PROGETTAZIONE, REALIZZAZIONE E VALIDAZIONE SPERIMENTALE DI UNA CELLA ROBOTIZZATA PER APPLICAZIONI COLLABORATIVE

This thesis addresses the development and implementation of a collaborative system for object manipulation, based on the use of the Techman TM5-700 collaborative robot, equipped with a custom-designed end-effector that meets specific safety requirements. The work involved the integration of various hardware components, including an Intel RealSense depth camera, Arduino electronic boards, and workpiece holder tables equipped with indicator lights and mechanical sensors, all managed through Arduino boards. Mechanical design activities were carried out using FDM additive manufacturing technology to produce the support structures, end-effector fingers, and the workpiece holder tables. The integration of these components was coordinated through programming in MATLAB, allowing centralized control from a single platform over electronic elements that are typically managed by dedicated software. The modeling, programming, and experimental validation phases were conducted with particular attention to safety and ergonomics, which are essential in collaborative environments. Finally, with a view to future developments of the proposed application, the implemented control codes also populate a structured MySQL database to collect and store data and information acquired during experimental tests from the various hardware components.

La presente tesi tratta lo sviluppo e la realizzazione di un sistema collaborativo per la manipolazione di oggetti, basato sull'impiego del robot collaborativo Techman TM5-700, equipaggiato con un end-effector progettato specificamente in funzione dei requisiti di sicurezza. Il lavoro ha previsto l'integrazione di diversi componenti hardware, tra cui una telecamera di profondità Intel RealSense, schede elettroniche Arduino e tavole porta pezzi dotate di segnalatori luminosi e sensori meccanici, gestiti attraverso le schede Arduino. Sono state affrontate attività di progettazione meccanica, con l’impiego della tecnologia di additive manufacturing FDM per la realizzazione dei supporti, delle dita dell’end-effector e delle strutture delle tavole porta pezzi. L’integrazione dei vari componenti è stata coordinata mediante la programmazione nel software di calcolo MATLAB, consentendo il controllo da un’unica piattaforma degli elementi elettronici generalmente gestiti da software dedicati. Le fasi di modellazione, programmazione e validazione sperimentale sono state svolte ponendo particolare attenzione agli aspetti di sicurezza ed ergonomia, fondamentali in un contesto collaborativo. Infine, in un'ottica di futuri sviluppi sull’applicazione realizzata, i codici di controllo implementati si occupano anche di popolare un database MySQL, opportunamente strutturato, al fine di raccogliere e archiviare i dati e le informazioni acquisite durante le prove sperimentali dai diversi componenti hardware.