Com os subsistemas identificados (alimentação, controle e mecânico), e depois de observar a lógica do projeto feito pelo fornecedor para o robô ASEA IRB6-S2, é necessário desmontar os componentes dos subsistemas de alimentação localizados no gabinete de controle. O subsistema de controle formado pelas placas eletrônicas esta localizado no gabinete original do manipulador. Assim como os conjuntos de junta, para os cinco graus de liberdade que fazem parte da estrutura mecânica do robô.
Foram desmontados os conjuntos das juntas associados aos graus de liberdade quatro e cinco do ma- nipulador, posteriormente os conjuntos dois e três. A desmontagem foi finalizada com o primeiro grau de liberdade do manipulador.
O desenho feito pelo fornecedor da estrutura do manipulador com a configuração dos seus cinco graus de liberdade é apresentada na Figura 4.4.
Figura 4.4: Definição da configuração do manipulador ASEA IRB6-S2 Fonte: ASEA (2003)
Os conjuntos das juntas foram desmontados individualmente, permitindo assim observar as caracte- rísticas internas da estrutura mecânica do manipulador. Os conjuntos associados às juntas quatro e cinco estão localizados no robô segundo a Figura 4.5.
A Figura 4.6 apresenta a fixação do conjunto da junta cinco direitamente na estrutura mecânica do robô. É necessário esclarecer que os componentes associados aos graus de liberdade quatro e cinco são similares.
Figura 4.5: Conjunto de juntas quatro e cinco Fonte: ASEA (2003)
Figura 4.6: Conjunto da junta cinco acoplado ao manipulador
Depois de desmontar o conjunto da junta foi possível identificar o tipo de acoplamento presente no manipulador. A Figura 4.7 apresenta como é integrado o conjunto das juntas quatro e cinco.
Foi possível identificar os componentes que conformam o conjunto das juntas quatro e cinco, após a desmontagem dos motores que transmitem a movimentação para os últimos dois graus de liberdade do manipulador. Incluindo mais dois elementos, o acoplamento fixado ao motor e a flange responsável pela fixação do motor à estrutura mecânica do manipulador. O conjunto das juntas quatro e cinco está composto por:
1. Motor.
2. Tacômetro e Resolver.
3. Acoplamento: Harmonic-drive. 4. Flange de fixação.
Figura 4.7: Detalhe do conjunto das juntas quatro e cinco a) Vista lateral; b) Vista frontal
O acoplamento que faz parte das juntas quatro e cinco é denominado Harmonic Drive, o mesmo está dividido em dois elementos: um deles fixado ao eixo do motor e o outro à estrutura mecânica do mani- pulador. O elemento fixado ao motor é conhecido como gerador de onda, ou wavegenerator, enquanto o elemento que faz parte da estrutura mecânica do manipulador é denominado como Flexspline (LLC Har- monic Drive, 2016). Na Figura 4.8 é apresentado o elemento do Harmonic Drive localizado na estrutura do manipulador e o wavegenerator que estava acoplado ao eixo motor.
Figura 4.8: Harmonic-Drive da junta cinco a) Flexspline, b)Wavegenerator Fonte: Toquica e Álvares (2016)
Na Figura 4.9 é apresentada o flange de fixação separada do motor, elemento integral do conjunto das juntas quatro e cinco.
Este tipo de acoplamentos deve ter 30 ml de óleo tipo ATF para transmissões automáticas automotivas para a lubrificação do Harmonic-Drive, em cada uma das juntas quatro e cinco.
Figura 4.9: Flange das juntas quatro e cinco
Após identificar os componentes que formam as juntas quatro e cinco, foram desmontados os conjuntos das juntas dois e três, localizados na estrutura do manipulador tal como é apresentado no desenho feito pelo fornecedor na Figura 4.10.
Figura 4.10: Desenho dos conjuntos das juntas dois e três Fonte: ASEA (2003)
Os conjuntos das juntas dois e três instalados na estrutura do robô ASEA IRB6-S2 é apresentado na Figura 4.11.
Figura 4.11: Conjunto de juntas dois e três no manipulador ASEA IRB6-S2
Na Figura 4.12 são apresentados os elementos desmontados da estrutura mecânica do manipulador. A diferença com os elementos das juntas quatro e cinco é a inexistência das flanges de fixação entre o motor e a estrutura mecânica do robô, ou seja, os motores são fixados diretamente na estrutura mecânica do manipulador.
Figura 4.12: Elementos do conjunto das juntas 2 e 3
Outra diferença existente é o acoplamento, neste caso existe uma conexão direta do motor com um parafuso de esferas transformando o movimento rotacional dos motores em movimentação linear. Os conjuntos de junta dois e três têm os seguintes elementos:
• Motor
• Tacômetro e Resolver
• Acoplamento: Direito a um parafuso de esferas
O conjunto de junta um foi o último a ser desmontado, e é apresentado na Figura 4.13.
Figura 4.13: Desenho do conjunta da junta um Fonte: (ASEA, 2003)
Para permitir a desmontagem foi necessário tirar a estrutura mecânica dos conjuntos das juntas anteri- ores que estão apoiadas na base do manipulador ou no primeiro grau de liberdade. Foi usado um guincho hidráulico para suportar o peso da estrutura mecânica das quatro últimas juntas, enquanto os componentes da junta um eram extraídos. Pode-se observar na Figura 4.14 o guincho usado.
Na Figura 4.15 é apresentado o procedimento gráfico para remover - segundo o manual do fornecedor - o conjunto de componentes da junta um. O primeiro passo foi segurar a estrutura mecânica dos últimos quatro graus de liberdade ao guincho, para depois afastá-la da base do manipulador. O peso da estrutura afastada é de 150 kg (ASEA, 2003). Foi fabricada uma ferramenta de extração de pinos que fixam a base com a estrutura afastada. Pode ser consultado o desenho técnico no Apêndice F, assim como o detalhe para usar a ferramenta é apresentado no Apêndice G.
Figura 4.14: Guincho hidráulico usado para a desmontagem
Figura 4.15: Desmontagem da estrutura mecânica últimas quatro juntas a) Segurar a estrutura; b) Separar da base do manipulador
Foi possível definir para a junta da base os componentes necessários para uma operação adequada. É viável identificar que existe uma placa intermediária para fixar a estrutura mecânica da base com a armação afastada das quatro últimas juntas. A diferença das juntas quatro e cinco pode ser observada na Figura 4.16. Foi identificado o tipo de acoplamento existente na junta um após retirar a placa intermediária, sendo
Figura 4.16: Desenho em detalhe do conjunto da junta um Fonte: (ASEA, 2003)
igual as juntas quatro e cinco, ou seja, Harmonic Drive. A Figura 4.17 apresenta o conjunto da junta um posicionado na base do manipulador.
O Harmonic-Drive fixado ao eixo do motor é apresentado na Figura 4.18. A junta um deve ter 260 ml de óleo tipo ATF, característico das transmissões automáticas automotivas, garantindo a lubrificação deste tipo de acoplamentos (ASEA, 2003).
Foi possível redefinir os componentes que integram o conjunto da junta um em comparação aos ante- riores, formado por:
1. Motor
2. Tacômetro e Resolver
3. Acoplamento: Harmonic-drive 4. Chapa intermediária
Figura 4.17: Conjunto da junta um na base do manipulador ASEA IRB6-S2
Figura 4.18: Elementos do conjunto da junta um fora da base do robô
Após a desmontagem dos conjuntos das juntas que constituem os cinco graus de liberdade do mani- pulador é possível conhecer quais são os componentes aproveitados e descartados. A seleção priorizou os componentes originais associados à estrutura mecânica do manipulador e deixou de lado os elementos do subsistema de controle das juntas, como os motores e resolver. Na Tabela 4.5 é apresentada a relação do conjunto das juntas.
Tabela 4.5: Especificação dos componentes originais: Conjunto de junta
Componentes Junta 1, 4 e 5 Junta 2 e 3
Harmonic-Drive Aproveitado -
Acoplamento - Aproveitado
Motores Descartado Descartado
Tacômetro Descartado Descartado
Resolver Descartado Descartado
Flange/Chapa Intermediaria Aproveitado -
Do gabinete do controle original do manipulador aproveitou-se a estrutura para colocar os novos com- ponentes dos subsistemas de alimentação e controle. Além disso, aproveitou-se o cabo de controle entre o gabinete e o robô, para a parte de tensão dos motores novos. No entanto os sinais de controle como o feedback do avanço dos motores, pulsos comandados a partir da plataforma software de controle etc. Foi descartado o cabo original pois estava desgastado por causa do tempo, o que geraria ruído, e assim falhas na transmissão dos dados.
4.3 Atualização Hardware
É apresentado a seguir todo o processo relacionado à atualização dos componentes hardware para a operação do manipulador ASEA IRB6-S2, em referência a Figura 3.5 da metodologia apresentada no Capítulo 3.
Com a informação disponível das características técnicas dos componentes reaproveitados na etapa de diagnóstico é necessário especificar quais devem ser os novos elementos que deverão ser projetados, fabricados e adquiridos para o retrofitting do manipulador.