144R - ROBOTICA INDUSTRIAL 1

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Na sociedade atual, é crescente a necessidade de realizar tarefas com eficiência e precisão.
Existem também tarefas a ser levadas a cabo em lugares em que a ação humana é difícil,
arriscada e até mesmo impossível, como no fundo do mar ou em meio a imensidão do
espaço. Para executá-las, faz-se necessária a presença de dispositivos mecatrônicos (robôs),
que as realizam sem risco de vida. A robótica é a área que se preocupa com o
desenvolvimento de tais dispositivos; multidisciplinar e em constante evolução, ela busca o
desenvolvimento e a integração de técnicas e algoritmos para a criação de robôs.
Toda máquina- ferramenta pode ser considerada um robô, mas nem todo robô é uma
máquina-ferramenta. Há robôs especialmente projetados para a manipulação de peças e
partes, por exemplo.
Independente da tecnologia de um robô, podemos classificá-lo em três categorias:
1ª Geração: essas máquinas geralmente não são programáveis. Trata-se de um
servomecanismo. Um sistema que atua sob comando direto do homem. Por exemplo, um
braço de um pequeno submarino de exploração oceânica.
Cuidado, não é porque o robô é de primeira geração que ele não tem nenhuma tecnologia.
Podemos encontrar modelos de primeira geração com maior tecnologia do que um de
terceira, portanto é apenas uma questão de classificação.
2ª Geração: essas máquinas são programáveis e executam tarefas repetitivas, que exigem
precisão de movimentos, normalmente com ferramentas pesadas, e em ambientes insalubres
ao ser humano. Este é o tipo de robô mais encontrado na indústria, e um exemplo clássico é o
robô soldador de carrocerias de veículos.
Cada carro leva cerca de 3000 pontos de solda, e a ferramenta para isso pesa
aproximadamente 150 quilos.
Considerando que uma montadora comum produz quarenta unidades por dia, um ser humano
teria de soldar 120000 pontos, com uma “pinça” com peso equivalente de dois homens
grandes, e com precisão de 0,1 mm.
3ª Geração: essas unidades são as mais raras, e de aplicação bem específica. O robô de
terceira geração, além de possuir um programa residente, é equipado com ferramentas de
software capazes de atribuir à máquina um certo poder de decisão. Um robô de exploração
espacial, por exemplo, estando em solo extraterrestre e diante de um obstáculo, deve decidir
se o melhor caminho é para a direita ou para a esquerda.
Isso ocorre mesmo na ausência de contato com o controle da Terra, e sem que tal situação
tenha sido pré-programada. Muitas vezes o robô, assim como seres humanos, toma a decisão
após análise de erros e acertos.
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Nos últimos anos, a quantidade de robôs de uso industrial aumentou significativamente em
virtude da implantação, particularmente pelas indústrias automobilísticas, de robôs em suas
linhas de montagem.
Neste módulo apresentamos informações introdutórias à robótica industrial: definição,
classificação, conceitos gerais, versatilidade, velocidade, resolução, repetibilidade, precisão,
exemplos, aplicações.
Os assuntos deste módulo não se esgotam nesta abordagem. Sugere-se ao aluno que seus
estudos sejam aprofundados em bibliografia específica como a seguir: 
 
Bibliografia Básica
ROSÁRIO, J. M. Princípios de Mecatrônica. São Paulo: Pearson, 2009.
NOF, Y. S. Handbook of Industrial Robotics. New York: John Wiley & Sons, 2001.
NORVIG, P.; RUSSEL, S. Inteligência Artificial. Rio de Janeiro: Campus, 2004.
 
Bibliografia Complementar
RANKY, P. G.; HO C.Y. Robot Modelling: control and applications with software. Berlin: IFS,
2000.
RICH, E.; KNIGHT, K. Inteligência Artificial. São Paulo: Makron Books, 2002.
GROOVER, M. P. et. al. Robótica Tecnologia & Programação. São Paulo: McGraw-Hill,
1999.
PAZOS, F. Automação de Sistemas e Robótica. Rio de Janeiro: Axcel Books, 2002.
CRAIG, J. J. Introduction to Robotics: mechanics and control. New Jersey: Pearson, 2005.
OGATA, K., Engenharia de Controle Moderno. Prentice Hall, 4ª Edição, 2003.
Manual do Usuário – Micrologix 1000 Analog. Allen Bradley, 1999.
Manual do Usuário – Mate 3000. Ge Fanuc, 1999.
 
Exercício 1:
O termo robótica foi criado por Asimov para designar a ciência que se dedica ao estudo dos
robôs e que se fundamenta pela observação de três leis básicas (SCHIAVICCO, SICILIANO,
http://www.livrariacultura.com.br/scripts/cultura/catalogo/busca.asp?parceiro=IIPPXR&nautor=387441&refino=1&sid=0195631981154805825204460&k5=C21EC2B&uid=
http://www.livrariacultura.com.br/scripts/cultura/catalogo/busca.asp?parceiro=IIPPXR&tipo_pesq=editora&neditora=6&refino=2&sid=0195631981154805825204460&k5=C21EC2B&uid=
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1995):
 
1ª - Um robô não pode fazer mal a um ser humano e nem consentir, permanecendo
inoperante, que um ser humano se exponha a situação de perigo;
 
2ª - Um robô deve obedecer sempre às ordens de seres humanos, exceto em circunstâncias
em que estas ordens entrem em conflito com a 1ª lei;
 
3ª - Um robô deve proteger a sua própria existência, exceto em circunstâncias que entrem
em conflito com a 1ª e 2ª leis.
 
Qual(is) leis está(ão) correta(s)?
 
A)
 Apenas a 1ª lei.
B)
Apenas a 2ª lei.
 
C)
 Apenas a 3ª lei.
D)
 Apenas a 1ª e a 2ª lei.
E)
 A 1ª, a 2ª e a 3ª leis.
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(E)
Comentários:
A) 
E) 
Exercício 2:
A base tecnológica para os atuais robôs industriais foi desenvolvida a partir de pesquisas
iniciadas logo após a Segunda Grande Guerra Mundial, quando foi construído um
equipamento denominado teleoperador "master-slave" empregado em atividades de
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manipulação de materiais radioativos. O sistema era formado de um manipulador "master",
movido diretamente por um operador humano responsável pelas seqüências de movimentos
desejados, e um manipulador "slave" capaz de reproduzir os movimentos realizados
remotamente pelo "master". Os vínculos entre os manipuladores "master" e "slave" eram
realizados através de qual sistema de transmissão:
 
 
A)
 mecânico;
B)
 elétrico;
C)
 eletroeletrônico;
D)
 pneumático;
E)
 hidráulico.
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(A)
Comentários:
A) 
Exercício 3:
O maciço investimento em robôs industriais no processo produtivo observado nas últimas
décadas deve-se principalmente às crescentes necessidades impostas pelo mercado de se
obter sistemas de produção cada vez mais automatizados e dinâmicos. Devido às
características de flexibilidade de programação e adaptação a sistemas integrados de
manufatura, o robô industrial tornou-se um elemento importante neste contexto.
O uso de robôs industriais no chão-de-fábrica de uma empresa está diretamente associado
aos objetivos da produção automatizada, a qual visa (BOUTEILLE at al., 1997):
I - Reduzir custos dos produtos fabricados, através de: diminuição do número de pessoas
envolvidas no produção, aumento da quantidade de produtos em um dado período
(produtividade), melhor utilização de matéria-prima (redução de perdas, otimização do
aproveitamento), economia de energia e etc.;
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II - Melhorar as condições de trabalho do ser humano, por meio da eliminação de atividades
perigosas ou insalubres de seu contato direto;
III - Melhorar a qualidade do produto, através do controle mais racional dos parâmetros de
produção;
IV - Realizar atividades impossíveis de serem controladas manualmente ou intelectualmente,
como por exemplo, a montagem de peças em miniatura, a coordenaçãode movimentos
complexos e atividades muito rápidas (deslocamento de materiais).
 
É(São) correta(s) APENAS a(s) justificativa(s)
 
 
A)
 I.
B)
 I e II.
C)
 III e IV.
D)
 I, III, IV.
E)
 I, II, III e IV.
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(B)
Comentários:
E) 
D) 
B) 
Exercício 4:
Analise as afirmações a seguir:
 
I - Segundo a Robotic Industries Association (RIA), robô industrial é definido como um
"manipulador multifuncional reprogramável projetado para movimentar materiais, partes,
ferramentas ou peças especiais, através de diversos movimentos programados, para o
desempenho de uma variedade de tarefas” (RIVIN, 1988).
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II - Uma definição mais completa é apresentada pela norma ISO (International Organization
for Standardization) 10218, como sendo: "uma máquina manipuladora com vários graus de
liberdade controlada automaticamente, reprogramável, multifuncional, que pode ter base fixa
ou móvel para utilização em aplicações de automação industrial".
III - Um robô industrial é formado pela integração dos seguintes componentes: manipulador
mecânico, atuadores, sensores, unidade de controle, unidade de potência, e atuador final
 (RIVIN, 1988, SEERING, SCHEINMAN, 1985, WARNECKE et al., 1985, SCIESZKO, 1988,
BORODIN, 1988).
 
É(São) correta(s) APENAS a(s) afirmativa(s):
 
A)
 I.
B)
 II.
C)
 III.
D)
 I e II.
E)
 I, II e III.
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(E)
Comentários:
E) 
Exercício 5:
Analisando as informações relativas às características e capacidades do robô industrial
apresentadas abaixo conclui-se que:
I – A memória não é afetada com o tempo, mas pode ser apagada através de um comando;
II – A inteligência é ilimitada através da adoção da inteligência artificial;
III – O robô industrial requer manutenção periódica em função do desgaste em operação;
A)
 Todas estão corretas
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B)
 Todas estão erradas
C)
 Apenas I e II estão corretas
D)
 Apenas I e III estão corretas
E)
 Apenas III está correta
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
Comentários:
D) 
Exercício 6:
Sob muitos aspectos a função primordial de um robô industrial se configura como sendo o
correto posicionamento do atuador final num plano geométrico. Sendo assim, considere as
afirmações a seguir:
I – O revolver de pintura não pode desempenhar papel de atuador final em robôs industriais;
II – SAGV é a sigla adotada para robô móvel em termos industriais;
III – Precisão é considerado como sendo o intervalo entre dois pontos adjacentes do volume
de trabalho que podem ser distinguidos um do outro pelo sistema de controle do robô;
IV – O conceito de repetibilidade pode ser interpretado como sendo o campo dentro do qual
um robô irá terminar um movimento.
Qual(is) está(ão) correta(s)?
 
A)
 Apenas a I e a II.
B)
 Apenas a II e a IV.
C)
 Apenas a I e a III.
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D)
 Apenas a IV.
E)
 A I, a II, e a III.
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
Comentários:
D) 
Exercício 7:
Quando planejamos a adoção de sistemas robóticos em processos industriais, são
necessárias diversas justificativas. A esse respeito, analise as justificativas a seguir:
 
I - Assegurar estabilidade no processo;
II - Eliminar a influência de distúrbios;
III - Maximizar os lucros;
IV - Melhorar a qualidade dos produtos;
V - Maximizar a interferência nos processos.
 
É(São) correta(s) APENAS a(s) justificativa(s)
A)
 I.
B)
 I e III.
C)
 III e IV.
D)
 I, II, III e IV.
E)
 II, III, IV e V.
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
Comentários:
D) 
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Exercício 8:
I - O avanço tecnológico das últimas décadas teve reflexo direto na organização das
indústrias, as quais buscam minimizar seus custos industriais através da adoção de diversos
modelos de produção. Neste contexto, destacam-se a automação programável, relativa à
fabricação em série de pequenos e médios lotes de produtos, e a automação flexível, referida
à fabricação de lotes variáveis de produtos diversos.
II - Os robôs industriais têm sido muito utilizados nos processos de automação programável e
flexível, pois são essencialmente máquinas capazes de realizar os mais diversos movimentos
programados, adaptando-se às necessidades operacionais de determinadas tarefas e
empregando garras e/ou ferramentas oportunamente selecionadas.
III - O termo robô foi originalmente utilizado em 1921 pelo dramaturgo checo Karen Capek, na
peça teatral “Os Robôs Universais de Russum (R.U.R.)” como referência a um autômato que
acaba rebelando-se contra o ser humano. Robô deriva da palavra "robota" de origem eslava,
que significa "trabalho forçado".
 
Analisando as informações apresentadas concluímos que estão corretas:
 
 
A)
 Apenas a I e a II.
B)
 Apenas a II e a III.
C)
 Apenas a I e a III.
D)
 Apenas a III.
E)
 A I, a II, e a III.
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(E)
Comentários:
E)