Robotica Industriale
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- Fiora Fede
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1 Corso di Robotica 1 Robotica Industriale Prof. Alessandro De Luca Robotica 1 1
2 Cosa è un robot? definizione industriale (RIA - SIRI) manipolatore programmabile multiscopo per la movimentazione di materiali, di attrezzi ed altri mezzi di produzione, capace di interagire con l ambiente nel quale si svolge il ciclo tecnologico di trasformazione relativo all attività produttiva definizione più ampia ( visionaria ) connessione intelligente tra percezione e azione Robotica 1 2
3 Robots!! Comau H4 (1995) Waseda WAM-8 (1984) Spirit Rover (2002) Robotica 1 3
4 Un po di storia Robota (= lavoratori in lingue slave) sono operai creati dall uomo e destinati al suo servizio nello scritto teatrale di Karel Capek RUR (1921) Leggi della Robotica di Isaac Asimov in I, Robot (1950) 1. Un robot non deve danneggiare un essere umano, né direttamente né per inazione 2. Un robot deve obbedire agli ordini degli umani, tranne quando ciò contrasta con la prima legge 3. Un robot deve preservare la sua esistenza, tranne quando ciò contrasta con la prima o seconda legge Robotica 1 4
5 Evoluzione verso i robot industriali macchine a controllo numerico 1950 telemanipolatori meccanici robot manipolatori 1970 Unimation PUMA rispetto ai precursori versatilità di impiego adattabilità a situazioni non note a priori precisione di posizionamento ripetibilità di esecuzione Robotica 1 5
6 Il primo robot industriale Brevetto USA General Motor, 1961 G. Devol e J. Engelberger (Unimation) Robotica 1 6
7 Manipolatori robotici ASEA IRB-6 (1973) primo robot all-electric-drives Hirata AR-300 (1978) primo robot tipo SCARA Cincinnati Milacron T3 (1974) primo robot controllato con microcomputer Unimation PUMA 560 (1979) robot 6R con destrezza umana Robotica 1 7
8 Diffusione Giappone USA Unione Europea Altri numero di robot industriali operativi nel mondo Robotica 1 8
9 Diffusione - 2 numero di robot industriali operativi nel mondo = 1 milione (dati reali , stime ; fonte UNECE-IFR World Robotics 2005, 2007) Robotica 1 9
10 Diffusione Giappone USA Unione Europea Altri nuove installazioni di robot industriali nel mondo Robotica 1 10
11 Diffusione - 4 nuove installazioni di robot industriali nel mondo = +5% nel 2007 (dati reali , stime ; fonte UNECE-IFR World Robotics 2005, 2007) Robotica 1 11
12 Prezzi di acquisto Un robot industriale articolato a sei gradi di libertà di medio-grandi dimensioni ha un costo base di circa 100 KEuro Robotica 1 12
13 Densità di robot - 1 Numero di robot ogni impiegati nell industria manifatturiera nel 2004 Robotica 1 13
14 Densità di robot - 2 Numero di robot ogni impiegati nell industria automobilistica nel 2002 e 2004 Robotica 1 14
15 Settori industriali Motor vehicles Automotive parts +4% -2% Electrical/electronics Chemical, rubber and plastics +9% -2% Metal products Machinery (industrial and consumer) +8% +6% Food +19% Communication -37% Glass, ceramics +64% Medical, precision and optical istruments +38% Nuove installazioni di robot nel mondo per settori industriali e crescita percentuale (World Robotics 2008) Robotica 1 15 units
16 World Robotics 2009 disponibili dal 30 Settembre preview numero di robot industriali venduti nel 2008 ristagna rispetto al 2007 piccolo + in Asia, grande in America, = in Europa + per industrie metallurgiche, alimentari e farmaceutiche numero di robot industriali operativi aumentato di 1M unità nel 2008 aumento del numero di robot di servizio del 33% (stima: 50K unità vendute nel periodo ) sorveglianza, logistica, militari, medicali, mungitura + milioni di robot domestici (aspirapolvere, tosaerba,...) Robotica 1 16
17 Robot industriale e annessi 1. Robot Comau SMART H 2. Controllore C3G Plus 3. Box controllo saldatura 4. Software applicativo 5. Supply di aria/acqua 6. SWIM Board 7. Integrazione dei cavi 8. Pistola di saldatura 9. Equipaggiamento ausiliario di cella (assi controllati) SWIM = Spot Welding Integrated Module Robotica 1 17
18 ABB IRB 7600 video commerciale Robotica 1 18
19 Applicazioni industriali manipolazione (pick-and-place) montaggio (assembly) verniciatura saldatura ad arco saldatura a punti con pistola pneumatica o servo-assistita saldatura e taglio laser incollaggio e sigillatura asservimento di presse Robotica 1 19
20 Cella di lavoro robotizzata Robotica 1 20
21 Simulazione 3D di compiti robotici analisi dei tempi operativi di ciclo programmazione fuori-linea e ottimizzazione progetto e verifica di layout 3D (collisioni) simulazione grafica Robotica 1 21
22 Saldatura - 1 a punti con pistola servo-assistita rivettatura (stud welding) Robotica 1 22
23 Saldatura - 2 a punti (discreta) o ad arco (continua) Robotica 1 23
24 Due robot cooperanti in saldatura video ABB in Laxa, Svezia Robotica 1 24
25 Pallettizzazione pallet = cestello Robotica 1 25
26 Pallettizzazione di formaggi Robot Kawasaki (Effedue Engineering) Robotica 1 26
27 Piegatura con caricamento della pressa Robotica 1 27
28 Sbordatura il parabrezza ha ampie tolleranze dimensionali e può avere spigoli vivi il robot segue un percorso prefissato la forza di contatto tra lama e vetro deve essere controllata in feedback la testa di sbordatura ha un sensore di carico e attuazione pneumatica Robotica 1 28
29 Stazione di lavoro fuori linea robot articolato in operazione di finitura di superficie Robotica 1 29
30 Robot manipolatori Robot Kuka Robot Comau 150_2 (serie 2000) Smart H4 catena cinematica aperta catena cinematica chiusa (corpi rigidi connessi da giunti) Robot Fanuc F-200iB cinematica parallela Robotica 1 30
31 Altre tipologie di robot - 1 Mitsubishi RP (ripetibilità 5 micron, payload 5 kg) Mitsubishi RH (workspace 850 mm, velocità 5 m/s) Bosch Turbo SCARA (Selective Compliant Arm for Robotic Assembly) 4 gradi di libertà (= giunti): 3 assi rotatori e 1 prismatico (verticale) cedevoli nel piano orizzontale per micro-assemblaggio e pick-and-place Robotica 1 31
32 Altre tipologie di robot - 2 Comau Mast a portale (payload fino a 560 kg) ABB Flexpicker (150 pick-and-place al minuto) Robotica 1 32
33 ABB Flexpicker video di un test (inscatolamento cioccolatini) Robotica 1 33
34 Distribuzione per tipologia configurazione cinematica 12% 10% 15% 63% articolati cartesiani/portale cilindrici Scara robot articolati installati nel 2004 (90% del totale installato in America, 74% in Europa, e solo 49% in Asia) Robotica 1 34
35 Robot data sheet Robot Fanuc R-2000i/165F Robotica 1 35
36 Workspace Robotica 1 36
37 Sensori e tools sull organo terminale Robotica 1 37
38 Calibrazione cinematica Robotica 1 38
39 Interfaccia e controllo un teach-box come interfaccia di programmazione del robot cabinet con elettronica di comando e controllo del robot Robotica 1 39
40 Ambienti di programmazione e controllo moduli e interfacce di controllo (Reis Robotics) Robotica 1 40
41 Robot industriali a base mobile AGV (Automated Guidance Vehicle) per la movimentazione di parti in ambiente industriale, filoguidati o con guida laser (percorsi assegnati) Robotica 1 41
42 AGV per gestione magazzino video Elettric80 Robotica 1 42
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