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A aplicação de AVGs em ambiente industrial possibilita maior flexibilidade de produção e menor número de acidentes em operações de alto risco em pequenas e médias empresas.

Seguindo a linha de produção de tecnologias alternativas e de baixo custo para inserção da robótica na Automação Industrial de empresas de pequeno e médio porte, foi desenvolvido um veículo auto guiado (AVG). Os AVGs são robôs transportadores ou carros autoguiados alimentados por baterias e impulsionados por motores elétricos. Eles dispõem de uma estrutura complexa de controle e podem transitar na planta produtiva por diversas trajetórias. Seguem geralmente trilhas demarcadas no piso por meio de sensores ópticos, trilhas magnéticas de sensores indutivos, mensagens de rádio ou interfaceamento do computador de bordo com os computadores centrais de controle. Esta ferramenta é normalmente utilizada para transporte de peças, dispositivos, paletes e magazines de ferramenta, sendo também uma excelente alternativa na execução de tarefas em locais de alto risco.


Entretanto, por apresentar custo elevado, este tipo de tecnologia está inserida principalmente em indústrias de grande porte que, em respeito às normas de segurança, tendem a prevenir a integridade física de seus funcionários. A fim de disponibilizar este tipo de tecnologia para empresas de pequeno e médio porte, foi desenvolvido um protótipo de AVG (figura 1 e 1a) de baixo custo. Esta ferramenta é diferente dos AVGs convencionais, pois apresenta trajetória pré-programada em seu controlador possibilitando às empresas desenvolverem seus próprios robôs.



Tal projeto foi construído pela equipe de Robótica Industrial 2006, no Centro de Treinamento SENAI, unidade de Lençóis Paulista/SP, composta pelos alunos: Rodrigo Ferreira de Souza, Fabrício de Souza Medeiros, Martin de Oliveira Kotsis, e apresentado na Olimpíada do Conhecimento em Recife/PE em março de 2006, onde conquistou o primeiro lugar no evento. As orientações necessárias ao desenvolvimento do projeto foram realizadas pelos professores Jéferson André Bighetti, Tiago Tobias Freitas e José Eduardo de Oliveira.


Aplicações do AVG genérico

Por se tratar de uma tecnologia alternativa, o projetista deve estar consciente da aplicação do seu AVG. Dessa forma, o protótipo foi desenvolvido para solucionar questões emergenciais em uma empresa química. O problema enfrentado consistiu no vazamento de um líquido químico num reservatório de água, que resultou na formação de uma crosta maciça que abrigava em seu interior o líquido resultante do contato químico com a água. Este acidente promoveu contaminação, que tornou o local inacessível ao homem.

O AVG foi projetado para perfurar a crosta formada e coletar o líquido presente em seu interior, depositando o mesmo em um determinado local e retornando ao ponto de partida. Ressalte-se que este protótipo é dotado de sensores que possibilitam a detecção de possíveis obstáculos. Para a compreensão do projeto e para que o projetista desenvolva um AVG específico à aplicação, a estrutura de seu protótipo será dividida em: mecânica, eletroeletrônica e programação.

Estrutura mecânica do AVG genérico

Durante o planejamento do AVG genérico é importante considerar suas dimensões, peso, tamanho da estrutura e a carga que o protótipo estará sujeito a carregar. Assim, a precisão da parte mecânica utilizada para montagem do protótipo é fundamental para a o sucesso da atividade específica de trabalho do robô, pois definirá a melhor escolha do motor a ser empregado. No caso apresentado projetou-se um robô de 300x200x200 mm. O material usado para montagem do protótipo foi basicamente o alumínio, pois este apresenta vantagens como leveza e flexibilidade. Dessa forma, para a parte estrutural utilizou-se o perfilado de alumínio e na base do protótipo colocou-se uma chapa de mesmo material.

Para a locomoção precisa do robô foram usadas rodas e uma esfera transferidora que auxilia como terceiro ponto de contato com o solo, facilitando o giro do protótipo em seu próprio eixo. As rodas foram feitas em alumínio, através de processo de usinagem, para obter máxima precisão e menor área de contato com o solo. Deve-se considerar que é fundamental equilibrar o centro de gravidade do protótipo. Assim todo o peso do robô fica sobre o seu centro de tração, evitando desigualdade de peso entre as rodas. Caso contrário, haveriam consideráveis desvios na sua trajetória devido ao deslocamento desigual entre as rodas.

Para perfurar a crosta química e retirar o líquido contaminante de forma efi ciente, o robô foi dotado de guias lineares e fuso esférico com porca rolamentada, acessórios que permitem a movimentação da furadeira e bomba de sucção. Por se tratar de um robô de pequenas dimensões submetido a pequenas cargas, utilizou-se motores de passo devido sua facilidade de controle. Entretanto, para aplicações que necessitem de mais torque são indicados motores mais robustos, porém será necessário o uso de encoders que monitorem a atividade do motor empregado.


No funcionamento do robô utilizaram-se quatro motores de passo (figura 2), sendo dois deles para comandar os movimentos das rodas, um terceiro que controla o deslocamento do conjunto furação/coleta, e o último que controla a furadeira em sentido e velocidade de rotação.