Sviluppo di un metodo innovativo per la programmazione offline in robotica industriale

In ambito industriale, la programmazione offline dei robot rappresenta una strategia sempre più diffusa per ridurre i tempi di fermo macchina e migliorare l’efficienza dei processi. Una delle attività centrali in questo contesto è l’acquisizione accurata della posa del robot, ovvero della sua posizione e orientamento nello spazio tridimensionale, durante fasi di programmazione. I metodi tradizionali di presa punti presentano diverse criticità: l’uso del teach pendant, pur essendo molto diffuso, risulta spesso lento e poco ergonomico, obbligando l’operatore a interagire con un dispositivo esterno e a interrompere continuamente il flusso di lavoro; l’hand guiding, invece, offre una maggiore immediatezza ma è applicabile quasi esclusivamente ai robot collaborativi, risultando quindi poco adatto ai manipolatori industriali tradizionali. Il presente lavoro si propone di sviluppare e validare una metodologia alternativa per l’acquisizione delle pose robotiche, basata sull’impiego di sistemi di tracciamento spaziale ottico. In particolare, viene utilizzata una tecnologia a infrarossi, già affermata in ambiti come la realtà virtuale, che consente di ottenere misure di posizione e orientamento ad alta precisione. Il sistema sviluppato consente di acquisire le pose senza la necessità di interazione diretta con il robot, rendendo il processo più agevole, sicuro e indipendente dalla natura collaborativa o meno del manipolatore. Elemento centrale della proposta è la fase di calibrazione tra il sistema di riferimento del robot e quello del tracker ottico. Vengono analizzate diverse strategie per la stima della trasformazione tra i due sistemi, tra cui l’approccio semplificato basato su singola posa, l‘ottimizzazione su SE(3) mediante minimi quadrati, e il classico algoritmo di Hand-Eye calibration. Le soluzioni vengono confrontate sperimentalmente in termini di precisione, tempo di acquisizione e robustezza. I risultati ottenuti dimostrano un miglioramento significativo rispetto ai metodi tradizionali sia in termini di accuratezza della calibrazione che di ergonomia dell’interazione uomo-macchina. Il sistema proposto rappresenta un passo concreto verso la semplificazione della programmazione robotica e offre ampie possibilità di adattamento a scenari applicativi differenti, grazie alla sua flessibilità e modularità.