem ser pontas de solda, câmeras, sensores ou no mais comum, garras, já que a finalidade do braço é pegar o objeto e movimenta-lo dentro do seu espaço de trabalho. Após a ponta do mesmo, os outros membros são as parte responsáveis pelo posicionamento do Atuador, responsáveis por definir a posição desejada do mesmo. Para que os membros do braço estejam em perfeita sintonia e ligação, é necessário um conjunto de peças que são os elos e as juntas.
1.3.2.1.1. Motores:
Os acionamentos são responsáveis por motores de passo ou servo motores.
Segundo Santos (2007) o servo motores são componentes eletromecânicos que ao receber um sinal elétrico em sua entrada podem ter seu eixo posicionado em alguma posição angular, por conta disso o servo motor é bastante utilizado em robótica já que o movimento de seu eixo é bastante preciso, e por conta disso o mesmo é normalmente empregado no acionamento de garras robóticas. 
“(...) Os servos-motores podem ser considerados como sendo motores comandados em posição (angular ou linear), (...)” (CARRARA, 2015, p. 23). 
Diante disso, cabe ressaltar que enquanto o sinal permanecer na entrada, o motor manterá sua posição angular. Os Servos trabalham em modo trifásico onde através da frequência ajustada pelo sistema de controle, é possível se controlar a velocidade.
Já o motor de passo, segundo Brites (2008), são componentes que transforma os sinais elétricos em movimentos mecânicos com pequenas variações angulares chamadas de passo, o passo esta diretamente ligado aos pulsos elétricos recebidos nas entradas, através da frequência de pulsos, o motor pode variar sua velocidade, já seu sentido de giro tem uma variação em relação a quantidade de pulsos recebidos. 
Segundo Carrara (2015) este motor possui: giro nos dois sentidos, variações incrementais de precisão angular, repetição exata dos movimentos, baixo torque e até possibilidade de controle digital. 
Os motores de passo podem ser bipolares ou unipolares. Em ambos os casos as fontes utilizadas são de tensão contínua e requerem um circuito digital que produza as sequências de sinais para que o motor funcione corretamente. (CARRARA, 2015, p. 26)
Nos motores unipolares são usados as quatro fases com tensão positiva, assim o retorno acontece por uma linha somente. Já o bipolares, atuam com duas fases, neste caso os pares de fases representam os dois sentidos de giro, dessa forma é necessário um chaveamento do tipo ponte H para que o mesmo faça a inversão da corrente mudando assim o sentido de giro do motor. 
Esses motores estão localizados nas juntas, entre os elos de ligação, são eles os responsáveis pelos movimentos do robô.
1.3.2.1.2. Elos e Juntas:
Ilustração 19. Elos, Juntas e Base do Braço Robótico
Fonte: https://www.ime.usp.br/~adao/roboticaindustrial.pdf
“Os elos são unidos por juntas motorizadas que lhes permitem um movimento relativo, com o acionamento monitorado pelo sistema de controle.” (BAYER, 2011, p.38)
” Numa junta qualquer, o elo que estiver mais próximo da base é denominado elo de entrada. O elo de saída é aquele mais próximo do órgão terminal” (CARRARA, 2015, p.8)
“Num braço mecânico antropomórfico (que se assemelha ao braço humano), os elos são denominados sequencialmente de base, braço e antebraço.” (CARRARA, 2015, p.8)
A juntas do braço robótico é o elemento que define a quantidade de movimentos que aquela região do braço pode realizar, ou também conhecido como Graus de Liberdade dobraço robótico. É por conta delas que o mesmo é capaz de realizar uma quantidade maior de tarefas em pouco tempo em comparação com um ser humano. “(...), a maioria deles possui de três a seis eixos, os quais podem ser divididos em dois classes: eixo do corpo e eixo da extremidade do robô.” (ROSÁRIO, 2006, p.154). 
Os eixos, ou juntas, são divididos de acordo com sua definição e sua característica em relação ao robô. A seguir, segue os tipos juntas:
- Prismática ou Linear: move-se somente em linha reta;
- Rotacional: Gira em torno de uma linha imaginária ou haste vertical e seus movimentos são semelhantes ao de uma dobradiça;
- Esférica: funciona utilizando três juntas de rotação e permite movimentação em ter eixos distintos;
- Cilíndrica: composta por uma junta prismática e outra rotacional;
- Planar: sãos duas juntas prismáticas atuando em direções diferentes;
- Fuso: Semelhante a junta prismática, ela funciona em uma única direção porem com rotação em função do eixo de fuso central.
Segundo Carrara (2015, p.9) as juntas rotativas ainda podem atuar de acordo com a caracterização de seus elos, tanto de entrada como o de saída. São elas:
- Rotativa de Torção: os elos de entrada e de saída têm a mesma direção do eixo de rotação da junta. (Elo de entrada – mais próximo da base; Elo de saída – mais perto do órgão terminal).
- Rotativa Rotacional: os elos de entrada e de saída são perpendiculares ao eixo de rotação da junta.
- Rotativa Resolvente: elo de entrada possui a mesma direção do eixo de rotação, mas o elo de saída é perpendicular a este.
1.3.2.1.3. Programação:
O braço robótico possui, além das juntas, elos e os seus tipo de atuadores, as partes eletrônicas, que também fazem parte do conjunto robótico. Com o avanço tecnológico da eletrônica, e da computação, foi possível desenvolver chips, microprocessadores, microcontroladores responsáveis por toda a parte programável do robô, o uso de softwares onde são capazes de memorizar bibliotecas e listas de funções que o robô possa executar tem se tornado bastante usual pois são capazes de fazer todas as funções que um computador antigamente seria responsável. 
Ilustração 20. Microcontrolador PIC 18F4550
http://newportcom.com.br/pic18f4550.html
 
Ilustração 21. Microcontrolador ATMega328 (Arduino)
https://www.filipeflop.com/produto/placa-uno-r3-cabo-usb-para-arduino/
Segundo Carrara (2015), as programações podem ser executadas de acordo com os tipos de dispositivos de entrada como por exemplo, joysticks, mouses, teclados, entre outros. Esses métodos de entrada são características de homem maquina, estes mandam sinais para os controladores os quais através da programação enviarão um sinal para os acionadores que realizam os movimentos do sistema robótico. 
São usados quatro tipos de programação, programação por aprendizagem; programação por linguagem textual; programação mecânica e programação de célula de trabalho. 
No quadro 1 a seguir, são apresentadas as descrições das programações:
Quadro 1.: Tipos de Programações usadas na Robótica
	Programação
	Descrição
	1º) Aprendizagem
	Esta programação é a mais utilizada pois é utilizada no método de ponto a ponto. Este método consiste numa programação capaz de memorizar um movimento e grava-lo como inicio, assim após gravar outras posições, é possível programar o robô para que o mesmo execute as posições de um ponto ao outro. Este tipo de programação depende de um joystick onde o mesmo envia sinais para o controlador par que este possa transmitir o sinal para os acionadores. O Joystick é dotado de botões direcionais e botões que podem memorizar a posições (ângulos e o deslocamento) das juntas. O fato desta programação permitir a memorização de pontos de posições, permite com que o controle possa comandar o robô de ponto a ponto, marcando um inicio e um fim de uma trajetória. Com isso o robô é capaz de realizar curva e mudanças de direções com facilidade. Uma das vantagens desta programação é que esta programação pode ser realizada até com carga o que aumenta a precisão dos movimentos porem uma das desvantagens é a parada nos movimentos para realizar alguma mudança na programação.
	2º) Linguagem Textual
	Esta programação esta relacionada com o uma programação codificada onde os códigos são palavras na língua inglesa. Cada código corresponde a uma ação de alguma junta. Todos as programações dos robôs são desenvolvidas com este tipo de programação.
Nesta programação, uma linha de código só é realizada após o término de uma outra linha.
	3º) Mecânica
	A Programação Mecânica é mais utilizada em operações simples. São utilizados atuadores pneumáticos para realização dos trabalhos os quais correspondem a sinais de chaves de fim de curso e até chaves – elétricas. É um tipo de programação utilizada normalmente em sistemas fixos.	
	4º) Célula de Trabalho
	Esta forma de programação permite que o próprio controlador realize as funções programadas para serem executadas. Sua forma de corresponder as atuações do manipulador esta ligada aos sensores que captam informações externas e emitem sinais para o controlador fazendo com que o acionador realize o trabalho, por conta dessa automatização esta programação pode ser adaptada a diversos tipos de produtos e processos.
Fonte: Adaptado de Carrara (2015) por Costa, Macedo e Armelim (2019)
1.3.2.1.4. Graus de Liberdade:
Os Graus de Liberdade conceituam a quantidade de movimentos que uma junta do braço robótico é capaz de fazer em seu espaço bidimencional ou tridimencional, ou seja, dependendo da quantidade de eixos dimencionais que a junta se movimenta define a quantidade de Graus de Liberdade dela, que pode ir de uma a três graus. “Cada junta define um ou dois graus de liberdade, e, assim, o número de graus de liberdade do robô é igual à somatória dos graus de liberdade de suas juntas.” (CARRARA, 2015, p.10). Ele ainda destaca que o Grau de Liberdade está interligado com a quantidade de variáveis posicionais independentes que definem as posições de cada parte de forma única.
Segundo Fu, 1987 apud (CARRARA, 2015), as juntas usadas nos braços responsáveis pela junção dos elos de ligação, podem ser rotativas, prismáticas, cilíndricas, esféricas, de parafusos e planares. 
Carrara (2015) destaca alguns modelos de juntas como:
· A junta prismática ou linear move-se em linha reta. São compostas de duas hastes que deslizam entre si;
· A junta rotacional gira em torno de uma linha imaginária estacionária chamada de eixo de rotação. Ela gira como uma cadeira giratória e abrem e fecham como uma dobradiça;
· A junta esférica funciona com a combinação de três juntas de rotação, e permite rotações em torno de três eixos distintos;
· A junta cilíndrica é composta por duas juntas, uma rotacional e uma prismática;
· A junta planar é composta por duas juntas prismáticas, e realiza movimentos em duas direções;
· A junta tipo fuso ou parafuso é constituída de um parafuso e uma rosca que executa um movimento semelhante ao da junta prismática, porém, com movimento de rotação no eixo central (movimento do parafuso).
Os movimentos robóticos podem ser separados em movimentos do braço e do punho. Em geral os braços são dotados de três acionadores e uma configuração 3GL, numa configuração que permita que o órgão terminal alcance um ponto qualquer dentro de um espaço limitado ao redor do braço. (CARRARA, 2015, p.10)
O Braço possui 3 tipos de movimentos, o qual ele está limitado a realizar dentro de seu espaço geométrico, são eles:
· Vertical Transversal: o punho se movimenta para cima e para baixo
· Rotacional Transversal: o punho se movimento para direita e para esquerda.
· Radial Transversal: o punho se aproxima ou se afasta.
O punho pode conter de dois a três graus de liberdade, contudo, realizando seus movimentos em demasia ao serem acionadas para que o órgão terminal não se mova. Os movimentos são três, são eles:
· Roll (rolamento): rotação em torno do braço.
· Pitch (Arfagem): rotação para cima e para baixo.
· Yaw: (Guinada): rotação para direita e para esquerda.Ilustração 22. Movimentos Rotacionais do Punho no Braço Robotico
1.3.2.1.5. Configurações de Robo:
“Em resumo, a base sustenta o corpo, que movimenta o braço, que posiciona o punho, que orienta o orgão terminal, que executa a ação.” (CARRARA, 2015, p.14)
A Base é o começo do robô, é a parte que irá sustentar o braço e todo o conjunto robótico, podendo ser fixada em diversos locais, definindo então seu espaço de trabalho. Preso na base temos o braço, é a parte do robô responsável por mover o atuador (garras, pistões, pinças, etc.), o braço pode realizar movimentos com até 3 graus de liberdade, como mostrado anteriormente (Roll, Pitch, Yaw), através desses movimentos, é capaz definir o sentido de ação do atuador localizado na região do punho do braço, que de acordo com Carrara (2015), o punho é dotado de movimentos destinados a orientar (apontar) o órgão terminal, o qual não faz parte da anatomia do braço mas é o que determinara a ação no sistema.
Carrara (2015) ainda destaca que as juntas dos Robôs possuem características quanto ao seu tipo de movimentação descrevendo-as com letras: T para Torcional e R para Rotacional. A quantidade de letras e a quantidade de cada letra vai determinar a quantidade de juntas utilizadas em cada cadeia de elo. Essa configuração serve tanto para a base como para os braços e para o punho
Quadro 2. – Esquema de notação para designar configurações de robôs	
	Configuração do Robô – Braço e Corpo
	Símbolos
	Configuração Cartesiana
	L L L
	Configuração Cilindrica
	L V L
	Configuração Articulada ou Revoluta
	L R R
	Configuração Esférica
	T R L
	Configuração SCARA
	V R L
Fonte: Adaptado de Carrara (2015) por Costa, Macedo e Armelim (2019)
Quadro 3. – Esquema de notação para designar configurações do pulso
	Configuração do Robô - Punho
	Símbolos
	Configuração Punho de 2 Eixos
	R T
	Configuração Punho de 3 Eixos
	T R T
Fonte: Adaptado de Carrara (2015) por Costa, Macedo e Armelim (2019)
		
Ilustração 23. Braço Robótico Cartesiano (LLL)	Ilustração 24. Braço Robótico Esférico ou Polar(TRL)
		
Ilustração 25. Braço Robótico Cilindrico (LVL)	Ilustração 26. Braço Robótico SCARA(VRL)
Ilustração 27. Braço Robótico Articulado ou Revoluto (LRR)
A configuração usada no desenvolvimento dos Robôs definem suas formas de atuar e onde podem atuar. Com isso é capaz de separa-los em modelos que hoje são desenvolvidos até mesmo pelas industrias.
1.3.2.1.6. Orgão Terminal:
“Na robótica, o termo órgão terminal é usado para descrever a mão ou ferramenta que está conectada ao pulso” (GROOVER, 1988 apud CARRARA, 2015, p.18).
O orgão terminal tende a ser uma das partes mais delicadas do projeto, pois depende somente dele o que o braço robótico ira agarrar, o que só é possível detectar através de sensores ligados diretamente no órgão. Seus atuadores podem ser: Garras com dois ou mais dedos, Imãs ou Eletroimãs, Ventosas, ganchos e até colheres.
“O órgão terminal é o responsável por realizar a manipulação de objetos em diferentes tamanhos, formas e materiais, porém esta manipulação depende da aplicação ao qual se destina.” (CARRARA, 2015, p.19).
1.3.2.1.7. Sistemas de Acionamentos:
Os sistemas de acionamentos segundo Groover (1988) apud (Carrara, 2015), são responsáveis pelos movimentos e desempenhos das juntas do robô. Seus acionamentos podem ser elétricos, hidráulicos e pneumáticos.
Os atuadores hidráulicos possuem torque e velocidade de resposta sendo adequados para atuar com cargas pesadas. (...) Os atuadores pneumáticos são mais baratos e simples, mas não podem ser controlados com precisão. Atualmente os motores elétricos, CA e CC, por serem mais acessíveis e silenciosos, são os mais atrativos para serem empregados em robótica. (ENGELBERGER, 1995 apud ROSÁRIO, 2005, p.164).
Carrara (2015) descreve sobre os acionamentos hidráulicos, pneumáticos e elétricos:
· Acionamento Hidráulico:
Este tipo de acionamento depende de motores, cilindros, bombas, tanques e válvulas. Os motores mais usados são os motores de palhetas de engrenagens e de lóbulos. A característica principal deste acionamento, por depender desse tipos de componentes, é que é vantajoso é sistemas onde a carga a ser conduzida é muito pesada, ou seja o motor da junta responsável pelo acionamento da mesma, necessita de um alto torque.
O problema em relação a esse método é que sua precisão não é tão boa quanto a dos motores elétricos é um tipo acionamento que possui um custo elevado em relação aos outros pois necessita de componentes para os cuidados do fluido hidráulico mais o custo com manutenção por conta de vazamentos.
· Acionamento Pneumático:
Neste modelo de acionamento percebe-se que há uma certa semelhança com o modelo hidráulico, porem o que difere um do outro é o fato de que o acionamento pneumático possuir somente uma velocidade maior, pois sua precisão e torque são inferiores aos outros. Por este motivo, este tipo de acionamento costuma atuar de forma totalmente recolhida ou totalmente estendida. Suas funções podem ser separaçã ode peças, fixação de componentes e até mesmo movimentação de materiais.
O acionamento pneumático por ser um método simples, é mais utilizado em automação fixa do que programável, por conta de suas limitações quanto a mudança de tarefas. Este acionamento pode ser controlado, por chaves fim - de - curso ou até mesmo PLC.
· Acionamento Elétrico:
Este método de acionamento depende de motores DC, Servo motores e Motores de Passo. Como já mencionado antes, estes motores possuem um baixo índice de velocidade e torque, porem a precisão no controle dos mesmos são elevadas em comparação aos hidráulicos e pneumáticos.
Para a obtenção de mais torque, acoplado nos motores temos os redutores, quanto mais torque maior o custo do motor. O Redutor vai fazer com que o motor perca em velocidade e ganhe em torque, porem uma vez que diminui um para aumentar o outros, gera problemas par alguns processos industriais onde se necessita de velocidade e potencia para a realização de tarefas contínuas, de modo que a linha não pare.
Os motores elétricos pode-se dizer que se relaciona melhor com braços robóticos pequenos e médios quando que os hidráulicos se identificam melhor com os grandes que necessitam de mais torque.
Segundo Rosário (2005) os sistemas de acionamentos estão ligados diretamente com a parte de controle do braço robótico. Para controlar o acionamento dos atuadores, existem dois tipos: servo controlados e não servo controlados.
Os Não Servo Controlados são dotados de chaves no final do curso de cada junta. Essas chaves determinam o final ou o inicio do curso, por tanto o robô só é acionado no momento em que é identificado o posicionamento da junta em relação a chave, neste caso o controlador não tem ação nenhuma sobre o acionamento.
Já os Servo Controlados utilizam de sensores internos (ou proprioceptivos) para identificarem a posição final de cada eixo, assim emitindo um sinal para o controlador, que ao receber o sinal tem a capacidade de controlar a velocidade de atuação do eixo, fazendo com que o robô possa atuar em diversas velocidade e parar na posição em que o sensor identificar.
1.3.2.1.8. Métodos de Acionamentos
Segundo Groover (1988) apud (CARRARA, 2015) em alguns casos os atuadores elétricos tendem a ser mais pesados que os hidráulicos e pneumáticos, por conta disso dificulta sua colocação diretamente nas juntas do braço robótico, neste caso o atuador é posicionado separado da junta usando meios de transmissão para o acionamento, com isso pode-se separar os métodos de acionamentos em Diretos e Indiretos, detalhados no quadro a seguir:
Quadro 4.: Métodos de Acionamentos usados na robótica 
	Acionamento
	Descrição
	Acionamento Direto
	Neste método, ao atuador é fixado diretamente no elo motor do braço, ou seja, acionamento direto. Com isso a precisão e o rendimento do motor é melhor, porem como são motores elétricos não possuem um torque elevado, o que torna necessário o uso de redutores a fim de diminuir a velocidade e aumentar o torque.
	Acionamento Indireto
	No Acionamentoindireto, já existe uma enorme diferença, pois este acionamento é para casos em que o motor elétrico possui um peso elevado em relação ao elo, dificultando o rendimento de movimentação do braço, com isso o acionador é acoplado separadamente da junta, ou seja, acionamento indireto. Por conta do acoplamento separado, este método funciona através de transmissões de Correrias, Engrenagens, Rodas dentadas, Polias, entre outros. 
O único problema em relação a este método de acionamento, é que por conta do uso de sistemas de transmissões, o desempenho do braço robótico cai por conta de escorregamentos na polia, flexão de vínculos e até folgas das engrenagens. 
Fonte: COSTA, MACEDO e ARMELIM, com base nos dados de Carrara (2015)
1.3.3. Impacto Social da Robótica 
Como visto antes a Robótica possui dentro de sua área, diversos modelos de atuação. De acordo com suas configurações pode-se desenvolver uma variedade enorme de programações de funções a serem executadas, em vários níveis, desde os níveis mais sofisticados, utilizados em industrias até os mais básicos, utilizados em escolas técnicas como meio de ensino.
O avanço tecnológico que esta área vem tendo desde o surgimento da Industria e da necessidade de Automação, alavancou diversas áreas de industria onde cada uma esta interligada com a outra. Nos dias atuais já não se fala de Mecânica sem falar da Eletrônica, até porque com o avanço tecnológico foi capaz de desenvolver sistemas onde estas duas áreas trabalham juntos, ainda sem mencionar a área da computação. Através disso, foram desenvolvidas cursos em faculdade e escola técnicas com a finalidade de ensinar e preparar o ser humano para estas áreas.
Atualmente dentro destes cursos técnicos, a variedade de conteúdo envolvendo mecânica, eletrônica e computação não é pouco, mas cabe ao ser humano definir em qual área atuar.
Segundo Rosário (2005) o impacto social da robótica na industria acarretou em um alto nível de desemprego pois os braços robóticos com o passar dos anos foi ficando mais barato, o que fez com que a industria não pensasse duas vezes em optar pela trocar do trabalho manual pelo trabalho automatizado, já que o mesmo realizava as mesmas tarefas 24h por dia de domingo a domingo e com produtos em alta qualidade. Diante disso a mobilização que os órgãos trabalhistas e do governo deveriam ter a fim de impedir o desemprego seria a implantação de programas educacionais para os mesmo para que possam acompanhar o desenvolvimento industrial para que não fiquem para trás.
1.3.4. Robótica na Educação
Silva (2016) destaca o uso da robótica em escolas publicas onde a aplicação de tecnologia é muito baixa. Ela faz menção aos projetos utilizados por professores e até atuante de áreas envolvendo robótica com aplicação de robôs da Lego Mindstorm, o qual foi desenvolvido especialmente para aplicação escolar.
Em comparação o Kit LEGO Mindstorm pode ser facilmente comparado com o arduino. Em meio ao ambiente pedagógico, ambos posssuem facilidade de aplicação para o desenvolvimento de práticas disciplinares, tanto para quem entendo ou não de programação e eletrônica. 
Ilustração 28. Braço Robótico Educacional LEGO Mindstorm (NXT)
https://lugbrasil.com/forum/index.php?topic=6363.0
Analisando os projetos mencionados por Silva (2016), pode-se concluir que o uso destes Kits de robótica no ambiente educacional, possibilitou o desenvolvimento positivo dos alunos envolvidos. Auxílios na área de matemática, ciência, informática, física, são os mais mencionados. A parte disto, o desenvolvimento em atividades em grupo também apresenta dados positivos, pois alem de trabalhar a habilidade de interação, também envolve os alunos individualmente em varias funções. As funções dentro dos grupos de alunos nos projetos utilizando LEGO Mindstorm, vão desde o contato direto com o robô até a parte programável. De certa forma o intuito da atividade é preparar os alunos para áreas de montagem, manutenção, programação, já que o Kit é dotado de sensores e motores a serem programados.
“A abordagem proposta e aplicada neste trabalho tem como objetivo instigar o estudante na investigação e concretização dos conceitos de algoritmos e robótica.” (SILVA, 2016, p.1191)
Maisonnette (2002), utiliza o termo robótica educativa e o define como sendo o controle de mecanismos eletro-eletrônicos através de um computador, transformando-o em uma máquina capaz de interagir com o meio ambiente e executar ações definidas por um programa criado pelo programador a partir destas interações. (ZILLI, 2004, p.39)
O objetivo da Robótica na educação envolve diversas áreas de estudo e aprendizado, levando o aluno e até mesmo o professor a interagirem com o mundo da robótica, o foco esta em: melhorar as habilidades de pesquisa, trabalhar em equipe, trabalhar o raciocínio lógico, realizar montagens, analisar conceitos, investigar problemas e desenvolver soluções, entre outros.
Segundo Maisonette (2002) apud (ZILLI, 2004, p.39) com a robótica educacional, através de observações o aluno é capaz de construir seu próprio conhecimento e no momento em que o aluno aprende de sua forma, o conhecimento se adapta a sua estrutura mental assim o significado daquilo é importante o suficiente para que fique memorizado.
Ao desenvolver um projeto em forma de maquete ou protótipo, ocorre a interação entre o aluno e seus colegas na criação e execução, ensinando-o a respeitar, colaborar, trocar informações, compreender, se organizar e ter disciplina, levando-o a resolução de problemas. (ZILLI, 2004, p.42)
De certa forma, de acordo com a citação que Zilli faz sobre desenvolver um projeto, o aluno e o professor aprendem juntos. A troca de experiências que envolve o trabalho com a robótica influencia positivamente na Carrera de ambos. Os alunos que tem o contato com o ramo da robótica automaticamente aprende na prática, a aplicação, o conceito de todas as áreas envolvidas.
	
O que se tira de tudo isso, em um modo geral, é que a aplicação de um braço robótico como meio educacional em uma instituição de ensino pode proporcionar diversas atividade e interação do ser humano com as maquinas.
CAPÍTULO II - MATERIAIS E MÉTODOS
2.1. Projeto Eletrônico
	Para a elaboração do projeto eletrônico foi feito duas placas de circuito impresso, uma com o Microcontrolador PIC18F4550 para fazer as programações do braço robótico e com duas fontes (uma de 5V e outra de 3V) juntas na mesma placa para a alimentação do PIC (manda o sinal para os motores de passo) e do eletroímã.
Ilustração 29.: Placa com PIC18F4550 Inferior.
Fonte: Autores, 2019.
	Foi feito também uma placa para o controle onde poderemos fazer a movimentação das articulações do braço robótico acionando os push bottons fixados na mesma
Ilustração 30.: Placa do Controle Inferior.
Fonte: Autores, 2019.
	Agora vamos mostrar alguns dos componentes eletrônicos utilizados na confecção do braço robótico:
2.2. Motor de Passo: 
Por meio de pesquisas realizados pelo grupo chegamos à conclusão de que serão necessários 3 motores de passo (Dois Nema 23 e um Nema 17) para fazer o deslocamento do braço robótico. 
Imagem 1.: Motor de Passo Nema 23.
Fonte: Autores, 2019.
Imagem 2.: Motor de passo Nema 17.
Fonte: Autores, 2019.
A rotação de um motor de passo é dividida em vários passos, ou ângulos e é possível regular a velocidade e o torque do motor, assim sendo muito utilizados quando se é necessária uma maior precisão. 
2.2.1. Funcionamento do Motor de Passo:
Os motores de passo usam bobinas para atrair o rotor através do campo magnético indutivo.
Ilustração 31.: Bobina e rotor de um motor de passo.
Fonte: Autor, Ano.
Quando uma bobina é energizada é criado um campo magnético e um lado do imã é atraído para ela, então quando é acionado duas bobinas o rotor fica entre elas e assim podendo ter vários passos.
2.2.2. Dados Técnicos:
- 6 Fios (Acompanha chicote) (Pode Ser ligado na configuração 6 fios, 5 –Fios e 4 Fios);
- Pode ser ligado em bipolar ou unipolar;
- Corrente de Entrada: 2;
- Resistência: