O presente trabalho trata do desenvolvimento de um sistema para comunicação bidirecional entre um robô ABB IRB 1400, originalmente desprovido de uma interface de comunicação de dados, e um microcomputador PC padrão. Para a implementação utilizou-se a porta paralela do PC e uma Placa E/S Digital para sinais discretos disponível no controlador do robô. Devido à diferença de caracterìsticas elétricas entre as interfaces utilizadas, foi necessáio projetar um dispositivo que permitisse o ajuste dos niveis de tensão entre os sinais. Osistema foi elaborado visando sua utilização por programas desenvolvidos pelos usuários em ambiente Windows, sendo disponibilizadas rotinas para envio e recebimento de dados através de um protocolo próprio. Na plataforma PC as rotinas estão encapsuladas em um arquivo compilado no formato DDL (Dynamic Link Library). No controlador do robô as rotinas foram criadas em linguagem ABB RAPID. O programa desenvolvido pelo usuário é responsável por todo o processamento das informações, que são então enviadas através do sistema de comunicação a um outro programa específico sendo executado no controlador do robô, o qual interpreta os dados e ativa as tarefas correspondentes. Os resultados obtidos foram satisfatórios, sendo a velocidade de transmissão limitada pela velocidade da Placa E/S do robô. Utilizando-se uma placa ABB DSQC 223, atingiram taxas de transmissão da ordem de 12,5 bytes/s para envio e 6,1 bytes/s para o recbimento de informaçãoes a partir do PC. O sistema demonstrou ser uma alternativa viável para o controle do robô através de um microcomputador PC, apresentando boa confiabilidade, baixo custo e faciliadade de implementação.

O presente trabalho aborda o desenvolvimento e aplicação de um sistema de visão para um robô industrial, dedicado a tarefas de manipulação. Para seu desenvolvimento, foi feita a integração de equipamentos comerciais de captação de vídeo com um PC, onde é executada a análise das imagens. Os resultados são enviados ao controlador do robô através de um sistema de comunicação, sendo recebidos por um programa de manipulação que executa as tarefas. Como peça central do sistema de captura e processamento de imagens tem-se o programa RobVis, desenvolvido em linguagem Visual Basic e que tem a função principal de identificar a posição e orientação de objetos a serem manipulados pelo robô, que interpreta as imagens captadas por uma câmera de vídeo do tipo CCD, ligada a uma placa de captura de imagens. Após definidas as variáveis de interesse, estas são transmitidas ao controlador do robô, através de um sistema de comunicação IRBCom, desenvolvido no Laboratório de Robótica da UFRGS. No controlador, um programa de manipulação escrito em linguagem Rapid, nativa do manipulador empregado, recebe as variáveis para execução da tarefa de captura de objetos em posições aleatórias e depósito em um ponto de descarga pré-definido. O sistema de visão desenvolvido caracteriza-se como de fácil implementação e aplicação em tarefas de manipulação robótica industrial que exijam a determinação da posição e orientação de objetos de trabalho dentro de uma porção do volume de trabalho do robô, coberta por um sistema de visão.

Sistemas produtivos industriais podem combinar, em células de manufatura, diferentes características de automação de processos permitindo interfaceamento e possibilitando a flexibilização e otimização da manufatura. Nos processos de fabricação, as dificuldades para a execução de processos de usinagem convencional ou mesmo através de comando numérico, quando se dispõe de máquinas adequadas para a fabricação de peças de geometrias complexas, podem limitar a criatividade, bem como dificultar o desenvolvimento do processo produtivo de forma otimizada. As dificuldades encontradas vão desde fixação das peças, necessidades de dispositivos especiais, restrições nos volumes de trabalho de máquinas CNC e mesmo a geração de trajetórias complexas para máquinas com limitações de eixos. Este trabalho propõe uma metodologia alternativa para usinagem, especialmente fresamento, com desenvolvimento de um algoritmo capaz de, através da utilização de recursos de sistemas CAD/CAM, traduzir arquivos gráficos para uma linguagem de programação utilizada em robôs. Na aplicação utilizam-se recursos dos sistemas CAD/CAM para gerar, numa primeira etapa, o código de programação para máquinas-ferramenta de comando numérico e posterior adaptação, para aplicação em sistemas robóticos. Informações de caminhos de ferramenta para usinagem em máquinas CNC são convertidos, através de uma interface computacional, em trajetórias a serem seguidas por uma ferramenta guiada por um manipulador de robô industrial. Os parâmetros de processo são também adequados as restrições dos sistemas robotizados. A viabilidade do sistema proposto é confirmada através de testes realizados em modelos de superfícies complexas, onde o objetivo do referido trabalho foi alcançado.

O Aeromóvel é um sistema de transportes com um conceito não convencional de transmissão de potência. Ele se baseia na transferência de força pela geração de diferenças de pressão em câmaras adjacentes, como em pistões pneumáticos. As vigas por onde o veículo desloca-se são vazadas, onde câmaras internas são formadas pela presença de anteparos ligados ao veículo e de elementos de potência. Em razão de o veículo não carregar o seu sistema de potência, que no caso do Aeromóvel está instalado no solo, a tecnologia apresenta reduzidos custos de construção e instalação comparada com sistemas de transporte similares. Este trabalho propõe a descrição matemática e a criação de um modelo computacional desta tecnologia, com fim de proporcionar uma importante ferramenta de projeto. É realizada uma breve revisão bibliográfica dos trabalhos realizados, relatando o histórico de seu desenvolvimento. Descrevemse os princípios de operação e os atuadores que são utilizados pelo Aeromóvel. A modelagem física consiste na análise das principais forças sobre o veículo e na utilização das equações para gases compressíveis para a representação das dinâmicas das pressões na câmara. A abordagem matemática realizada é feita através da análise por parâmetros concentrados. O modelo computacional é desenvolvido no ambiente Simulink® do programa Matlab®. A avaliação do presente trabalho é efetuada através de experimentos realizados na planta existente na cidade de Porto Alegre. São observadas e discutidas suas características particulares. Três importantes variáveis são avaliadas nos ensaios, massa, potência e modo de operação, com o objetivo de verificar a generalidade da validade do modelo. A análise dos resultados demonstra que o modelo é valido com uma boa correlação para representar o sistema Aeromóvel. Realizam-se simulações dos modos típicos de operação do sistema. Elas são feitas utilizando-se a máxima potência instalada, de forma a demonstrar os limites que a tecnologia alcança. Ao fim estão apresentados resultados de dois sistemas de controle propostos para o Sistema Aeromóvel, que puderam ser avaliados pela utilização do modelo computacional. O presente trabalho mostra-se uma importante ferramenta de projeto, proporcionando liberdade para o dimensionamento do sistema Aeromóvel para as mais variadas aplicações, prevendo o seu comportamento e desempenho. / The Aeromóvel is a transport system with a non-conventional concept of power transmission. It is based in the transference of force by the generation of differences of pressure in adjacent chambers, likewise in pneumatic pistons. The beams where the vehicle runs have a hole, where internal chambers are formed by the presence of baffles linked to the vehicle and power elements. As the vehicle does not carry its power system, the technology presents lower construction and installation costs compared with other similar transport systems. This work proposes a mathematical description and the creation of a computational model of this technology, with aim to provide an important project tool. A brief history review of preview works is made, mentioning the history of its development. The operational principles and the actuators utilized by the Aeromóvel are described. The physical modeling consists on the analysis of the principles forces acting on the vehicle and on the use of the equations for comprehensible gases in the representation of the pressure dynamics in the chambers. The mathematical approach is done through the analysis by lumped parameters. The computational model is developed in the Simulink® environment of the program Matlab®. The evaluation of the present work is effected through experiments realized on the existing plant on the city of Porto Alegre, Brazil. Plant particular characteristics are observed and debated. Three important variables are evaluated in the tests, mass, power and operational mean, with the objective to verify the generality of the model validity. The analysis of the results demonstrates that the model is valid with a good correlation to represent the Aeromovel system. Simulations of typical means of system operation are realized. They are made using the maximum installed power, so that the limits the technology reaches can be demonstrated. At end results of two control systems proposed to the Aeromovel technology are showed, which could be evaluated by the use of the computational model. The present work proved to be an important project tool, providing freedom to dimension the Aeromovel system in the most variable applications, previewing its behavior and performance.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2747_Tese.Erlon Cavazzana.pdf: 7138061 bytes, checksum: 8a55f12f5105288f959b8eca9ea63d09 (MD5) Previous issue date: 2012-12-28 / Esta tese apresenta contribuições ao estudo viabilidade de controle de laminadores de produtos planos, propondo uma estratégia baseada nas técnicas Gain Scheduling clássica. A qualidade da tira laminada está relacionada à minimização da variação da espessura de saída da tira e do coroamento da mesma. É possível atuar em diferentes subsistemas do processo para buscar a qualidade desejada. Além disso, fatores econômicos como produtividade e custo, incluindo o custo de manutenção do sistema, são extremamente importantes na sociedade moderna, impulsionando a demanda por tecnologias avançadas que melhoram esses fatores. O sistema proposto utiliza um controlador não-linear com um integrador no ramo direto entre o controlador e a planta, que simplifica o projeto Gain Scheduling. Um método baseado em reguladores ótimos Quadráticos é utilizado na sintonia dos controladores lineares, e os ganhos do controlador global são obtidos pela interpolação dos ganhos sintonizados. Também foi desenvolvido um mecanismo de suavização de ação de controle que permite obter melhorias no processo. O controlador proposto é testado em diversos subsistemas do processo, quais sejam> subsistema da bobinadeira, da desbobinadeira, do ajuste de gap e do tensionamento da tira. Cada subsistema é capaz de atuar em um determinado parâmetro operacional para recuperar o ponto de operação do sistema frente aos distúrbios de processo. Resultados de simulação são apresentados Resultados de simulações são apresentados, utilizando dados teóricos e dados reais da indústria para mostrar a viabilidade desse controlador. Testes comparativos do controlador Gain Scheduling com um controlador de ganhos fixo mostraram que o primeiro alcança desempenho superior em todos os casos analisados. Além disso, a metodologia desenvolvida serve de base para o desenvolvimento de outras propostas

O Aeromóvel é um sistema de transportes com um conceito não convencional de transmissão de potência. Ele se baseia na transferência de força pela geração de diferenças de pressão em câmaras adjacentes, como em pistões pneumáticos. As vigas por onde o veículo desloca-se são vazadas, onde câmaras internas são formadas pela presença de anteparos ligados ao veículo e de elementos de potência. Em razão de o veículo não carregar o seu sistema de potência, que no caso do Aeromóvel está instalado no solo, a tecnologia apresenta reduzidos custos de construção e instalação comparada com sistemas de transporte similares. Este trabalho propõe a descrição matemática e a criação de um modelo computacional desta tecnologia, com fim de proporcionar uma importante ferramenta de projeto. É realizada uma breve revisão bibliográfica dos trabalhos realizados, relatando o histórico de seu desenvolvimento. Descrevemse os princípios de operação e os atuadores que são utilizados pelo Aeromóvel. A modelagem física consiste na análise das principais forças sobre o veículo e na utilização das equações para gases compressíveis para a representação das dinâmicas das pressões na câmara. A abordagem matemática realizada é feita através da análise por parâmetros concentrados. O modelo computacional é desenvolvido no ambiente Simulink® do programa Matlab®. A avaliação do presente trabalho é efetuada através de experimentos realizados na planta existente na cidade de Porto Alegre. São observadas e discutidas suas características particulares. Três importantes variáveis são avaliadas nos ensaios, massa, potência e modo de operação, com o objetivo de verificar a generalidade da validade do modelo. A análise dos resultados demonstra que o modelo é valido com uma boa correlação para representar o sistema Aeromóvel. Realizam-se simulações dos modos típicos de operação do sistema. Elas são feitas utilizando-se a máxima potência instalada, de forma a demonstrar os limites que a tecnologia alcança. Ao fim estão apresentados resultados de dois sistemas de controle propostos para o Sistema Aeromóvel, que puderam ser avaliados pela utilização do modelo computacional. O presente trabalho mostra-se uma importante ferramenta de projeto, proporcionando liberdade para o dimensionamento do sistema Aeromóvel para as mais variadas aplicações, prevendo o seu comportamento e desempenho. / The Aeromóvel is a transport system with a non-conventional concept of power transmission. It is based in the transference of force by the generation of differences of pressure in adjacent chambers, likewise in pneumatic pistons. The beams where the vehicle runs have a hole, where internal chambers are formed by the presence of baffles linked to the vehicle and power elements. As the vehicle does not carry its power system, the technology presents lower construction and installation costs compared with other similar transport systems. This work proposes a mathematical description and the creation of a computational model of this technology, with aim to provide an important project tool. A brief history review of preview works is made, mentioning the history of its development. The operational principles and the actuators utilized by the Aeromóvel are described. The physical modeling consists on the analysis of the principles forces acting on the vehicle and on the use of the equations for comprehensible gases in the representation of the pressure dynamics in the chambers. The mathematical approach is done through the analysis by lumped parameters. The computational model is developed in the Simulink® environment of the program Matlab®. The evaluation of the present work is effected through experiments realized on the existing plant on the city of Porto Alegre, Brazil. Plant particular characteristics are observed and debated. Three important variables are evaluated in the tests, mass, power and operational mean, with the objective to verify the generality of the model validity. The analysis of the results demonstrates that the model is valid with a good correlation to represent the Aeromovel system. Simulations of typical means of system operation are realized. They are made using the maximum installed power, so that the limits the technology reaches can be demonstrated. At end results of two control systems proposed to the Aeromovel technology are showed, which could be evaluated by the use of the computational model. The present work proved to be an important project tool, providing freedom to dimension the Aeromovel system in the most variable applications, previewing its behavior and performance.

O presente trabalho trata do desenvolvimento de um sistema para comunicação bidirecional entre um robô ABB IRB 1400, originalmente desprovido de uma interface de comunicação de dados, e um microcomputador PC padrão. Para a implementação utilizou-se a porta paralela do PC e uma Placa E/S Digital para sinais discretos disponível no controlador do robô. Devido à diferença de caracterìsticas elétricas entre as interfaces utilizadas, foi necessáio projetar um dispositivo que permitisse o ajuste dos niveis de tensão entre os sinais. Osistema foi elaborado visando sua utilização por programas desenvolvidos pelos usuários em ambiente Windows, sendo disponibilizadas rotinas para envio e recebimento de dados através de um protocolo próprio. Na plataforma PC as rotinas estão encapsuladas em um arquivo compilado no formato DDL (Dynamic Link Library). No controlador do robô as rotinas foram criadas em linguagem ABB RAPID. O programa desenvolvido pelo usuário é responsável por todo o processamento das informações, que são então enviadas através do sistema de comunicação a um outro programa específico sendo executado no controlador do robô, o qual interpreta os dados e ativa as tarefas correspondentes. Os resultados obtidos foram satisfatórios, sendo a velocidade de transmissão limitada pela velocidade da Placa E/S do robô. Utilizando-se uma placa ABB DSQC 223, atingiram taxas de transmissão da ordem de 12,5 bytes/s para envio e 6,1 bytes/s para o recbimento de informaçãoes a partir do PC. O sistema demonstrou ser uma alternativa viável para o controle do robô através de um microcomputador PC, apresentando boa confiabilidade, baixo custo e faciliadade de implementação.

O presente trabalho aborda o desenvolvimento e aplicação de um sistema de visão para um robô industrial, dedicado a tarefas de manipulação. Para seu desenvolvimento, foi feita a integração de equipamentos comerciais de captação de vídeo com um PC, onde é executada a análise das imagens. Os resultados são enviados ao controlador do robô através de um sistema de comunicação, sendo recebidos por um programa de manipulação que executa as tarefas. Como peça central do sistema de captura e processamento de imagens tem-se o programa RobVis, desenvolvido em linguagem Visual Basic e que tem a função principal de identificar a posição e orientação de objetos a serem manipulados pelo robô, que interpreta as imagens captadas por uma câmera de vídeo do tipo CCD, ligada a uma placa de captura de imagens. Após definidas as variáveis de interesse, estas são transmitidas ao controlador do robô, através de um sistema de comunicação IRBCom, desenvolvido no Laboratório de Robótica da UFRGS. No controlador, um programa de manipulação escrito em linguagem Rapid, nativa do manipulador empregado, recebe as variáveis para execução da tarefa de captura de objetos em posições aleatórias e depósito em um ponto de descarga pré-definido. O sistema de visão desenvolvido caracteriza-se como de fácil implementação e aplicação em tarefas de manipulação robótica industrial que exijam a determinação da posição e orientação de objetos de trabalho dentro de uma porção do volume de trabalho do robô, coberta por um sistema de visão.

Sistemas produtivos industriais podem combinar, em células de manufatura, diferentes características de automação de processos permitindo interfaceamento e possibilitando a flexibilização e otimização da manufatura. Nos processos de fabricação, as dificuldades para a execução de processos de usinagem convencional ou mesmo através de comando numérico, quando se dispõe de máquinas adequadas para a fabricação de peças de geometrias complexas, podem limitar a criatividade, bem como dificultar o desenvolvimento do processo produtivo de forma otimizada. As dificuldades encontradas vão desde fixação das peças, necessidades de dispositivos especiais, restrições nos volumes de trabalho de máquinas CNC e mesmo a geração de trajetórias complexas para máquinas com limitações de eixos. Este trabalho propõe uma metodologia alternativa para usinagem, especialmente fresamento, com desenvolvimento de um algoritmo capaz de, através da utilização de recursos de sistemas CAD/CAM, traduzir arquivos gráficos para uma linguagem de programação utilizada em robôs. Na aplicação utilizam-se recursos dos sistemas CAD/CAM para gerar, numa primeira etapa, o código de programação para máquinas-ferramenta de comando numérico e posterior adaptação, para aplicação em sistemas robóticos. Informações de caminhos de ferramenta para usinagem em máquinas CNC são convertidos, através de uma interface computacional, em trajetórias a serem seguidas por uma ferramenta guiada por um manipulador de robô industrial. Os parâmetros de processo são também adequados as restrições dos sistemas robotizados. A viabilidade do sistema proposto é confirmada através de testes realizados em modelos de superfícies complexas, onde o objetivo do referido trabalho foi alcançado.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Mecânica, 2010. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-08-09T11:25:42Z No. of bitstreams: 1 2010_AlvaroAntonioPatinoForero.pdf: 1721460 bytes, checksum: 693af567a811f6e0fc452fa9c1fc4f96 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-08-09T12:00:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_AlvaroAntonioPatinoForero.pdf: 1721460 bytes, checksum: 693af567a811f6e0fc452fa9c1fc4f96 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-08-09T12:00:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_AlvaroAntonioPatinoForero.pdf: 1721460 bytes, checksum: 693af567a811f6e0fc452fa9c1fc4f96 (MD5) / Grupos de elevadores são normalmente encontrados em edifícios comerciais e seu controle pode ser feito de diversas formas, incluindo desde o simples atendimento da chamada de pavimento pelo elevador que esteja mais próximo até a seleção, por meio da avaliação de múltiplos critérios, daquele que apresente a maior aptidão para atender à chamada. Nesse contexto, este trabalho tem por objetivo principal estudar a aplicação de técnicas de controle nebuloso para definir as prioridades de atribuição de elevadores para o atendimento de chamadas de pavimento, considerando um sistema moderno em que se tem o conhecimento prévio do destino de cada chamada e utilizando uma arquitetura de automação industrial para a implementação do sistema de controle do grupo de elevadores (EGCS – Elevator Group Control System). A metodologia adotada neste trabalho consistiu de realizar uma ampla pesquisa sobre os EGCS’s atualmente existentes, entender seu funcionamento e extrair de cada sistema analisado as vantagens específicas de cada estratégia e uni-las em um novo modelo baseado em técnicas de controle nebuloso. Desenvolveu-se então um controlador nebuloso com três entradas, relacionadas à distância, à disponibilidade de carga e ao tempo de espera dos passageiros, e uma saída relacionada à prioridade atribuída a cada elevador. Para a realização de testes de desempenho do sistema de controle, foi necessário desenvolver um simulador do comportamento de elevadores, o qual foi implementado por meio de um emulador de CLP, e um sistema gerador de chamadas de pavimento, o qual era responsável por gerar,com base em técnicas probabilísticas, os tempos de ocorrência das chamadas de pavimento. Desenvolveu-se ainda um software cliente OPC (OLE for Process Control) por meio do qual se fez possível capturar as informações da dinâmica dos elevadores, implementado no emulador de CLP, e realimentá-las. Além disso, incluíram-se no sistema cliente o controlador nebuloso e as rotinas de gerenciamento de dados necessárias à realização da simulação do tráfego de elevadores. Para o desenvolvimento do sistema cliente, utilizou-se a linguagem unificada de modelagem (UML), a qual descreve com diagramas padronizados o desenvolvimento do simulador e a interação com os diferentes componentes do sistema de simulação. Com base no sistema desenvolvido, realizaram-se simulações em um estudo de caso com diversos fluxos de passageiros e os resultados foram comparados com resultados de sistemas semelhantes publicados na literatura. O sistema de controle desenvolvido mostrou um desempenho compatível com o observado na literatura. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Elevator groups are normally used in commercial buildings and their control can be carried out in different ways, for instance by using the nearest elevator for attending the hall calls or by using a selection process, which evaluates multiple criteria in order to compute the most suitable elevator. From this point of view, the main objective of this work is the analysis and application of fuzzy control techniques in order to define the attribution elevator priorities for attending the hall calls. This work considers a DCS (Destination Control System), which provides the control system with an a-priori knowledge of the desired floor for each hall call. Also, it makes use of an industrial automation architecture for implementing the elevator group control system (EGCS). The methodology applied in this work considers several stages, as follow: At the first stage, the background and the state of art regarding EGCS’s was analyzed in order to extract the main advantages of each control strategy used nowadays for proposing an unified model based on fuzzy logic. Secondly, a fuzzy controller was developed. It uses as inputs the distance, the elevator load availability and the passenger waiting time and outputs the suitable value of each elevator for attending the hall call. In order to validate the performance of the elevator system an elevator group simulator was developed. The elevator group dynamics was implemented using a PLC emulator and a hall call generation system was developed. This is responsible for creating a list of times when the hall calls are expected to occur based on probabilistic techniques. Additionally, an OPC (OLE for Process Control) client software was developed, which can be used for reading and feeding back all the dynamic information of the elevators. On the other hand, the client system includes the fuzzy controller and the data management routines used for performing the simulation traffic of the elevators. The UML (Unified Modeling Language) was used for implementing the client system. Such a language uses standard diagrams for describing the simulator development and the interaction between the different components of the simulator system. A case study with various passenger flows was used for simulation purposes and the achieved results were compared with the results reported in the literature, demonstrating a compatible performance of the proposed elevator control system.