ATIVIDADE 1 – EMCA – ROBÓTICA DISPOSITIVOS DE MANIPULAÇÃO – 53_2026

ATIVIDADE 1
 

Uma empresa Robotics Solutions (ARS) é uma fabricante fictícia de sistemas automatizados para a indústria automotiva. Devido ao aumento da produção de módulos eletrônicos para veículos elétricos, surgiu a necessidade de automatizar uma célula de inspeção e separação de componentes.
Atualmente, o processo é realizado manualmente por operadores, responsáveis por retirar módulos eletrônicos de uma esteira transportadora, posicioná-los sobre uma mesa de inspeção óptica e, posteriormente, armazená-los em caixas conforme sua classificação.
O processo apresenta diversos problemas:
– baixa produtividade;
– fadiga dos operadores;
– erros de posicionamento;
– tempo elevado de ciclo;
– dificuldade de repetibilidade.
Para solucionar esse problema, a empresa decidiu desenvolver um manipulador robótico industrial capaz de executar automaticamente a operação de Pick-and-Place.
Você, como engenheiro, foi contratado para desenvolver todo o projeto do robô, desde sua concepção mecânica até a validação computacional.
O robô deverá retirar módulos eletrônicos de uma esteira transportadora que possui largura de 800 mm e velocidade de 0,30 m/s.

​Características da peça:

As caixas de armazenamento encontram-se posicionadas lateralmente à esteira, conforme imagem a seguir.

Fonte: o autor.

O manipulador deverá possuir alcance suficiente para:
– retirar a peça;
– movimentá-la;
– posicioná-la sobre a estação de inspeção;
– depositá-la na caixa correspondente.

Requisitos do Projeto:
Requisito 1: carga útil mínima: 3 kg (fator de segurança incluso).
Requisito 2: erro máximo de posicionamento: ±0,5 mm.
Requisito 3: tempo máximo de ciclo: 6 s.
Requisito 4: repetibilidade: ±0,1 mm.
Requisito 5: área útil mínima: 1,20 m × 0,80 m.
Requisito 6: distância vertical de 300 mm.
 
Questão 1: Escolha a arquitetura cinemática do robô.
Entre as configurações a seguir, selecione aquela considerada mais adequada para a aplicação. Justifique tecnicamente sua resposta.
– Cartesiano.
– Cilíndrico.
– Esférico.
– SCARA.
– Antropomórfico.
– Paralelo.
A justificativa deverá considerar:
– velocidade;
– precisão;
– custo;
– facilidade de controle;
– espaço ocupado;
– flexibilidade.

Questão 2: Defina o número de graus de liberdade (DOF) considerando: 
– Quantidade de juntas.
– Tipo de cada junta.
– Função de cada uma delas.
Obs.: represente esquematicamente a estrutura do manipulador (será disponibilizado em nossas aulas um arquivo para simulação).

Questão 3: Dimensione os comprimentos dos elos. O manipulador deverá atender a toda área útil.
Por exemplo:
comprimento do elo 1;
comprimento do elo 2;
comprimento do elo 3;
altura da base.
Apresente todas as justificativas necessárias.

Questão 4: Determine matematicamente o espaço de trabalho do manipulador.
Apresente:
– alcance máximo;
– alcance mínimo;
– volume útil;
– regiões inacessíveis.

Questão 5: Faça uma análise crítica do projeto e discuta:
– vantagens;
– limitações;
– aplicações futuras;
– melhorias possíveis.