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Artigo - AGV Manipulador Robótico
Artigo - AGV Manipulador Robótico
Artigo - AGV Manipulador Robótico
Resumo: Este artigo aborda um projeto para desenvolvimento de um AGV (veculo guiado
automaticamente) com manipulador robtico com 5 graus de liberdade acionado com servomotor. O AGV do tipo seguidor de linha, uma forma muito popular de veculos
automaticamente guiados, amplamente utilizados em indstrias e ambientes internos. Neste
projeto, a linha que orienta o veculo feita de uma fita adesiva no cho podendo ser branca
ou preta onde uma placa com cinco sensores pticos fazem a leitura da linha baseados em
reflexo da luz, comparando a reflexo do cho com a reflexo da fita, contando tambm com
um sistema de parada feito por um sensor ultrassnico. O rob deve completar um circuito e
realizar a parada em um ponto especfico, onde o manipulador robtico ir pegar uma pea e
coloc-la em cima do prprio veculo para realizar o transporte da mesma.
Palavras-chave: AGV. Manipulador Robtico. Arduino. Seguidor de Linha.
1 INTRODUO
Atualmente, a tecnologia vem se desenvolvendo exponencialmente. At pouco tempo
atrs quando se falava em era digital estava-se falando ainda de atualidade. Entretanto, o
desenvolvimento, conhecimento e informao esto se expandindo de forma to acelerada que
hoje, se quiser falar de atualidade, o termo era ps-digital. Como era de se esperar, a indstria
caminha lado a lado com a tecnologia, seja para a sua criao ou para a sua aplicao, visando a
rapidez e eficincia na produo e uma destas aplicaes o emprego de robs na substituio da
mo de obra humana para servios de preciso ou servios repetitivos.
Com um amplo campo de sistemas robticos, um dos destaques so os manipuladores
robticos, que so de base fixa e podem manipular objetos dentro da sua rea de trabalho. Essa
aplicao vasta nas indstrias para: manipulao de cargas, soldagens, pinturas, entre outros,
onde h uma dificuldade humana em exercer um determinado servio.
Outro destaque fica por conta do AGV, os veculos automaticamente guiados, que e
exercem funes de movimentao de cargas dentro da indstria. Usualmente, so seguidores de
linha que se baseiam em um circuito pr-estabelecido e se orientam a partir disto, seguindo o
caminho de orientao para movimentaes repetitivas.
1.1 Tema
Desenvolvimento de um AGV seguidor de linha com manipulador robtico.
1.1.2 Delimitao do Tema
1
A construo do AGV foi feita de forma manual pelos prprios idealizadores do projeto.
Existem diversos modelos de AGV onde pode-se comprar a carcaa pronta, mas o desenho do
layout mecnico faz parte do projeto em si.
2.1 Projeto Mecnico
O desenho mecnico do AGV foi feito via software SolidWorks. Assim, pode-se ter uma
boa ideia de como ficaria o prottipo fsico. Como desenhar e projetar faz parte da engenharia,
foi decidiu-se a montagem manual do prottipo ao invs da compra de uma carcaa pronta. O
material utilizado para a montagem foi chapas de madeira compensada cortadas a laser,
parafusos, abraadeiras plsticas, cola quente e tinta. As imagens abaixo mostram o projeto no
SolidWorks.
O sensor central o sensor de referncia o qual o AGV sempre vai tentar se posicionar.
medida que ele avana no circuito e encontra uma curva, a faixa vai se deslocar para a direita ou
esquerda, onde chegar aos sensores de ajuste fino. Estes sensores enviaro um comando para o
servomotor que controla a barra de direo, indicando que ele tem que retornar ao sensor central.
Caso a curva seja muito brusca e a faixa atinja os sensores das extremidades, alm do controle da
barra da direo, o controlador tambm acionar um comando para diminuir a velocidade de uma
das rodas (dependendo da direo), assim fazendo um controle por rotao diferencial,
colaborando na curva.
2.2.3 Sistema de parada
O AGV possui um sistema de segurana para o caso de algum obstculo cruzar a sua
frente, podendo ser uma pessoa por exemplo. Quando ele percebe o obstculo a um metro de
distncia, os motores diminuem a velocidade. Caso o obstculo no saia e a distncia chegue a
meio metro, o AGV para completamente.
Este sistema baseado no funcionamento de um sensor ultrassnico. Este sensor emite
uma onda ultrassnica e aguarda o retorno desta onda. Baseado no tempo de retorno consegue-se
estimar a distncia do obstculo.
Para o controle da barra de direo foi utilizado um microservo motor TG9. Este
servomotor opera com 4.8 volts e um torque de 1,5Kg/cm. Para realizar o controle, o controlador
diz ao servo o ngulo que ele precisa girar e este obedece, assim posicionando as rodas conforme
a necessidade do AGV, comandado pelo sistema de viso anteriormente citado.
2.2.5 Energia
Para o fornecimento de energia do rob utilizou-se uma bateria selada de 7A/h de 12
volts, comumente utilizada em centrais de alarmes.
Figura 11 - Bateria
3 O MANIPULADOR ROBTICO
O manipulador robtico foi idealizado para ser montado na parte superior do AGV, onde
poderia alcanar diversos objetos. um manipulador articulado feito de alumnio e com
objetivo didtico. Ele possui cinco eixos controlados por servomotores e mais um servo
motor que controla a abertura e fechamento da garra.
Os servos que fazem o movimento das articulaes so microservos modelo MG996R,
que trabalham em 5volts e tem um torque de 9,4Kgf/cm. A corrente de trabalho pode chegar
a 2.5A.
Para realizar os movimentos, o Arduino Mega diz ao servo os ngulos que ele precisa
chegar e quando todos se movimentam simultaneamente h a cinemtica do manipulador,
possibilitando a chegada ao ponto desejado.
4 CONCLUSO
Com a finalizao do projeto, montagem, execuo e apresentao h um evidente
desenvolvimento dos alunos em vrios aspectos tcnicos e tambm pessoais desde o comeo com
o projeto proposto na matria Projeto Integrador I at o final, apresentado na matria Projeto
Integrador III. Um desafio desta maneira agrega muito valor ao conhecimento, pode-se sentir
um pouco na pele o quo desafiador pode ser um problema real de engenharia, visto que apenas
um prottipo j rendeu algumas dificuldades. Um exemplo disto foram os problemas que
apareceram no posicionamento do manipulador que falhava algumas vezes nos testes de repetio
de movimentos devido baixa qualidade de alguns componentes eletrnicos internos.
Mas, como o mundo desafiador e a engenharia uma grande protagonista desses
desafios, o fato de o projeto apresentar algumas dificuldades apenas mostram que quanto mais
aprendemos, mais precisamos evoluir e superar barreiras e este projeto foi uma pequena
demonstrao do que vai ser encarado ao longo da nova vida profissional.
REFERNCIAS
BRAGA, Newton. Reguladores de tenso 7800. Artigo 156. Disponvel em:
http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/como-funciona/1076-art156. Acesso em 20 ago.
2015.
ROMERO, Roseli Aparecida Francelin. Robtica Mvel 1 Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2014. 302
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LINDER, Marcelo. Introduo robtica mvel. Palestra. Disponvel
http://www.univasf.edu.br/~marcelo.linder/palestra1.pdf. Acesso em 10 out. 2015.
em: