PRIN-COFIN 2003 programma miniPAR

1. Progettazione e prototipazione di mini-robot paralleli per applicazioni specialiCoordinatore scientifico: Prof. R.M. MolfinoU.O: Ancona, Brescia, Catania, Genova, TorinoCosto totale progetto: 314 k€ PRIN-COFIN 2003programma miniPAR

2. Sommario • Obbiettivi del progetto • Base di partenza • Compiti delle UO • Collegamenti

3. Obbiettivi del progetto • studio di robot paralleli di piccole dimensioni per applicazioni industriali e di servizio • progetto focalizzato su applicazioni emergenti, il cui denominatore comune è la scala ridotta (gioielleria, metrologia, medicina, divertimento, interfacce uomo-macchina, ecc.) • approccio meccatronico alla progettazione, con condivisione delle competenze tra le UO

4. Base di partenza • progetto “PRIDE: Parallel Robots Interacting with Dynamic Environments” • PRIN-COFIN 2000 con la stessa struttura di miniPAR • studio di robot paralleli dedicati ad operazioni in cui assumono importanza critica, e debbono essere regolate, le interazioni con l’ambiente • applicazioni industriali quali l’assemblaggio, la sbavatura o la finitura superficiale, la fresatura di modelli, ecc.

5. Base di partenza • necessarie sia buone caratteristiche dinamiche sia adeguata precisione • per controllare la forza esercitata dal robot è stato necessario sviluppare l’integrazione tra meccanica e controllo. • nel corso del progetto sono stati sperimentati diversi tipi di algoritmi: controllo di forza, ibrido posizione/forza, di impedenza. • approfondito lo studio della calibrazione, che presenta problematiche specifiche per le architetture parallele.

6. Base di partenza Ancona Progetto di una macchina parallela innovativa per moti di pura traslazione

7. Base di partenza Brescia Realizzazione del prototipo fisico di ALA, autolettiga attiva per l’isolamento della barella dal moto dell’ambulanza

8. Base di partenza Messina Progetto di un manipolatore parallelo a sei gradi di libertà per la movimentazione di un utensile da taglio (HexED: Hexapod with Extreme Dexterity). Eseguito in cooperazione con l’UO di Brescia.

9. Base di partenza Genova Prototipo fisico di un robot parallelo per operazioni di assemblaggio

10. Base di partenza Torino WiRo-6.3,struttura a nove fili e 6 gradi di libertà (destra). Prototipo di una piattaforma planare a 3 fili e 2 gradi di libertà (sotto).

11. Compiti delle UO • Università di Brescia (Prof. Faglia) studio teorico sperimentale e prototipazione di due manipolatori paralleli di piccola taglia per applicazioni speciali • Università di Catania (Prof. Sinatra) nuovi indici di ottimizzazione cinematica e dinamica per un mini-robot parallelo per applicazioni speciali • Università di Genova (Prof. Molfino) mini-robot paralleli ad elevata accuratezza • Università Politecnica delle Marche (Prof. Callegari) sistema meccatronico per l’analisi e la simulazione del comportamento masticatorio • Politecnico di Torino (Prof. Ferraresi) studio e realizzazione di un master per teleoperazione a riflessione di forza con struttura parallela a cordini

12. Compiti delle UO • L’U.O. di Ancona intende studiare il comportamento di macchine a cinematica parallela cooperanti (in “serie” ed in “parallelo”) basate sul disaccoppiamento funzionale dei compiti. • Come caso applicativo si farà riferimento ad un articolatore meccatronico a sei gradi di libertà, per il quale si prevede di realizzare il prototipo fisico di almeno un suo sottosistema significativo.

13. Compiti delle UO • L’UO di Brescia si prefigge di realizzare lo studio e la prototipazione di due robot paralleli di piccola taglia, per applicazioni innovative: • Robot parallelo a tripode come sospensione attiva per bassi carichi inerziali (diametro 100mm, altezza 200mm, corsa max 50mm, inclinazione max 20°) • Mini-manipolatore piano per applicazioni di precisione (es. manipolazione veloce di pezzi leggeri, biomedicale) basato su un meccanismo a pentalatero (inscritto nel piano in un A4); molta ricerca sull’autocalibrazione

14. Compiti delle UO • L’UO di Catania si prefigge lo studio dell’ottimizzazione cinematica e dinamica di mini robot ad architettura parallela (cfr. prototipi di Brescia ed Ancona). • Intende realizzare un mini robot parallelo ad architettura 6-6 oppure 6-3 (o altre tipologie di architetture) per possibili applicazioni del tipo: lavorazioni di precisione, chirurgia, ortopedia, movimentazione di telecamere e antenne satellitari, supporto per strumentazione di acquisizione immagini per robot mobili, ecc.

15. Compiti delle UO • L’UO di Genova intende studiare e realizzare il prototipo di due macchine parallele di piccole dimensioni (ingombri dell’ordine del decimetro cubo e spazio di lavoro dell’ordine del centimetro cubo) il cui progetto sarà basato sull’utilizzo di giunti elastici: • macchina a cinematica parallela per manipolazione e lavorazioni meccaniche con 3-4 gradi di libertà (motori lineari) • polso parallelo per robot (impiego medico/chirurgico)

16. Compiti delle UO • Obiettivo dell’UO di Torino è progettare e costruire una struttura da utilizzare come master (con riflessione di forza) per l’azionamento remoto di strutture robotiche. • Si prevede di utilizzare la struttura anche per la tele-manipolazione dell‘articolatore mandibolare dell‘UO di Ancona e/o del mini-robot parallelo dell’UO di Genova. • Specifiche: ingombro circa 500x500x500 mm; spazio di lavoro: sfera di raggio circa 200 mm, rotazioni massime di circa 30°; forze dell’ordine di 10N • 6 gradi di libertà, 9 fili; vincoli virtuali (ad esempio per impedire la rotazione se deve essere comandata solo una traslazione)

17. Collegamenti • Reti di eccellenza: Assembly-Net ed Euron II • SIRI, Associazione di Robotica ed Automazione • Sito: http://www.dimec.unige.it/PMAR/MiniPaR • Portale Parallemic: http://www.parallemic.org