Portal de Eventos da ULBRA., XVII FÓRUM DE PESQUISA CIENTÍFICA E TECNOLÓGICA

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Sistema Básico de Controle para Robô – Drive para Servomotores
Romeu Santos Martins, Marcelo Lorscheitter, Wilson Roxo, André Bianchi

Última alteração: 10-09-2017

Resumo


O estudo da robótica se baseia no conhecimento da localização de objetos no espaço tridimensional. Dentre esses objetos estão os elos ou partes do robô, considerados mecanismos servocontrolados, ou seja, com controle de torque, velocidade e posição. Para tal controle são utilizados sistemas de controle central e as placas de potência, chamadas drives, ambos microprocessados. Os drives atuam diretamente nos motores do robô baseado nas instruções do controle central e informações de posição e velocidade obtidas através de sensores do tipo resolver ou encoder. Devido à tecnologia envolvida, o custo de sistemas robóticos é bastante alto, tanto para aquisição quanto na manutenção de sistemas existentes. Com base nesta premissa o presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma placa de potência para uso no controle de servomotores de robôs. Tal projeto se justifica no intuito de reduzir os custos com manutenção dos robôs do LabCim da Ulbra, bem como se apropriar da tecnologia a fim de novos desenvolvimentos e aplicações. O drive desenvolvido, no qual foi implementado o controle de velocidade, através da geração de um sinal PWM como forma de variação da energia fornecida aos motores, se comunica através do protocolo modbus e utiliza como base de monitoramento da posição e velocidade, informações provenientes de sensores do tipo encoder rotativo. O software de controle para as juntas do robô foi desenvolvido em LabVIEW. O robô disponível para os testes no LabCim é um Scorbot ER IX, com cinco eixos. Cada eixo possui servomotor e encoder. Estes foram, então, acionados pelos drivers desenvolvidos. A comunicação das placas com o sistema central de controle foi feita através de um barramento de dados do tipo RS485. Basicamente o projeto foi dividido em: Hardware (circuitos de potência, de leitura de V e I dos motores, microcontrolador, leitura do encoder, comunicação e I/O’s para leitura de sensores de fim de curso dos eixos); rede RS485/Modbus; Firmware do microcontrolador; e software em LabVIEW. De forma geral, a comunicação das cinco placas drive com o computador, via rede RS485/Modbus, ocorreu de forma estável e assim verificou-se que cada tarefa do software teve funcionamento satisfatório. Para os acionamentos e leituras dos encoders de cada junta do robô, foram feitos testes medindo-se a posição angular em 0°, 45°, 90° e 135°. Os primeiros testes tiveram resultados inadequados, pois, ocorreu um erro de quase 1º no movimento de 135º. Avaliando-se o problema, se concluiu era necessária uma desaceleração de 10% da velocidade no final do curso. Com isso, verificou-se um melhor comportamento do sistema. Por fim, conclui-se que o sistema básico de controle para robô, ou seja, as placas drive, atingiram seu objetivo, podendo ser utilizadas para desenvolvimento de projetos robóticos e outras plataformas de controle didáticas. Todas as placas acionaram os motores do robô de forma correta, variando a velocidade e posição adequadamente.

 


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