PRIN-COFIN 2003
programma miniPAR
Progettazione e prototipazione di
mini-robot paralleli
per applicazioni speciali
Coordinatore scientifico: Prof. R.M. Molfino
U.O: Ancona, Brescia, Catania, Genova, Torino
Costo totale progetto: 314 k€
PRIN-COFIN 2003: programma miniPAR
Sommario
 Obbiettivi del progetto
 Base di partenza
 Compiti delle UO
 Collegamenti
PRIN-COFIN 2003: programma miniPAR
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
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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.
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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.
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Base di partenza
Ancona
Progetto di una
macchina
parallela
innovativa per
moti di pura
traslazione
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Base di partenza
Brescia
Realizzazione del prototipo fisico
di ALA, autolettiga attiva per
l’isolamento della barella dal moto
dell’ambulanza
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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.
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Base di partenza
Genova
Prototipo fisico di un
robot parallelo per
operazioni di
assemblaggio
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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).
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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 minirobot 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
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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.
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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:
A.Robot parallelo a tripode come sospensione
attiva per bassi carichi inerziali (diametro
100mm, altezza 200mm, corsa max 50mm,
inclinazione max 20°)
B.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
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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.
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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:
A. macchina a cinematica parallela per
manipolazione e lavorazioni meccaniche con
3-4 gradi di libertà (motori lineari)
B. polso parallelo per robot (impiego
medico/chirurgico)
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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 minirobot 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)
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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