Movimentazione manuale di carichi con un manipolatore industriale basata su visione e sistema frenante

In recent times, the main topic in the world of the industrial robotics, is to find appropriate solutions to enable a man-machine interaction. This cooperation might be of help to the operator, limiting his/her efforts, assigning to the machine the more phisycally challeging operations. The goal of this thesis is to find a cost-effective solution to manage the particular manipulators that help the operator to lift very heavy objects, in case of visual occlusions. In particular, these manipulators are not actuated by electric motors and the only possibility to actively interact with operator is to use a system that manages the brakes of such machinery. Control logics have been developed on such machine to manage the state of the brakes, so as to drive the worker toward the target, braking on or braking off properly the joints. To develop this project we used a hardware system (composed of a computer board, a camera and some angular potentiometers) and a software system (based on vision libraries). In this thesis we thus want to search an alternative approach to the use of the actuated systems, for the control of a manipulator, by proposing a solution that, based on vision and acting solely on the brakes, allows to effectively drive the operator in accurate positioning of the load. The effectiveness of this control strategy has been tested and validated on a manipulator designed by the Scaglia Indeva company.

Negli ultimi tempi, nel mondo della robotica industriale, si sono studiate varie soluzioni per consentire la collaborazione tra l'uomo e la macchina. Questa collaborazione può essere di aiuto all'operatore nel limitarne gli sforzi, assegnando alla macchina le operazioni fisicamente più impegnative. L'obiettivo di questa tesi è stato quello di trovare una soluzione per migliorare l'usabilità di particolari manipolatori che aiutano l'operatore a sollevare oggetti molto pesanti, in condizioni di occlusione visiva. In particolare questi manipolatori non sono attuati da motori elettrici e l'unica possibilità di interagire con l'operatore stesso è di utilizzare un sistema che gestisca i freni di tale macchinario. Sono state sviluppate logiche di controllo sul macchinario, grazie alle quali è stato possibile gestire lo stato dei freni e quindi guidare, bloccando e sbloccando opportunamente i freni, l'operatore verso il target non direttamente visibile. Per realizzare tale progetto è stato utilizzato un sistema hardware (composto da un mini computer, una telecamera e dei potenziometri angolari) e un sistema software (basato su librerie di visione). In questa tesi si è voluto quindi ricercare un approccio alternativo all'utilizzo di sistemi attuati per il controllo di un manipolatore, proponendo una soluzione che basandosi su visione e agendo solamente sui freni, fosse in grado di guidare efficacemente l'operatore nel posizionamento accurato del carico. L'efficacia di questa strategia di controllo è stata in seguito sperimentata e validata su un manipolatore progettato dall'azienda Scaglia Indeva.