Il prodotto robot sta diventando sempre di più una “commodity”, è impiegato in numero crescente negli stabilimenti automotive di lastratura e crescono quotidianamente soluzioni per utilizzarlo nelle operazioni di montaggio, nella piccola impresa viene utilizzato in alternativa ad operazioni manuali su processi ripetitivi, spesso in ambienti ostili.

Questa diffusione comporta la necessità di disporre di soluzioni che siano compatte, di dimensioni ridotte, a basso consumo energetico.

Il settore della robotica è inoltre un mercato con un trend di prezzi di vendita dei robot in continua discesa, un robot di taglia media veniva venduto alcuni anni fa a valori superiori a 50K€, ora siamo sotto i 40k€, si sottolinea che una tale macchina è costituita da una meccanica complessa a 6 gradi di libertà, un cablaggio che deve resistere a sollecitazioni di flesso torsioni molto stressanti, un controllo che dee garantire elevate precisioni e ripetibilità, un terminale di programmazione robusto per poter sopravviere ad ambienti di lavoro spesso ostili. La concorrenza è molto spinta, Comau deve competere con società straniere molto agguerrite per cui è fondamentale sviluppare prodotti che siano costantemente allineati alle tecnologie più avanzate.

Il progetto di ricerca mira allo sviluppo di conoscenze, di tecnologie, di tecniche di controllo di movimento robot evolute per realizzare un controllo robot di dimensioni ridotte ad elevata efficienza energetica con  traiettorie di movimento ottimizzate. Sarà inoltre studiato un cablaggio robot semplificato.

Di seguito vengono descritti le principali peculiarità del progetto:

Controllo robot: la soluzione attuale presenta dimensioni che sono allineate alle soluzioni concorrenti ma che diventeranno presto fuori mercato se non saranno studiate soluzioni alternative.

Il progetto prevede una riprogettazione generale della soluzione meccanica del controllo compattando gli elementi da installare ed utilizzando materiali e soluzioni che favoriscano la dissipazione termica.

Azionamenti: la soluzione attuale è basata su tecnologie elettroniche disponibili negli anni 2006-2008.

Il progetto prevede una rivisitazione delle soluzioni utilizzando le tecnologie oggi disponibili in modo da ridurne le dimensioni e migliorare l’efficienza energetica. Visto il trend in cui sempre più spesso il robot deve cooperare con l’uomo, saranno integrate soluzioni oggi opzionali e costose di supervisione della posizione e velocità del robot come richiesto dalle normative.

Cablaggio robot: la soluzione attuale è allineata alla concorrenza ma è fondamentale riuscire identificare soluzioni migliorative.

Il progetto prevede di ottimizzare il dimensionamento dei cavi in funzione dei profili di missione dei robot in modo da minimizzare la quantità di materie prime, di utilizzare materiali isolanti innovativi per ridurre le sezioni globali dei cavi e la possibilità di ridurre ad un solo connettore la connessione sul motore. Oggi la concorrenza adotta soluzioni a due oppure tre connettori.

Movimento robot: è una caratteristica estremamente importante nella valutazione della “bontà”, “competitività” e efficienza energetica di un robot.

Un secondo aspetto importante è la disponibilità di tool di simulazione che permettano di lavorare off line in modo il più vicino possibile al sistema reale.

Il progetto prevede lo studio di nuovi algoritmi di pianificazione del movimento per ottenere traiettorie veloci con basse richieste di corrente e migliore precisione. Un secondo tema è lo studio della possibilità di migrare le traiettorie simulate sulla macchina reale garantendo i tempi ciclo.

Gli aspetti innovativi delle soluzioni proposte si possono riassumere in:

• Riduzione dei materiali utilizzati per la realizzazione del cablaggio robot, oggi nessun costruttore adotta soluzioni con un solo connettore motore. Questa scelta presupporrà una attenta progettazione del cavo per poter far convivere nello stesso sia la potenza che il segnale del trasduttore
• Dimensioni del controllo: poter garantire dimensioni ridotte senza l’ausilio di condizionatori per garantire la funzionalità dell’elettronica prevede lo studio di soluzioni e l’utilizzo di materiali normalmente non disponibili sui quadri elettrici standard
• Riduzione dei consumi: lo sviluppo di una nuova generazione di azionamenti, abbinati a una generazione di traiettoria ottimizzata garantiranno di ridurre i consumi delle macchine attuali