Modello multibody fem e controllo di un manipolatore 5R a cinematica parallela con link flessibili

The purpose of this work is to develop a model of the planar robot PKM 5R, designed and built during a thesis at Politecnico di Milano, able to represent the system’s dynamics when the robot is equipped with flexible front links. In order to fulfill the objective, a finite element model of the links has been created and integrated into the multibody model of the robot. Finally, the whole system has been co-simulated with the electromechanical model of the motors and controls. The result was a complete and versatile simulator of the manipulator. Finally, the model of two piezoelectric actuators was integrated in the system, giving us the possibility to test three different vibration control techniques. By doing that, we have put the basis for a future accurate development of one of the techniques showed.

Scopo del presente lavoro è quello di sviluppare un modello del robot planare a cinematica parallela PKM 5R, progettato e realizzato nell'ambito di una precedente tesi al Politecnico di Milano, che possa rappresentare la dinamica del sistema in presenza di avambracci flessibili. A tal fine, è stato sviluppato il modello multibody del robot che è poi stato integrato con il modello ad elementi finiti delle lamine flessibili. Il tutto è stato poi utilizzato in co-simulazione con il modello dei controllori e degli azionamenti, in modo da ottenere un simulatore versatile, capace di mettere in luce i diversi effetti derivanti dalla flessibilità degli avambracci. Il modello realizzato, corredato con la schematizzazione di due attuatori piezoelettrici, è stato poi utilizzato per valutare la fattibilità di tre tecniche di controllo delle vibrazioni. Si è così aperta la strada per un eventuale lavoro futuro volto allo sviluppo approfondito di una delle tecniche sondate. Il presente lavoro si inserisce nel contesto della meccatronica in linea con il crescente interesse per quelle che in inglese vengono definite “Adaptronic Structures” ovvero strutture intelligenti capaci di reagire attivamente al contesto nel quale sono introdotte al fine di garantire la funzionalità del sistema di cui fanno parte.