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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77614
Tipo: | TCC |
Título: | Virtualização de um manipulador robótico de 5 juntas rotativas |
Autor(es): | Lima, Luan Gomes Magalhães |
Orientador: | Coelho, David Nascimento |
Palavras-chave em português: | Gêmeos digitais;Indústria 4.0;Manipulador robótico;Virtualização |
Palavras-chave em inglês: | Digital twins;Industry 4.0;Robotic manipulator;Virtualization |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Data do documento: | 2023 |
Citação: | LIMA, Luan Gomes Magalhães. Virtualização de um manipulador robótico de 5 juntas rotativas. 2023. 62 f. TCC (Graduação em Engenharia de Computação) – Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2023. |
Resumo: | A Indústria 4.0 impulsiona o surgimento de diversas tecnologias e ferramentas, pautadas na automatização dos processos e na troca de informações entre os diversos dispositivos. Dentre as tecnologias vigentes, tem-se, por exemplo, a Internet das Coisas, Inteligência Artificial e Realidade Virtual. Nesse contexto, os sistemas robóticos, principalmente os manipuladores robóticos, estão sendo utilizados para desempenhar tarefas críticas que possam comprometer a segurança dos operadores humanos. Logo, esses dispositivos participam ativamente do processo industrial. Entretanto, os riscos associados à operação, custos elevados e a necessidade de intervenção humana representam os principais desafios para a inserção de sistemas robóticos. Diante disso, a virtualização emerge como uma solução promissora, visando reforçar a segurança, reduzir custos e possibilitar o estudo desses dispositivos. Sendo assim, o presente trabalho busca virtualizar um manipulador robótico didático, de 5 juntas rotativas, proporcionando um ambiente virtual interativo, por meio de uma interface gráfica, para realizar estudos e testes no manipulador em questão. A virtualização é utilizada em conjunto com os gêmeos digitais, pois estes representam o "gêmeo" virtual de algum processo industrial ou dispositivo físico. Logo, objetiva-se a criação do gêmeo digital que represente o braço robótico físico. Existem inúmeras ferramentas para a virtualização. O presente trabalho baseia-se em duas principais: o software de modelagem 3D Autodesk Inventor e o software de computação numérica e programação Matlab. Para conectar o modelo real com o modelo virtual, foi utilizado o protocolo de comunicação serial, cuja integração foi realizada por meio da plataforma Arduino. Esse tipo de protocolo se mostrou adequado, pois proporciona baixa latência, precisão e é ideal para comunicação de curta distância. Os resultados obtidos neste trabalho ressaltam a importância da virtualização para o estudo de dispositivos físicos, em especial os manipuladores robóticos, sem a necessidade de implementação física. |
Abstract: | Industry 4.0 is driving the emergence of various technologies and tools based on automating processes and exchanging information between different devices. Current technologies include, for example, the Internet of Things, Artificial Intelligence and Virtual Reality. In this context, robotic systems, especially robotic manipulators, are being used to perform critical tasks that could compromise the safety of human operators. These devices are therefore taking an active part in the industrial process. However, the risks associated with operation, high costs and the need for human intervention represent the main challenges for the insertion of robotic systems. In view of this, virtualization has emerged as a promising solution aimed at enhancing safety, reducing costs and making it possible to study these devices. Therefore, this work aims to virtualize a didactic robotic manipulator with 5 rotary joints, providing an interactive virtual environment, through a graphic interface, to carry out studies and tests on the manipulator in question. Virtualization is used in conjunction with digital twins, as these represent the virtual "twin" of an industrial process or physical device. The aim is therefore to create a digital twin that represents the physical robotic arm. There are numerous tools for virtualization. This work is based on two main ones: the 3D modeling software Autodesk Inventor and the numerical computing and programming software Matlab. The serial communication protocol was used to connect the real model to the virtual model, which was integrated using the Arduino platform. This type of protocol proved to be suitable, as it provides low latency, precision and is ideal for short-distance communication. The results obtained in this work highlight the importance of virtualization for studying physical devices, especially robotic manipulators, without the need for physical implementation. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77614 |
Currículo Lattes do(s) Autor(es): | http://lattes.cnpq.br/5105319313120701 |
ORCID do Orientador: | https://orcid.org/0000-0002-7410-5601 |
Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/6772633589426873 |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
Aparece nas coleções: | ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO-SOBRAL - Monografias |
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