Sviluppo di un Asset Administration Shell per braccio robotico FischerTechnik a sei assi

L’evoluzione verso l’Industria 4.0 ha trasformato i sistemi produttivi tradizionali in ambienti sempre più interconnessi, automatizzati e orientati alla raccolta e all’elaborazione dei dati. In questo contesto, i gemelli digitali rappresentano uno strumento fondamentale per modellare, monitorare e ottimizzare il comportamento degli asset industriali lungo il loro ciclo di vita. Sfruttando il modello dell'Asset Administration Shell, un'implementazione dei gemelli digitali, si crea uno standard per la comunicazione e l'accesso ai macchinari, in questo modo si rende possibile la cooperazione tra i componenti della fabbrica e il monitoraggio dei dati e i flussi di rete. In questo progetto di tesi si descrive l'implementazione di un'Asset Administration Shell per un braccio robotico a sei assi della ditta Fischertechnik. La soluzione sfrutta come middleware Eclipse Basyx, che contiene la definizione del gemello digitale del robot, con le sue funzioni e operazioni. Per passare le chiamate API Rest del middleware al robot, esse vengono tradotte da un Bridge, definito in Python, che gira su un Raspberry Pi collegato al robot. L'host su cui gira il Bridge utilizzerà poi il protocollo di comunicazione MQTT per comunicare al robot i dati in input, con il Broker che gira sopra al controller del robot. Il braccio meccanico per lo spostamento utilizza le librerie di calcolo della cinematica proprie di Fischertechnik. I test finali hanno voluto controllare la validità della soluzione, evidenziando se la soluzione finale fosse valida anche per implementazioni reali. I risultati hanno evidenziato come la comunicazione tra middleware e robot si risolva in tempi minimi, e che sia piuttosto il movimento del robot a prendere più tempo. Questo evidenzia come la catena middleware, bridge, MQTT possa funzionare in tempi brevi e quindi anche in applicativi reali. Inoltre si è osservato come tutti i movimenti siano stati portati a termine senza perdita di dati o di errori di esecuzione.