VALIDAZIONE DI MODELLO A PARAMETRI CONCENTRATI DI MANIPOLATORI INDUSTRIALI MEDIANTE PROVE DI IMPATTO

The spread of manipulators in the industrial world is leading to increasing attention to the safety of these devices. The development of a lumped parameter model that is both versatile and reliable can offer an excellent compromise for ensuring workplace safety while fully utilizing the potential of these tools. The objective of this thesis is to validate a lumped parameter model through impact testing. These tests are divided into two phases. In the first phase, a metal bar is used to perform the impacts; this bar represents a robotic arm with one degree of freedom and is therefore referred to as a "link." The link is driven by an electric motor controlled by feedforward e feedback systems. In the second phase, a collaborative robot is used to perform the tests. The robot moves along different trajectories in space to create impacts in various configurations. In both phases, the object subjected to impact is a cart that can slide along a guide. Based on the cart's displacement, and using a camera, the necessary information is extracted to determine the energy exchanged during the impact. The experimental data is compared with theoretical results. Several theories are analyzed and compared: the model proposed by the standards, a model of the manipulator (or link) that considers the masses and inertias of its members, and a lumped parameter model of the manipulator (or link).

La diffusione di manipolatori nel mondo dell'industria sta portando ad una sempre crescente attenzione verso la sicurezza di questi dispositivi. La ricerca di un modello a parametri concentrati che sia versatile ed affidabile può offrire un ottimo compromesso per garantire la sicurezza sul lavoro e al tempo stesso usufruire pienamente delle potenzialità di questi strumenti. L'obbiettivo di questa tesi consiste nella validazione di un modello a parametri concentrati attraverso dei test d'impatto. Questi test sono stati definiti in due fasi. Nella prima fase si utilizza una barra metallica per eseguire gli impatti, questa barra rappresenta un braccio robotico a 1 grado di libertà e per questo motivo viene definita con il termine "link". Il link viene azionato tramite un motore elettrico controllato tramite feedforward e feedback. Nella seconda fase si utilizza un robot collaborativo per eseguire i test. Il robot venie fatto muovere seguendo diverse traiettorie nello spazio al fine di ottiene degli impatti in configurazioni differenti. In entrambe le fasi l'oggetto che subisce l'impatto è un carrello in grado si di scorrere su una guida. In base allo spostamento del carrello, grazie all'utilizzo di una camera, vengono estrapolate le informazioni necessarie per determinare le energie scambiate durante l'impatto. I dati sperimentali vengono confrontati con i risultati teorici. Vengono poste diverse teorie a confronto: il modello proposto dalla normativa, un modello del manipolatore (o link) che considera le masse e le inerzie dei membri, un modello del manipolatore (o link) a parametri concentrati.