| Resumo : |
Os processos mais modernos de manufatura robotizada têm ido muito além das convencionais tarefas pick-and-place, requerendo sistemas robóticos cada vez mais precisos. A montagem estrutural robotizada, por exemplo, sobretudo no setor aeronáutico, estabelece tolerâncias de posicionamento que podem ser diretamente confrontadas pela flexibilidade mecânica típica dos robôs seriais mais populares no meio industrial. Diante deste cenário, o objetivo geral deste trabalho é propor uma abordagem de montagem robotizada auxiliada pela modelagem e compensação online dos erros de flexibilidade de manipuladores industriais. Para tanto, discorre-se sobre problemática geral da identificação e da integração dos modelos de elasticidade mais relevantes para a efetivação deste paradigma. Aplicando a técnica de modelagem por juntas virtuais (VJM, do inglês Virtual Joint Method), realiza-se a proposição de um método de identificação que facilita a obtenção de modelos elastostáticos, preservando suas propriedades físicas e matemáticas mais relevantes. A partir desta técnica, um modelo de rigidez de um manipulador industrial real é identificado para ser empregado em uma abordagem de compensação online de erros de flexibilidade. Baseado em critérios de avaliação do padrão EN ISO 9283:1998, a técnica de compensação é verificada experimentalmente, inclusive em uma célula de montagem robotizada de estruturas internas de asas de aeronaves, desenvolvida em um projeto de P&D no Centro de Competência em Manufatura (CCM) do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). As avaliações experimentais foram executadas para demonstrar potenciais limitações do método de compensação, evidenciando que o erro absoluto de posicionamento pela compensação completamente baseada em modelo pode alcançar até 0,891 mm com extrapolações do volume inicial de calibração, sugerindo também a potencial e moderada influência da variação de temperatura. Não obstante, os resultados também permitem sugerir a eficácia da abordagem proposta dentro dos limites padrão de volume de trabalho da ISO, onde avaliações adicionais indicaram que os modelos obtidos por meio da técnica de identificação proposta são capazes de predizer cerca de 93,7% dos erros de flexibilidade do manipulador que, auxiliado pelo método de compensação proposto, alcançou um erro absoluto de posicionamento menor do que 0,532 mm. |