Metodologia para análise de confiabilidade em robôs com aplicação em robô paralelo

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaOs conceitos de confiabilidade têm grande aceitação em diversas áreas da engenharia, abrangendo uma grande quantidade de sistemas técnicos que podem ser analisados. Nota-se, com base no auge tecnológico dos últimos anos, que novos sistemas estão sendo desenvolvidos com maior frequência, os quais visam se adaptar às necessidades operacionais mais diversas, valendose para isso de robôs móveis, manipuladores seriais ou manipuladores paralelos como uma das principais alternativas. Os robôs industriais são sistemas que integram itens elétricos, eletrônicos, hidráulicos e pneumáticos, propiciando o incremento das fontes de falha e como consequência disso um maior interesse pela análise de confiabilidade. A confiabilidade é a área que deve analisar a funcionalidade de um sistema, evitando as falhas ou minimizando seu impacto por meio da aplicação de técnicas adequadas, onde muitas dessas já estão normatizadas. Nesse contexto, o presente trabalho aborda o desenvolvimento de uma metodologia para analisar a confiabilidade em robôs, usando técnicas que orientem a caracterização das falhas e as suas probabilidades de ocorrência. Assim, a metodologia proposta está apresentada dentro de um processo de projeto, ou seja, durante as atividades de desenvolvimento de um sistema robótico, onde os resultados a serem obtidos devem encaminhar ações que visem garantir a confiabilidade estabelecida no inicio do projeto. Com isso, pretende-se motivar aos projetistas de robôs à inclusão da confiabilidade como um atributo de produto, aplicando uma metodologia adequada para avaliar o leiaute final a fim de corrigir os problemas associados ao robô antes que este seja fabricado. Finalmente, uma demonstração do uso da metodologia é feita sobre um sistema robótico paralelo, evidenciando as vantagens da sistemática proposta e caracterizando os resultados a serem obtidos.The concepts of reliability are greatly accepted in a vast variety of engineering areas, incorporating an enormous quantity of technical systems that can be analyzed. It is noticed that, in the technological growth of the area in the last few years, new systems are being developed with more frequency, which goal to adapt to an infinite variation of operational needs, by using mobile, serial manipulative or parallel manipulative robots. The industrial robots are systems that include electrical, electronic, hydraulic and pneumatic items, providing more opportunities to failure that reinforces reliability analysis. Reliability is the area that guarantees the functionality of a system, avoiding or minimizing the impacts of failures, by applying suitable techniques, which are mostly already normalized. In this context, the current proposition approaches the development of a methodology for reliability analysis in robots, using techniques that orient the failure characterization and properties associated to them. Therefore, the methodology proposed is presented within a project process, meaning that, during the activities of development of a robotic system, in which the results obtained should lead to actions that aim to guarantee reliability established in the beginning of the project. This leads to motivate robot planners to include reliability as an attribute of their products, applying an appropriate methodology to assess the final layout in order to correct problems associated to the robot before it is produced. Finally, an application is made on the parallel robot, emphasizing the advantages of the systematics proposed and characterizing the results that will be obtained