Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T08:19:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 295147.pdf: 2850259 bytes, checksum: 52ed09f219064164fc9becbf09a09185 (MD5) / A Síntese do Tipo é uma fase fundamental para o projeto de manipuladores paralelos. Esse processo de síntese consiste em uma abordagem sistemática, na qual um método é utilizado para gerar todas as possíveis estruturas mecânicas que sejam capazes de realizar um tipo de movimento. A Síntese do Tipo apresenta duas etapas principais: (1) Geração de pernas e (2) Montagem de manipuladores paralelos. A geração de pernas consiste em gerar cadeias cinemáticas que possuam tipos de movimentos de saída específicos. Essas cadeias cinemáticas são compostas por elos e juntas que apresentam configurações geométricas determinadas. Para a montagem dos manipuladores paralelos, as pernas geradas na primeira etapa são utilizadas. O movimento de saída que cada manipulador apresentará, ao final de sua montagem, dependerá do tipo de perna utilizado e do posicionamento de fixação das pernas. Neste trabalho será apresentada uma revisão dos principais métodos de síntese do tipo existentes, e as soluções de pernas geradas por cada método serão classificadas e organizadas utilizando uma única notação. Será apresentado também um novo método de síntese do tipo para a fase de geração de pernas. O algoritmo implementado para esse novo método combina características de algoritmos genéticos e teoria de helicoides. As soluções geradas pelo algoritmo foram comparadas com os resultados encontrados na literatura e, com isso, o método proposto foi validado.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-08-28T16:30:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347850.pdf: 10486126 bytes, checksum: 552f33f62f6464215c4b3a7ed17c3ccf (MD5) Previous issue date: 2017 / A interação de robôs pode se dar por meio da ação de forças estáticas, ou seja, quando não existem movimentos significativos entre o robô e o meio, ou dinâmica, quando o robô está em movimento mantendo o contato com o meio. Quando a movimentação é relativamente lenta, é possível considerar a interação como quase-estática, pois os efeitos dinâmicos podem ser desprezados. Nas tarefas em que se exige contato a baixas velocidades, especificações e estudos sobre a capacidade de gerar forças e momentos (ou simplesmente capacidade de força) de robôs tornam-se interessantes. Em muitos casos, durante a execução da tarefa, a capacidade de força pode estar abaixo das forças requeridas pela tarefa em algum ponto da trajetória, o que pode acarretar a ocorrência de danos materiais ou ferimentos em pessoas durante o processo. A capacidade de força nos robôs depende basicamente do potencial de geração torques, ou forças em seus atuadores de revolução ou prismáticos respectivamente e das direções das forças aplicadas. Neste sentido surge o conceito de forças isotrópicas, que consiste na máxima magnitude de força que um robô pode aplicar ou suportar em todas as direções de acordo com uma postura. O objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de um método, para obtenção dos mapas da capacidade de forças isotrópicas em manipuladores seriais planares em condições estáticas ou quase-estáticas. O estudo será realizado utilizando robôs com estruturas cinemática do tipo 3R, 4R, 5R e 6R. O método proposto tem como resultado um mapa de indicação das maiores forças isotrópicas que podem ser exercidas dentro da área de trabalho do robô. Os resultados obtidos permitem alocar uma tarefa na região com maior capacidade de força isotrópica, garantindo que a força mínima requerida pela execução da tarefa seja atendida. Neste trabalho, a modelagem estática é realizada através da teoria de helicóides e do método de Davies. A capacidade de força isotrópica é calculada através do método denominado fator de escala modificado. O método proposto é estudado por meio de casos e validado comparando os resultados com os métodos pesquisados no referencial teórico. / Abstract: The interaction of robots can occur through the action of static forces, when there is no significant movement between the robot and the environment, or dynamics, when the robot is in motion while maintaining contact with the environment. When the movement is relatively slow, it is possible to consider the interaction as quasi-static, since the dynamic effects can be neglected. In tasks requiring contact at low speeds, specifications and studies on the robots ability to generate forces and moments (or simply force capability) become interesting. In many cases, during the execution of the task, the force capability may be below the forces required by the task at some point in the trajectory, which can lead to material damage or injury people during the process. The capability of force in the robots depends basically on the potential of generation of torques, or forces in their revolution or prismatic actuators, respectively and on the directions of the applied forces. In this sense arises the concept of isotropic forces, which consists of the maximum magnitude of force that a robot can apply or support in all directions according to a posture. The main objective of this work is the development of a method to obtain the isotropic forces maps for planar serial manipulators under static or quasi-static conditions. The study will be performed using robots with kinematic structures of 3R, 4R, 5R and 6R type. The proposed method results in a map indicating the greatest isotropic forces that can be exerted within the workspace of the robot. The obtained results allow to allocate a task in the region with greater capability of isotropic force, ensuring that the minimum force required for the execution of the task is met. In this work, static modeling is performed through the screw theory and the Davies method. The isotropic force capability is calculated using the method called the modified scale factor. The proposed method is will be applied to several cases studies and validated by comparing the results obtained from it with the methods found in the literature.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T04:06:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 205017.pdf: 1532976 bytes, checksum: 3e785c0dd309085afad70d625b37310e (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T16:22:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T01:18:36Z : No. of bitstreams: 1 189218.pdf: 8834174 bytes, checksum: 0a97f02e742443161a59a2df2b9b59c8 (MD5) / Este trabalho tem como objetivo estudar o uso do controle de impedância no controle de um robô manipulador rígido. No trabalho é abordada a aplicação do controle de impedância implementado a partir de um controle de posição, através da inclusão de uma realimentação de esforço/torque, de maneira a tornar a impedância apresentada pelo manipulador exclusivamente dependente do controle. O desempenho do controle de impedância na forma desenvolvida é verificado em simulações numéricas para o caso do controle de um manipulador SCARA, considerando a sua estrutura completa. São simuladas movimentações no espaço livre e em contato com o meio, para a situação real e com variação paramétrica. O controle de impedância é implementado no manipulador SCARA Inter do laboratório de Robótica da Universidade Federal de Santa Catarina, utilizando a linguagem de programação Xoberon. Seu desempenho é comparado com os resultados obtidos nas simulações.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T21:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T03:07:29Z : No. of bitstreams: 1 147347.pdf: 3587194 bytes, checksum: 88c7628409175da71f8d04705a597093 (MD5)

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-19T01:13:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T03:25:04Z : No. of bitstreams: 1 149216.pdf: 3540689 bytes, checksum: effcc675ba10653de016df6c0395ba4b (MD5) / Este trabalho tem como objetivo principal o controle simultâneo de força e posição robusto de robôs manipuladores em contato com ambientes de elasticidade não linear. A finalidade do controlador é a automação do manuseio de peças flexíveis nos mais diversos tipos de linhas de montagem, proporcionando então, um avanço tecnológico na indústria de manufatura. A estratégia usada é o controle híbrido de força e posição. Este esquema atende simultaneamente trajetórias de referências de força e de posição especificadas no espaço de tarefa. Para proporcionar robustez ao controlador, os sub-controladores são implementados utilizando controladores de modos deslizantes. Na apresentação da teoria de estrutura variável é implementado um controlador de posiçao no espaço de juntas num robô SCARA industrial. O controlador híbrido de força e posição projetado é simulado numericamente, apresentando resultados satisfatórios com relação à estabilidade e à robustez.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Larissa Stefane Vieira Rodrigues (larissarodrigues@bce.unb.br) on 2014-12-17T16:52:31Z No. of bitstreams: 1 2014_LeandroSoaresPinheiro.pdf: 7030891 bytes, checksum: 8449a0728d16dd7c699324a30da9c9a9 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-12-29T18:27:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_LeandroSoaresPinheiro.pdf: 7030891 bytes, checksum: 8449a0728d16dd7c699324a30da9c9a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-29T18:27:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_LeandroSoaresPinheiro.pdf: 7030891 bytes, checksum: 8449a0728d16dd7c699324a30da9c9a9 (MD5) / Equipamentos de digitalização tridimensional, juntamente com sistemas de soldagem robotizada, podem ser utilizados para automação de processos de reparos em peças metálicas com mínima ou nenhuma interação humana. Este trabalho implementa algoritmos de segmentação, reconstrução e filtragem, que interpretam a nuvem de pontos de uma cavidade e, seguindo uma estratégia pré-estabelecida de preenchimento, fornecem ao manipulador robótico os pontos de trajetória necessários ao correto posicionamento dos cordões de solda, de modo a produzir o preenchimento da cavidade. Os algoritmos foram validados utilizando nuvens de pontos geradas por meio da discretização de geometrias previamente definidas em software CAD. Essas geometrias foram dimensionadas buscando-se similaridade com cavidades ocasionadas em pás de turbinas hidráulicas decorrentes de erosão por cavitação e de remoção de trinca parcialmente passante. A validação do processo completo de reparo, incluindo etapas de mapeamento 3D, de geração de trajetórias e de deposição de metal de solda, é realizada com base na digitalização de um modelo de cavidade usinado em bloco metálico, utilizando escâner comercial. Os algoritmos desenvolvidos foram capazes de mapear a cavidade, gerar a trajetória e produzir o programa em linguagem ARLA para um robô industrial IRB2000, em cujo órgão terminal se encontrava uma tocha de soldagem GMAW acoplada a sua respectiva fonte. Realizaram-se ensaios de deposição e os resultados foram analisados dos pontos de vista geométrico e de qualidade do preenchimento. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Equipments for three-dimensional digitization, integrated with robotic welding system, can be used for automation of metallic parts repair with minimum or none human intervention. This work implements algorithms for segmentation, reconstruction and filtering that manipulates a point cloud representing a cavity and delivery welding points to the robot manipulator capable of executing a predefined filling strategy. The algorithms were validated through the use of known point cloud generated from the discretization of geometries in CAD software. These geometries were designed with dimensions related to a cavity that occurs on hydraulic turbines caused by cavitation erosion and from removed cracks. The complete repairing process validation, including 3D mapping, trajectory generation and metal deposition by welding, is done based on digitization of a cavity model machined in a metallic block and scanned by a commercial 3D scanner. The developed algorithms were capable of mapping the cavity, generate the trajectory and output a program in ARLA language to an IRB2000 industrial robot, which has coupled a welding GMAW torch at its terminal joint. Depositions essays were realized and the results analyzed by geometric and filling quality perspective.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T16:46:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T19:05:52Z : No. of bitstreams: 1 153197.pdf: 37503010 bytes, checksum: 7071c8230ef8fb598c64ed0bad9ba552 (MD5) / Este trabalho trata do problema do planejamento e programação de trajetórias em manipuladores servo controlados, com ênfase no uso das técnicas de projeto e de manufatura auxiliadas por computador (CAD/CAM). A proposição consiste em usar a informação geométrica do contorno do produto, obtida a partir da modelagem de superfícies bi-paramétricas em sistemas CAD, em procedimentos de planejamento de trajetórias. Estes procedimentos, desenvolvidos e integrados, fazem uso de formulações de curvas e superfícies "B-splines". A meta principal do trabalho é efetuar a análise e a programação de atividades de robôs industriais em processos de fabricação que envolvam um movimento contínuo do efetuador, tais como a pintura, o polimento, o desbaste e a soldagem.

O objetivo principal deste trabalho é o estudo do comportamento dinâmico de um manipulador robótico de três graus de liberdade posicional. O estudo dinâmico focaliza o modelamento teórico e experimental do sistema de acionamento robótico. A tecnica de modelamento por grafos de ligação "bond-graph" é caracterizada completamente pela fonte de flexibilidade devido a elasticidade da transmissão mecânica e da compliância do acionamento com juntas robóticas flexíveis. Gera-se um modelo generalizado que contém as flexibilidades dos acionamentos, conectadas com a dinâmica de multi-corpos rígidos. Concluindo este estudo, um experimento foi montado, no qual inclui três graus de liberdade do manipulador robótico com acionamento por servomotores "brushless". Um microcomputador PC-AT compatível foi interfaceado com o CAMAC (IEEE-583) para executar as funções de excitação do sistema de digitalização de sinais transduzidos. Um programa de acionamento utiliza conversores programáveis A/D e D/A do padrão CAMAC foi aplicado no processamento digital dos sinais e estudos de identificação através do modelamento por séries temporais dos processos AR, MA e ARMA.

Este trabalho investiga o problema de controle de manipuladores com realimentação de visão na malha de controle. Analisamos principalmente os métodos da realimentação de atributos de imagem e da realimentação da posição do objeto. Além disso, será feito o estudo de dois métodos de determinação da posição de um objeto empregando visão, bem como estudos sobre a melhor forma de se posicionar as câmeras no ambiente. Devido à complexidade da dinâmica dos manipuladores nestes métodos empregam-se controladores adaptativos a nível de junta. O primeiro sistema estudado consiste de um manipulador que adquire um objeto estático, empregando a realimentação de atributos da imagem do objeto para inferir indiretamente a posição relativa entre manipulador e objeto. O segundo sistema emprega a posição do objeto determinada pela câmera em um algoritmo de controle para guiar o manipulador no rastreio de um objeto móvel. Analisamos também um terceiro sistema que é uma forma híbrida dos sistemas anteriores. Neste terceiro sistema utilizamos uma lei de comutação que, baseada na exatidão do posicionamento de cada método, seleciona o melhor método a ser utilizado em determinado ponto da trajetória. As análises destes métodos serão baseadas em simulações onde o manipulador, a câmera e o objeto são modelados. Será apresentado também um ambiente para controle de manipuladores em tempo real que incorpora a realimentação de visão, realizando-se experimentos para explicitar a influência de imagens reais no sistema do controle.