Desenvolvimento e análise de otimização topológica de braço robótico
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Data
2023-06-26
Tipo de documento
Artigo Científico
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Área do conhecimento
Engenharias
Modalidade de acesso
Acesso aberto
Editora
Autores
Linzmeyer, Carlos
Rocha, Helena
Christofolli, Larissa
Antunes, Lourrander
Godoy, Luan
Orientador
Domingos, Daniele da Silva
Coorientador
Resumo
A influência do peso estrutural dos manipuladores robóticos é de extrema importância tanto para o seu desenvolvimento como também para suas aplicações. Este trabalho tem por objetivo utilizar o método de otimização topológica (MOT) em um manipulador robótico projetado para o estudo e prototipado através de uma impressora 3D, a fim de reduzir o volume de materiais e características dos componentes utilizados no processo de fabricação, mantendo as tensões de escoamento e rupturas dentro dos limites aceitáveis e buscando reduzir custos no projeto fabricado. Essa metodologia combina os método de otimização com o método de elementos finitos, para encontrar a melhor distribuição de materiais, buscando uma redução de 40% (determinado pelo grupo) do volume total de matéria-prima utilizada para a fabricação do componente selecionado e consequentemente uma redução nos demais dimensionamentos de periféricos e itens que compõem o braço mecânico. Para realizar tal estudo, foi desenvolvido em software (solidworks) o projeto mecânico do braço robótico e realizado o MOT através da metodologia SIMP (Solid Isotropic Material with Penalization) que prediz a melhor distribuição do material dentro de um espaço definido pelo projeto para determinados casos de carga, condições de limites, restrições de fabricação e requisitos de desempenho. Após a conclusão do projeto, resultando na amostragem do protótipo feito em impressora 3D possibilitando a análise da resistência mecânica do projeto inicial para o otimizado.
Palavras-chave
Método de otimização topológica (MTO), Método de elementos finitos, Análise de Resistência Mecânica, Manipulador Robótico, Matéria-Prima