Esteira Identificadora Robotizada

1. Introdução:

Essa atividade foi desenvolvida por mim, como um projeto de finalização do terceiro semestre do meu curso de Técnico em Mecatrônica, na Etec Martin Luther King, junto ao componente curricular "Mecanismos Mecatrônicos" ministrado pelo Prof. Eng. Marcos Vaskevicius, visando aperfeiçoar os meus conhecimentos sobre CAD, CLP bem como a respeito de Acionamentos Mecânicos. Além disso, ele me possibilitou a criação do 1º painel temático sobre uma "Esteira Identificadora Robotizada" da história da Semana Tecnológica da referida Etec, tendo sido exposto em outubro de 2017.

2. Desenhos Principais:

3. Programação do CLP:

4. Projeto Mecânico para o Acionamento da Esteira e o Torque do Robô:

4.1. Acionamento da Esteira Identificadora:

4.1.1) Esquema mecânico:

• M = motor elétrico trifásico
• P1 e P2 = acoplamento
• 1 a 4 = ECDR
• A a J = Mancais
• I a III = eixos
• E = esteira
• R1 = rolete motriz
• R2 = rolete movido

4.1.2) Dimensionamento do motor (M):

a) Dados gerais (pesquisa junto ao cliente):

• nR1 = 60RPM
• nM = 1200 RPM
• DR1 = 60mm (Rolete)
• Rolete 1 (R1) = rolete motriz
• Peso de uma embalagem = 200 gf
• Fila de embalagens = 10 latas
• Peso total sobra a esteira = 2000gf ou 2kgf

b) Cálculo de torque no rolete motriz (Mt_R1):

Mt_R1 = Ft_R1.r_R1

Mt_R1 = N_R1.µ.r_R1

Mt_R1 = 2kgf.0,5.3cm

Mt_R1 = 3kgf.cm

Onde:

N_R1 = força normal sobre a embalagem

µ = coeficiente de atrito, entre a esteira (E) e as embalagens (tabelado).

n_R1 = raio do rolete motriz R1.

c) A potência no rolete motriz (N_R1):

Mt_R1 = 71620.N_R1/n_R1

N_R1 = Mt_R1.n_R1/71620

N_R1 = 3Kgf.cm . 60RPM/71620

N_R1 = 180Kgf.cm.RPM

N_R1 = 0,0025CV

d)Cálculo de rendimento geral (η_E):

η_E = (η_ECDR)ⁿ¹.(η_MANCAL)ⁿ²

η_E = (0,98)².(0,99)¹⁰

η_E = 0,9604.0,9043

η_E = 0,8684

η_E = 87%

e) Cálculo da potência mínima para o motor (N_M):

η_g = N_SAÍDA/N_ENTRADA

η_g = N_R1/N_M

0,87 = 0,0025CV/N_M

N_M = 0,0025CV/0,87

N_M = 0,0029CV

Logo:

Adotaremos um motor de 0,25CV (catálogo do fabricante).

4.2. Torque do Robô:

4.2.1) Esquema mecânico:

• 1 = Base fixa
• 2 = Base móvel
• 3 = Braço inferior
• 4 = Articulação
• 5 = Braço superior
• 6 = Garra

4.2.2) Estudo do Torque para o Robô manipulador:

a) Dados gerias (pesquisa no cliente):

• F_G = 3Kgf
• F_G = 3,3Kgf (força na garra)
• Braços alinhados e estendidos = 60cm

b) Cálculo do torque mínimo do servo motor (Mt_sm):

Mt_sm = F_G.r_RB

Mt_sm = 3,3Kgf.60cm

Mt_sm = 198,00Kgf.cm ou 1,98Kgf.m