Algoritmi di ottimizzazione e tecniche di calibrazione

La calibrazione cinematica dei robot assume un’importanza strategica nelle applicazioni in cui è richiesta un’elevata accuratezza, quali fresatura, rettifica e taglio laser. Questa procedura consiste nell’identificare i parametri geometrici della catena cinematica che costituisce il manipolatore e può essere eseguita con diversi strumenti di misura e sfruttando diversi algoritmi di ottimizzazione. In questa tesi è stata studiata la possibilità di calibrare il robot utilizzando un set-up a basso costo costituito da un tastatore montato sulla flangia del robot e da un piano di risconto. Poiché il piano di riscontro viene lavorato con una tolleranza molto stretta sulla planarità delle sue facce, questa caratteristica geometrica può essere efficacemente sfruttata per calibrare un robot. Infatti, il testatore consente di acquisire un set di coordinate corrispondente ai punti della superficie del piano di riscontro: se il robot è ben calibrato, interpolando il set di coordinate acquisite si ottiene effettivamente un piano. Al contrario, se il robot non è ben calibrato, interpolando il set di coordinate acquisite si ottiene una superficie non ben approssimabile ad un piano. In questo caso, è possibile applicare un algoritmo di ottimizzazione che modifica i parametri geometrici del robot al fine di ottenere una migliore qualità del piano interpolato e di conseguenza, una migliore accuratezza del robot. A tale fine sono stati utilizzati gli algoritmi Particle Swarm Optimization (PSO) e Levenberg-Marquardt (LM), mettendone a confronto pregi e difetti.