L’automazione industriale nel campo della robotica

L’automazione è un fenomeno che ha rivoluzionato i metodi di produzione, alleggerendo, velocizzando e rendendo più preciso il lavoro dell’uomo.

L’automazione è la tecnologia che usa sistemi di controllo come circuiti logici o elaboratori, per gestire macchine e processi, riducendo così la necessità dell’intervento umano. Nel industria l’automazione è applicata praticamente in tutti i settori, grazie all’avvento dell’elettronica e quindi dell’automazione elettronica, che ha consentito di passare dalla meccanica pura alle possibilità offerte dall'elettronica e dai controlli automatici. Uno dei rami dell’automazione è la robotica, ovvero la scienza che attraverso lo studio degli esseri intelligenti, crea metodologie che permettano ad una macchina (chiamata robot) di eseguire compiti specifici.

I cosiddetti robot sono in realtà dei manipolatori che permettono di eseguire compiti specifici, da azioni molto semplici, come una saldatura, ad altri più complessi, come la verniciatura, dove è necessario saper seguire in contorni di ciascun oggetto. Si tratta di macchine multifunzionali, controllate automaticamente, riprogrammabile, composta da una serie di segmenti uniti da giunti con diversi gradi di libertà, adatta a prendere e/o muovere oggetti.

Gli aspetti teorici dei robot industriali sono stati studiati da Denavit e Hartenberg, che già nel 1955 hanno stabilito un modello cinematico comune a tutti i manipolatori, mediante opportuni parametri, come lunghezze dei link e angoli dei giunti mediante i quali era possibile costruire matrici per il calcolo dei movimenti di bracci meccanici. Lo studio di questo tipo di progettazione elettronica industriale avrebbe aperto la strada a metodi di calcolo della traiettoria facilmente implementabili sui calcolatori.

L’uso di questi manipolatori industriali è ovviamente cambiato molto col passare degli anni e soprattutto con l’evoluzione della automazione e dei sistemi di automazione industriale. I primi esempi applicativi risalgono agli anni ’60, grazie all’Unimation, un’azienda che progettò il primo robot manipolatore adatto per la saldatura di punti, una funzione molto semplice, ma si era solo agli inizi. Fino agli anni ’70 però, lo scarso utilizzo di questi robot era dovuto anche al fatto che funzionavano con congegni idraulici e non erano quindi per niente accurati nei loro compiti.

Un notevole passo in avanti si ebbe con la progettazione apparecchiature elettroniche e creazione dei robot Stamford Arm da parte dell’università di Stamford e PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly) sempre da parte dell’Unimation. Questi nuovi robot, completamente elettrici, erano molto più avanzati rispetto ai loro predecessori. Da allora l’evoluzione della robotica è stata molto più veloce e continua, con proposte innovative ogni anno.

Inoltre ora la robotica ha applicazioni in moltissimi campi, non solo quello industriale, che comunque resta quello maggioritario. Esiste per esempio la domotica, ovvero la robotica utilizzata negli ambienti domestici. La biorobotica comprende quei robot utilizzati in campo medico, la robotica militare, pur non sviluppata come nei film, utilizzata più che altro con scopi di ricognizione e vigilanza fra i quali troviamo ad esempio gli aerei privi di equipaggio detti droni. La robotica spaziale, invece, anche se sviluppa tecnologie e metodiche destinate all'impiego di robot fuori dall'atmosfera terrestre questo settore della robotica ha raggiunto dei risultati utili anche in campi che esulano dalla ricerca spaziale. Esempi di questi robot sono le sonde esplorative impiegate in diverse missioni sui pianeti del sistema solare.

A cura di Martina Meneghetti

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