Sviluppo di Tecniche per il Miglioramento di Applicazioni di Polishing Robotizzato

Based on an analysis of the state of the art in hybrid force–position control and the integrated force control available on the FANUC CRX-10iA collaborative robot—conducted through experimental testing—a preliminary study was carried out on the “Force Contouring” Function, part of the FANUC "FORCE CONTROL" Software Feature, available exclusively on CRX-series collaborative robots. After identifying the operating margins of the proprietary Function and defining the necessary specifications for the company's target applications, a plug-in solution was proposed. This solution is designed to be highly comparable and integrable across all FANUC robotic systems, both collaborative and industrial, for polishing applications involving dies used in the forging industry. The implementation is developed in a Python environment and automatically generates a path planning process starting from the STL file of the target part. This process produces an optimized TP Program in FANUC Karel language, which is automatically integrated into the robot system's controller memory. The application further incorporates an external closed-loop control system, using as feedback the torque delivered by the motor driving the polishing brush. Thanks to a prior dynamic analysis of the brush system used as the robot’s end effector in polishing tasks, the developed control aims to indirectly maintain a predefined desired contact force throughout the work cycle. Once the acceptable performance limits and error margins for the application were established, a partial comparison with the proprietary FANUC software was made possible.

Dall'analisi dello stato d'arte dei controllo ibrido forza-posizione e del controllo di forza integrato nel robot collaborativo FANUC CRX-10iA tramite test sperimentali, è stato quindi svolto un primo studio della Function "Force Contouring" della Software Feature FANUC "FORCE CONTROL", presente nei soli robot collaborativi serie CRX. Compresi i margini di lavoro della Function di cui è proprietaria FANUC e definite le specifiche necessarie per le applicazioni di interesse dell'azienda, è stata dunque proposta una soluzione plug-in al più comparabile ed integrabile in tutti i sistemi robotici FANUC, collaborativi ed industriali, per le applicazioni di Polishing degli stampi in utilizzo nel settore della forgiatura. L'implementazione avviene mediante un codice in ambiente di sviluppo Python che definisce automaticamente un Path Planning a partire dal file STL del pezzo in causa e vi sviluppa un TP Program ottimizzato in linguaggio FANUC Karel, automaticamente integrato nella memoria del controllore del sistema robot. L'applicazione integra inoltre un Controllo Closed-Loop esterno avente come feedback la coppia erogata dal motore che pone in moto la spazzola. Grazie ad una precedente analisi della dinamica del sistema spazzola in utilizzo quale End Effector del sistema robot per l'applicazione di Polishing, il controllo sviluppato si pone l'obiettivo di mantenere indirettamente una forza di contatto desiderata preimpostata durante il ciclo lavoro. Definiti i limiti e i margini di errore accettabili per l'applicazione, è infine possibile un parziale confronto con il software di proprietà FANUC.