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Automazione, robotica e macchine (ARM) - ISTePS

Laboratorio di

Automazione, robotica e macchine (ARM)

Il Laboratorio contribuisce  alla missione dell'Istituto sistemi e tecnologie per la produzione sostenibile (ISTePS) nelle aree dei sistemi di produzione automatizzati basati sulla robotica e della robotica industriale riconfigurabile, dei sistemi e delle tecnologie industriali per la Fabbricazione Additiva e la stampa 3D, dell'automazione industriale e dei sistemi di visione 2D/3D.

A tal fine, progettiamo e realizziamo robot industriali riconfigurabili, isole robotiche e macchine ridondanti ottimizzate per la produzione attiva. Ci occupiamo della modellazione della cinematica e dinamica dei sistemi, dell'implementazione dell'infrastruttura di controllo, e della progettazione e simulazione della pianificazione dei percorsi e dei processi, inclusi il sequenziamento e l'assegnazione dei compiti.

Vengono inoltre realizzate apparecchiature meccatroniche e sviluppati processi avanzati per la deposizione multimateriale di materiali metallici e compositi, implementando anche processi ibridi che combinano la deposizione e la sottrazione di materiale.

Infine, vengono sviluppate nuove soluzioni di automazione che possono integrare sistemi di visione 2D/3D, ad esempio per misurare caratteristiche o riconoscere difetti in processi, prodotti e superfici.
 
Responsabile: Prof. Dr. Anna Valente

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Projects List

Publications List

  1. A. Bussolan, S. Baraldo, L. Gambardella, and A. Valente, 2024, Multimodal fusion stress detector for enhanced human-robot collaboration in industrial assembly tasks. Accepted at RO-MAN 2024, Pasadena
  2. V. Sala, A. Vandone, S. Baraldo, M. Banfi, F. Mazzucato and Anna Valente, 2024, AI-aided thermal imaging with multispectral camera for Direct Energy Deposition. In press, MetroiInd 2024, Firenze
  3. L. Pollicini, F. Mazzucato, A. Valente, 2024, Influence of SLM block support design on geometrical quality of AISI 316 l cantilever features and its impact on post-processing, Materials Research Express, 16510. DOI: 10.1088/2053-1591/ad1948.
  4. F. Impaziente, M. Porta, F. Torre, A.K. Orlandini, C. Benzoni, and A. Valente, 2024, Optical parameters impact on glass-to-metal welding, SPIE Photonics West.
  5. P. Franceschi, M. Beschi, N. Pedrocchi, A. Valente, 2023, Modeling and analysis of pHRI with Differential Game Theory, 21st International Conference on Advanced Robotics (ICAR) pp.277-284, DOI: 10.1109/ICAR58858.2023.10406758.
  6. F. Impaziente, L. Giorleo, F. Mazzucato, 2023, Selective laser melting of H13 tool steel powder: effect of process parameter on complex part production, Progress in Additive Manufacturing. https://doi.org/10.1007/s40964-023-00504-w.
  7. Valente, A., Avram, O., 2023, Editorial: From cobots to human-robot synergy鈥搊verview and future trends, Frontiers in Robotics and AI, 10. https://doi.org/10.3389/frobt.2023.1270373.
  8. Impaziente, F., Giorleo, L., Mazzucato, F., 2023, Selective laser melting of H13 tool steel powder: effect of process parameter on complex part production, Progress in Additive Manufacturing. https://doi.org/10.1007/s40964-023-00504-w.
  9. Gitardi, D., Sabbadini, S., Valente, A., 2023, Trajectory error compensation for optimal control of UMA-2 鈥� a climbing robot executing maintenance operation in harsh environment, International Conference on Robotics and Automation pp.10090-10096, doi: 10.1109/ICRA48891.2023.10161025.
  10. Guerra, D., Mosca, A., Valente, A., Cabanes, I., Carpanzano, E., 2023, An advanced dual APF-Based controller for efficient simultaneous collision and singularity avoidance for human-robot collaborative assembly processes, CIRP annals, 72:.5-8.
  11. M. Perani, R. Jandl, S. Baraldo, A. Valente, B. Paoli, 2023, Long-short term memory networks for modeling track geometry in laser metal deposition, Frontiers in Artificial Intelligence, 6:1156630.
  12. A. Bussolan, S. Baraldo, A. Valente, L. M. Gambardella, 2023, Assessing the Impact of Human-Robot Collaboration on Stress Levels and Cognitive Load in Industrial Assembly Tasks, International Symposium of Robotics Europe 2023 pp.78-85.
  13. V. Sala, A. Vandone, S. Baraldo, M. Banfi, A. Baj, F. Impaziente, F. Mazzucato, A. Valente, 2023, Sensor fusion for stand-off estimation in direct energy deposition, SPIE Optical Metrology 2023, 12621, http://dx.doi.org/10.1117/12.2673816.
  14. V. Sala, A. Vandone, M. Banfi, S. Baraldo, F. Mazzucato, A. Valente, 2023, Online 3D Geometry Reconstruction for Direct Energy Deposition Based on Melt Pool Images, 2023 IEEE International Workshop on Metrology for Industry 4.0 & IoT pp.96-101,
  15. Perani, A., Baraldo, S., Vandone, A., Valente, A., Paoli, B., 2023, Track geometry prediction for Laser Metal Deposition based on on-line artificial vision and deep neural networks, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 79:102445.

Il laboratorio ARM dispone di diverse infrastrutture di ricerca per applicazioni nella robotica e nella produzione industriale.

Robotica

  • RoboGym, laboratorio di robotica collaborativa attrezzato con 4 cobot dotati di visione, controllo vocale e interazione guidata da IA
  • Robot collaborativi e non, di vari modelli commerciali (FANUC, KUKA, COMAU)
  • Zenko, prototipo di robot collaborativo deliberativo
  • Prototipi di robot mobili d鈥檃rrampicata per la manutenzione off-shore
  • Altre piattaforme mobili a ruote e zampe

Manifattura

  • Macchine di manifattura additiva DED a 3 (commerciale) e a 5 assi (prototipo)
  • Macchina di manifattura additiva a letto di polveri
  • Pistole e sistema robotico custom per cold spray
  • Feeder di polveri commerciali e prototipi
  • Macchine di ablazione femtosecondo a 3 (commerciale) e a 5 assi (prototipo)
  • Tecnologie Two-Photon Polymerization (2PP), Direct Atomic Layer Processing (DALP)
  • Attrezzatura di metrologia non a contatto (microscopi, scanner 3D, laser tracker)

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