Dynamic parameter identification of a collaborative robot

I robot collaborativi stanno guadagnando un interesse crescente nel campo della robotica. Dal momento che l'industria 4.0 richiede nuovi livelli di flessibilità e soluzioni innovative di prodotto, robot e umani recentemente hanno iniziato ad interagire e lavorare in un 'ambiente comune senza protezioni perimetrali. Questa tecnologia emergente può provvedere all'operatore supporto fisico o assistenza nello svolgere compiti pericolosi o faticosi. In questo scenario, un controllo in tempo reale dovrebbe essere il più affidabile possibile e minimizzare ogni rischio legato alla collaborazione tra uomo e robot. L'obiettivo di questa tesi è l'identificazione dei coefficienti dinamici che linearizzano il modello del robot e dei parametri dinamici (massa, posizione del centro di massa ed elementi dei tensori d'inerzia di ciascun membro), utili per simulare il comportamento del robot in ambiente CAD, per ottenere simulazioni dinamiche più realistiche e algoritmi di controllo in tempo reale più affidabili. Un approccio di identificazione dinamica è presentato per il Franka Emika Panda, un robot collaborativo a 7 gradi di libertà. Questo consiste nel suddividere l'identificazione in due fasi: una prima fase in cui si analizzano le sole configurazioni statiche del robot per ottenere un set di possibili masse e centri di massa, ed una seconda fase in cui si considera il robot in movimento ed è possibile ottenere alcuni valori degli elementi dei tensori d'inerzia. Seguendo questo approccio, è possibile ottenere una stima più precisa dei parametri di massa e di posizione dei centri di massa rispetto ad un approccio in cui l'identificazione viene compiuta in una singola fase, cosa che è stata successivamente dimostrata da alcuni test eseguiti sul robot stesso, i cui risultati sono stati confrontati con quelli ottenuti seguendo un altro approccio e quelli restituiti direttamente dalla libreria del robot.