Concepção geométrica e modelagem cinemática de um robô cartesiano com cinco graus de liberdade

Abstract

Esse trabalho descreve a concepção geométrica, a modelagem cinemática e o planejamento de trajetória de um robô de cinco graus de liberdade para prototipagem rápida. Composto por um manipulador linear tipo pórtico de três graus de liberdade e por uma mesa posicionadora de dois graus de liberdade, o robô usará uma tocha de solda GMAW (MIG/MAG) para fabricação de peças por soldagem em 3D (3D Welding). No planejamento de trajetória, foi utilizado um software de fatiamento, que obtêm o caminho no espaço operacional a partir de uma peça em arquivo CAD. Em seguida, rotinas de cálculo em Matlab obtêm o caminho no espaço das juntas e calculam as velocidades durante o processo. Os dados do planejamento da trajetória foram utilizados para gerar simulações no Workspace LT. As simulação geradas permitiram a visualização do processo e monitoração das variáveis de juntas. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT

This project describes the geometrical conception, kinematics modeling and the trajectory planning of a rapid prototyping robot with five degrees of freedom. Composed by a 3-axis portal linear manipulator and a two degree of freedom positioner table, the robot will use GMAW 3D welding technique for the production of hull parts. In the trajectory planning, a software was used to generate a path in the Cartesian space from a CAD model. A Matlab routine was created with the purpose of calculating the path in the joint space with an inverse kinematics loop. A second Matlab routine calculated the joint velocities during the process. The data from the trajectory planning were used Workspace LT to simulate the process. The simulations allowed the visualization of the process through 3D animations and joint monitoring.