Programmare un robot industriale avanzato per docenti

Modulo 1: Revisione delle Basi della Robotica Industriale Riepilogo delle principali tipologie di robot industriali (bracci robotici, AGV, cobot) e delle loro applicazioni. Fondamenti di cinematica dei robot: cinematica diretta, cinematica inversa e gradi di libertà. Ripasso delle architetture di controllo, inclusi PLC e controller dedicati. Panoramica dei linguaggi di programmazione più comuni nei robot industriali (ad es. RAPID, KRL, ISO 10218). Modulo 2: Controllo Avanzato del Movimento e Pianificazione delle Traiettorie Pianificazione avanzata delle traiettorie: algoritmi per il controllo dei movimenti complessi (per esempio, linee curve, percorsi a velocità variabile). Programmazione di movimenti sincronizzati per più assi. Introduzione ai concetti di controllo predittivo e ottimizzazione delle traiettorie. Tecniche per ridurre i tempi di ciclo e migliorare l’efficienza nei movimenti di pick-and-place. Modulo 3: Cinematica Inversa Avanzata Approfondimento della cinematica inversa: implementazione di algoritmi per risolvere la cinematica inversa in tempo reale. Programmazione per la generazione automatica di traiettorie ottimali e gestione delle singolarità. Gestione delle soluzioni multiple nella cinematica inversa e loro applicazione pratica nei movimenti complessi del braccio. Modulo 4: Controllo Avanzato dei Sensori e Feedback . controllo con feedback: come i sensori migliorano il comportamento del robot (sensori di forza, visione, LIDAR, sensori tattili). Programmazione per la gestione avanzata dei sensori, ottimizzazione dei segnali e gestione delle comunicazioni tra sensori e controller. Uso dei sensori per il controllo preciso di operazioni come la saldatura e l’assemblaggio con controllo della forza. Creazione di un sistema di feedback per l’auto-calibrazione del robot in scenari industriali. Modulo 5: Sistemi di Visione Avanzati per Robot Industriali .la visione artificiale avanzata: come integrare i sistemi di visione nel controllo del robot per il riconoscimento e la localizzazione di oggetti. Programmazione di algoritmi di visione per la segmentazione dell'immagine e il riconoscimento di oggetti 3D. Integrazione della visione robotica per operazioni di pick-and-place con tolleranze di precisione. Gestione di telecamere multiple e sistemi di visione stereoscopica. Modulo 6: Robot Collaborativi (Cobot) e Interazione con l’Uomo Programmazione avanzata di robot collaborativi per applicazioni industriali: gestione della sicurezza, interazione sicura con l'uomo. Gestione del collaborative mode: sensori di forza e coppia per la cooperazione sicura e la condivisione dello spazio di lavoro. Programmazione di cobot per applicazioni di assemblaggio e manutenzione assistita. Creazione di interfacce utente per il controllo e la programmazione dei cobot. Modulo 7: Integrazione Avanzata con PLC e Altri Sistemi Industriali Programmazione per l’integrazione del robot con i PLC, i sistemi SCADA, e i sistemi di monitoraggio della produzione. Comunicazione avanzata tra robot e altre macchine industriali tramite Ethernet/IP, Modbus, Profinet. Coordinamento del robot con altre macchine industriali come presse, CNC e nastri trasportatori per una produzione completamente automatizzata. . controllo distribuito e alla gestione dei robot in un ambiente multi-robot. Modulo 8: Automazione di Processi Complessi e Controllo in Tempo Reale Programmazione per operazioni di automazione di processi complessi (assemblaggio, saldatura, verniciatura, controllo qualità). Utilizzo di sistemi in tempo reale per garantire la sincronizzazione perfetta tra il robot e altri sistemi automatizzati. Controllo di variabili dinamiche e adattamento alle modifiche in tempo reale nel processo di produzione. Progettazione e gestione di linee di produzione completamente automatizzate e robotizzate. Modulo 9: Algoritmi di Ottimizzazione per la Produzione Industriale Ottimizzazione avanzata dei processi industriali: riduzione dei tempi di ciclo, miglioramento della qualità e aumento della produttività. Utilizzo di algoritmi evolutivi, ottimizzazione basata su simulazione e AI per migliorare l’efficienza operativa del robot. Programmazione di robot che ottimizzano in tempo reale i loro movimenti e operazioni in base a feedback del sistema di produzione. Modulo 10: Robot per Operazioni di Saldatura e Manipolazione di Materiali Saldatura avanzata con robot industriali: saldatura MIG, TIG, a filo e per punti. Programmazione per garantire la qualità della saldatura e l’adattamento alle tolleranze di processo. Manipolazione di materiali complessi e pesanti: programmazione per il controllo della forza e della velocità durante la movimentazione. Applicazioni pratiche di saldatura automatizzata e assemblaggio con robot. Modulo 11: Simulazione Avanzata e Analisi dei Comportamenti dei Robot Uso di software di simulazione avanzata (ad esempio, RoboDK, VREP, Gazebo) per progettare e testare applicazioni robotiche industriali. Creazione di scenari simulati per testare la capacità del robot di adattarsi a diversi ambienti e condizioni. Ottimizzazione dei programmi robotici tramite simulazione, per evitare errori e inefficienze nei processi produttivi. Validazione dei programmi robotici tramite simulazioni e verifica dei movimenti in ambienti virtuali. Modulo 12: Manutenzione Predittiva e Diagnostica Avanzata Tecniche di manutenzione predittiva: come rilevare guasti o anomalie nel sistema robotico prima che si verifichino. Diagnostica avanzata per robot industriali: analisi dei dati di sensori e feedback per individuare e risolvere rapidamente i problemi. Utilizzo di sistemi di monitoraggio remoto e software di diagnostica per il controllo continuo dello stato del robot. Implementazione di algoritmi per la manutenzione automatica basata sull'intelligenza artificiale. Modulo 13: Progettazione e Gestione di Sistemi Multi-Robot Creazione di sistemi robotici complessi che coordinano più robot in un ambiente di produzione. Programmazione per la gestione di flussi di lavoro multipli, sincronizzazione e distribuzione dei compiti tra diversi robot. Gestione della comunicazione tra robot e ottimizzazione delle risorse in sistemi multi-robot. Applicazioni pratiche di multi-robot: robotica collaborativa, produzione parallela, ottimizzazione di linee di assemblaggio. Modulo 14: Intelligenza Artificiale e Machine Learning nei Robot Industriali .l’utilizzo di AI e machine learning per migliorare la capacità di apprendimento autonomo dei robot. Applicazioni pratiche di algoritmi di apprendimento supervisionato e non supervisionato per il miglioramento delle operazioni. Programmazione per il miglioramento del comportamento del robot basato su esperienze passate (ad esempio, miglioramento delle operazioni di pick-and-place). Integrazione dei robot industriali con sistemi basati su AI per l'analisi predittiva e ottimizzazione dei processi produttivi. Modulo 15: Progetto Finale e Presentazione Progettazione di un sistema robotico avanzato che integra tutte le competenze apprese durante il corso: controllo avanzato dei movimenti, utilizzo di sensori, integrazione con altri sistemi industriali, ottimizzazione dei processi. Esecuzione di un progetto finale che prevede la creazione di un’applicazione industriale complessa, con discussione su architettura, algoritmi e risultati. Presentazione del progetto finale, analisi dei risultati e discussione sulle possibili applicazioni in contesti reali. Riflessioni su come integrare la robotica avanzata nei programmi didattici e nel contesto educativo.