Clamp Process for Aeronautical Structure Assembly Using an Anthropomorphic Robot and Inertial System

Título da Tese: 
Clamp Process for Aeronautical Structure Assembly Using an Anthropomorphic Robot and Inertial System
Autor: 
Oseias Faria de Arruda Ferreira
Área de Concentração: 
Engenharia Aeronáutica
Turma: 
PEE16
Ano da Defesa: 
2013
Data de Defesa: 
30/07/2013
Orientador Principal: 
Luis Gonzaga Trabasso
Resumo: 

A indústria aeronáutica tem experimentado um desafio crescente quanto à necessidade de aumentar sua competitividade, produtividade e qualidade de seus produtos e serviços. Esta necessidade eleva as oportunidades de uso de sistemas automatizados, especialmente os relativos à montagem automatizada de estruturas aeronáuticas. Exemplo desta aplicação é o uso de robô manipulador para furação, escareado, inspeção e instalação de rebites. Esta aplicação, entretanto, implica o uso de forças de contato por parte do robô para estabilizar o processo. Para esta tarefa um efetuador é montado sobre o robô e impõe uma força contra a superfície a ser furada (clamp). Uma vez que robôs manipuladores não tem rigidez estrutural suficiente, o fenômeno de escorregamento ocorre na área de contato e compromete os requisitos de perpendicularidade, exatidão e qualidade do furo. Visando evitar este fenômeno ou corrigir o posicionamento do robô algumas soluções têm sido desenvolvidas e são apresentadas na literatura. Soluções baseadas em sensores de forças e momentos, sistemas de medição de grandes volumes (como iGPS, Laser Tracker e Laser Radar), arranjos ópticos e mecânicos são apresentadas, discutidas e comparadas. Este trabalho visa descrever e avaliar a viabilidade no uso de acelerômetros, baseados em tecnologia MEMS, para evitar e corrigir o fenômeno de escorregamento. Os acelerômetros são acoplados rigidamente ao efetuador robótico, medindo acelerações para que esta informação alimente o controle em malha fechada do robô (ARC). O arranjo, software, hardware e processo estão descritos e os resultados das medições são discutidos e comparados com as soluções atualmente adotadas. Acelerômetros inerciais e piezelétricos são usados e comparados para este fim.