Automazione Oggi 451

Sensori AUTOMAZIONE OGGI 90 | GENNAIO-FEBBRAIO 2024 AUTOMAZIONE OGGI 451 di 100 N applicato a una distanza di 600 mm perpendicolare al telaio di riferimento della flangia dell’utensile induce un carico di 60 Nm che si trova al di fuori del campo operativo del sensore integrato. Le deboli specifiche del sensore interno impediscono al robot di ese- guire operazioni sensibili alla forza in tutto il suo campo operativo, limitando di fatto le sue capacità di carico utile e di portata nel caso di applicazioni significative come la finitura delle superfici o l’assemblaggio. Il sensore Bota supera il sensore integrato sotto molti punti di vista (vedere la tabella 1): precisione, rumore e accuratezza sono tutti sostanzialmente migliori. Anche la frequenza massima di campionamento dei dati è quattro volte superiore, con 2 kHz rispetto a 0,5 kHz. Un’altra applicazione comune dei sensori inte- grati è la misurazione del vettore forza a 6 assi sull’effettore finale del robot, ossia un sensore di coppia a 1 asse installato su ciascun giunto, dove la coppia misurata su ciascun giunto, combinata con la posizione del giunto e la ci- nematica del robot, è teoricamente sufficiente per calcolare e stimare il vettore forza sull’ef- fettore finale (end effector). A prima vista, questa sembra essere una soluzione integrata molto pratica e conveniente, ma in realtà pre- senta diversi svantaggi. Il livello di rumore non è standard, poiché deriva dalla configurazione del robot; ad esempio, quando il braccio è completamente disteso (singolarità), alcune componenti della forza dell’end effector ven- gono assorbite dalla struttura del robot e non possono essere rilevate dai sensori di coppia del giunto. Applicazioni con i sensori di forza/coppia di precisione Le aziende di robotica si concentrano spesso su applicazioni standard come la palletizza- zione o la saldatura, per le quali i sensori di forza/coppia integrati sono generalmente suf- ficienti. Tuttavia, esiste un numero crescente di applicazioni che richiedono un livello su- periore di qualità di rilevamento della forza/ coppia, come ad esempio le applicazioni di as- semblaggio di precisione o le operazioni di le- vigatura e lucidatura. Le lavorazioni di finitura superficiale come l’asportazione di materiale, la lucidatura, la sbavatura o la smerigliatura sono tra le attività più difficili nel campo delle lavorazioni meccaniche. L’uso di sensori di forza/coppia e l’implementazione del con- trollo diretto della forza consentono di auto- matizzare efficacemente i processi più difficili. Il feedback rapido e accurato dei sensori auto- nomi ad alta precisione fornisce la flessibilità e l’adattabilità necessarie anche per le forme più complesse e consente di ottenere un’elevata qualità superficiale con la massima ripetibilità. Un ulteriore vantaggio è che l’uso di sensori autonomi di forza/coppia aumenta la flessibi- lità di produzione, rendendo più facile adat- tare un sistema esistente per creare nuove applicazioni sostituendo il sensore. Ciò signi- fica che i clienti possono lavorare in modo economicamente vantaggioso su una scala di produzione ridotta, applicando in modo fles- sibile più varianti di un pezzo simile, o anche lotti più piccoli di un pezzo specifico. Inoltre, è possibile modificare un sistema robotico per un determinato periodo di tempo, ad esem- pio l’installazione di un sensore diverso per un progetto di breve durata che si svolge in poche settimane. Software, supporto e kit di strumenti I sensori di forza/coppia Bota sono forniti con un kit completo che comprende l’elettronica integrata, il cablaggio, l’alimentatore, gli adat- tatori, i dispositivi di fissaggio, ecc. Il kit com- prende una chiavetta USB contenente tutti i driver e il codice necessari per le piattaforme più comuni, come Python, Twincat, URcap, Stäubli Robot Studio, Matlab, LabView, ROS o Windows. Il pacchetto è dotato di un codice di esem- pio che consente di risparmiare tempo di sviluppo nella configurazione delle applica- zioni più comuni. Questo codice può essere utilizzato per creare gli elementi costitutivi di varie attività, facilitando la scrittura del programma completo richiesto dal cliente. A prima vista, potrebbe sembrare che la messa in funzione dovrebbe essere più semplice con un sensore integrato, ma questo aspetto è già stato affrontato dai fornitori di sensori e dalle aziende di robotica che collaborano per semplificare l’integrazione. Ad esempio, il kit di sensori Universal Robot FT di Bota, un sensore di forza/coppia a sei assi altamente sensibile, è certificato da Universal Robotics (UR) per l’uso con il robot collaborativo UR20. Grazie a questa certificazione, Bota Systems è entrata a far parte dell’ecosistema UR+, un gruppo crescente di partner approvati da UR per l’utilizzo con i suoi robot. Questo dà ai clienti la sicurezza di poter scegliere tra le soluzioni migliori della categoria, come i sen- sori di Bota, risparmiando tempo di sviluppo e riducendo i rischi. In effetti, Bota è essen- zialmente un’azienda di robotica più che di sensori, e la maggior parte dei suoi ingegneri ha un forte background nella robotica. Ciò si- gnifica che ha un alto livello di competenza nella programmazione dei robot ed è in grado di fornire assistenza ai clienti finali e agli inte- gratori di sistemi. Non tutti i sensori sono uguali I robot devono essere più intelligenti e fles- sibili, ma senza compromettere la sicurezza, che rimane la priorità numero uno. Il controllo della forza affronta queste sfide fondamentali, fornendo in tempo reale dati utilizzabili grazie a sensori di forza/coppia altamente precisi e affidabili. In questo articolo abbiamo visto che non tutti i sensori di forza/coppia sono uguali. I sensori autonomi presentano chiaramente numerosi vantaggi rispetto alle opzioni inte- grate standard, essendo in genere molto più precisi e flessibili. I sensori di forza/coppia di Bota Systems sono progettati specificamente per le applicazioni robotiche: sono precisi, robusti, compatibili e semplici da integrare e promettono di portare le applicazioni roboti- che più impegnative a un livello superiore. Bota Systems - www.botasys.com Fig. 3 - Bota è essenzialmente un’azienda di robotica più che di sensori, e la maggior parte dei suoi ingegneri ha un forte background nella robotica