Robotica in cucina

Scritto da Valerio Rossi Mercoledì 18 Novembre 2009

Realizzazione di un programma in C++ in grado di gestire la cinematica di un robot. Sono stati implementati i modelli matematici e cinematici della movimentazione ed è stata realizzata una dimostrazione in ambito culinario.

Il robot utilizzato è stato uno "SCORBOT – ER III", un manipolatore meccanico con cinque gradi di libertà dotato di una pinza motorizzata come strumento di presa; esso presenta cinque giunti rotazionali, denominati rispettivamente Base, Shoulder, Elbow, Pitch e Roll, che sono mossi da motori in corrente continua. La rotazione dei motori viene misurata mediante gli encoder incrementali.

Dopo le misurazioni dei valori geometrici del robot sono stati fissati i riferimenti di Denavit–Hartenberg (D-H) che permettono un'analisi cinematica molto semplificata a livello di implementazione matematica, tramite matrici di rotazione. Dopo aver risolto la cinematica inversa è possibile esprimere l'orientamento dell'effettore nel sistema di riferimento fisso agendo direttamente sui singoli motori, mentre con la cinematica diretta è possibile conoscere la posizione dell'effettore dopo aver assegnati delle rotazioni arbitrarie ai giunti del robot.

Sono stati implementati nel codice alcuni sistemi di controllo sui comandi assegnati, senza però alcun meccanismo di controllo in feed-back:

• perforazione del piano di lavoro;
• autoperforazione del robot;
• perforazione del motore della pinza sul supporto fisso;
• perforazione del motore della pinza sul piano di lavoro;
• estensione massima del braccio del robot;

E' stato anche realizzato uno pseudolinguaggio che permette di comandare il robot con un linguaggio ad alto livello; le parole chiave utilizzate sono state:

• Apri: viene aperta la pinza dell’effettore;
• Chiudi: viene chiusa la pinza dell’effettore;
• vaieff x y z r p: l’effettore viene portato nella posizione inserita;
• sleep: il robot si ferma e attende per un certo tempo la successiva istruzione;
• Casa: viene eseguita l’operazione di Home.

L'operazione di Home permette di resettare gli encoder secondo una posizione fissa nello spazio utilizzando dei micro-switch. La dimostrazione è stata realizzata immaginando che il robot fosse integrato in cucine con alti volumi di produzione di cibo.

Qui per vedere la relazione completa del progetto.