Integrazione tra robotica collaborativa, visione artificiale e PLC. L’esempio di un banco per esercitazioni messo a punto in ambito accademico.
Oltre ai robot tradizionali, nell’industria moderna trovano largo impiego i robot
collaborativi, dispositivi in grado di condividere il proprio volume di lavoro con l’operatore umano in modo da rendere possibile e in sicurezza la collaborazione uomo-macchina: all’uomo vengono affidati compiti a più alto valore aggiunto, mentre il robot svolge attività ripetitive e alienanti. La facilità di utilizzo e di programmazione, la flessibilità e la sicurezza sono i fattori principali del rapido diffondersi dei robot collaborativi, che in un futuro molto prossimo verranno applicati anche in contesti non industriali. È pertanto necessario istruire e avvicinare i giovani ingegneri, che hanno scelto di occuparsi di automazione e di meccatronica, all’ambito della robotica collaborativa.
Diffusione della “advanced robotics”
Nella moderna Industria 4.0, uno dei principali trend a cui si assiste e che subirà importanti evoluzioni nel prossimo futuro è la diffusione della cosiddetta “advanced robotics”, ovvero la robotica basata su robot adattabili e flessibili, con un design strutturale e funzionale che potrà essere ispirato a strutture biologiche complesse, in grado di scambiare informazioni con altri dispositivi e con il contesto ambientale, potendo quindi elaborare queste informazioni in modo autonomo, grazie ad algoritmi di autoapprendimento, e adattando in questo modo i loro compiti e le loro strategie. Tali robot saranno dotati di intelligenza artificiale e di una sensoristica tale da avere un certo livello di autonomia [1]. Tra questi, i robot collaborativi, noti come cobot, vengono già impiegati in ambito industriale da alcuni anni, ma l’avvento della digitalizzazione ne sta incrementando notevolmente la diffusione.
Sono robot antropomorfi, dotati di almeno sei assi, concepiti per lavorare a stretto contatto con l’operatore umano, condividendo con quest’ultimo il volume di lavoro. Rispetto ai robot industriali tradizionali, i cobot hanno prestazioni ridotte in termini di payload e di velocità di movimentazione, sono dotati di sensoristica in modo da arrestarsi in caso di urti e sono ricoperti con materiali cedevoli per evitare danni alla persona qualora si verifichino urti accidentali; devono comunque soddisfare ai requisiti di sicurezza, secondo le specifiche vigenti [2], ma possono essere utilizzati senza necessità di aree dedicate e protette, cioè aree inaccessibili all’uomo durante il funzionamento.
Gli aspetti legati alla sicurezza, la possibilità di realizzare end-effector cedevoli in grado di interfacciarsi con l’uomo e la crescente diffusione dei cobot hanno spinto chi scrive a estendere i propri interessi di ricerca verso la robotica collaborativa e al suo inserimento nei corsi di “Dispositivi e Sistemi Meccanici per L’Automazione” e di “Meccatronica”, tenuti in alcuni dei corsi di laurea magistrale offerti dal DIIIE dell’Università degli Studi dell’Aquila. I contenuti didattici erogati riguardano i concetti principali della robotica collaborativa e una applicazione di laboratorio, per la quale presso il laboratorio di Automazione Industriale e Meccatronica è stato allestito un banco per esercitazioni dotato di un robot collaborativo, di un sistema di visione e di un Programmable Logic Controller (PLC) integrati tra loro. Il presente lavoro si articolerà attraverso la descrizione del banco e della modalità di conduzione della esercitazione.
