Projeto de um braço robótico para fins didáticos

Abstract

O desenvolvimento do presente trabalho está associado ao projeto de extensão “ações para o museu de ciência e tecnologia ufsc/jville”e foi realizado no grupo Multidesign do Laboratório Pronto3D/CCE/UFSC – Laboratório de Prototipagem e Novas Tecnologias orientadas ao 3D – cujo espaço é destinado ao ensino, pesquisa e extensão na área da materialização da forma por meio de equipamentos automatizados, tais como impressão 3D, corte a laser e fresadoras CNC. Os principais objetivos do trabalho foram projetar e implementar um robô manipulador para fins didáticos, como uma forma de popularizar a tecnologia no espaço de ciência da UFSC/Joinville, buscando alcançar o público do ensino médio, técnico e superior. O projeto seguiu a metodologia de desenvolvimento de produto de Bonsiepe adaptada para o trabalho, a qual inclui: pesquisa e análise de produtos similares (análise sincrônica) presentes no mercado e de projetos no estado da arte; levantamento de requisitos estruturais, de hardware e software; desenvolvimento de uma interface de programação e de um firmware interpretador. Como resultados, obteve-se um braço robótico de baixa complexidade com quatro graus de liberdade do tipo antropomórfico materializado via impressora 3D, além de possuir funções similares aos braços utilizados em indústrias, como a função teach e um tentativa de implementação de movimentos retilíneos, desenvolvida a partir de conceitos de cinemática de robôs manipuladores. A interface de programação possui um campo para comando direto do robô através de um terminal e outro, para a programação de códigos mais extensos, os quais são gravados no cartão SD e executados pelo Firmware.

The present work development is associated to an extension Project called “Actions for the science and technology museum of Ufsc/jville” and was conducted at the Multidesign group of Pronto3D Laboratory – Prototyping and New Technologies Oriented to 3D Laboratory – a space intended for education, research and extension in the form materialization area through automated equipment such as 3D printing, laser cutting and CNC milling machines. The main objectives of this Project were to design and implement a robotic arm for teaching purposes, as a way to popularize the technology in the Science Space at Ufsc/Joinville, aiming to reach the high school, technical and college students. The Project followed the Bonsiepe product development methodology, adapted to this work, which includes: Market research of similar products (Synchronic Analysis); analysis of such products to get structural, hardware and software requirements; development of a programming interface and a interpreter firmware. As a result, we obtained a low complexity robotic arm with four degrees of freedom of anthropomorphic type manufactured by a 3D printer, besides having similar functions to the arms used in industries such as teaching functions and an attempt to have rectilinear motion implementation, developed from robotic kinematics concepts. The programming interface has a field to directly command the robot through a terminal and another to program extensive codes. These are recorded on the SD card and run in the firmware.