I benefici del motion planning

La sessione plenaria dell’edizione 2014 di MC4 ha visto in primo piano l’intervento di Alessandro Gasparetto, docente di Meccanica Applicata alle Macchine presso la facoltà di Ingegneria dell’Università di Udine. Il professor Gasparetto, uno dei massimi esperti di meccatronica a livello internazionale, ha ripercorso con noi i concetti chiave del motion planning.

D.: In ambito robotico e meccatronico la pianificazione della traiettoria (motion planning) ricopre un ruolo chiave a livello progettuale e applicativo. Può spiegarci in breve quali metodologie ne stanno alla base e da che evoluzioni è interessato?

R.: Le metodologie classiche di pianificazione della traiettoria si basano dapprima sulla generazione off-line di un percorso geometrico (“path”), lungo cui il sistema robotico o meccatronico deve muoversi per compiere un certo task. In seguito, un opportuno algoritmo stabilisce la velocità di percorrenza delle varie parti del percorso. Questi algoritmi sono generalmente eseguiti off-line, tuttavia in certe applicazioni particolari la pianificazione della traiettoria può però essere effettuata on-line, cioè durante l’esecuzione del task.

D.: In quali campi di impiego sono evidenti i principali benefici portati da una corretta impostazione del motion planning?

Soprattutto nell’esecuzione di tutti quei task che richiedono l’esecuzione di traiettorie cosiddette “smooth”, cioè sufficientemente regolari. Traiettorie non regolari possono infatti eccitare modi di vibrare che potrebbero danneggiare la struttura meccanica del robot o del sistema meccatronico. Il motion planning deve quindi portare a un adeguato compromesso tra due esigenze contrapposte: da un lato la necessità di eseguire il task rapidamente, dall’altro quella di non avere velocità e accelerazioni troppo elevate.

D.: In che misura le tecnologie di motion planning si intersecano quelle di advanced manufacturing, simulazione e virtualizzazione diffuse nei moderni sistemi di produzione automatizzati?

R.: La pianificazione della traiettoria è una procedura che si presta ottimamente a essere eseguita e simulata in un ambiente virtuale. L’esecuzione simulata della traiettoria pianificata off-line consente infatti di valutarne le prestazioni, permettendo di definire eventuali modifiche che possono essere effettuate prima di trasmettere la traiettoria stessa al sistema di controllo del robot o del sistema meccatronico.

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