Analisi di encoder aggiuntivi su un robot antropomorfo per collaudo dimensionale = Analysis of additional encoders on an anthropomorphic robot for dimensional testing

L’utilizzo di robot articolati nella metrologia industriale potrebbe risultare un approccio non convenzionale rispetto alle più consolidate tecnologie quali Macchine di Misura a Coordinate, Laser-Tracker e Braccetti Antropomorfi manuali. Tuttavia, l’impiego di robot antropomorfi permetterebbe il superamento di alcune problematiche relative alle più comuni tecnologie ora presenti in commercio: l’automazione della misura, la flessibilità di movimento e un cospicuo investimento finanziario. La possibilità di utilizzare un robot antropomorfo per il collaudo dimensionale nasce dal superamento dei braccetti manuali; automatizzando gli stessi, infatti, è possibile rendere il processo automatico pur garantendo la medesima flessibilità di misura. In questo senso, un efficiente collaudo dimensionale richiede elevate prestazioni del robot in termini di accuratezza e ripetibilità di posa. Per garantire quest’ultima caratteristica all’interno del presente progetto, dopo un’attenta analisi di mercato, è stato scelto il robot commerciale Stäubli® TX2-60L. Il principale ostacolo nell’utilizzo del robot all’interno del collaudo dimensionale deriva dalla cedevolezza della struttura robotica: l’elasticità dei giunti riduce l’accuratezza di posa in flangia e, di conseguenza, l’accuratezza del robot impiegato come strumento di misura. La tipologia di modellazione utilizzata, inoltre, porta con sé un’intrinseca incertezza di misura, poiché la stessa è influenzata principalmente dal cedimento dei giunti per effetto della gravità. Per quanto i modelli di compensazione possano essere affidabili, è impensabile però ottenere una correzione perfetta che tenga conto delle infinite posizioni e configurazioni attuabili da un robot antropomorfo. All’interno del presente progetto, al fine di risolvere la problematica appesa esposta, è stato introdotto il sistema Direct Joint Encoder (DJE) sui primi quattro giunti del robot. Il sistema DJE è un encoder per la misura diretta sui giunti che individua gli effetti non percepibili dai sensori di posizione situati a monte della riduzione, al livello del motore. In particolare, gli effetti percepiti dal DJE comprendono: il cedimento del giunto nel piano di rotazione per effetto della gravità, il backlash nel piano di rotazione del giunto dovuto ai giochi introdotti nei cambi di direzione. Dunque, il presente lavoro di tesi verterà sull’integrazione di encoder esterni su un robot antropomorfo impiegato come strumento di misura nel collaudo dimensionale. In particolare, mediante prove sperimentali di movimentazione del robot, saranno analizzate: le problematiche dovute all’introduzione del DJE e il variare della misurazione influenzata dalle condizioni operative del robot e dall’installazione sui giunti. In ultima analisi sarà valutato l’eventuale beneficio apportato dal sistema Direct Joint Encoder in relazione all’accuratezza di misura del robot.