Gêmeo digital de um robô industrial

Por que a geometria é capturada à mão

A decisão que sustenta todo o projeto é que se modela a cadeia cinemática, seja qual for o braço. A interface pergunta duas coisas antes de desenhar qualquer coisa: quantos eixos o braço tem, de dois a seis, e quanto mede cada elo em centímetros. Com essas duas respostas o software monta a cadeia e resolve as equações, e é aí que vive o trabalho difícil: a cinemática direta diz onde a ponta fica quando você gira os eixos, e a inversa diz quanto cada eixo tem que girar para a ponta chegar a um ponto que você escolheu. A segunda é a que não tem uma única resposta, e é a que precisa ser resolvida respeitando o limite de rotação de cada eixo.

Escrever essas equações nós mesmos, em vez de herdá-las do software do fabricante, é o que faz com que adequar o gêmeo a outro braço seja capturar números de novo, sem programar de novo. Na captura do produto entregue o mesmo código sustenta dois braços que não se parecem: o UR5 da Universal Robots, que é um cobot fino de articulações redondas, e o GP8 da Yaskawa, que é um industrial compacto com outra proporção e outro alcance.

A faixa de dois a seis eixos também não é um número redondo escolhido ao acaso. O cliente tinha um Yaskawa de seis eixos no laboratório dele e pediu por escrito para começar por ali em vez de pelo caso fácil, com o argumento de que descer de seis eixos para dois é mais simples do que subir de dois para seis. Resolver primeiro o caso difícil é o que deixou o resto da faixa resolvido de passagem.

As duas formas de definir o movimento

O gêmeo é operado com a mão, sem joystick nem console de coordenadas. O primeiro modo move o efetuador final: aparece um cone que marca o destino, você pega, coloca onde quer que a ponta chegue e o braço resolve a postura para alcançar. O segundo modo encadeia pontos para definir uma rota completa.

Colocado em escala real sobre o piso onde a célula ficaria, isso responde em segundos a pergunta que normalmente custa uma visita: se o braço alcança, se o espaço é suficiente e por onde ele vai passar. A captura mostra o braço com a malha espacial da sala e com a marca de fita no piso onde a base é ancorada.

A conexão com o robô: o que ficou testado e o que não

Esta é a parte que vale contar com precisão, porque é a que um engenheiro de automação vai perguntar primeiro. A arquitetura foi pensada para fechar o ciclo: o gêmeo gera a trajetória, exporta como ângulos por eixo e o robô físico executa. A ponte ficou funcionando do Unity para o simulador da Yaskawa e para o Gazebo, por ROS, e a camada para o controlador foi especificada sobre OPC UA, com a norma DIN EN IEC 62541-5 e o perfil OPC UA for Robotics da VDMA.

A partida sobre a célula física não foi feita. Quando faltava essa etapa o cliente entrou em insolvência, em setembro de 2024, e o projeto parou ali. Dizemos isso porque um caso que insinua um fechamento que não aconteceu não sobrevive à primeira pergunta técnica: o que está testado é o configurador, a cinemática e a ponte contra simulador, e essa é a parte que custa construir. A etapa que faltava era de colocação em marcha no piso.

Perguntas frequentes