Entendendo Manipuladores Robóticos: Guia Completo

O que é Manipulação Robótica?

Um robô é uma máquina programada para executar automaticamente tarefas específicas de forma previsível. Para isso, ele precisa manipular objetos, seja movendo-os ou impactando-os através de ações como soldagem ou perfuração. É esse manuseio ou procedimentos realizados sobre objetos que é chamado de manipulação robótica. Essa definição nos dá o contexto para definir manipuladores robóticos.

Um manipulador robótico é uma estrutura semelhante a um braço conectada ao corpo de um robô e usada para executar tarefas. Um robô sem manipulador seria o equivalente a uma pessoa tentando realizar uma tarefa com as mãos amarradas nas costas – simplesmente não é viável. É, de fato, por essa razão que os manipuladores robóticos também são conhecidos como braços de robô.

Do que Consistam os Manipuladores de Robôs?

Os manipuladores robóticos consistem em uma série de juntas e elos fundidos em sua estrutura interna. Do lado de fora, o braço manipulador robótico parece apenas montado no robô. No entanto, a série de juntas e elos se estende mais para dentro do corpo do robô para conectá-los. Isso garante que o robô e o manipulador trabalhem juntos em movimentos coordenados e fluidos.

Elos são componentes rígidos que unem diferentes partes de um robô. Embora sua rigidez forneça uma estrutura firme, isso dificultaria o movimento das partes do robô durante as tarefas. Como resultado, juntas são adicionadas aos elos para facilitar a flexibilidade. Juntas são componentes móveis que deslizam uns contra os outros para facilitar o movimento linear, rotativo ou revolucionário das partes do robô. Elas são construídas e funcionam da mesma forma que um cotovelo ou joelho humano.

Manipuladores Robóticos em Diferentes Robôs

Os tipos e o número de juntas que um manipulador robótico possui determinam seus graus de liberdade, a forma de sua envelope de trabalho e como ele pode ser aplicado. Isso, por sua vez, determina como um robô é categorizado. Para ilustração, vamos examinar diferentes tipos de robôs e as estruturas de seus manipuladores robóticos.

Robô Cartesiano

Seus manipuladores são conectados usando 3 juntas prismáticas perpendiculares entre si e que fornecem apenas movimentos lineares de deslizamento. Como resultado, um robô cartesiano é classificado como um robô de 3 eixos e tem uma envelope de trabalho geométrica.

Robô Polar

O braço e o corpo de um robô polar são unidos usando uma junta revoluta. Esse tipo de junta permite movimentos circulares que possibilitam o braço do robô polar a se mover dentro de 3 eixos em um sistema de geometria polar.

Robô Cilíndrico

O braço de um robô cilíndrico opera usando uma junta rotativa na base e uma junta linear que permite movimento ao longo do eixo vertical. A configuração dessas juntas permite que o manipulador se alongue e retraia, mas sua envelope de trabalho ainda é bastante limitada a uma forma cilíndrica pequena.

Robô SCARA

As juntas em um robô SCARA são rotativas e facilitam seus movimentos ao longo dos eixos XY, mantendo-se rígido no eixo Z. Devido às juntas estarem em um plano horizontal, robôs SCARA têm envelopes de trabalho amplas em forma semicircular.

Robô Articulado

Um robô articulado tem os manipuladores mais flexíveis entre todos os robôs. O braço manipulador robótico é conectado ao corpo do robô por uma junta rotativa, enquanto o cotovelo e outras partes do braço são conectados usando juntas revolutas. As juntas revolutas permitem que o braço role, incline e guine, tornando-o um robô de 6 eixos.

Aplicações dos Manipuladores Robóticos

A flexibilidade de vários manipuladores robóticos pode ser aproveitada para automatizar processos em diferentes indústrias. Exemplos de tais aplicações incluem:

Cirurgia Robótica

Nesta aplicação, um manipulador robótico articulado é equipado com instrumentos cirúrgicos como efetores finais. Ele é controlado remotamente por um cirurgião para executar manobras cirúrgicas.

Pick and Place (Pegar e Colocar)

Esta é uma aplicação industrial comum onde manipuladores robóticos são aplicados para tarefas repetitivas de pegar e colocar, como embalagem de mercadorias.

Montagem de PCB

Nesta instância, um manipulador robótico substitui as mãos de um trabalhador humano para montar micropeças em uma placa PCB com alta precisão e velocidade.

Conclusão

É seguro dizer que o significado de manipulador robótico na robótica vai além da função. Vai além para definir a estrutura e como um robô pode ser aplicado. Manipuladores de qualidade de um fabricante de braços robóticos respeitável seriam, portanto, um investimento valioso para quem está se aventurando na robótica.