Anais da VI Jornada de Iniciação Científica (JINC) - Embrapa ...

JINC – 6ª Jornada de Iniciação Científica EmbrapaSIPEX – II Seminário de Pesquisa e Extensão da UnC25 de outubro de 2012 – Concórdia/SCMANIPULADOR ROBÓTICO AJ12Santos, R. ¹; Biasi, H.²; Suzuki, K. ³¹Graduando em Engenharia de Controle e Automação pela Universidade do Contestado, Campus Curitibanos,Bolsista Art.171. E-mail: engenheiro.rudy@hotmail.com² , ³Pesquisadores e professores do curso de Engenharia de Controle e Automação da Universidade do Contestado,Campus Curitibanos. E-mails: ²herculano.debiasi@gmail.com, ³nkazuo@gmail.comPalavras-chave: manipulador robótico, robótica, plataforma Arduíno.IntroduçãoEste trabalho teve como meta projetar e montar ummanipulador robótico antropomórfico de 5 graus deliberdade para auxílio didático, primeiramente voltadopara as aulas de programação e robótica da UnC,Campus de Curitibanos. Outro objetivo foi o de construiruma plataforma para a integração e testes de váriastecnologias e equipamentos como CLPs, inversores, IHC(interface homem-computador), computação móvel, visãocomputacional, etc., procurando trazer uma aplicaçãoindustrial em escala reduzida para a sala de aula.Com o grande avanço das indústrias e o crescente aumentoda produção, fez-se necessária a inserção, nas fábricas,de equipamentos que produzam mais, com maiorvelocidade. Assim, os robôs invadem as indústrias poupandoos funcionários de trabalhos pesados, perigosos eenfadonhos, frequentes causadores de doenças como aLER. Bancadas de automação industrial, como as daempresa Festo Didactics, incluem um manipuladorrobótico de grande porte. Entretanto, além de terem umelevado custo, não permitem aos acadêmicos um estudoadequado e programação livre, uma vez que as empresasprodutoras desse tipo de equipamento fornecem asolução com programação proprietária, caracterizando oque se chama hoje de ‘aprisionamento tecnológico’ (1).O robô desenvolvido neste projeto contrasta com essassoluções, já que é totalmente aberto. O fato de eleprecisar de toda uma programação para funcionar fazcom que os acadêmicos trabalhem com as mais variadassituações e criem diversas soluções para os problemas,além de possibilitar a integração com equipamentos comoCLPs, inversores e motores sem distinção de marcas.Com esse trabalho o acadêmico deixa a programaçãobaseada somente em computador e passa à programaçãobaseada em interação com o ambiente ao qual oequipamento está inserido. Outra vantagem é apossibilidade de realizar experimentos detalhados decinemática (estudo dos movimentos) (2) visando adeterminação de posições, orientações e trajetória quesão possíveis de serem executadas pelo manipulador,aplicando para isso cálculos matemáticos e muitosconceitos de Física.Materiais e MétodosPara o desenvolvimento do manipulador robótico fez-seinicialmente um protótipo em papelão para verificar acapacidade de movimentação que se poderia obter. Apósisso foi feito um teste de força dos servo-motores em umprotótipo de madeira. Após esses testes iniciou-se oprojeto da versão final, o qual foi inteiramente desenhadoem SolidWorks, possibilitando assim: verificar o peso dosmateriais, testar as forças atuantes, criar simulações demovimentos, renderizar e imprimir o projeto para suausinagem e construção. Cálculos envolvendo pesos,distâncias e torques foram realizados para dimensionarcorretamente os motores.49Resultados e DiscussõesPara a criação do robô, vários meses de trabalho foramdedicados ao projeto em SolidWorks, a fim de otimizar osmovimentos e evitar gastos desnecessários causados porerros de projeto. Após o desenho pronto, as peçasnecessárias foram usinadas e o braço montado. A parteeletroeletrônica foi instalada e a programação realizada. Ocusto total foi cerca de 20 vezes menor quandocomparado a equipamentos comerciais. Uma placaArduino foi usada para controlar o robô, visto ser ummicrocontrolador com hardware aberto, o que facilitaria aintegração com outros equipamentos. Para a alimentaçãodo robô utilizou-se de uma fonte convencional decomputador.Fig. 1. Projeto em SolidWorks e aplicação prática do manipuladorintegrado com CLP, ultrassom e inversor de frequência.ConclusõesO projeto e construção do braço foram concluídos comsucesso. Embora não tenha a força e precisão dosequipamentos industriais, o braço se baseia nos mesmosprincípios que eles e com um custo muito menor. Omanipulador robótico tem potencial para auxiliar nãosomente as aulas de programação, mas também as deRobótica, Controlador Lógico Programável, e InteligênciaArtificial, visto que possui alta capacidade de integração.Melhora também o interesse dos acadêmicos, poispossibilita a visualização de forma palpável dos resultadosda programação que criam. Assim percebem quando suaprogramação fica ruim, pois o robô mostra os maisvariados resultados. Além de tornar a programação maisinteressante, permite criar trabalhos industriais empequena escala e a aplicação de cálculos de cinemática.O braço está sendo usado atualmente também como umaplataforma de integração e aplicação de tecnologias,como as de novas formas de controle e interação homemmáquina,comunicação sem-fio, e visão computacional.Referências1. Wikipedia. Vendor lock-in. Disponível em . Acesso em 10 deset. de 2012.2. ROMANO, Vitor Ferreira. Robótica industrial:aplicação na indústria de manufatura e de processos.São Paulo: Edgard Blücher, 2002.