Programmazione gestuale di manipolatori robotici industriali con interfaccia EGM

The continuous evolution of today's industrial panorama pushes manufacturing companies to adopt engineering solutions characterized by high flexibility. In this context, robots play a very important role thanks to the ease with which they can adapt to different application contexts. Of particular importance, therefore, is the ability of a robotic manipulator to perform a task as autonomously as possible. This thesis, in particular, focuses on the man-machine relationship at the programming level, and on how it can be improved with the use of new technologies. Specifically, the aim is to create an innovative system that allows the control of an industrial manipulator using visual sensors and the operator's movements, through the new External Guided Motion control technique. To achieve this goal we used the Microsoft Kinect V2 device, studying its operation and how it was possible to transform the coordinates, to be passed to the manipulator, of the human hand in an intelligent way. Two possible models of use were created: Joystick and Real-Time. Only the Real-Time model is chosen for its high precision and wide range of use. For the creation of the latter, a digital filtering strategy was designed to correct the motion, avoiding the noise given by the Kinect device. Once the choice has been defined, the value of the internal parameters of the EGM has been experimentally researched to give the best performance to the system. On the other hand, the design part has been completed by adding a real-time recording system of the movement, chosen by the operator. Once saved, the user has the possibility to use the movement freely.

L'evoluzione continua dell'odierno panorama industriale spinge le aziende manifatturiere ad adottare soluzioni ingegneristiche caratterizzate da elevata flessibilità. In questo contesto i robot rivestono un ruolo di grande importanza grazie alla facilità con cui possono adattarsi ai diversi contesti applicativi. Di particolare rilevanza, dunque, è la capacità di un manipolatore robotico di eseguire un compito nel modo più autonomo possibile. Questo elaborato, in particolare, si concentra sul rapporto uomo-macchina e su come esso possa essere migliorato con l'uso di nuove tecnologie. Specificamente, si vuole creare un sistema innovativo, che permetta la programmazione di un manipolatore industriale utilizzando visual sensor e i movimenti dell'operatore, attraverso la nuova tecnica di controllo dell'External Guided Motion. Per raggiungere questo obiettivo si è utilizzato il dispositivo Microsoft Kinect V2, studiando il suo funzionamento e, in particolare, come fosse possibile trasformare le coordinate, da passare al manipolatore, della mano umana in maniera intelligente. Si sono creati due modelli possibili di utilizzo: Joystick e Real-Time. Si è scelto di approfondire solo il modello Real-Time per l'alta precisione e per l'ampia possibilità d'utilizzo. Per la creazione di quest'ultimo, si è progettata una strategia di filtraggio digitale per permettere il passaggio corretto dello spostamento, evitando il rumore dato dal dispositivo Kinect. Definita la scelta si sono poi, sperimentalmente, ricercati i valori dei parametri interni all'EGM, tali che potessero dare la miglior performance al sistema. La parte progettuale, invece, è stata completata aggiungendo un sistema di registrazione in tempo reale del movimento scelto dall'operatore. Una volta salvato, il movimento ha la possibilità di essere utilizzato liberamente dall'utente.