Riassunto analitico
Dall'avvento dell'Industria 4.0, l'uso dei Robot Industriali (IR) è stato per lo più limitato alle operazioni di movimentazione, confezionamento, assemblaggio, ispezione e verniciatura, nonostante i loro importanti vantaggi in termini di economicità, ingombro e versatilità. La scarsa adozione degli IR nei sistemi di produzione è dovuta principalmente a limiti tecnologici, come la bassa accuratezza di posizionamento. Dal punto di vista del controllo emergono altri importanti problemi, ovvero lo scarso accesso ad algoritmi di basso livello (es. funzioni di approssimazione del percorso) e la mancanza di un linguaggio di programmazione robot universale e di post-processori affidabili che facilitino la programmazione dei percorsi utensile. Sulla base di queste considerazioni, lo scopo del lavoro di tesi è quello di sviluppare un interprete Python in grado di tradurre un programma G-Code RS274 derivante da uno strumento CAM (Computer Aided Manufacturing) in un programma eseguibile direttamente da IR commerciali. L'interprete è stato sviluppato nel linguaggio KUKA KRL e testato su un manipolatore KUKA KR 210 R2700 Prime dotato di un controller KRC4. L'utilizzo di Python ha poi reso possibile la sua integrazione diretta con K-ARL, uno strumento software rilasciato da K-LOOPS S.r.l. che permette di controllare sistemi robotici multimarca in un linguaggio Python comune ed universale. Per aumentare ulteriormente l'usabilità dell'interprete proposto, viene presentata una serie di esperimenti per identificare gli algoritmi di approssimazione del percorso dei manipolatori KUKA variando le impostazioni del controller e la velocità massima di spostamento. I risultati sono la base per futuri miglioramenti nell'interpolazione del percorso che può essere implementato nell'interprete. Infine, sono state condotte una serie di validazioni sperimentali sul robot per testare l'efficacia dell'interprete considerando diversi script G-Code generati tramite un software CAM commerciale.
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Abstract
Since the advent of Industry 4.0, the use of Industrial Robots (IRs) has been mostly limited to handling, packaging, assembly, inspection and painting operations, despite their important advantages in terms of economy, size and versatility. The IRs poor adoption in production systems is mainly due to technological issues, such as the low position accuracy. From the control point of view other important issues arise, namely the limited access to low-level algorithms (e.g. path approximation functions) and the lack of a universal robot programming language and of reliable post-processors that facilitate the programming of tool paths. Based on these considerations, the aim of this work is to develop a Python interpreter capable of translating a G-Code RS274 program deriving from a Computer Aided Manufacturing (CAM) tool into a program directly executable by commercial IRs. The interpreter has been developed in KUKA KRL language and tested on a KUKA KR 210 R2700 Prime manipulator equipped with a KRC4 controller. Then, the use of Python made it possible its direct integration with K-ARL, i.e. a software tool released by K-LOOPS S.r.l. which allows to control multi-brand robotic systems in a common, universal, Python language. To further increase the usability of the proposed interpreter, a series of experiments are presented to identify the path approximation algorithms of KUKA manipulators by varying the controller settings and the maximum travel speed. The results are the basis for future improvements in the interpolation of the path that can be implemented in the interpreter. At last, a series of experimental validations have been conducted on the robot to test the effectiveness of the interpreter by considering different G-Code scripts generated via a commercial CAM software.
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