Dispositivi di presa: dalla creazione al 4.0

L’utilizzo di gripper che risultino essere flessibili e precisi rappresenta un aspetto fondamentale nell’ambito delle applicazioni robotiche e dei processi automatizzati.

Storia dei gripper

Questo articolo descrive quelle che sono e che sono state le principali tipologie di gripper utilizzate in ambito industriale durante il loro processo di evoluzione. Nell’ultima parte del lavoro vengono poi discussi quelli che potrebbero essere gli aspetti chiave che potranno influenzare le nuove linee di sviluppo.

Tra tutti i componenti che costituiscono un robot, i gripper rappresentano sicuramente uno degli elementi cruciali al fine di incrementare la flessibilità e le prestazioni. Secondo Monkman, un gripper può essere definito come “un meccanismo che fornisce un contatto temporaneo con l’oggetto da afferrare, assicurandone posizione e orientamento durante la movimentazione e la cui presa è ottenuta per mezzo di forze prodotte da appositi elementi”. Tenendo a mente questa definizione si può quindi affermare con certezza che i gripper sono dei dispositivi a cui l’uomo ha fatto sempre ricorso sin da tempi antichi.

Numerosi sono stati i dispositivi di presa che l’uomo ha realizzato nel corso della storia per afferrare oggetti di vario genere e in diverse condizioni al fine di semplificare e velocizzare le azioni manuali effettuate quotidianamente. I primi dispositivi di presa di cui si ha testimonianza furono dei gripper a due griffe. Descriviamo due esempi di dispositivi di presa risalenti all’età romana: il primo è un esempio di pinza medicale che, con buona sorpresa, non sembra essere troppo dissimile da quelle che si utilizzano attualmente; il secondo, invece, è una pinza da fabbro rappresentata in un basso-rilievo dell’epoca. Può essere interessante fare una considerazione: il fatto che questi gripper rudimentali fossero rappresentati nei basso-rilievi dell’epoca può essere un indizio su quanto il loro uso fosse molto diffuso già a quel tempo. Poi, col passare del tempo i dispositivi cominciarono a divenire sempre più ingegnosi. Ad esempio, già nel periodo rinascimentale si cominciarono a vedere le prime idee di sistemi di presa automatizzati. In un dispositivo di sollevamento progettato da Leonardo Da Vinci si nota la presenza di un gripper costruito in maniera che la forza di chiusura delle griffe si autoregoli in funzione del peso dell’oggetto da sollevare. Nello stesso periodo i dispositivi di presa iniziarono anche ad essere utilizzati come protesi per sopperire ad eventuali deficienze fisiche o mutilazioni. Queste presentavano forme simili a quelle delle mani umane e un funzionamento simile a quello di un moderno gripper a due griffe. L’afferraggio era ottenuto grazie alla presenza di quattro dita che, ruotando attorno ad un asse fisso, andavano a serrare l’oggetto contro un pollice opponibile fisso. Successivamente le tecniche progettuali dei dispositivi di presa furono ulteriormente migliorate andando a considerare quella che era la stabilità della presa. Questo stimolò notevolmente la ricerca di nuove scelte topologiche e l’utilizzo di attuatori di tipo diverso. Nel secolo scorso i sistemi di attuazione più diffusi erano di tipo pneumatico, idraulico ed elettrico. L’uso di sistemi di attuazione a fluido portò il vantaggio di poter ottenere prese più stabili e di poter facilmente regolare la forza di presa modificando la pressione di alimentazione.

 

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