Desing e sviluppo di un dimostratore integrante laser engraving e robotica collaborativa

Il presente lavoro di tesi è stato sviluppato nell’ambito di un progetto della Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana (SUPSI), finalizzato allo sviluppo di un dimostratore didattico mobile per rappresentare alcuni principi della Smart Manufacturing attraverso l’integrazione di robotica, lavorazione laser e sistemi di controllo. Il caso applicativo individuato consiste nella movimentazione e personalizzazione di business card metalliche mediante incisione laser. Il sistema è stato concepito come una cella compatta e mobile, destinata ad attività didattiche e dimostrative, nella quale le diverse tecnologie cooperano all’interno di un unico processo produttivo. La personalizzazione del prodotto permette inoltre di rappresentare il concetto di produzione flessibile, mantenendo invariata la configurazione fisica della cella e modificando le informazioni associate alla lavorazione.Lo sviluppo è stato condotto a partire dalla definizione dei requisiti e dei vincoli progettuali, seguita dall’analisi e dalla selezione delle principali tecnologie, dalla definizione dell’architettura della cella, dalla progettazione meccanica e dalla simulazione della movimentazione robotizzata. La configurazione individuata è stata quindi implementata fisicamente mediante l’integrazione di un robot collaborativo, di un sistema di marcatura laser a fibra MOPA da 20 W e degli elementi meccanici sviluppati specificamente per il dimostratore. Una parte del lavoro è stata dedicata all’integrazione software del sistema laser. Dopo la configurazione del processo mediante EZCAD2, è stata sviluppata un’interfaccia in Python per l’interazione con il software di controllo attraverso la relativa libreria dinamica, consentendo la modifica dei contenuti del job e l’avvio della marcatura. La disponibilità del sistema laser soltanto nella fase conclusiva dell’attività ha limitato la validazione sperimentale a una prova preliminare. Il lavoro non comprende pertanto una caratterizzazione completa del processo di incisione, ma costituisce una verifica della fattibilità dell’integrazione delle principali tecnologie all’interno di una piattaforma dimostrativa mobile. La configurazione realizzata rappresenta una base per successive evoluzioni del sistema, tra cui l’automazione completa del ciclo, la generazione dinamica dei contenuti, il controllo qualità mediante sistemi di visione e l’integrazione di ulteriori funzionalità di monitoraggio e supervisione.