Studio e sviluppo di un algoritmo di pick & place per applicazione multi-robot

Questo elaborato vuole presentare i risultati dello studio e sviluppo di un algoritmo ed una struttura per la gestione di un'applicazione industriale specifica multi robot di pick & place, ma applicabile a innumerevoli casi simili, gestita tramite singolo PLC. La configurazione considerata è quella in cui i robot, che operano in parallelo, hanno il compito di prelevare gli oggetti disposti in modo randomico su un nastro trasportatore e trasferirli in modo ordinato su un contro-nastro operante in contro flusso nel modo più efficiente possibile; si prevede anche la possibilità di fermare quest'ultimo in transitorio per garantirne il completo riempimento dato che entrambi i nastri lavorano a velocità costante. È inoltre presente un requisito di flessibilità e facile riconfigurabilità per poter funzionare con prodotti diversi e con diverse tipologie di presa (singola o multipla), così come la capacità di gestione di oggetti difettosi. Negli ultimi decenni il progresso tecnologico ha permesso l'impiego sempre più accessibile di robot industriali, con tutta una serie di vantaggi che ne conseguono. In particolare, la riduzione dei costi, l'integrazione tra macchine e la possibilità di controllare molteplici robot con un solo PLC hanno consentito lo sviluppo di nuove applicazioni robotiche in sostituzione della controparte umana, e i robot paralleli hanno acquisito notorietà in questa rivoluzione a causa della loro elevata produttività. Dopo aver fornito una panoramica sull'ambiente industriale attuale e sugli sviluppi raggiunti si va a simulare in modo completo e chiuso l'impianto in questione su MATLAB per indagare le possibili strategie di presa e rilascio degli oggetti, così come la gestione del sistema nel suo complesso. In seguito all'analisi dei risultati ottenuti si passa quindi alla conversione di quanto sviluppato per l'implementazione su PLC Allen Bradley, utilizzando l'ambiente di sviluppo Studio 5000 di Rockwell Automation e introducendo alcune modifiche legate ad aspetti pratici da considerare per l'applicazione reale, così come delle ottimizzazioni a livello di struttura. Quello che si può osservare è che per raggiungere livelli elevati di produttività risulta necessario diversificare le strategie di presa: per la presa singola risulta ottimale il metodo che va a pesare le coordinate con opportuna scelta dei pesi, mentre per la presa multipla si va in aggiunta ad effettuare selezioni basate sulla minima distanza rispetto all'ultimo oggetto preso per i successivi al primo. Per mantenere elevati livelli di flessibilità invece, strutture costruite ad hoc ed un approccio modulare e più generico possibile permettono di ottenere i risultati migliori, con uno sguardo anche ad eventuali aggiunte o evoluzioni future. Per poter essere implementato nell'impianto reale, però, quanto sviluppato va corredato di tutta una serie di aspetti aggiuntivi legati al funzionamento (gestione della dinamica, allarmi, compensazioni, ...), non trattati in questo lavoro in quanto al di fuori degli scopi prefissati, ma da eseguire come elaborazione futura.