O Engenharia Mecatrônica

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11 Anexos........................................................................................................................15

12 Referências Bibliográficas..........................................................................................16

1 INTRODUÇÃO

Trabalho de atividades práticas supervisionadas (APS) orientado pela professora Neusa Valentim. Tem como objetivo construir um Braço Robótico, projetado de forma simples e de baixo custo.

Como descrito no documento de orientação de trabalho acadêmico este projeto visa desenvolver nos alunos envolvidos no projeto, a capacidade de liderança e trabalho em grupo abordando assuntos vivenciados em sala de aula preenchendo com a parte prática o conteúdo teórico aprendido em sala. O tema escolhido para o desenvolvimento do projeto será o “Braço Robótico”, e deverá necessariamente estar vinculado ás disciplinas, Sistemas de Controle e servomecanismos, e Sistemas Microcontrolados.

Este relatório visa mensurar os procedimentos realizados, pesquisas, características básicas e propostas do projeto elaborado. Foram realizados testes para avaliar o desempenho do braço robótico, o envolvimento de todos para a realização do projeto foi de extrema importância para atingirmos o objetivo proposto e a elaboração do projeto..

2 OBJETIVO

O trabalho visa desenvolver a capacidade de liderança, de desenvolvimento de projeto e de correlacionar o aprendizado teórico obtido em sala de aulas, para um projeto prático.

Foram feitas pesquisas para a realização do trabalho, o tipo de material a ser utilizado, e quais serão as estratégias para sua produção para garantir que ficará dentro dos padrões desejados, e assim buscar uma otimização para garantir um grau de segurança adequado. Fez-se necessário o desenvolvimento de programação utilizando um microcontrolador PIC, e um estudo sobre viabilidade da implementação do projeto na sociedade ou indústria da região, e um desenvolvimento de um estudo ambiental e de segurança sobre o projeto.

O braço robótico, bem como a fase de identificação do processo, são baseados nas aplicações específicas dos processos no qual deve ser avaliado antes das implementações.

3 ELABORAÇÃO DO PROJETO.

3.1 Escopo do projeto

O projeto visa à automatização de movimentação de um processo produtivo, de modo a garantir uma melhor produtividade e redução de custo com Mão de Obra.Na articulação do braço foram utilizados servomotores com torques e forças iguais em cada articulação do braço e na base.

3.2 Funcionamentos do Servomotor

Utilizam-se servomotores quando se deseja utilizar movimentos precisos e de forma controlada. A característica principal do servomotor é a capacidade que ele proporciona ao braço de movimentação, mesmo quando sofre uma força em outra direção. Para poder entender o funcionamento é necessário conhecer a parte interna.

Figura 2.1 – Partes internas de um servomotor.

(Fonte: “Imagem da Internet”)

3.3 Componentes de um Servomotor

Circuito de Controle – Este componente é responsável por monitorar o potenciômetro e o seu acionamento do motor buscando obter uma posição pré-determinada.

Potenciômetro – Aciona o eixo de saída do servo, além de monitorar a posição do mesmo.

Motor – movimenta todas as engrenagens compostas como também o eixo principal do servo.

Engrenagens – reduz a alta rotação do motor, aumenta o torque do eixo Principal e movimentam o potenciômetro junto ao eixo.

Caixa do Servo – Comporta todos os componentes do servo

3.4 Controle do Servomotor

Servomotores são alimentados com tensões de 4,8; 5 ou 7 V e captam um sinal no formato PWM (Pulse WidthModulation). Este sinal varia de 0 V á 5 V. O circuito de controle do servo monitora este sinal em intervalos de 20ms. Se neste período, o controle detecta uma mudança do sinal na sua largura, então ele altera a posição do eixo para que a sua posição se equipare com o sinal recebido.

Figura 2.1 – PWM enviando um pulso de 20ms.

(Fonte: ”imagem da internet”.)

O pulso de 1ms é correspondente à posição de 0 grau do servo ou todo a esquerda. Já um pulso de 1,5 ms corresponde a uma posição central de 90 graus do servo. E por fim um pulso de 2ms é equivalente a 180 graus. Com isto podemos variar seu grau aplicando uma simples regra de três, por exemplo, deseja-se que o motor fique em posição de 46 graus basta fazer a conta:

Graus ms

180-----------------2

46-----------------X Então: x= 46X2/180 = 0,511ms

Figura 2.1 – Posição do servomotor de acordo com o pulso.

(Fonte: “Imagem da Internet”)

Uma vez que o servo recebe um sinal de 1,5 ms, ele verifica se o potenciômetro encontra-se na posição correspondente, se ele estiver nada é feito. Se o potenciômetro não estiver na posição correspondente ao sinal recebido, o circuito de controle aciona o motor até que o potenciômetro esteja na posição correta. A posição direcional de rotação do servo motor depende da posição do potenciômetro. O motor vai girar no sentido desejado através do tempo do sinal recebido assim levando o potenciômetro mais rapidamente na posição correta. Quando tentar alterar a posição que se encontra o servo motor, observa-se uma resistência feita pelo motor. Esta resistência é chamada de torque. O torque é uma das principais características do servo motor. Medem-se o torque em kg/cm (quilograma por centímetro) ou oz/in (onça por polegada).

4 DIAGRAMA DE BLOCOS

O braço robótico devera carregar uma carga que no caso será