Molti robot collaborativi (cobot) impiegano attuatori cedevoli allo scopo di ridurre al minimo la loro pericolosità nei confronti di operatori che si trovino nella medesima area di lavoro. La cedevolezza può essere ottenuta sia strutturalmente, sia mediante software.
Per esempio, nel caso di cedevolezza strutturale con attuatori elastici in serie (SEA), la cedevolezza è realizzata mediante un elemento elastico posto in serie al corpo dell’attuatore elettrico. Sebbene non sia una soluzione adatta a robot cui siano richiesti movimenti di precisione estrema, garantisce tuttavia un buon grado di protezione per il personale che si trovi nelle vicinanze.
Più in generale, gli attuatori cedevoli per la robotica riducono l’effetto inerziale del carico sul motore e all’occorrenza disaccoppiano motori e assi durante eventuali collisioni con ostacoli o persone. Per lo stesso motivo proteggono da tali urti i riduttori a monte della trasmissione, riducendo contemporaneamente gli effetti dei giochi sull’organo di presa.
Nei cobot più grandi in cui non sia possibile sacrificare carico utile e prestazioni, la cedevolezza è realizzata in modo attivo mediante il software di controllo. Si tratta di sistemi con elevata larghezza di banda che attuano un controllo in tempo reale che rallenta o riduce le coppie applicate ai giunti per reagire tempestivamente a impreviste azioni esterne. Data la loro prontezza, l’utilità di questi sistemi spesso va oltre la sicurezza, perché aumentano le prestazioni stesse del robot.
Sempre all’insegna delle prestazioni, i riduttori armonici (harmonic drives) consentono alle articolazioni dei bracci di trasmettere coppie elevate con giochi praticamente nulli, il tutto in una soluzione compatta che rende il robot più leggero. A titolo di esempio, ingranaggi monostadio con rapporti di riduzione di 100:1 (rapporto tra la velocità dell’albero d’entrata e quello di uscita) possono trasmettere coppie di 120 Nm per consentire a robot a sei assi carichi utili fino a 6 kg.
Carlo Remino
Ricercatore in Meccanica Applicata alle Macchine presso la facoltà di ingegneria dell’Università degli Studi di Brescia. carlo.remino@unibs.it
