Progettazione del processo di pipettaggio automatizzato mediante l’uso di robot collaborativi

L’automazione dei processi industriali sta prendendo piede sempre più anche nei laboratori di ricerca, dove porta preziosi vantaggi come la minima variabilità nei test, e l’ottimizzazione del tempo delle risorse umane. In questa tesi si vuole sviluppare un progetto che preveda l’automazione della fase di preparazione della soluzione per la tecnica di PCR (Polymerase Chain Reaction). Un braccio robotico collaborativo lavorerà in uno spazio di lavoro condiviso con operatori umani, in una postazione in cui sarà prevista la componentistica di sicurezza necessaria, hardware e software. Verrà eseguita la progettazione meccanica del tool del robot, composto dalla pipetta elettronica necessaria a inserire le corrette quantità di componenti della miscela nelle fiale, e una pinza, in grado di sollevare il portaprovette una volta completata l’operazione di riempimento, e di spostarlo in una posizione finale. Saranno presi in considerazione diverse opzioni per il meccanismo del gripper, che soddisfino le richieste e i vincoli riscontrati per lo scopo. L’analisi cinematica e il dimensionamento saranno seguite dalla progettazione 3D. Lo studio della movimentazione tramite attuatori è trattato unicamente in termini di ipotesi, individuando alcune soluzioni efficienti senza però effettuare il dimensionamento e uno studio cinematico e dinamico. Infine sono state effettuate delle simulazioni tramite software che comprovano il funzionamento del tool e dell’intera postazione di lavoro, e che dimostrano l’effettiva efficacia di questo tipo di automazione, dovuta alla versatilità dei cobot a 6 gradi di libertà, e i suoi limiti dati dal confronto con soluzioni appositamente sviluppate e ottimizzate per l’applicazione specifica del pipettaggio.