Tesina sulla Robotica Industriale

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ROBOTICA INDUSTRIALE

Con il termine “Robotica Industriale� si indica la scienza dei robot industriali che si occupa della progettazione, della costruzione, della programmazione e dell’applicazione di questi. Questa scienza nasce grazie all’integrazione di altre tecnologie come:
· Fisica
· Meccanica
· Elettrotecnica
· Elettronica
· Teoria e tecnica dei controlli automatici
· Informatica
· Scienza dei calcolatori
· Ingegneria dei software
· Analisi della produttivitÃ*
· Logistica
· Organizzazione aziendale
Ma il problema non è quello di far coesistere tutte queste tecnologie insieme, ma è che oggi non si può pensare che ci sia un solo esperto di robot industriali perché dovrebbe aggiornarsi continuamente e non sarebbe in grado di gestire tutte queste informazioni; quindi in un’azienda ci sono più esperti, ognuno per una tecnologia, che collaborano. La parola robot ha delle origini molto antiche, infatti, questa parola venne utilizzata per la prima volta da uno scrittore cecoslovacco di nome Carel Capek. Egli utilizzò la parola robot in una sua commedia, nel quale un ingegnere “Rossumâ€�, diede questo nome ad un umanoide che svolgeva i compiti più duri e che quindi doveva essere di aiuto all’ uomo ; ma col tempo a questi robot sempre più protagonisti di racconti si fece assumere un significato negativo. Tutto ciò cambiò grazie ad Isaac Asimov, il quale fece assumere a questi robot un significato positivo ed è proprio a questo scrittore che va attribuito il merito per aver fatto nascere, anche se solo a livello fantascientifico, la scienza della costruzione dei robot e solo come macchine predisposte per sostituire l’uomo in alcune attivitÃ* produttive. Per avere un robot industriale dobbiamo aspettare il 1961 e fino ad oggi questa scienza a fatto grandi passi nell’automazione industriale ed è proprio a questo proposito che l’ISO ha stabilito una norma ed è la “ISO TR8373â€�, nella quale vengono precisati i significati di alcuni termini come:
ROBOT INDUSTRIALE: inteso come robot di manipolazione, secondo il quale, il robot è un manipolatore con più gradi di libertÃ*, esso è riprogrammabile, multiscopo, può essere mobile o fisso sul posto di lavoro. Per riprogrammabile si intende che i movimenti programmati possono essere cambiati senza alcun cambiamento fisico, eccetto però la sostituzione di ROM, casse di programmazione, ecc.., multiscopo, invece, vuol dire che può essere adottato per diverse applicazioni ma con modifiche fisiche. Secondo il presidente della SIRI (Associazione Italiana di Robotica e di Automazione Industriale) il termine più corretto da usare per queste macchine sarebbe “automaâ€�, perché l’automa è una macchina predisposta per sostituire l’uomo in alcune lavorazioni e attivitÃ* produttive come la manipolazione, la verniciatura, il montaggio ma dotato di una memoria più o meno ampia per immagazzinare informazioni e istruzioni, in più può essere programmabile e flessibile. Programmabile vuol dire che deve poter eseguire con assi differenti di movimento dei diversi cicli di operazioni, mentre flessibile deve essere idoneo per eseguire operazioni differenti. Ma i robot pur essendo delle macchine molto flessibili, devono comunque essere costruiti per determinate operazioni dato che essi operano in diversi settori e oltre a non sarebbe nemmeno conveniente non sarebbe oggi nemmeno possibile, ma nemmeno in futuro, costruire un robot universale. Per quanto ci riguarda ci occuperemo di una fascia di robot e precisamente dei robot industriali e con essi tutti i problemi legati alla struttura meccanica diminuiscono notevolmente. I robot che ci interessano sono costituiti da:
· Struttura meccanica
· Sistema d’azionamento
· Sistema di controllo
· UnitÃ* di governo
Questi quattro sistemi interagiscono tra di loro per permettere il corretto funzionamento del robot, infatti questo sistema è ad anello chiuso o in retroazione, e dall’unitÃ* di governo partono le istruzioni, che attraverso il sistema d’azionamento con gli attuatori, che muove la struttura meccanica, la quale svolge il compito; attraverso dei sensori vengono rilevate le grandezze che costituiscono il feedback necessario per gestire il sistema. Il robot è formato da nove parti fondamentali, tra struttura e assi di movimento; la più ovvia è:
1. la struttura meccanica o support structure: dove è fissato il braccio
2. spalla o shoulder: giunto che collega la struttura portante al braccio
3. braccio o arm: quest organo è costituito da una catena di giunti che sostengono e muovono un attuatore finale.
4. polso o wrist: è un organo tra il braccio e l’attuatore finale ed è rotante
5. mano o hand: è un organo simile a quella dell’essere umano
6. pinza o gripper: è un altro di presa
7. dito o finger: parte della mano che serve per trattenere gli oggetti afferrati
8. attuatore finale o end effector: è la parte finale a contatto con l’oggetto su cui il robot opera
9. giunto o joint: è un meccanismo in grado di compiere dei movimenti lineari o di rivoluzione
10. asse o axis: direzione nella quale una parte del robot può compiere movimenti di rotazione
11. grado di libertÃ* o deree of freedom: è la direzione verso il quale può muoversi il robot
12. orientamento o yaw: rappresenta la rotazione angolare, cioè verso destra o sinistra
13. inclinazione o pitch: rappresenta la rotazione angolare, ma o verso l’alto o verso il basso
14. rollio o roll: rappresenta la possibilitÃ* della mano di ruotare intorno all’asse del braccio.
I giunti con i quali sono collegati i robot possono essere:prismatici, rotoidali, sferici o elicoidali. Questi robot hanno anche delle prestazioni, e sono:
· volume di lavoro che rappresenta il volume dello spazio che racchiude i punti estremi che l’attuatore finale può raggiungere
· capacitÃ* di carico è il carico massimo compreso il peso dell’attuatore finale che il robot può spostare, mentre per avere il carico utile basta sottrarre al carico massimo il peso dell’attuatore finale
· percorso è la traiettoria descritta da un punto caratteristico dell’attuatore finale nello spazio
· la distanza e l’angolo operativo sono rispettivamente il percorso e l’angolo di rotazione massima che può compiere il robot su ciascun asse
· la precisione viene valutata in base al posizionamento del punto
· la precisione di posizionamento è l’errore commesso tra la posizione comandata e quella raggiunta
· la precisione di traiettoria è il grado di conformitÃ* tra la traiettoria effettiva e il percorso memorizzato
· la risoluzione è la più piccola variazione d’ingresso che provoca una variazione sull’uscita
ma ciò non è tutto perché a questi robot è chiesto inoltre affidabilitÃ*, ripetibilitÃ*, durata e sicurezza operativa. Ancora dei robot possiamo fare un ‘altra classificazione e sono: cinematica, per applicazione, funzionale, dinamica. Nella classificazione cinematica dobbiamo distinguere dei robot cartesiani, robot polari, robot cilindrici e robot articolati.
I robot cartesiani sono chiamati così perché gli assi di movimento sono definiti da coordinate cartesiane, ma di questi possono essere: ad assi sovrapposti, a montante, a portale; in questi robot la traiettoria dell’end effector può essere ottenuta attraverso un spostamento in sequenza o in maniera combinata dei tre assi. I robot cilindrici sono costituiti da un braccio orizzontale che può muoversi verticalmente e può ruotare intorno all’asse verticale; questa struttura viene adottata nei semplici bracci meccanici. I robot polari questi robot sono una derivazione di quelli cilindrici, basta sostituire lo spostamento verticale con l’inclinazione del braccio; sono impiegati per carico e scarico pezzi. I robot articolati sono dei robot antropomorfi perché i suoi giunti sono di tipo rotante; la programmazione di questo robot è più complessa e quindi richiede un’unitÃ* di governo più elevata. I robot possono essere classificati in base all’applicazione, infatti possono essere:
· di manipolazione
· di saldatura
· di montaggio
· di finitura superficiale
· di misura
· da laboratorio
i robot di manipolazione sono progettati e programmati per afferrare, trasportare materiali nella posizione richiesta. Quelli di saldatura sono degli automi impiegati nella saldatura a punti che in quella a filo continuo; quelli di montaggio sono progettati e programmati per assemblare; quelli di finitura sono quelli utilizzati per la verniciatura, quelli di misura sono quelli utilizzati per verificare la corrispondenza dei particolari costruttivi del prodotto rispetto alle specifiche richieste, robot da laboratorio appartengono a una categoria particolare perché non hanno scopi di tipo esecutivo a soltanto sperimentale.

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[lucas tx]

ciao !! prima di ridere prova questo.
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