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Abstract:
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Este trabalho compara o desempenho de robôs cartesianos e de um manipulador
paralelo translacional do tipo Tripteron em aplicações típicas de linhas de montagem
com movimento predominantemente translacional. A pesquisa, de natureza aplicada,
utiliza simulação cinemática no software Visual Components 4.4 Professional para modelar ambas as arquiteturas sob limites idênticos de velocidade e aceleração, tomando
como referência um padrão retangular de pick-and-place. Complementarmente, modelos geométricos implementados em Python reproduzem a cinemática inversa do
Tripteron para amostrar o espaço de trabalho por meio de uma malha tridimensional,
permitindo compará-lo ao paralelepípedo de referência obtido para um robô cartesiano de curso aproximado de 700 × 700 × 300 mm, e avaliam diferentes estratégias de
planejamento de trajetória para um padrão retangular de pick-and-place.
Em particular, são comparadas duas leis de movimento sob os mesmos limites de
velocidade e aceleração por eixo: (i) um movimento ponto-a-ponto por juntas, em que
cada eixo opera com aceleração e desaceleração máximas até atingir sua posição
alvo, resultando em trajetórias cartesianas não retilíneas; e (ii) um movimento linear
do TCP entre os mesmos pontos, com a velocidade e aceleração ao longo do caminho
ajustadas de modo a não exceder os limites de cada eixo. O script em Python calcula
o comprimento de trajetória resultante em cada caso e traça as respectivas curvas
tridimensionais, oferecendo uma referência numérica independente para interpretar
os resultados obtidos no Visual Components.
O estudo inclui ainda a análise de sensibilidade a erros geométricos de fabricação e
montagem, simulando variações nos comprimentos dos elos e desalinhamentos das
guias prismáticas e quantificando o erro de posição no efetuador com base no Jacobiano. As estimativas de tempo de ciclo e de comprimento de trajetória do TCP
obtidas com os modelos cinemáticos mostraram-se equivalentes entre as arquiteturas
no cenário simulado de padrão retangular, o que corrobora a consistência da modelagem cinemática empregada e isola os efeitos arquiteturais para discussão. Por fim,
discutem-se implicações práticas desses resultados para a seleção de soluções robóticas em tarefas de pick-and-place translacionais. |
