Co-operative control strategies of parallel kinematic machines for peg-in-hole assembly operations

The word “Robotics” gathers a wide range of concepts which come mainly from Mechanics, Electronics, Control sciences and Software technologies. This science begun to develop during the 50s, but for its wide use in industry it had to wait until the 80s. Initially, it was used to automate risky operations where there were no contacts between robot and environment, such as welding with electrodes and spray painting. In recent years, it has been used to automate more demanding operations carried out in less structured environments, such as work cells where collaboration between humans and robots is required. Therefore, it is increasingly necessary to manage the contact between robot and environment in order to permit cooperation between robots or between robot and workers. The dissertation presented goes through the fields mentioned with the aim of describing how to implement a peg – in – hole operation using two robots. The robots used are I.Ca.Ro., the acronym of Innovative Cartesian Robot, and Sphe.I.Ro.. the acronym of Spherical Innovative Robot, and they are both prototypes of the Group of Machine Mechanics of the Polytechnic University of Marche. The present thesis describes the theoretical aspects of peg – in – hole, the integration of robots, the control used and the experimental results obtained.

Il termine “Robotica” raccoglie un gran numero di concetti che vengono principalmente dalla Meccanica, Elettronica, Scienze del controllo e Tecnologie del Software. Questa scienza si è iniziata a sviluppare durante gli anni ’50 ma per un suo vasto utilizzo in campo industriale si sono dovuti attendere gli anni ’80. Inizialmente, si è cercato di automatizzare le operazioni maggiormente rischiose per l’uomo e in cui non vi fosse contatto fra robot e ambiente come ad esempio la saldatura con elettrodi e la verniciatura. Negli ultimi anni, si stanno cercando di automatizzare le operazioni più complicate effettuate in ambienti meno strutturati come ad esempio celle di lavoro dove è necessario la collaborazione tra lavoratori e robot. Pertanto, è sempre necessario gestire il contatto tra robot e ambiente, al fine di consentire la cooperazione tra robot e tra questi e i lavoratori. Il presente lavoro si inserisce in questa direzione con l’obiettivo di descrivere una collaborazione tra due robot per realizzare una operazione di peg – in – hole. I robot utilizzati sono I.Ca.Ro. acronimo di Innovative Cartesian Robot e Sphe.I.Ro. acronimo di Spherical Innovative Robot ed entrambi sono prototipi costruiti dal gruppo di Meccanica Applicata dell’ Università Politecnica delle Marche. Il presente lavoro descrive gli aspetti teorici del peg – in – hole, l’integrazione tra due robot, i controlli utilizzati e i risultati sperimentali ottenuti.