Correzione dinamica degli errori di posizione nell'inseguimento di una traiettoria di un robot antropomorfo

The aim of this work is to increase the accuracy of industrial anthropomorphic robots. The proposed solution follows a modular and well defined flowchart: initially different experimental data have to be collected during a measurement process; secondly these data are analyzed in order to obtain a function able to estimate the error that the robot does when its end effector is placed in a desired pose; finally, this function is later used to predetermine the error and thus to correct it according to the required pose in order to increase the robot accuracy. The proposed solution was designed in order to be used in an industrial environment, therefore it has to be rapidly and easily applicable by the technician overseeing the plant. It also has to be applied periodically, to reduce the error due to the wear affecting the robot. Different experimental tests have been conducted and for all of them the procedure developed showed to be successful, being able to actually increase the accuracy of the robot. While developing the mentioned solution a measuring system was also designed and manufactured. It is able not only to provide the empirical data needed from the procedure but also to simulate the same processes that the robot performs in the Pirelli’s production system.

La presente tesi ha come obiettivo lo sviluppo di una soluzione in grado di aumentare la precisione dei robot industriali antropomorfi. La soluzione proposta, basandosi sull'intrinseca ripetibilità offerta da tali macchine, opera seguendo uno schema logico ben definito e modulare. Inizialmente è necessario ottenere dei dati sperimentali attraverso un processo di misurazione; secondariamente tali dati vengono utilizzati all'interno di un processo di modellizzazione, in cui viene determinata una funzione in grado di stimare l'errore che il robot andrà a commettere quando gli verrà richiesto di posizionare il proprio terminale in una determinata posa; infine tale funzione viene utilizzata per compensare anticipatamente l'errore così determinato e migliorare quindi la precisione del robot. La soluzione proposta è stata ideata per poter essere applicabile all'interno di una realtà industriale, ha quindi la necessità di essere facilmente e rapidamente eseguita dai tecnici manutentori dell'impianto. E' inoltre immaginata per dover essere svolta periodicamente, in modo da compensare l'inevitabile usura a cui sono soggette le componenti meccaniche del robot. In seguito all'ideazione di tale procedura si è provveduto ad una sua validazione sperimentale, le prove fino ad ora condotte hanno confermato l'applicabilità della procedura sviluppata, la quale ha portando ad un effettivo aumento di precisione del robot. Parallelamente allo sviluppo di tale algoritmo, è stato sviluppato e realizzato uno strumento di misura in grado sia di fornire i dati sperimentali necessari all'applicazione della soluzione proposta sia di simulare fedelmente le lavorazioni svolte dai robot all'interno degli impianti produttivi di Pirelli s.p.a.