Modelagem e Simulação de robôs seriais baseadas em helicoides

Abstract

O efeito da Globalização de Mercados trouxe novos desafios e necessidades de aumento da competitividade dos produtos, imprimindo uma busca incessante por novas soluções que tornem os sistemas de produção cada vez mais eficientes, inovadores, robustos e econômicos. Ganhar e manter vantagens competitivas passou a ser palavras de ordem entre empresas concorrentes, devendo para isso priorizar o cumprimento de datas de entrega, reduzir os tempos e custos de fabricação, aumentar a flexibilidade que permita incluir rapidamente inovações aos produtos, sem perda de qualidade e de padronização. Neste contexto desafiador, a automação dos processos de fabricação utilizando os adventos dos Sistemas Mecatrônicos tornou-se uma aliada estratégica. O robô industrial é, na atualidade, o Sistema Mecatrônico mais vendido e utilizado no mundo, sendo considerado estratégico por muitos países industrialmente desenvolvidos, por potencialmente proporcionar, em uma primeira análise: redução do custo de fabricação, aumento da produtividade, padronização da qualidade dos produtos, eliminação de postos de trabalhos humanos em tarefas insalubres, perigosas e repetitivas, e ao ser humano, destinar a execução de tarefas mais nobres. Contudo, também existem desafios que precisam ser vencidos, de modo a viabilizar a implementação de robôs industriais, como o planejamento e a sincronização, além da necessidade de programação que demanda tempo e mão-de-obra devidamente treinada e qualificada à eficiente utilização das peculiaridades de cada manipulador robótico. A presente dissertação tem por objetivo contribuir com uma solução que auxilie e facilite a programação de robôs industriais seriais, os quais possuem cadeia cinemática aberta, possibilitando modelar e simular em cenários de Realidade Virtual, além de obter a resolução cinemática baseada em helicoides desses robôs, por meio de um protótipo computacional intitulado CARPA (Computer-Aided Serial Robots Programming, Modelling and Simulation Analysis) em um ambiente amigável, simples e robusto, que possibilite dispensar a necessidade de um conhecimento aprofundado por parte do usuário/programador da Teoria dos Helicoides aplicada à robótica. Um estudo de caso, utilizando o modelo do FMS da Amatrol, contendo o robô Pegasus, é apresentado, onde o CARPA possibilita gerar automaticamente o código de programação na linguagem MCL, nativa deste robô.