Sviluppo di un software basato sull'analisi di immagini per la pianificazione di traiettoria di un robot a cavi

La marcatura è uno dei processi tecnologici più diffusi nel mondo industriale. Il progetto Laser Engraver è nato con lo scopo di realizzare un prototipo di marcatrice presso i laboratori del GRAB (Group of Robotics, Automation and Articular Biomechanics) dell'Università di Bologna. L'obiettivo è quello di poter incidere materiali come legno, carta e cartone, contenendo i costi e rendendo il prototipo facilmente scalabile e trasportabile. Sulla base di queste specifiche si è deciso di adottare, per questa macchina, l'architettura dei robot a cavi, i quali si distinguono dai più classici manipolatori paralleli per via dell'adozione di elementi flessibili, che collegano il membro terminale della catena cinematica al telaio. Il software che gestisce il Laser Engraver ha lo scopo di generare, a partire da un'immagine digitale, un file di testo contenente le istruzioni in GCode per la realizzazione della marcatura dell'immagine stessa sul pezzo. Il GCode è un linguaggio normato, basato su sigle alfanumeriche, utilizzato per assegnare istruzioni all'unità di controllo di una macchina CNC. Dal punto di vista delle strutture dati, un'immagine digitale (o bitmap) è una matrice, in cui ciascun punto (pixel) ha un valore che dipende dal suo colore. Elaborando la bitmap secondo opportuni algoritmi, è possibile trasformarne il contenuto in modo tale da ricavarne una traiettoria di punti, a ciascuno dei quali è associato un valore che dipende dal colore di quel particolare pixel. Sulla base di quest'ultimo parametro, la potenza del laser può essere regolata, punto per punto, per ottenere una profondità di passata adeguata a replicare sul pezzo la scala di grigi dell'immagine di partenza. Questa tesi si concentra sullo sviluppo del codice appena descritto, che costituisce il back-end di un'applicazione desktop corredata di un'interfaccia grafica, anch'essa oggetto dell'elaborato. L'intero pacchetto software è stato sviluppato in MATLAB.