Simulação de um protótipo de braço robótico tipo SCARA com controle de posicionamento de objeto

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dc.contributor.advisorChaves, Fabiano Drumond
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6346102915981403
dc.contributor.authorDutra, Rodolfo Lopes
dc.contributor.refereeFabiano Drumond Chaves
dc.contributor.refereeAccacio Ferreira dos Santos Neto
dc.contributor.refereeMurillo Ferreira dos Santos
dc.date.accessioned2026-08-21T21:54:33Z
dc.date.available2026-08-21T21:54:33Z
dc.date.issued2026-06-16
dc.description.abstractEste trabalho apresenta o desenvolvimento e a validação em ambiente simulado de um robo Selective Compliance Assembly Robot Arm (Braço Robótico para Montagem de Conformidade Seletiva) (SCARA) aplicado a uma tarefa de pick and place. O projeto foi desenvolvido utilizando Robot Operating System (Sistema Operacional de Robôs) (ROS), Gazebo, Mo- velt e visão computacional com OpenCV. Foram realizadas a modelagem matemática do manipulador, incluindo propriedades físicas, cinemática direta e inversa, além do projeto e ajuste dos controladores Proporcional, Integral e Derivativo (PID). O sistema de visão foi implementado para identificar o objeto por meio da câmera e converter sua posição para o sistema de referência do mundo, permitindo que a cinemática inversa calculasse as posições articulares necessárias para a manipulação. Os controladores foram avaliados por ganhos calculados, empíricos e ajustados, sendo observado bom desempenho nas juntas rotacionais e necessidade de ajuste empírico na junta prismática. Ao todo, foram realizados 30 testes, nos quais falhas de trajetória, altura de deposição e controle do fuso foram identificadas e corrigidas. Após os ajustes, o robô executou corretamente a tarefa, apresentando erro cartesiano final de aproximadamente 4,37 mm. Os resultados demonstram que a integração entre simulação, controle, planejamento de movimento, cinemática inversa e visão computacional foi funcional para validar a aplicação proposta em ambiente virtual.
dc.description.abstractotherThis work presents the development and validation-in a simulated environment-of a SCARA robot applied to a pick-and-place task. The project was developed using ROS, Gazebo, Movelt, and computer vision with OpenCV. The manipulator's mathematical modeling was performed covering physical properties as well as forward and inverse kinematics—alongside the design and tuning of PID controllers. A vision system was implemented to identify the object via camera and convert its position to the world reference frame, enabling the inverse kinematics module to calculate the joint positions required for manipulation. The controllers were evaluated using calculated, empirical, and fine-tuned gains; good performance was observed in the rotational joints, while empirical tuning was required for the prismatic joint. A total of 30 tests were conducted, during which issues regarding trajectory, deposition height, and lead screw control were identified and corrected. Following these adjustments, the robot successfully executed the task, exhibiting a final Cartesian error of approximately 4.37 mm. The results demonstrate that the integration of simulation, control, motion planning, inverse kinematics, and computer vision effectively validated the proposed application within the virtual environment.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/2910
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.departmentDepartamento de Eletroeletrônica
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.subjectVisão computacional
dc.subjectCinética
dc.subjectSimulação
dc.subjectControle
dc.titleSimulação de um protótipo de braço robótico tipo SCARA com controle de posicionamento de objeto
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso da Graduação

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