La mano artificiale con motion control

mano artificiale ExoHand Festo

La mano artificiale ExoHand Festo semplifica la futura cooperazione tra l’uomo e la tecnologia in ambito industriale,  operando come sistema di assistenza per operazioni di assemblaggio.

Grazie al  feedback della forza applicata (force feedback system), la ExoHand può migliorare la libertà di azione delle persone. L’intero sistema si basa sulla collaudata tecnica di controllo e regolazione CoDeSys Festo: la tecnica dell’automazione di oggi applicata ai progetti di domani. La ExoHand è praticamente un esoscheletro, adattato individualmente alla mano della persona, che ne controlla il movimento delle dita e ne può amplificare la forza. I movimenti della mano sono  registrati e trasmessi alla mano robotizzata in tempo reale. L’esoscheletro è una struttura che fornisce un supporto esterno alla mano, simulandone i gradi di libertà fisiologici.

Diverse possibilità di presa e tocco

Otto attuatori pneumatici muovono l’esoscheletro. I sensori rilevano i valori di forza, angolo e distanza. Gli algoritmi servo-pneumatici di controllo e regolazione assicurano la necessaria precisione di movimento alle singole articolazioni delle dita. La ExoHand  supporta in questo modo le diverse funzioni prensili e tattili proprie della mano dell’uomo. I componenti pneumatici permettono il controllo flessibile ed ergonomico delle singole articolazioni. In questo modo è possibile trasmettere forze elevate in modo preciso, in poco spazio e con peso contenuto, senza per questo rendere il sistema rigido e restrittivo. Questa flessibilità è cruciale nell’interazione tra uomo e macchina, perché riduce il rischio di lesione.

Force feedback – Manipolazione remota in ambiente industriale

FESTO 2 bis

Utilizzandola in ambiente industriale per manipolazione a distanza, la mano robotica ExoHand permette di svolgere attività complesse in ambienti pericolosi o nocivi per la salute. Dato che tutte le articolazioni e i relativi attuatori sono realizzati in forma di un esoscheletro, la ExoHand può essere indossata sopra la mano o su una mano in silicone.

La ExoHand svolge due funzioni: interfaccia tra l’operatore e il sistema di comando e mano robotica. Questo permette il controllo di una mano completamente artificiale con virtualmente tutti i gradi di libertà principali.

La mano artificiale ExoHand  non è  realizzabile senza la tecnica di controllo e regolazione Festo. Questa tecnologia fornisce gli algoritmi di controllo non-lineare  per il posizionamento dei componenti servo-pneumatici. E’ possibile per esempio il montaggio diretto sulla macchina di un controllore CoDeSys integrato nell’unità CPX, riducendo i costi di installazione oppure consentendo una pre-elaborazione o anche un sistema di controllo stand-alone.

Sistema di controllo basato su  CoDeSys

Festo offre sempre il sistema di comando più appropriato per ogni applicazione di manipolazione e montaggio, con tutte le relative interfacce come i controllori per gli attuatori e le unità di valvole. In funzione del tipo di  movimento richiesto, punto-punto, con esclusione di una posizione oppure un profilo completo, l’offerta Festo è articolata e scalabile grazie al sistema modulare per la tecnica meccatronica di manipolazione.

Per esempio per i movimenti coordinati multi-asse con interpolazioni e semplici traiettorie viene utilizzato il Motion Controller CPX-CEC-M1 (IP65) basato su PLC oppure il controllore CECX-X-M1 (IP20). Questi sistemi di comando permettono la programmazione personalizzata di macchine e impianti con  funzionalità PLC estese. I Motion Controller  (controllori di movimento) possono essere parte del sistema di periferia modulare CPX o controllori modulari con il CECX. Il CECX è il controllore master Fieldbus Festo per impianti e macchine. Grazie alla funzionalità  Softmotion, integrata nel sistema di programmazione e runtime CoDeSys, le possibilità applicative si estendono dai semplici posizionamenti a singolo asse fino alle complesse interpolazioni di traiettoria  CNC in 2,5 D.

Controllore robotico:  garanzia di libertà

Il mondo dei sistemi di controllo Festo trova la sua massima espressione nel Motion Controller CMXR-C1 con funzionalità robotiche. Questo controllore realizza i sogni tridimensionali di una tecnica di manipolazione avanzata. L’interpolazione tridimensionale nello spazio cartesiano supporta applicazioni di traiettoria. Il controllore  CMXR permette di realizzare applicazioni multi-asse con 5 e persino 6 gradi di libertà nello spazio. È la base per realizzare sistemi cartesiani dai portali 3D  fino a complesse cinematiche parallele.

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