Progetto e sperimentazione di un sistema anticollisione per robot industriali basato sul controllo di impedenza virtuale

Il presente lavoro s'inserisce all'interno del progetto europeo ROSETTA il cui obiettivo è, tra gli altri, sviluppare manipolatori industriali innovativi (a due braccia) caratterizzati dalla possibilità di lavorare e cooperare al fianco di operatori umani in maniera naturale e sicura. In particolare in questa tesi si progetta un sistema di controllo anticollisione basato sull'utilizzo di un sensore di distanza laser. La tesi risolve il problema di controllo con l'approccio a impedenza meccanica virtuale, i cui parametri dinamici possono essere modificati in funzione della condizione operativa. L'ingresso di questa impedenza meccanica è una forza virtuale definita dal gradiente di un campo vettoriale, detto "Danger Field" introdotto in precedenti lavori e utilizzato in questa tesi per la prima volta in un lavoro a carattere sperimentale. Attraverso tale schema è possibile comandare il robot nell'esecuzione di due compiti di diversa importanza; in funzione del livello di pericolosità il sistema di controllo è in grado di decidere se eseguire entrambi i compiti, se attuare solo quello a maggior importanza o se sospendere completamente l'attività a favore della sicurezza. Lo schema di controllo è poi validato sul sistema sperimentale a disposizione presso il Laboratorio di Automatica (sezione MERLIN) del Dipartimento di Elettronica e Informazione del Politecnico di Milano; esso è composto da un manipolatore antropomorfo con polso sferico a sei gradi di libertà (ABB IRB 140) e un sensore di distanza laser Time Of Flight.