Per supportare la costante espansione della robotica collaborativa, i componenti meccatronici devono evolversi offrendo le caratteristiche necessarie a migliorare la sicurezza, le performance in termini di carico e velocità, ma soprattutto devono consentire di semplificare la programmazione e la gestione del sistema.
Un contributo importante in questa direzione è offerto dalle nuove piattaforme open source per la progettazione robotica, come il Robot Operating System (ROS), che offrono modularità e la possibilità di personalizzare le applicazioni.
L’azienda veneta Automationware è attiva da diversi anni proprio nella ricerca e sviluppo di piattaforme di nuova generazione, progettando e realizzando attuatori elettrici con tecnologie avanzate che permettono movimenti veloci, precisi, senza dimenticare l’efficienza energetica. L’azienda nel 2019 ha inaugurato un nuovo sito produttivo con l’obiettivo di progettare sistemi avanzati meccatronici per la robotica collaborativa.
Nel febbraio 2020 verrà introdotta una serie di giunti robotici composta da 5 modelli (AW- J-Actuators 14-17-20-25-32) che permetteranno ad Automationware di sviluppare un nuovo robot collaborativo modulare (ROS-Tube) che verrà presentato in occasione della prossima edizione della fiera SPS Italia, a Parma dal 26 al 28 maggio 2020.
Questi sistemi possono essere acquistati anche singolarmente e sono basati su una piattaforma di controllo integrata su bus EtherCat.
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Coppia massima con il J-32
L’ultimo nato, il J-32 è un giunto robotico pensato per offrire il massimo delle performance. Il dispositivo, basato su un motore ad alta coppia, offre una coppia massima di 353 Nm e una coppia nominale di 220 Nm grazie ad un riduttore HD ad alte prestazioni.
Le componenti di potenza sono integrate nella meccanica. Il dispositivo è dotato di 2 processori per il controllo (doppi per offrire la necessaria ridondanza), un convertitore ADC ad alta risoluzione e una serie di ingressi analogici e digitali per la gestione di una serie di sensori ed econder.
Il giunto è dotato di tre sistemi di sicurezza per la gestione di eventuali urti con corpi o oggetti: la misura della coppia attraverso il controllo della corrente ad alta risoluzione, la misura elettronica della rigidità torsionale del riduttore e un dispositivo di rilevamento dei contatti per una risposta istantanea ad eventuali impatti sensibili fino a frazioni di Nm.
Inoltre, offre un’elevata precisione nel posizionamento con una risoluzione di 1.000.000 di livelli di quantizzazione su 360 gradi di rotazione grazie alla tecnologia di doppia codifica a 20 bit.
La miniaturizzazione del giunto J-14
Il giunto J-14, uno dei più piccoli al mondo, permette una rotazione ad alta velocità mantenendo la coppia massima di 28 Nm. Il J-14 ha le stesse prestazioni di controllo e la stessa sensoristica del J-32 e dispone di un’interfaccia di controllo EtherCat.
Naturalmente, questi dispositivi possono essere impiegati anche in situazioni diverse, specialmente su sistemi o macchine rotanti e ovunque si richiedano prestazioni di coppia in spazi molto piccoli e/o un controllo avanzato come il controllo in coppia o l’analisi delle vibrazioni del sistema. Inoltre, l’elettronica di potenza integrata nel giunto, che può essere collegato via EtherCat, garantisce una grande semplificazione del controllo (disponibile in futuro anche con ProfiNet).
Automationware lancerà inoltre nel febbraio 2020 una serie di attuatori senza riduttore (T-Actuators), basati sulla stessa tecnologia dei J-Actuators. Questi dispositivi senza riduttore disporranno delle stesse tecnologie di rilevamento con coppie che possono raggiungere 1 kNm.
Queste ultime soluzioni possono rivelarsi particolarmente utili nel settore farmaceutico e alimentare, nelle macchine utensili e per la lavorazione della lamiera, nelle macchine per il packaging su applicazioni rotazionali che richiedono altissima precisione di coppia o alta velocità ma senza trasmissione meccanica con riduttori.
Il cobot ROS-Tube
ROS-Tube è il nome in codice del nuovo robot collaborativo sviluppato da Automationware. Il cobot è progettato sulla piattaforma ROS e permette di configurare soluzioni modulari di robotica collaborativa. Sarà presentato al pubblico alla prossima SPS 2020 di Parma. Per ROS-Tube Automationware ha depositato 3 brevetti: RoboVu (un’interfaccia virtuale per ottenere il collegamento del Robot in tempo reale via EtherCat su ROS ), TouchVu (un sistema per rilevare contatti anche con forze inferiori a 1 Nm) e AwareVu (per rilevare le vibrazioni 3D sul sistema e profilare su cloud i dati delle analisi fatte con la trasformata di Fourier).
Il Robot Operating System
Il Robot Operating System è un framework open source che offre una serie di tool e librerie per aiutare i progettisti a sviluppare software per la robotica. Partendo dal modello meccanico, vengono pianificati i movimenti, dalla cinematica alla definizione delle traiettorie.
Sviluppato in California presso la Stanford University a partire dal 2008, si è diffuso nel mondo della ricerca, poi anche nel settore industriale, influenzando e semplificando fortemente lo sviluppo di programmi avanzati per la robotica e la meccatronica, dando vita a un nuovo modello di progettazione che permetterà di far evolvere la progettazione delle fabbriche del futuro.
