Riassunto analitico
I simulatori sono strumenti molto potenti, utilizzati in numerosi ambiti tecnologici e scientifici per l’analisi di modelli concettuali della realtà, il cui uso è dettato dalla difficoltà o impossibilità di riprodurre fisicamente le condizioni reali da studiare. Vengono utilizzati anche in ambito robotico e industriale, soprattutto perché permettono all’utente di compiere esperimenti e ottenere dei risultati anche senza dover utilizzare il robot reale. Tuttavia, programmare una macchina robotica in simulazione o programmarla nel mondo reale richiedono conoscenze, abilità e tempistiche diverse. Inoltre, non sempre l’utilizzo di un robot simulato risulta più semplice o immediato rispetto a quello del robot fisico.
L’obiettivo di questa tesi è quello di sviluppare un’applicazione software che permetta all’utilizzatore di programmare l’esecuzione di semplici task industriali con il manipolatore, come ad esempio il movimento lineare o l’utilizzo di un tool.
Poiché la programmazione di un robot può risultare complessa, si è cercato di creare l’applicazione affinché l’utente non debba necessariamente conoscere i linguaggi di programmazione della macchina o del simulatore, ma sia comunque in grado di creare i compiti in modo semplice ed intuitivo.
Per la realizzazione di questa applicazione si è scelto di utilizzare il software di simulazione V-REP, che è servito da visualizzatore dell'ambiente reale, insieme a ROS e OROCOS, framework per lo sviluppo e programmazione di robot utilizzati in molteplici ambiti, anche in quello industriale. Inoltre si è scelto di usare MoveIt! per i calcoli della cinematica e il toolkit Qt per la creazione dell’interfaccia grafica.
Inizialmente si è studiato come effettuare le comunicazioni con i modelli robotici già presenti sul simulatore e con il manipolatore reale e come comandare i movimenti in entrambi gli ambienti.
In un secondo momento si è implementata la possibilità di caricare sul simulatore modelli di robot creati dall'utente, dandogli i mezzi per l'esecuzione degli stessi movimenti anche utilizzando modelli personalizzati e non predefiniti.
Successivamente sono stati integrati i vari componenti del sistema e si è creata l’interfaccia grafica, progettandola in modo user friendly, poiché il programma dev’essere utilizzabile anche da utenti che non hanno familiarità con i manipolatori.
Si sono infine realizzati degli esperimenti sui robot collaborativi Universal Robots UR5 e KUKA LBR4+ per la validazione dell’applicazione, creando alcuni task che hanno dimostrato l’effettivo funzionamento del simulatore, in quanto il programma ha riprodotto correttamente le traiettorie dei robot fisici.
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