AUTOMAÇÃO E CONTROLE – AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL

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Problemas peculiares às linguagengens de programação de robôs

A programação de robôs compartilha de todos os problemas da programação convencional de computadores, somados a algumas dificuldades causadas pelos efeitos do mundo físico.

Modelo de mundo interno versus realidade externa

O modelo de mundo mantido internamente no computador é uma característica dos sistemas de programação de robôs, há amplas dificuldades para garantir que ele corresponda à realidade física que está tentando mpdelar, falhas ou influências podem surgir a partir de discrepâncias entre o modelo interno e a realidade externa.

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Sensibilidade ao contexto

A programação botton-up ( de baixo para cima) é uma abordagem padrão para a elaboração de um programa de computador externo na qual são desenvolvidas partes menores, é essencial para o método funcionar, que as partes menores sejam relativamente insensíveis ás expressões de linguagem que as precedem e que não haja pressupostos relativos ao contexto no qual essas partes do programa o executam.

Programas de manipuladores podem ser altamente sensíveis às condições ás condições iniciais, a configuração do manipulador também afeta a delicadeza e a acurácia das forças que podem ser aplicadas com ele.

Recuperação de erro

Qualquer expressão de movimento no programa do usuário pode falhar, uma consequência direta de trabalhar com o mundo físico, algumas das causas mais comuns são objetos que saem do lugar ou caem da mão. O primeiro problema que surge para a recuperação de erro é a identificação de quem um erro, de fato, aconteceu, por isso o programa robótico deve conter algum tipo de teste explícito, uma vez que um erro foi detectado, pode ser feita uma tentativa de recuperação, tanto pelo manipulador quanto pela intervenção manual do usuário de qualquer forma a tentativa de recuperação pode resultar em novos erros, desta maneira é fácil compreender porque o código de recuperação de erros pode se tornar a maior parte do programa do manipulador.

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13.1 Introdução

Sistema de programação off- line (OLP) é uma linguagem de programação robótica que foi suficiente estendida, geralmente por meio de computação gráfica, de forma queo desenvolvimento de programas de robótica pode ser feito sem acesso ao robô em si e são importantes no auxílio da programação dos equipamentos de automação industrial e nas plataformas para pesquisa robótica.

O crescimento do mercado de robôs industriais, tomando como base os últimos 20 anos, não foi tão rápido quanto se previa, um dos principais motivos é que os robôs ainda são muito difíceis de usar, além disso, uma grande porcentagem dos robôs instalados está sendo usada de maneiras que não tiram proveito total dos seus recursos.

Há muitos fatores que tornam a programação de robôs uma tarefa difícil, no desenvolvimento de sistemas de programação para robôs, o avanço dos recursos das técnicas de programação para robôs, o avanço dos recursos das técnicas de programação parece diretamente ligado à sofisticação do modelo interno referenciado pela linguagem de programação.

A noção de um sistema OLP se estende a qualquer dispositivo programável do chão de fábrica, uma vantagem dos sistemas OLP é que não paralisa o equipamento de produção quando este precisa ser reprogramado, a programação off-line de robôs tem outros benefícios potenciais e que estão apenas começando a ser avaliados pelos usuários de robôs industriais.

Principais aspectos dos sistemas OLP

- Interface do usuário

Criar um ambiente que torna mais fácil a programação de manipuladores, é um dos incentivos para o desenvolvimento de umsiema OLP, assim como eliminar a dependência de uso do equipamento físico durante a programação, não esquecendo que a interface é de fundamental importância.

Muitos robôs industriais são equipados com uma interface em dois níveis, uma para programadores e outra para não programadores, quando visto como extensão de uma RLP (Linguagem de Programação de Robôs), um sistime OLP contém, por montagem, por natureza, uma RPL como subconjunto da sua interface do usuário. Essa RPL deve proporcionar recursos que já foram definidos como importantes nos sistemas de programação robóticas.

Uma interface de usuário bem projetada deve permitir que não programadores executem muitas aplicações do começo ao fim.

- Modelagem 3D

Um elemento fundamental nos sistemas OLP é o uso de modelo gráficos do robô simulado e sua célula de trabalho, o que requer que o robô e todos os equipamentos, peças e ferramentas da célula de trabalho sejam modelados como objetos tridimensionais, para tanto é proveitoso usar os modelos CAD.

- Emulação Cinemática

Um componente fundamental na manutenção da validade do mundo imulado é a emulação fiel dos aspectos geometricos de cada maniipulador simulado. Em realação a cinemática inversa, o sistema OLP consegue fazer a interface com o controlador do robô de duas formas distintas: 1- o sistema OLP pode substituir a cinemática inversa do controlador do robô e sempre comunicar suas posições no espaço de juntas do mecanismo, 2- comunica locais cartesianos ao controlador do robô e deixa que o controlador use a cinemática inversa fornecida pelo fabricante para rsolver as configurações robóticas.

- Emulação de planejamento de trajetória

O sistema OLP deve emular com precisão a trajetória seguida pelo manipulador na sua movimentação pelo espaço, sendo que o principal problema é que o sistema OLP precisa simular os algoritmos do controlado robótico utilizado e tais algoritmos de planejamento e execução de trajetória variam consideravelmente de um fabricante de robô para outro.

- Emulação dinâmica

A simulação de erros de rastreamemto necessita da modelagem dinâmica do manipulador e dos objetos que ele movimenta, bem como da emulação do algoritmo de controle usado