Riassunto analitico
Nel contesto industriale moderno i robot antropomorfi sono largamente utilizzati per via della loro estrema flessibilità operativa; nonostante i numerosi vantaggi, una delle loro maggiori limitazioni rimane la necessità di una frequente riprogrammazione dei percorsi, che viene condotta tramite l’utilizzo di software specifici (programmazione off-line) oppure, nei casi più semplici, direttamente sull’interfaccia del robot (programmazione on-line). Entrambi questi approcci risultano poco automatizzabili e possono portare criticità nella gestione di grandi impianti o in caso di grande varietà di prodotto. Per far fronte a questa problematica, negli ultimi anni sono stati sviluppati diversi sistemi di visione artificiale in grado di acquisire in modo dinamico le distanze di diversi oggetti nell’ambiente di lavoro del robot, col fine di automatizzare la creazione dei percorsi robot. L’onere economico di tali tecnologie ne limita comunque l’uso estensivo in ambito industriale, ponendo così un freno all’ottimizzazione dei processi produttivi. In questo lavoro di tesi si è voluto studiare quali fossero le differenze, in termini di prestazioni, tra un sistema di visione industriale e uno sviluppato, invece, adottando componenti più economici, ovvero una telecamera Intel RealSense D435i. Sono stati, quindi, condotti dei test sperimentali per verificare il comportamento della telecamera nelle diverse condizioni operative, variando parametri come luminosità, distanza dal punto focale e inclinazione dell’oggetto rispetto a quest’ultimo. Nella fase successiva, è stato sviluppato un sistema applicativo per l’esecuzione di operazioni di pick and place con un robot antropomorfo ‘KUKA KR210 R2700 prime’, facendo uso dell’algoritmo di ICP della libreria Python Open3D per la stima della posizione dell’oggetto e sfruttando il prodotto della start-up modese K-LOOPS K-ARL per l’interfacciamento tra Python ed il linguaggio robot della KUKA. In primo luogo, è stata necessaria una calibrazione tra il sistema di riferimento della telecamera e quello del robot che è stata eseguita tramite l’utilizzo del laser tracker FARO Vantage E. Per valutare la bontà dell’applicazione sviluppata, infine, si è effettuato un test utilizzando un oggetto di forma cubica. Una volta effettuato l’avvicinamento della telecamera al target ad una distanza ottimale è stata stimata la posizione e l’orientamento del cubo rispetto al sistema di riferimento del robot partendo da un CAD dell’oggetto. Successivamente si è movimentato il manipolatore per afferrare l’oggetto facendo uso delle librerie prima citate. I risultati hanno evidenziato come, nonostante un evidente degrado nelle performance nei due sistemi, sia ancora possibile effettuare operazioni come quella testata.
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