DESENVOLVIMENTO DE UM ROBÔ CARTESIANO ACIONADO POR CNC

Luis Felipe dos Santos Oliveira, Taiser Tadeu Teixeira Barros

Resumo


O uso de ferramentas computacionais - Computer Aided Manufacturing (CAM) - na indústria acelerou o processo de evolução dos recursos utilizados na manufatura. Neste contexto, máquinas controladas por controle numérico - Computer Numeric Control (CNC) - realizam trabalhos de forma mais ágil, rápida e precisa. Uma máquina com controle CNC pode realizar diversos tipos de trabalhos como cortar, desbastar, furar, aplainar, retificar, entre outros, e são compostas de dois ou mais eixos móveis programáveis controlados tipicamente por um computador. Este trabalho aborda máquinas CNC caracterizadas como um robô cartesiano de 2 e 3 graus de liberdade e controle computacional. A construção deste tipo de máquinas envolve áreas distintas como mecânica, eletrônica e computação, que juntas podem garantir maior precisão e agilidade. Adicionalmente, propõe-se a construção de um robô cartesiano com controle CNC, interface de software (JAVA) e hardware baseado em microcontrolador PIC, com foco na área de computação de forma simplificada, exibindo e explicando cada algoritmo utilizado, além de desenvolver partes mecânicas para proporcionar o funcionamento do robô. As interfaces de software e hardware desenvolvidas são baseadas em pesquisa, não utilizando bibliotecas de terceiros para atuação no robô. Todas as etapas, desde a leitura da programação em - Numeric Control NC até o controle dos motores que atuam sobre o robô, foram modelados especificamente para este trabalho. O dimensionamento do hardware dedicado ao robô foi baseado em retirar grande parte do processamento da - Unit Control (UC) e colocar no computador que executa o software de comunicação em JAVA, software este que na maioria dos já existentes apenas propicia a comunicação e exibição de status do robô. O software tem a função de processar os comandos gerados pelas ferramentas CAM e enviar para o robô apenas dados necessários para seu funcionamento, já a UC tem a responsabilidade de aplicar os algoritmos necessários, entre eles, o algoritmo que gera o sistema sistema de feedback, de identificação de dados recebidos e a implementação de uma variação do algoritmo de Bresenha para gerir a atuação dos motores sobre o robô. Com estas características de funcionamento foi possível dimensionar o hardware necessário que possui um microcontrolador PIC com 3 Kbytes de memória Flash e 224 bytes de memoria RAM, um circuito elétrico para controle de correntes e tensões e um sistema de conversão de dados TTL para RS-232, padrão de dados utilizado para garantir a comunicação entre o PC e a UC. A compatibilidade dos sistemas desenvolvidos com as ferramentas CADCAM também é ponto critico, ferramentas disponíveis no mercado como EdgeCam e ArtCam foram testadas e sua compatibilidade com o trabalho desenvolvido avaliada, considerando que cada software citado requer uma configuração sobre a máquina que será atuada. Após configurados com as características do trabalho, ambos se mostraram capazes de atuar sobre o robô desenvolvido.

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