Aggancio Rapido end-effector (PendEffector)

Scostamento in Z senza rialzi 16,2 mm

Scostamento in Z con rialzo #1 24 mm

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Questo progetto rappresenta il risultato di un approfondito lavoro accademico svolto per la materia Applied Robotics Technologies. L’obiettivo principale era progettare, sviluppare e realizzare un end effector personalizzato per il robot antropomorfo TM5X-700 di Omron, ottimizzato per consentire al robot di eseguire operazioni di scrittura con estrema precisione e facilità.

Caratteristiche e Funzionalità del Progetto

L’end effector è stato progettato per integrare una struttura leggera e resistente, in grado di:

• Tenere una penna e consentire al robot di scrivere con un controllo accurato dei movimenti.

• Ridurre il peso complessivo per ottimizzare l’efficienza energetica del robot.

• Garantire una resistenza strutturale sufficiente a sostenere l’usura e l’utilizzo prolungato.

Per raggiungere questi obiettivi, sono state adottate soluzioni progettuali innovative e sono stati effettuati numerosi test di validazione durante il processo di sviluppo.

Design Innovativo e Reverse Engineering

Un elemento distintivo del progetto è stato lo sviluppo di un sistema di aggancio rapido basato su un processo di reverse engineering del design proposto dall'azienda OnRobot. Questo sistema, migliorato e adattato, consente:

• Una rapida installazione e rimozione dell’end effector.

• Compatibilità con altri strumenti, garantendo flessibilità e modularità.

Il risultato è un sistema altamente funzionale e versatile, in grado di integrarsi perfettamente nel contesto operativo del TM5X-700.

Materiali Utilizzati e Tecnologie di Produzione

La realizzazione del progetto è avvenuta tramite tecnologie avanzate di stampa 3D, con una selezione accurata di materiali per garantire la migliore combinazione di resistenza, precisione e leggerezza:

• Stampa FDM (Fused Deposition Modeling): Per questa fase è stato utilizzato PETG, un materiale noto per la sua elevata resistenza meccanica, stabilità dimensionale e ottima lavorabilità. Questo approccio ha permesso di realizzare componenti funzionali e resistenti, ideali per la prototipazione rapida.

• Stampa SLA LCD (Stereolithography): Questa tecnologia è stata impiegata per produrre parti ad alta precisione, utilizzando una miscela composta dal 40% di resina Standard Plus e dal 60% di resina High Tough. La combinazione delle due resine ha garantito una finitura superficiale eccellente, elevata resistenza agli urti e una durata superiore.

Processo di Progettazione e Realizzazione

Il progetto è stato sviluppato seguendo un approccio iterativo, che ha incluso:

1. Analisi preliminare e definizione dei requisiti: Studio delle specifiche del robot TM5X-700 e delle esigenze operative per l’end effector.

2. Progettazione CAD: Realizzazione di modelli tridimensionali dettagliati, ottimizzati per la riduzione dei pesi e il miglioramento delle prestazioni meccaniche.

3. Simulazioni e test virtuali: Validazione delle prestazioni strutturali e funzionali tramite software di simulazione.

4. Produzione additiva: Fabbricazione dei componenti utilizzando stampanti FDM e SLA LCD.

5. Assemblaggio e test pratici: Verifica della funzionalità dell’end effector in scenari reali, con particolare attenzione alla precisione nei movimenti di scrittura.

Risultati e Contributo Accademico

Il progetto ha raggiunto con successo gli obiettivi prefissati, fornendo un end effector altamente performante e versatile. Questo risultato rappresenta un contributo significativo sia dal punto di vista accademico che pratico, dimostrando come l’ingegneria robotica possa essere utilizzata per affrontare sfide concrete e sviluppare soluzioni innovative.

Tra i principali risultati ottenuti:

• Precisione: L’end effector consente al robot di eseguire operazioni di scrittura con un’accuratezza elevata.

• Ottimizzazione strutturale: La combinazione di materiali e design ha permesso di ridurre significativamente il peso senza compromettere la resistenza.

• Modularità: Il sistema di aggancio rapido garantisce una facile integrazione con altri strumenti, ampliando le potenziali applicazioni del robot.

Conclusioni

Questo progetto ha rappresentato un’esperienza formativa straordinaria, che mi ha permesso di sviluppare competenze avanzate in diversi ambiti, tra cui:

• Progettazione meccanica e ottimizzazione strutturale.

• Tecnologie di produzione additiva e scelta dei materiali.

• Simulazione e testing di sistemi robotici.

Sono orgoglioso di aver contribuito allo sviluppo di una soluzione che combina innovazione, creatività e funzionalità, offrendo un esempio concreto di come la robotica possa essere applicata per risolvere problemi reali.

Il lavoro è frutto di un progetto più ampio che comprendeva anche questi aspetti e svolto in collaborazione con i colleghi ingegneri Ethan Peri e Perrella Chiara

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