Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:55:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339484.pdf: 6014066 bytes, checksum: 1131478caedb447baf485224dddb6f06 (MD5) Previous issue date: 2016 / A diversidade de formas de representação de dados, ao longo do ciclo de desenvolvimento de um produto, tem criado a necessidade de uma linguagem comum, capaz de descrever seus dados de projeto, fabricação e medição. A norma ISO 14649, conhecida como padrão STEP-NC, nasceu como um esforço para a padronização do formato de troca de dados de produtos no âmbito da fabricação tipicamente por controle numérico computadorizado (CNC). Porém, apesar de haverem diversos trabalhos envolvendo a aplicação do padrão STEP-NC em máquinas CNC, há uma lacuna em métodos que permitam a aplicação do padrão STEP-NC na geração de programas para robôs industriais, os quais vêm sendo cada vez mais utilizados nas linhas de produção em empresas de manufatura, tanto em quantidade quanto em variedade. Este trabalho propõe um método aplicável a vários tipos de robôs industriais, o qual permite receber informações aderentes ao padrão STEP-NC e gerar as trajetórias para movimentar o robô, acelerando a sua integração na manufatura. O método utiliza o arquivo físico no formato STEP-NC para a usinagem de uma peça e, após as informações no arquivo serem interpretadas, gera-se a movimentação do robô mediante um algoritmo de cinemática inversa, considerando-se os parâmetros cinemáticos específicos de cada robô. O resultado é o conjunto dos pontos da trajetória expresso em função das juntas do robô e das coordenadas dos pontos acompanhadas da orientação do efetuador final. Com esses dados pode-se simular o processo usando-se diferentes softwares e, se necessário, esses dados podem ser traduzidos para a linguagem própria do fabricante do robô mediante pós-processadores. Para implementar o método proposto foi criado um sistema computacional na linguagem Java, o qual foi usado para gerar as trajetórias para a fabricação de duas peças prismáticas, tendo como entrada arquivos no formato STEP-NC. Essas trajetórias foram testadas em três robôs industriais com diferentes morfologias, em um ambiente virtual, comprovando-se a viabilidade da aplicação do método proposto. Este trabalho pretende contribuir para a sistematização da geração de trajetórias para robôs industriais, aderentes ao padrão STEP-NC, visando reduzir significativamente o tempo de programação de robôs, constituindo-se em um trabalho de interesse e utilidade tanto em aplicações industriais quanto no setor acadêmico.<br> / Abstract: The different forms of data representation, along the product development process, have created the need for a common language capable of describing the design, manufacturing, and measurement data. The ISO 14649 standard, known as the STEP-NC standard, began as an effort to standardize the product data exchange format within manufacturing typically by computerized numerical control (CNC). However, although there are several studies involving the application of the STEP-NC standard in CNC machines, there is a gap in methods for the application of STEP-NC standard in the generation of programs for industrial robots, which are being increasingly used in production lines in manufacturing companies, both in quantity and variety. This work proposes a method applicable to various types of industrial robots, which allows STEP-compliant information to be received and generates the path along which the robot should move, accelerating the setup and integration of robots in manufacturing. The method uses the physical file in STEP-NC format for machining a workpiece, and after the information in the file is interpreted, the movement of the robot is generated by means of an inverse kinematics algorithm, considering the specific kinematic parameters of each robot. The result is the set of points along the path expressed in terms of the robot joints and the coordinates of the points, together with the orientation of the end effector. With these data one can simulate the process using different pieces of software and, if necessary, these data can be translated into the language of the robot by postprocessors. In order to implement the proposed method a computer program was developed using the Java language, which was used to generate the paths to manufacture two prismatic parts, having as input the files in the STEP-NC format. These paths were tested on three industrial robots with different morphologies, in a virtual environment, confirming the feasibility of the proposed method. This work seeks to contribute to the systematization of path generation for industrial robots, compliant with the STEP-NC standard, in order to reduce significantly the robot programming time, which makes this work important for both industry and academia.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2006. / Submitted by Diogo Trindade Fóis (diogo_fois@hotmail.com) on 2009-10-30T15:05:56Z No. of bitstreams: 1 2006_Benedito Aloisio Nunes Campos.pdf: 2607017 bytes, checksum: 79251b8eee78911253451e3bbc665a71 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2009-12-03T12:22:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Benedito Aloisio Nunes Campos.pdf: 2607017 bytes, checksum: 79251b8eee78911253451e3bbc665a71 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-12-03T12:22:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Benedito Aloisio Nunes Campos.pdf: 2607017 bytes, checksum: 79251b8eee78911253451e3bbc665a71 (MD5) Previous issue date: 2006-12-13 / O presente trabalho tem como objetivo a construção de um protótipo de simulador para modelagem e calibração de robôs industriais, que seja robusto e didático, no sentido de subsidiar, em futuros trabalhos, o planejamento de suas trajetórias, programadas "off-line". A programação off-line oferece grande ganho de produtividade nos robôs industriais, uma vez em que o robô não precisa parar seu serviço em uma célula de manufatura, enquanto é programado. No entanto é necessário que seu modelo nominal esteja calibrado em relação a sua estrutura real, para que não ocorram desvios de posição e da trajetória desejada durante sua operação. Apesar de apresentados métodos gerais para a modelagem e calibração, o enfoque básico deste trabalho ocorre nos robôs industriais de juntas rotativas com graus de liberdade menores ou iguais a seis. A modelagem cinemática obedece às notações de Denavit Hartemberg, quando se tratam juntas ortogonais, e de Hayati, quando as mesmas são paralelas. As mudanças de referencial que ocorrem em cada elo do braço industrial, são obtidas a partir da multiplicação das consecutivas matrizes correspondentes às transformações homogêneas de uma junta para a próxima. Para calibração dos parâmetros do robô são adotados os algorítmos de Levenberg e Marquadt para solução de problemas de mínimos quadrados não-lineares. Esta solução se mostrou muito robusta e com baixo custo computacional, uma vez em que tem sua convergência bem mais rápida que os "Quasi-Newton Methods", que já foram muito usados na resolução de problemas similares. De posse dos valores calibrados dos parâmetros do robô, o seu modelo é refeito e um simulador de geração de trajetória pode ser implementado. Os algoritmos foram desenvolvidos no ambiente Matlab e Simulink. Esta escolha deve-se em grande parte pela capacidade didática que este ambiente tem, facilitando a futuros leitores deste trabalho a análise, reprodução e adequação do mesmo ás suas próprias necessidades. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The aim of the present work is to project and build a modeling and calibrating simulator system prototype for industrial robots, that must be robust and didactic, in order to subsidize, in future works, it’s path planing, programed offline. The offline programing offers a great improvement in the productivity of industrial robots, since the robot does not need to stop it´s own work in a manufacture cell, while is being programed. Nevertheless it is strongly recommended that it´s nominal model have already been calibratéd in relation to it´s own real structure, to avoid problems like deviation of it´s desired position and path during operation. Although general methods of modeling and calibrating is presented, the focous of this work lies on rotational joint robots with equal or less than six degrees of freedom. The kinematic modeling rules obey the Denavit-Hartemberg notation, for modeling ortogonal joints and Hayati notation for modeling parallel joints. The kinematic equations are obtained by multiplying consecutive linear aplications, wich is representing each change in the worldframe, that ocours in each elo of the industrial robot. For the robot parameter calibration it will be adopting the Levemberg Marquadt algorithm for non linear least squares problem solving. This solution have been seen like a very robust and cheap one, as its convegence is faster than the “Quasi-Newton Methods”, which has been large used in similar problems solving. Holding the calibratéd robot parameters, we are able to reshape its models, in order to built a path generator simulator. The algoritms were developed in Matlab and Simulik environment. This was done because this evironment tends to be very didactic, making easy to future readers to análise, reproduce and reshape this study as they need.

Orientador: João Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T13:41:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 David_SergioAdriani_M.pdf: 22739500 bytes, checksum: 15360eded4b2440323b1138429672e0d (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Este estudo tem como objetivo principal a modelagem dinâmica de manipuladores flexíveis, e um estudo comparativo com robôs rígidos, tomando-se possível uma simulação deste modelo e o desenvolvimento de controladores eficientes. Neste trabalho desenvolve-se a modelagem dinâmica para um sistema que possui dois links flexíveis e duas juntas rotacionais, e para efeito de comparação trabalha-se também com uma estrutura rígida nas mesmas condições. A modelagem do sistema flexível exige o desenvolvimento de um conveniente modelo matemático. Ressalta-se o fato de que trata-se o problema com todas as suas não linearidades sem usar de nenhuma linearização, processo que é utilizado em quase a totalidade dos trabalhos na área, a fim de simplificar as equações de movimento, sendo desenvolvida ainda uma parametrização dos termos nessas equações de tal forma que o sistema flexível possa ser escrito como uma extensão do modelo rígido. Isso permite facilidade nas comparações entre os sistemas, tomando possível através de simulações controladas uma avaliação do comportamento do sistema, mostrando a possibilidade de compensação de efeitos físicos num problema de controle robótico / Abstract: The main goal of this work is to model the dynamicbehavior of flexible manipulators. It is also presented a comparative study with rigid robots. It is possible to use the model for computer simulations to aid the development of efficient control. In this work the dynamic modeling is performed for a system that contains two flexible links and two rotational joints. For the sake of comparision a rigid structure with two links and two rotational joints is also analyzed. A convenient mathematical model is developed for the modeling of the flexible system. I outline the fact that the motion equations are treated with all non-linearities taken into account, without the usage of any simplifying linearization procedure, as found in most of the works presented in the literature. A parametrization of the terms of the motion equations, wich makes it easier to compare the rigid and the flexible system, to assess the system behavior through controlled simulations and to show the possibility of compensating physical effects present in the robot control problem is also developed. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Alvaro Geraldo Badan Palhares / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-21T14:48:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_AntonietadoLago_D.pdf: 7176913 bytes, checksum: a11b266229b05cb5c490d05fef4ee376 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: O presente trabalho apresenta o estudo do controle da trajetória da ponta do braço mecânico de um robô industrial, com três graus de liberdade: base deslizante, ombro e cotovelo. O trabalho mostra, também, o estudo do mecanismo diferencial, visando a sua aplicação no punho desse robô. O objetivo do controle de trajetória e do mecanismo diferencial é de dotar o robô com movimentos coordenados, que é o ponto de partida para os movimento orgânicos. O estudo do controle de trajetória inclui o desenvolvimento e a implantação de uma estratégia de controle autônoma e hierárquica para trajetórias contínuas, planares e espaciais, da ponta do braço mecânico. As características fundamentais dessa estratégia de controle de trajetória são as seguintes: - As trajetórias são expressas em forma analítica por uma equação matemática que as define; - o rastreamento da trajetória é baseado em uma lei de controle e o seu erro é corrigido através da função objetivo; - A velocidade tangencial é mantida constante. Obteve-se um avanço tecnológico considerável com o uso dessa estratégia de controle, em relação à técnica industrial atual, onde o rastreamento da trajetória da ponta do braço mecânico não é baseado numa lei de controle. O estudo do mecanismo diferencial é feito através do modelamento dos mecanismos de acionamentos, com duas e com três engrenagens e da análise dos movimentos rígido ou complacente que surgem quando esses mecanismos são acionados...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This work proposes the study of the trajectory control of the extremity of the industrial robot mechanical arm, with three degrees of freedom: sliding base, shoulder and elbow. The work also shows the investigation of a differential mechanism, considering its application in the robot wrist. The objectives of the trajectory control and of the differential mechanism is to supply the robot with coordinated motions, which is the departing point for the organic motions. The study of trajectory control of the mechanical arm includes development and implementation of an autonomous and hierarchical control strategy for plainer and spatial continuous trajectories of the mechanical arm. The main characteristics in that trajectory control strategy are the following: - The trajectories are expressed in an analytical form defined by a mathematical equation; - The trajectory tracing is based in the control law, and its error is corrected by the objective function; - The tangential velocity is maintained constant throughout the movement. A great advance in technology was achieved with the use of that control strategy, in relation to the actual industrial technique, where the trajectory tracing of the mechanical arm cannot be based in a control law. The study of the differential mechanism was reached by modeling of driving mechanisms with two and three gears and the analysis of the rigid and compliant motions that arise when these mechanisms are driven...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: João Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T14:23:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sa_ClaudioEduardoAravechiade_M.pdf: 5537569 bytes, checksum: cd4f1828cf7119d7fa7726bf9d8b09d3 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Um robô industrial pode ser modelado como uma cadeia articulada com diversos corpos rígidos conectados por juntas de revolução ou prismáticas que são movimentadas por atuadores. A partir de um dado conjunto de ângulos ou deslocamentos e da geometria do mesmo, torna-se possível o conhecimento da posição e orientação da garra em relação a um referencial solidário à base do manipulador (modelo cinemático direto). Entretanto, em grande parte das aplicações, a partir do conhecimento de uma dada posição e orientação da garra, é necessário calcular os ângulos ou deslocamentos necessários para movimentação das juntas do manipulador para atingir o objetivo desejado (modelo cinemático inverso). Neste trabalho é dado ênfase a robôs com juntas rotacionais, mas isto não impede que os resultados obtidos possam ser estendido para robôs com outros tipos de juntas. Este trabalho tem como objetivo o estudo de algoritmos para a inversão da matriz Jacobiana necessária para a solução do problema cinemático inverso, pelo método recursivo, que possam ser implementados em tempo real e, ao mesmo tempo, garantir convergência e estabilidade do sistema. Os algoritmos foram implementados em linguagem ADA em um microcomputador compatível com a linha IBM-PC-AT / Abstract: An industrial robot may be modeled by a series of links interconnected by either rotary or slidingjoints driven by atuators. From a given angular configuration and the geometric's manipulator, it is possible to know the position and orientation of its end effector with respect to a coordinate system fixed in the base of the manipulator (kinematic direct model). However, in many aplications, from a knowlegd of a give position and orientation of end effector is necessary to calculate the angles or displacements necessary to the movement of the joint of the manipulator to achieve a given objective (kinematic inverse model).This work focuses robots with rotational joints, but the results may be extended for others types of robots. This work focus the study of algorithmsfor the inversion of Jacobian matrix necessary for the solution of inverse kinematic, through recursive method, that may be implemented in real time to achieve system convergence and stability.The algorithms will be implementingin ADA language in the computer compatible with IBM-PC-AT line / Mestrado / Mecanica dos Solidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: João Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T14:02:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_CarlosHenrique_M.pdf: 4568748 bytes, checksum: a1f2733b6582a37527537f5963b22e74 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: O objetivo principal deste trabalho é o de fazer uma análise prática do desempenho de urna arquitetura distribuída baseada na técnica ATOS, aplicada à supervisão e controle de robôs industriais. Inicialmente é feita urna discussão a respeito de arquiteturas de controladores, sendo feita urna comparação entre arquiteturas centralizadas e distribuídas. Em seguida, a partir de urna arquitetura distribuída, é feita urna descrição de urna solução completa para um supervisor de controle, com ênfase ao controle de juntas, para o qual são apresentadas duas soluções de implementação. São descritas os módulos hardware e software que foram implementados, assim corno os programas aplicativos utilizados no desenvolvimento do, protótipo. Para as montagens experimentais são mostrados o ambiente e procedimento de testes juntamente com os resultados e comentários / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2018

Orientador: João Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-16T02:05:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Miranda_MarcioFantini_M.pdf: 2649230 bytes, checksum: cdc6957f72ea58be20a52d3e35daa10b (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: Neste trabalho fazemos um estudo teórico e experimental de controladores para robôs industriais. O estudo teórico enfatiza tanto a aplicação de controladores lineares quanto não lineares. No estudo experimental utilizamos algoritmos de controle não linear, implementado num microcomputador dedicado, de baixo custo, baseado no microprocessador Z80, para o controle de um motor DC. Os resultados são analisados graficamente. Os estudos teóricos são acompanhados de simulações / Abstract: This work is a theoretical and experimental stl1dy of controllers for industrial robots. The theoretical study was made for aplication of linear and non-linear controllers for industrial robots. The main objective of the experimental study is to implement a non-linear controller, using a dedicaded microcomputer based on microprocessor Z80 to controI a DC motor. The results are showed by graphics. The theoretical study is accomplished by simulations / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Geraldo Nonato Telles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T07:00:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DuranAcevedo_OrlandoMauricio_M.pdf: 2972290 bytes, checksum: e224dbb051d5ad9a0e4c80dad34ea475 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Nesta dissertação é especificado e implantado um prot6tipo de um sistema de simulação "Off-line" para um robô industrial do tipo SCARN (IBM 7535). Trata-se de um pacote de software composto de quatro m6dulos principais: Um interpretador da linguagem AMV, um gerenciador de objetos e "Lay-Outs", um simulador gráfico com seis possibilidades de visualização e um detetor automático de colisões baseado na construção de Mapas de Configuração. O simulador foi implantado num microcomputador sob o Sistema Operacional MS-DOS / Abstract: This dissertation presents the specification and implementation of a SCARA' type Industrial Robot Off-line Simulation System Prototype (mM 7535). The system is composed by foUf main modules: An AML2 language Interpreter, a lay-outs managment system, a graphic simulator with six options to watchibg the manipulator's actions and a Configuration Map-Based Automatic collisions detector. This system was implemented under the MS-DOS operating System / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: João Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T05:39:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fayan_BeneditoLuiz_M.pdf: 2762918 bytes, checksum: 3de428aa0a642592b21393daaa3962c4 (MD5) Previous issue date: 1992 / Resumo: O objetivo principal deste trabalho é a especificação de um supervisor de controle para um robô industrial. Primeiramente são introduzidos conceitos de robôs manipuladores e apresentados as diversas formas de modelagem. Dentre os vários modelos, ênfase especial é dada à modelagem cinemática inversa, visto ser essencial para uma das aplicações fundamentais que o supervisor de controle especificado deve possuir, que é controlar a posição do efetuador do robô no espaço cartesiano. Diversos algoritmos para a modelagem cinemática inversa foram desenvolvidos, sendo detalhadas as suas características e então sendo feitas as comparações para a escolha do algoritmo que melhor se adequa à função de controle no espaço no espaço cartesiano. As arquiteturas de hardware e de software propostas para o supervisor são abordadas, sendo feita a descrição funcional das diferentes unidades processadoras que compõem o sistema e a descrição das interfaces dos vários módulos de software especificados / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica