Studio dell’interazione tra uomo e robot collaborativo e applicazione allo smontaggio della batteria di un veicolo elettrico = Study of the interaction between man and collaborative robot and application to the disassembly of an electric vehicle battery

Questo lavoro si concentra sulla robotica collaborativa e sulle sue caratteristiche principali. Ci si è soffermati sull’applicazione della robotica collaborativa per lo smontaggio della batteria di un veicolo elettrico. Nel caso in questione è stata scelta una Chevrolet Bolt 2017. Per il lavoro è stato usato un robot antropomorfo, nello specifico di un robot Panda prodotto dalla Franka Emika, montato su un Autonomous Mobile Robot, nello specifico di un TiaGo Base, prodotto dalla Pal Robotics. Per verificare l’efficacia del processo, si è inizialmente effettuata un’analisi volta a individuare la sequenza di smontaggio ottimale della batteria. Si è partiti dal diagramma di smontaggio della batteria e, con un algoritmo apposito realizzato con il software Matlab, si è stabilito quali task affidare a ciascun operatore e l’ordine con cui essi vanno eseguiti. Noto il processo di smontaggio, ci si è interessati alle coppie di task che uomo e robot eseguono nello stesso arco temporale. Sono state create delle casistiche di cui fanno parte coppie di task con proprietà simili tra loro. Per ogni casistica ci si è concentrati soprattutto sul tipo di interazione tra uomo e robot e si sono scelte le casistiche in cui l’intervento della robotica collaborativa è più evidente. A tale scopo è stato implementato un algoritmo di collision avoidance basato su velocità repulsive che impediscono ai due robot di scontrarsi con l’uomo o di urtare eventuali ostacoli. L’algoritmo è realizzato con il software Matlab, mentre i movimenti sono stati riprodotti in ambiente 3D con il software CoppeliaSim, dove è stato anche riprodotto l’ambiente di lavoro con gli elementi principali in scala 1:1. I risultati mostrano come l’applicazione della robotica collaborativa permette di alleggerire il carico di lavoro dell’uomo senza ripercussioni rilevanti in termini di tempo richiesto e di risorse impiegate, oltre che come gli algoritmi di robotica collaborativa hanno ancora ampi margini di miglioramento.