Sviluppo di un prototipo di braccio robotico antropomorfo per ispezione dimensionale = Development of an anthropomorphic robotic arm prototype for dimensional inspection

Il collaudo dimensionale è il processo in fase di post produzione che consente di misurare le features dei pezzi prodotti e compararle con le caratteristiche nominali di progetto, garantendo gli standard di qualità richiesti. Il reparto ricerca e sviluppo di Axist, azienda nel mondo del collaudo dimensionale, nella sezione Robotics, vuole proporre un tipo di controllo automatizzato, che vada a sostituire o affiancare i metodi classici attraverso bracci robotici antropomorfi. Lo scopo del progetto in questione è il connubio tra la produzione industriale in larga scala e il controllo dimensionale della produzione stessa. L’ automazione del controllo qualità permette infatti di ridurre notevolmente i tempi di collaudo, limitare il lavoro agli operatori e, a fronte di un investimento iniziale ammortizzabile nel tempo, ridurre i costi. Inoltre, inserire un controllo di questo tipo nella catena di produzione, comporterebbe un vantaggio in termini di quantità di pezzi analizzati. Questo processo infatti non è sempre effettuato per il 100% della produzione, ma spesso viene eseguito a campioni. Un approccio automatizzato, invece, permetterebbe di estendere il controllo alla totalità della produzione, garantendo quindi la conformità dei pezzi in larga scala. Il progetto di Axist nasce quasi in contrapposizione all’ idea stessa di robot antropomorfi, macchine in genere dotate di una precisione dell’ordine dei mm, che risulta non abbastanza spinta per operazioni di controllo dimensionale. Progettare e creare un robot in grado di garantire 50 micron di precisione nella misurazione è infatti un obiettivo ampio e ambizioso. Per raggiungere questo scopo nasce il primo prototipo AVRIS. Lo scopo di questo lavoro di tesi è la studio del prototipo dal punto di vista meccanico e di prestazioni in termini di accuratezza e precisione. In particolare, dopo lo studio della macchina dal punto di vista costruttivo e la modellazione in Spatial Analyzer, si procederà alla determinazione dell’incertezza sulla posa raggiunta attraverso un tracciamento esterno; sarà così possibile individuare l’errore massimo di posizione e orientazione. A questo punto si effettuerà una prima calibrazione che permetterà di migliorare il modello cinematico del robot attraverso l’introduzione di alcuni offset sui parametri di Denavit-Hartemberg. Si procederà poi con l’inserimento, all’interno della catena cinematica, del cedimento del primo giunto fuori dal suo asse di rotazione, causato dal peso del robot stesso e del tool di calibrazione. Sarà quindi possibile verificare se questo tipo di modello comporta dei miglioramenti in termini di accuratezza del robot. Infine saranno proposte delle modifiche strutturali per il robot che possono portare ad un suo più efficace utilizzo.