Desenvolvimento da instrumentação para um protótipo de sistema flexível de manufatura

dc.contributor.advisorOliveira, Adilson José de
dc.contributor.advisor-co1Souza, Thiago Cardoso de
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0001-6104-569Xpt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3158071963293362pt_BR
dc.contributor.authorBatista, Lucas Damasceno de Araújo
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-0547-3718pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3258161610687398pt_BR
dc.contributor.referees1Santana Júnior, Orivaldo Vieira de
dc.contributor.referees2Santos, Tiago Felipe de Abreu
dc.date.accessioned2025-01-08T22:16:58Z
dc.date.available2025-01-08T22:16:58Z
dc.date.issued2024-10-28
dc.description.abstractIndustry 4.0 concept enables the manufacturing of several products by integrating traditional processes to information technologies. This concept applies to Flexible Manufacturing Systems (FMS), which consist of automated sets of several machine tools, typically controlled by numerical controls (CNCs), and interconnected by a system for transporting, handling and storing products. A centralized system for decision-making is responsible for controlling this grouping. The FMS may have a digital twin for operational tests. The main objective of this study was to develop a prototype FMS composed of a conveyor belt and a robotic manipulator with 6 degrees of freedom, instrumented with transducers for localization and recognition of objects (color, shape, and QR Code). Computer vision routines were developed to recognize visual attributes of the objects contained on the conveyor belt. A control based on inverse kinematics by the algebraic method aimed to manipulate these recognized objects on the conveyor belt to predefined locations and based on these visual attributes. A camera and a laser transducer associated with a MyRIO 1900 microcontroller instrumented the prototype. The LabVIEW® software allowed the development of the computational routines described; and the Unity® software, the implementation of a Digital Twin for the prototype. The laser transducer identified the presence of objects in 76% of the cases and activated and deactivated the computer vision routines in specific situations. The manipulation of objects followed a path defined by a 4th-order Bézier parametric equation. The Digital Twin moved the virtual system based on data received from the physical system of the FMS prototype via LAN communication in less than 2 ms and without loss of information.pt_BR
dc.description.resumoO conceito de Indústria 4.0 permite a manufatura de diversos produtos ao integrar processos tradicionais às tecnologias de informação. Esse conceito aplica-se a Sistemas Flexíveis de Manufatura (FMS), que consistem em conjuntos automatizados de várias máquinas-ferramenta, tipicamente controladas por comandos numéricos (CNC’s), e interligadas por um sistema de transporte, manipulação e armazenamento de produtos. Um sistema centralizado para a tomada de decisões é o responsável pelo controle desse agrupamento. O sistema pode ter uma réplica virtual (Gêmeo Digital) para testes funcionais. O objetivo geral deste estudo foi desenvolver um protótipo de FMS composto por uma esteira e um manipulador robótico com 6 graus de liberdade, instrumentado com transdutores para localização e reconhecimento de objetos (cor, formato e QR Code). Rotinas de visão computacional foram desenvolvidas para reconhecer atributos visuais dos objetos contidos sobre a esteira. Um controle baseado em cinemática inversa pelo método algébrico objetivou manipular esses objetos reconhecidos para locais predefinidos e com base nos atributos visuais. Uma câmera e um transdutor a laser associado a um microcontrolador MyRIO 1900 instrumentaram o protótipo de FMS. O software LabVIEW® permitiu a criação das rotinas computacionais descritas; e o software Unity®, a implementação de um Gêmeo Digital do protótipo. O transdutor a laser identificou a presença de objetos em 76% dos casos e ativou e desativou as rotinas de visão computacional em situações específicas. A manipulação de objetos seguiu um caminho definido por uma equação paramétrica de Bézier de 4ª ordem. O Gêmeo Digital movimentou o sistema virtual com base em dados recebidos do sistema físico do protótipo de FMS mediante uma comunicação LAN em um tempo inferior a 2 ms e sem perdas de informações.pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpt_BR
dc.identifier.citationBATISTA, Lucas Damasceno de Araújo. Desenvolvimento da instrumentação para um protótipo de sistema flexível de manufatura. Orientador: Dr. Adilson José de Oliveira. 2024. 125f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/61072
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectSistema flexível de manufaturapt_BR
dc.subjectInstrumentaçãopt_BR
dc.subjectVisão computacionalpt_BR
dc.subjectCinemática inversapt_BR
dc.subjectManipuladorpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICApt_BR
dc.titleDesenvolvimento da instrumentação para um protótipo de sistema flexível de manufaturapt_BR
dc.title.alternativeDevelopment of the instrumentation for a Flexible Manufacturing System prototypept_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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