O que é um Robô? É uma máquina que pode ser programada para executar várias tarefas

O que é um Robô?

• É uma máquina que pode ser programada para executar várias tarefas

• Uma máquina que recebe informação através do ambiente que a rodeia (sensores) e usa essa informação para excutar instruções para realizar determinada tarefa

• Um manipulador multifunção desenhado para mover

materiais, componentes ou outros dispositivos através de movimentos programáveis, destinados à execução de uma variedade de tarefas (Robot Institute of America)

• Um robô é uma máquina que pode ser programada para realizar uma grande variedade de tarefas, da mesma forma que um computador é um circuito electrónico que pode ser programado para fazer uma variedade de tarefas (McKerrow)

História

1250

O Bispo Albertus Magnus organizou um banquete em que os convidados eram servidos por criados de metal. S. Tomás de Aquino chamou então ao Bispo feiticeiro.

1640

O filósofo e matemático françês Descartes construiu uma mulher autómato a que chamou “Ma fille Francine.” Numa viagem que

Descartes fez a bordo de um navio, o autómato foi atirado borda for a pelo capitão que achou que a boneca era obra do diabo.

1738

Jacques de Vaucanson construiu im pato mecânico com mais de 4000 partes. O pato grasnava, banhava-se, bebia água, comia, digeria e ainda evacuava.

1805

Maillardet fez uma boneca que escrevia em Françês e Inglês.

História

1923

Robot

– Origem na palavra checa robot

(worker). Foi usado para descrever trabalhadores fictícios no filme

Rossum’s Universal Robots do

autor checo Karel Kapek, nos anos 1920s.

– Nesta história um cientista inventa robôs para ajudar as pessoas a desempenharem tarefas simples e repetitivas. No entanto, uma vez que os robôs habituaram-se a combater eles revoltam-se contra os seus donos e tomaram conta d mundo.

1940

Sparko, o cão da Westinghouse dog, feito de componentes mecânicos e elécctricos.

História

•

Primeiro filme na Alemanha envolvendo robôs –

Metropolis (1926)

•

Electro – robô andante (1939)

•

Livro I Robot do Isaac Asimov (1950)

•

Leis de Asimov

1. Um robô não deve magoar um ser humano, ou através de inacção permitir que tal aconteça

2. Um robô deve obedecer às ordens dos seres humanos, excepto quando essas ordens entrarem em conflito com a primeira lei

3. Um robô deve proteger a sua existência desde que não entre em conflito com a primeira e segunda lei

Robótica

• A Robótica é uma disciplina que envolve:

– Desenho, manufactura, controlo e programação

de robôs

– O uso de robôs para resolver problemas

– O estudo dos processos de controlo, sensores e

algoritmos utilizados pelos humanos, animais e

máquinas

– A aplicação destes processos de controlo e

algoritmos aos robôs

Robôs Aplicações

• Se for perigoso para os humanos

– Robôs Móveis

• Espaço • Vulcões • Oceanos

• Outros planetas

• Se for monótono e sujo

Robôs

• Trabalho

• Divertimento

• Exploração espacial

• Movimento

• Sentir

Tipos Robôs

• Móveis

• Industriais

• Humanóides

Trabalhando

• Tarefas repetitivas bastante aborrecidas

• Ideais para tarefas precisas e repetitivas

• Os robôs não se aborrecem nem se cansam

• 90% dos robôs estão instalados em fábricas e mais de 50%

fazem carros

• Os robôs montam paineis de carros (car body panels)

soldam-nos uns aos outros, pintam-nos e ainda

movimentam carros completos ou parcialmente montados.

Áreas

• Paletização

• Montagem

– Problema dos feeders

– Design for assembly (DFA)

• Soldadura

• Pintura

• Agricultura

Tipos Robôs Industriais

• Articulados

– Robôs que emulam as características do braço

humano (antropomórficos)

– Todas as juntas são de revolução

• Paralelos

Manipuladores (geometrias)

• Cartesiana

– 3 juntas prismáticas x,y,z

• Cilíndrica

– 2 juntas prismáticas (ombro e cotovelo) - z e r – 1 junta de revolução (tronco) - teta

• Polar ou esféricas

– 2 juntas de revolução (tronco e ombro) – q e f – 1 junta prismática (cotovelo) - r

• Articulado

Robôs

• SCARA - Selective Compliance Automatic Robot Arm

– Desenhado para evitar pequenos erros de posição

• Coordenadas

– Coordenadas motor – Coordenadas junta – Coordenadas mundo – Coordenadas ferramenta

Robôs Paralelos

• Vantagens

– High payload capacity

– High throughput movements (high accelerations) – High mechanical rigidity

– Low moving mass

– High natural frequency

– Simple mechanical construction

– Actuators can be located on the base

• Desvantagens

– Limited working volume

– Direct geometric and differentials models are difficult to establish – Singularities within working volume

Actuadores

• Pneumáticos

– Baratos

– Alta velocidade

– Energia comúm numa fábrica

– A compressibilidade do ar limita o control e a precisão – Poluição sonora

• Hidráulicos

– Grande potência comparado com tamanho – Velocidades moderadas

– O óleo é incompressível daí resultando que após o posicionamento as juntas não se mexem – Bom controlo de servos

– Caro

– Problemas de manutenção Difícil de miniaturizar

• Eléctricos

– Rápidos e precisos

– É possível aplicar técnicas de controlo sofisticadas ao movimento – Relativamente baratos

– São essencialmente unidades de alta velocidade com baixo torque, resultando por isso na necessidade de caixas de engrenagens

Partes de um Robô

• Controlador

• Braço

• Drives

• Ferramenta

• Sensor