STUDIO DELLE PRESTAZIONI DI UN ORGANO DI PRESA PER ROBOT PALLETTIZZATORE

This thesis addresses the kinematic and dynamic analysis of the FANUC M-410iC/185 palletizing robot, a four-axis manipulator with a parallelogram structure, with the aim of validating its behavior during the palletizing operating cycle and designing the associated vacuum gripper. The forward kinematic analysis was carried out using the complex number plane method, exploiting the parallelogram's property of keeping the gripper parallel to the ground, in order to derive the relationships between the joint variables and the position, velocity, and acceleration of the TCP. Based on these results, the trapezoidal motion profile of the complete palletizing cycle was reconstructed, identifying the kinematically most demanding cycles. Building on this data, the dynamic analysis was developed using the free-body method applied sequentially to each element of the kinematic chain (gripper, link 3, link 2, link 1), leading to the determination of the reactions and the moment at the robot base. The results obtained were compared with the limits declared by the manufacturer, verifying the compatibility of the simulated work cycle with the machine's nominal performance. In parallel, the design of the vacuum gripper was carried out, analyzing the weight and inertial forces acting on the handled load and performing detachment and adhesion/slipping verifications, compared against the performance declared by the manufacturer of the selected suction cups. The results confirm the consistency of the developed model with the actual behavior of the robot and the adequacy of the designed gripping system, providing a complete and verified picture of the kinematic, dynamic, and gripping behavior of the palletizing system considered.

Il presente lavoro di tesi affronta l'analisi cinematica e dinamica del robot pallettizzatore FANUC M-410iC/185, a struttura a parallelogramma articolato a quattro assi, con l'obiettivo di validarne il comportamento nel ciclo operativo di pallettizzazione e di progettare il relativo organo di presa a ventose. L'analisi cinematica diretta è stata condotta con il metodo del piano dei numeri complessi, sfruttando la proprietà del parallelogramma di mantenere l'organo di presa parallelo al suolo, per ricavare le relazioni tra le variabili di giunto e la posizione, velocità e accelerazione del TCP. Da tali risultati è stato ricostruito il profilo di moto trapezoidale del ciclo completo di pallettizzazione, individuando i cicli cinematicamente più gravosi. Sulla base di questi dati è stata sviluppata l'analisi dinamica, mediante il metodo di corpo libero applicato in sequenza a ciascun elemento della catena cinematica (organo di presa, braccio 3, braccio 2, braccio 1), fino alla determinazione delle reazioni e del momento alla base del robot. I risultati ottenuti sono stati confrontati con i limiti dichiarati dal costruttore, verificando la compatibilità del ciclo di lavoro simulato con le prestazioni nominali della macchina. Parallelamente, è stato affrontato il dimensionamento dell'organo di presa a ventose, analizzando le forze di peso e d'inerzia agenti sul carico movimentato e conducendo le verifiche di distacco e di aderenza/scorrimento, confrontate con le prestazioni dichiarate dal costruttore delle ventose selezionate. I risultati confermano la coerenza del modello sviluppato con il comportamento reale del robot e l'adeguatezza del sistema di presa progettato, fornendo un quadro completo e verificato del comportamento cinematico, dinamico e di presa del sistema di pallettizzazione considerato.