Os sensores de aceleração, também conhecidos como acelerômetros, são fundamentais para a medição precisa de movimento e vibrações em robôs. Eles desempenham um importante papel na melhoria do desempenho e na manutenção da integridade dos sistemas robóticos
Neste artigo, vamos falar sobre as aplicações e usos dos sensores de aceleração na robótica. Continue a leitura e descubra como essa tecnologia pode transformar a rotina de produção da sua indústria.
SENSORES DE ACELERAÇÃO NA ROBÓTICA
Os sensores de aceleração são dispositivos que medem a taxa de variação da velocidade de um objeto. Na robótica, eles desempenham duas funções principais: medir a inclinação e a aceleração do robô. Esses sensores são afetados por dois tipos de forças: estáticas e dinâmicas.
- Força Estática: Refere-se à fricção entre dois objetos e é fundamental para entender como um robô está inclinado.
- Força Dinâmica: Mede a quantidade de força necessária para iniciar ou alterar o movimento de um objeto.
COMO FUNCIONA UM ACELERÔMETRO?
Os acelerômetros medem a aceleração em diferentes eixos e podem ser classificados em três tipos principais: capacitivo MEMS, piezoelétrico e piezo-resistivo.
ACELERÔMETROS CAPACITIVOS MEMS
Utilizam um sistema de molas e condensadores. O peso acoplado sobre as molas altera a distância entre os elementos do condensador, o que muda a capacidade e, consequentemente, o sinal elétrico gerado.
São muito utilizados em dispositivos portáteis e produtos eletrônicos de consumo devido à sua compactação e custo reduzido. Contudo, sua precisão limitada pode não ser adequada para aplicações industriais especializadas.
ACELERÔMETROS PIEZOELÉTRICOS
Utilizam materiais como titanato de zircônio-chumbo (PZT) que geram uma carga elétrica quando deformados. São conhecidos pela alta sensibilidade e precisão, o que os torna ideais para medir vibrações em ambientes industriais e condições adversas.
São usados em diagnósticos de máquinas e equipamentos, medições sísmicas e provas de choque devido à sua capacidade de medir vibrações de alta frequência e amplitude.
ACELERÔMETROS PIEZO-RESISTIVOS
Funcionam com base no efeito piezo-resistivo, onde a deformação do material altera sua resistência elétrica. Este sinal é então convertido em uma leitura de aceleração.
Adequados para medições de vibrações de altas amplitudes e frequências, além de sinais de mudança lenta, o que é útil em sistemas de navegação inercial e para monitoramento de estruturas.
APLICAÇÕES DOS SENSORES DE ACELERAÇÃO NA ROBÓTICA
Os sensores de aceleração têm uma ampla gama de aplicações na robótica, contribuindo para a melhoria do desempenho e a eficiência dos sistemas robóticos. Listamos abaixo algumas das principais aplicações:
EQUILÍBRIO E ESTABILIDADE
Robôs móveis e drones, especialmente aqueles que operam em terrenos irregulares ou em ambientes dinâmicos, dependem de sensores de aceleração para manter o equilíbrio e a estabilidade.
Medindo a inclinação do robô, os sensores permitem ajustes automáticos para manter a posição vertical e prevenir quedas ou tombos. Portanto, esse tipo de sensor é útil para robôs autônomos que realizam tarefas em fábricas ou armazéns.
CONTROLE DE MOVIMENTO
Os sensores de aceleração ajudam a controlar e otimizar o movimento dos robôs. Por exemplo, em robôs industriais que realizam tarefas de montagem ou manipulação, a medição precisa da aceleração e velocidade permite movimentos mais suaves e coordenados.
DIAGNÓSTICO E MANUTENÇÃO PREDITIVA
A capacidade dos sensores de aceleração de medir vibrações e impactos permite a implementação de sistemas de diagnóstico e manutenção preditiva. Monitorando as vibrações de máquinas e componentes robóticos, é possível identificar problemas antes que eles causem falhas graves, permitindo intervenções rápidas e reduzindo o tempo de inatividade.
PROTEÇÃO DE EQUIPAMENTOS SENSÍVEIS
Em ambientes industriais, os acelerômetros são usados para proteger equipamentos sensíveis, como discos rígidos e dispositivos médicos. Ao detectar vibrações ou movimentos inesperados, os sensores podem acionar mecanismos de proteção para evitar danos aos equipamentos, aumentando sua confiabilidade.
MELHORIA NA INTERAÇÃO HUMANO-ROBÔ
Sensores de aceleração também são usados para melhorar a interação entre humanos e robôs. Em sistemas de robótica colaborativa, onde robôs trabalham lado a lado com operadores humanos, a detecção precisa de movimentos e forças ajuda a garantir uma operação segura e eficiente.
Leia também: Sensores de contato: confira suas aplicações na robótica
SEGURANÇA E COLABORAÇÃO COM OS COBOTS
Um dos avanços mais significativos na robótica industrial é o desenvolvimento de robôs colaborativos, ou cobots, que podem operar em conjunto com humanos de maneira segura e eficiente.
Quando o robô entra em contato com uma pessoa ou objeto, ele detecta essa pressão da interação e para ou reduz sua velocidade imediatamente. Isso evita ferimentos e garante a segurança do operador humano.
O ponto de destaque na engenharia dos cobots é que isso não é feito com sensores de contato! O sistema dos cobots conta com um algoritmo especial que mensura forças de contato e regula a aceleração e a corrente de força.
Esses módulos de segurança vêm de fábrica nos cobots. Essas e outras configurações de segurança ajudam a criar um ambiente de trabalho colaborativo onde humanos e robôs podem compartilhar o mesmo espaço de trabalho com minimização de riscos, após a realização tanto de um estudo de viabilidade do uso de cobots, quanto de uma avaliação de riscos propriamente.
Solicite uma demonstração com cobots UR aqui
ENCONTRANDO OS SENSORES DE ROBÓTICA NO UR+
A Universal Robots facilita a integração de robôs colaborativos em processos industriais através do UR+, um ecossistema de soluções que inclui sensores, softwares e hardware desenvolvidos por parceiros certificados.
Esse ecossistema permite que empresas de todos os tamanhos encontrem facilmente as ferramentas e tecnologias necessárias para implementar soluções robóticas personalizadas, maximizando a eficiência, a segurança e o retorno sobre o investimento.
Você pode encontrar todas as soluções aqui.
