IT201900000995A1 - Apparecchiatura robotica industriale con generazione di percorso di lavorazione migliorata e metodo per azionare un' apparecchiatura robotica industriale secondo un percorso di lavorazione migliorato - Google Patents

Description

TITOLO

APPARECCHIATURA ROBOTICA INDUSTRIALE CON GENERAZIONE DI PERCORSO DI LAVORAZIONE MIGLIORATA E METODO PER AZIONARE UN’APPARECCHIATURA ROBOTICA INDUSTRIALE SECONDO UN PERCORSO DI LAVORAZIONE MIGLIORATO

DESCRIZIONE

SETTORE TECNICO

La presente divulgazione riguarda la lavorazione robotica di pezzi in lavorazione, in particolare la saldatura robotizzata. Forme di realizzazione qui divulgate riguardano, specificamente, un robot industriale, in particolare un'apparecchiatura robotica di saldatura, e più specificamente un robot antropomorfo dotato di uno scanner laser 2D in corrispondenza del terminale (end-effector). E' qui divulgato anche un metodo per azionare un tale robot industriale (apparecchiatura robotica di saldatura), così come un'apparecchiatura ed un metodo per l'acquisizione di una forma mediante un robot industriale.

Di seguito, per brevità, ci si riferirà nella maggior parte dei casi alla saldatura robotizzata, quale esempio esemplificativo ma non limitativo di lavorazione robotica.

TECNICA NOTA

Attualmente, le operazioni di lavorazione automatizzate o robotizzate, in particolare le operazioni di saldatura, richiedono una conoscenza molto precisa della traiettoria 3D o percorso di lavorazione, specificamente del percorso di saldatura, e necessitano di strutture meccaniche e di molto precisi allo scopo di manovrare con la massima precisione l'utensile di lavorazione, specificamente il cannello di saldatura, lungo la traiettoria 3D o percorso di lavorazione.

Il percorso di lavorazione può essere stato progettato su un pezzo campione, mentre il pezzo in lavorazione effettivo può presentare una forma leggermente diversa.

Inoltre, la capacità di seguire con precisione i percorsi o traiettorie di saldatura è essenziale allo scopo di tenere in considerazione gli effetti termici, ad esempio su strati in acciaio molto sottili di parti critiche di strutture meccaniche aerospaziali; infatti, l'effetto termico può provocare un'alterazione della geometria originale dell'oggetto da saldare. Pertanto, considerando che i componenti meccanici aerospaziali possono includere diversi percorsi di saldatura su una stessa parte, risulta di grande importanza prendere misurazioni 3D della forma dell'oggetto nel modo più accurato possibile, prima e/o dopo ogni operazione di saldatura, così da rettificare il percorso di saldatura ogni volta che si renda necessario.

Un problema simile insorge nel caso di rivestimento multistrato di pezzi in lavorazione, in cui la forma 3D del pezzo in lavorazione varia leggermente dopo l'applicazione di ogni strato, così come in altre applicazioni.

Inoltre, i detti componenti meccanici aerospaziali ed altri pezzi in lavorazione sono strutture 3D complesse e, analogamente, le traiettorie di saldatura (o, in generale, di lavorazione) correlate presentano percorsi 3D complessi.

Forme 3D molto precise possono essere generalmente acquisite - di modo che percorsi 3D molto precisi possano essere generalmente estratti dalle stesse - tramite un idoneo utilizzo di scanner laser 2D noti.

La maggior parte degli scanner laser 2D noti utilizza il principio di triangolazione per acquisire (tramite un'idonea camera) un'immagine 2D precisa di una linea laser formata in corrispondenza dell'intersezione fra la superficie esterna del pezzo in lavorazione ed il piano di scansione laser (ad esempio ottenuto facendo spazzare in modo idoneo un fascio laser emesso da un proiettore laser) in una rispettiva posizione reciproca data.

Allo scopo di acquisire un'immagine 3D della forma del pezzo in lavorazione, gli scanner laser 2D devono essere posti in movimento relativo - lungo traiettorie della linea di scansione o percorsi di scansione che forniscono la terza dimensione o coordinata di ogni punto della linea laser - rispetto alla parte da scansionare, mentre vengono catturate immagini 2D successive; la forma 3D può essere poi ricostruita dalla nuvola di punti 3D.

Nelle disposizioni note, un nastro trasportatore muove il pezzo in lavorazione verso uno scanner laser 2D fisso o, al contrario, il pezzo in lavorazione è fisso e lo scanner laser 2D è supportato da un carrello mobile lungo una rotaia, e le immagini 2D successive sono catturate ad intervalli temporali regolari. Allo scopo di tenere conto della velocità reciproca incostante e di altre irregolarità del movimento lineare , come ad esempio fasi di accelerazione e decelerazione all'inizio ed alla fine del percorso di scansione, un encoder (codificatore) può essere usato per fornire una sincronizzazione corretta nel tempo fra le acquisizioni di linee laser successive e le posizioni reciproche successive del pezzo in lavorazione e dello scanner, ovvero per fornire informazioni corrette nella terza dimensione.

Tuttavia, la complessità 3D, la produzione in scala ridotta relativamente insolita e le possibili grandi dimensioni dei detti componenti meccanici aerospaziali non consentono le disposizioni di cui sopra.

E' noto nella tecnica il fatto di affrontare tali questioni usando bracci robotici antropomorfi che montano, quale terminale, un complesso comprendente - oltre ad un cannello di saldatura o altro utensile - uno scanner laser 2D: la forma 3D del pezzo in lavorazione può essere acquisita muovendo lo scanner laser 2D rispetto ad un pezzo in lavorazione fisso, acquisendo, al contempo, immagini 2D successive.

Lo scanner laser 2D è quindi idoneo per visionare la vasca di saldatura o, in generale, l'area di lavorazione; pertanto, il detto scanner laser 2D consente di avere informazioni aggiornate sulla forma del pezzo in lavorazione o sulla rispettiva parte rilevante, al variare della forma, ad esempio a causa degli effetti termici o degli strati appena applicati.

I sei gradi di libertà del braccio robotico antropomorfo possono essere sfruttati allo scopo di ottenere il movimento relativo lineare fra camera laser 2D e pezzo in lavorazione lungo un percorso di scansione rettilineo, o un percorso di scansione anche più complesso.

Tuttavia, si aggrava il problema di disporre di una conoscenza precisa della posizione effettiva sulla forma 3D in cui è catturata ogni immagine 2D, e non vi è possibilità di usare un encoder di movimento lineare in quanto non è presente un nastro trasportatore o un sistema a rotaia per supportarlo.

Anche se un approccio stop-and-go potrebbe essere utilizzato per superare l'effetto negativo della velocità incostante e delle altre irregolarità del movimento del braccio robotico, esso è troppo lento per essere implementato in pratica in uno scenario industriale reale.

Di conseguenza, un'apparecchiatura migliorata, comprendente un robot antropomorfo industriale, specificamente un robot di saldatura, ed un metodo di esecuzione di una lavorazione robotica, specificamente di una saldatura robotizzata, con un'acquisizione efficiente ed aggiornata di dati di scansione 3D precisi, allo scopo di affrontare e risolvere le questioni di variazione della forma del pezzo in lavorazione durante le operazioni di lavorazione, risulterebbero vantaggiosi e sarebbero ben accolti nel settore tecnologico.

Più in generale, sarebbe auspicabile prevedere metodi e sistemi adattati per acquisire in modo maggiormente efficiente forme precise di pezzi in lavorazione o altri oggetti delicati e/o di grandi dimensioni.

SOMMARIO

In un aspetto, la materia qui divulgata riguarda un'apparecchiatura configurata per eseguire un'operazione di lavorazione industriale su un pezzo in lavorazione disposto in corrispondenza di un'area di lavorazione. L'apparecchiatura comprende un robot antropomorfo mobile nello spazio in corrispondenza dell'area di lavorazione, un computer ed un controllore di robot. Il robot antropomorfo comprende un terminale che include uno scanner laser 2D ed un utensile di lavorazione che è in grado di eseguire detta operazione di lavorazione sul pezzo in lavorazione. Lo scanner laser 2D comprende un proiettore laser, una camera ed una porta di input (ingresso). Il controllore di robot è configurato per far sì che il robot muova il terminale lungo un percorso, l'utensile di lavorazione essendo selettivamente azionabile durante il movimento. Il computer è dotato di un Sistema Operativo in Tempo Reale ed è operativamente collegato al controllore di robot ed alla porta di input dello scanner laser 2D. Il computer è configurato per fornire dati di posizione successivi, lungo un percorso di scansione, al controllore di robot, ed un segnale di sincronizzazione direttamente alla porta di input dello scanner laser 2D, in tal modo comandando operazioni di scansione successive sul pezzo in lavorazione in sincronismo con pose successive del terminale lungo il percorso di scansione, per acquisire informazioni di forma 3D sul pezzo in lavorazione. L'utensile di lavorazione è configurato per essere azionato mentre il terminale è mosso successivamente lungo un percorso di lavorazione e/o è mosso lungo detto percorso di scansione, in tal modo definendo un percorso combinato di scansione e lavorazione.

In un altro aspetto, la materia qui divulgata riguarda un metodo per eseguire un'operazione di lavorazione industriale su un pezzo in lavorazione disposto in corrispondenza di un'area di lavorazione. Il metodo include una fase di acquisire informazioni di forma 3D sul pezzo in lavorazione facendo funzionare il computer con un Sistema Operativo in Tempo Reale per fornire dati di posizione successivi, lungo un percorso di scansione, al controllore di robot, e per fornire un segnale di sincronizzazione direttamente alla porta di input dello scanner laser 2D; e facendo funzionare il controllore di robot per muovere il terminale lungo il percorso di scansione, in tal modo eseguendo operazioni di scansione successive in sincronismo con pose successive del terminale. Il metodo include inoltre una fase di far funzionare successivamente il controllore di robot per muovere il terminale lungo un percorso di lavorazione diverso dal percorso di scansione e azionare l'utensile di lavorazione durante il movimento del terminale lungo il percorso di lavorazione; o azionare l'utensile di lavorazione durante il movimento del terminale lungo il percorso di scansione, in tal modo definendo un percorso combinato di scansione e lavorazione.

Negli aspetti che precedono, la disposizione della camera in corrispondenza del terminale del robot antropomorfo consente vantaggiosamente di mantenere stazionario il pezzo in lavorazione -nonostante ciò non sia strettamente necessario- e consente vantaggiosamente di conseguire la massima risoluzione nell'acquisizione dei dati di profilo o di forma e, pertanto, la massima precisione del percorso di lavorazione 3D, esattamente corrispondente alle capacità di movimento del robot - in particolare lo spostamento più preciso possibile fornito dal braccio robotico.

Vantaggiosamente, il sincronismo nell'acquisizione delle tre coordinate dei punti 3D della nuvola è ottenuto tramite l'utilizzo del Sistema Operativo in Tempo Reale e del segnale di sincronizzazione, eliminando la necessità di un encoder esterno.

Vantaggiosamente, si consegue in modo semplice un aggiornamento dei percorsi di lavorazione 3D durante processi di lavorazione successivi su uno stesso pezzo in lavorazione.

Inoltre, nuovi dati di forma 3D possono essere anche acquisiti tramite gli stessi componenti durante un processo di lavorazione, ad esempio per finalità di controllo qualità.

In un altro aspetto, la materia qui divulgata riguarda un'apparecchiatura configurata per acquisire la forma di un oggetto disposto in corrispondenza di un'area di lavorazione. L'apparecchiatura comprende un robot antropomorfo mobile nello spazio in corrispondenza di un'area di lavorazione, un computer ed un controllore di robot. Il robot antropomorfo comprende un terminale che include uno scanner laser 2D. Lo scanner laser 2D comprende un proiettore laser, una camera ed una porta di input. Il controllore di robot è configurato per far sì che il robot guidi lo scanner laser 2D lungo un percorso di scansione. Il computer è dotato di un Sistema Operativo in Tempo Reale ed è operativamente collegato al controllore di robot ed alla porta di input dello scanner laser 2D. Il computer è configurato per fornire dati di posizione successivi, lungo il percorso di scansione, al controllore di robot, ed un segnale di sincronizzazione direttamente alla porta di input dello scanner laser 2D, in tal modo comandando operazioni di scansione successive sull'oggetto in sincronismo con pose successive del terminale lungo il percorso di scansione.

In un altro aspetto, la materia qui divulgata riguarda un metodo per acquisire informazioni di forma 3D su un oggetto disposto in corrispondenza di un'area di lavorazione. Il metodo include una fase di far funzionare il computer con un Sistema Operativo in Tempo Reale per fornire dati di posizione successivi, lungo un percorso di scansione, al controllore di robot, e per fornire un segnale di sincronizzazione direttamente alla porta di input dello scanner laser 2D; ed una fase di far funzionare il controllore di robot per muovere il terminale lungo il percorso di scansione, in tal modo eseguendo operazioni di scansione successive in sincronismo con pose successive del terminale.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Un apprezzamento più completo delle forme di realizzazione dell'invenzione divulgate e molti dei rispettivi vantaggi connessi saranno prontamente conseguiti man mano che la stessa viene meglio compresa con riferimento alla descrizione dettagliata che segue, ove considerata in relazione agli allegati disegni, in cui:

- la Figura 1 mostra una vista schematica di una forma di realizzazione di un'apparecchiatura robotica industriale,

- la Figura 2 è un diagramma di flusso relativo ad un metodo per eseguire un'operazione di lavorazione con l'apparecchiatura robotica della Figura 1,

- la Figura 3 è un diagramma di flusso relativo ad un metodo per acquisire la forma di un pezzo in lavorazione con l'apparecchiatura robotica della Figura 1, e

- la Figura 4 è un diagramma di flusso relativo ad un metodo per azionare l'apparecchiatura robotica della Figura 1 secondo un percorso di lavorazione migliorato.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI FORME DI REALIZZAZIONE

Conformemente ad un aspetto, la presente materia è diretta ad un'apparecchiatura e metodi per migliorare la generazione del percorso di lavorazione che deve essere seguito da un utensile robotizzato. Specificamente, in forme di realizzazione qui divulgate, un robot antropomorfo industriale è usato per eseguire un'operazione di lavorazione industriale, come ad esempio un'operazione di saldatura o di rivestimento, su pezzi in lavorazione, come ad esempio parti meccaniche. Il braccio del robot antropomorfo industriale presenta giunti che consentono al suo terminale, che include l'utensile di lavorazione, di muoversi nello spazio lungo un percorso di lavorazione desiderato. Il percorso di lavorazione può essere stato progettato su un pezzo campione, mentre il pezzo in lavorazione effettivo può presentare una forma leggermente diversa e, quindi, anche il percorso di lavorazione desiderato può essere leggermente diverso. Inoltre, ogni operazione può comprendere diversi passaggi su uno stesso pezzo in lavorazione, e la forma del pezzo in lavorazione può variare da un passaggio a quello successivo, per cui anche il percorso di lavorazione può variare da un passaggio a quello successivo.

Allo scopo di acquisire la forma effettiva del pezzo in lavorazione, su cui il percorso di lavorazione viene calcolato o rettificato, il braccio robotico è dotato di uno scanner laser 2D in corrispondenza del terminale. Il braccio robotico cattura un'immagine 2D del pezzo in lavorazione in corrispondenza di ogni posa mentre è mosso in pose successive per fornire la terza dimensione, per cui la forma 3D del pezzo in lavorazione può essere ricostruita dal complesso dei dati 2D da ogni immagine accoppiati alla posizione in cui essa è stata catturata. Il pezzo in lavorazione non deve necessariamente essere mosso, fatto importante in diversi casi. Un computer dotato di un Sistema Operativo in Tempo Reale è usato per controllare il braccio robotico almeno durante il movimento di scansione e per comandare la cattura delle immagini, in tal modo garantendo, tramite un segnale di sincronizzazione, che ogni immagine sia catturata solamente dopo avere effettivamente raggiunto la posa prevista, garantendo, pertanto, che ogni punto della nuvola di punti 3D presenti dati coerenti, indipendentemente dalla velocità del movimento e da eventuali irregolarità di tale movimento. Una volta acquisita la forma del pezzo in lavorazione, il percorso di lavorazione di un'operazione di lavorazione successiva è calcolato o rettificato sulla forma effettiva, che potrebbe essere cambiata ad esempio a causa di effetti termici dovuti ad un'operazione di saldatura precedente. Dato che lo scanner laser 2D è recato dallo stesso terminale del braccio robotico che reca l'utensile di lavorazione, la risoluzione della forma 3D ricostruita e, pertanto, del percorso di lavorazione definito su tale forma corrisponde automaticamente alla capacità effettiva del braccio robotico di seguire tale percorso di lavorazione: non si sprecano sforzi computazionali nella ricostruzione della forma con una risoluzione maggiore di quella a cui sarà eseguita la lavorazione, né sussiste la necessità di interpolare ulteriori posizioni per l'utensile di lavorazione lungo un percorso di lavorazione calcolato con una risoluzione minore; di conseguenza, la precisione è la massima possibile.

Durante un'operazione di lavorazione, possono essere anche catturate ulteriori immagini, sempre in sincronismo con le pose successive del braccio robotico, lungo ciò che diventa un percorso combinato di scansione e di lavorazione.

Conformemente ad un aspetto più generale, la materia qui divulgata riguarda sistemi e metodi per acquisire con precisione la forma di un oggetto tramite un'apparecchiatura robotica. L'apparecchiatura robotica reca uno scanner laser 2D azionato così come riportato in precedenza, mediante un computer su cui funziona un Sistema Operativo in Tempo Reale. La forma acquisita è usata per qualsiasi scopo desiderato.

Si farà ora riferimento, nel dettaglio, a forme di realizzazione della divulgazione, di cui uno o più esempi sono illustrati nei disegni. Ogni esempio è riportato a titolo di spiegazione della divulgazione, non di limitazione della divulgazione. Al contrario, l'ambito dell'invenzione è definito dalle allegate rivendicazioni.

La Figura 1 mostra in modo schematico una prima forma di realizzazione di un'apparecchiatura 1 per eseguire operazioni di lavorazione industriale, in particolare di saldatura, su pezzi in lavorazione, essendo mostrato un pezzo in lavorazione esemplificativo 2, detta apparecchiatura 1 comprendendo un robot antropomorfo 3 mobile nello spazio, un computer 4 ed un controllore di robot 5, i quali sono operativamente collegati così come dettagliato di seguito. E' altresì mostrata una piattaforma 6 che supporta il detto pezzo in lavorazione 2 e che definisce un'area di lavorazione 7, nonostante essa non sia strettamente necessaria. Il pezzo in lavorazione 2 può, ad esempio, includere strati in acciaio molto sottili di parti critiche di turbomacchine. Si comprenderà che, nonostante il controllore 5 sia stato mostrato separato dal robot 3, esso può essere anche incluso nel medesimo, ad esempio entro la base 8.

Per ragioni che si chiariranno di seguito, il computer 4 è dotato di un Sistema Operativo in Tempo Reale (RTOS) 41.

Il robot 3 comprende, in modo noto, una base 8 ed un braccio 9 che si estende dalla ed è accoppiato in modo girevole alla base 8, la cui estremità distante dalla base 8 è denominata mano o terminale 10. Diversi giunti 11 sono previsti lungo il braccio 9, essendone mostrati quattro a titolo esemplificativo.

Il terminale 10 è dotato di un utensile di lavorazione 12, in particolare di un cannello di saldatura. Quando l'utensile di lavorazione 12 è un cannello di saldatura, esso è in grado di erogare calore per la fusione del metallo, allo scopo di fornire una saldatura desiderata del pezzo in lavorazione 2, ad esempio di due rispettivi componenti metallici; in altri casi, l'utensile di lavorazione è in grado di eseguire l'operazione di lavorazione prevista sul pezzo in lavorazione 2, ad esempio emettendo una vernice per il rivestimento, emettendo una colla per l'incollaggio, ecc.

Il terminale 10 è altresì dotato di uno scanner laser 2D 13. Lo scanner laser 2D 13 comprende, in modo noto, un proiettore laser 14 ed una camera 15 reciprocamente angolati.

Lo scanner laser 2D 13 comprende una porta di input 16 per ricevere un segnale di sincronizzazione per il controllo della generazione della linea laser da parte del proiettore laser 14 e dell'acquisizione di immagini successive tramite la camera 15. Il segnale fornito alla porta di input 16 dello scanner laser 2D 13 può essere considerato come un segnale aperiodico comprendente impulsi, ciascuno dei quali induce un'acquisizione di immagine. Si noti che la porta di input 16 è comunemente disponibile su uno scanner laser 2D, tuttavia essa è progettata per ricevere il segnale di sincronizzazione da un encoder operativamente collegato ad un nastro trasportatore o ad un elemento simile comunemente previsto per muovere i pezzi in lavorazione rispetto allo scanner laser 2D, quando quest'ultimo è stazionario, o operativamente collegato ad un carrello che trasla su una rotaia per muovere lo scanner laser 2D rispetto ad un pezzo in lavorazione stazionario, così come discusso in precedenza.

Mentre nelle apparecchiature robotiche note in precedenza la porta di input dello scanner laser 2D è collegata all'encoder, nell'apparecchiatura 1 la porta di input 16 dello scanner laser 2D 13 è al contrario collegata al, nonché riceve un segnale dal, computer 4 lungo la connessione di segnale di sincronizzazione 17.

Una connessione di dati 18 è prevista fra lo scanner laser 2D ed il controllore 5 per consentire al controllore 5 di ricevere le immagini acquisite. Lo scanner laser 2D 13 può includere un preprocessore delle immagini. Il controllore 5 può ulteriormente includere mezzi di elaborazione immagini e/o mezzi di memorizzazione per il buffering (memorizzazione temporanea) o il salvataggio delle immagini (non mostrati nella Figura 1 per finalità di semplificazione). In alternativa, il controllore 5 può semplicemente inoltrare altrove le immagini da elaborare, ad esempio al computer 4 o ad un ulteriore computer remoto. In alternativa, le immagini acquisite ricevute, eventualmente pre-elaborate, potrebbero essere inviate direttamente dallo scanner laser 2D 13 al computer 4 o al computer remoto lungo un'idonea connessione di dati (non mostrata).

Ulteriori connessioni di dati e segnale 19, 20 sono previste fra il controllore di robot 5 ed il robot 3. Nonostante siano mostrati diretti al/dal robot 3 in generale, i dati ed il segnale trasportati sulla connessione 19 sono principalmente previsti per il controllo della posa del suo braccio 9; la connessione 20 trasporta, principalmente, un segnale di feedback sul fatto che la posa sia stata raggiunta o meno.

Più specificamente, quando il controllore di robot 5 comprende, come solitamente accade, moduli di programmi informatici (software, hardware o firmware) che implementano un generatore di percorso 21 ed un esecutore di percorso 22, le connessioni di dati e segnale 19, 20 sono previste fra l'esecutore di percorso 22 del robot ed il robot 3. Un'ulteriore connessione di segnale 23 è prevista, in tal caso, dal generatore di percorso 21 all'esecutore di percorso 22. Si comprenderà dalla descrizione che segue che il generatore di percorso 21 è qui un componente opzionale.

Ulteriori connessioni di dati e segnale 24, 25 sono previste fra il controllore di robot 5 ed il computer 4. Più specificamente, quando il controllore di robot 5 comprende il generatore di percorso 21 e l'esecutore di percorso 22, le connessioni di dati e segnale 24, 25 sono previste fra il computer 4 e l'esecutore di percorso 22. I dati ed il segnale trasportati sulla connessione 24 sono principalmente previsti per il controllo della posa del robot 3, in particolare del suo braccio 9, così come discusso nel seguito; la connessione 25 trasporta, principalmente, un segnale di feedback sul fatto che la posa sia stata raggiunta o meno.

Una linea di comando cannello 26 è prevista dal controllore 5 (specificamente dall'esecutore di percorso 22) al terminale 10 per segnali che pilotano l'utensile 12, ad esempio la sua accensione ed il suo spegnimento, il suo livello di potenza nel caso di un cannello di saldatura, e/o altre variabili. In alternativa, l'utensile di lavorazione 12 potrebbe essere comandato direttamente dal computer 4 lungo un'idonea connessione (non mostrata).

L'apparecchiatura robotica 1 funziona come segue, e consente l'implementazione dei metodi discussi nel seguito.

In un metodo 100 di saldatura o di esecuzione di altre operazioni di lavorazione, come mostrato nel diagramma di flusso della Figura 2 e come discusso con riferimento continuato alla Figura 1, il controllore di robot 5, unitamente al computer 4, fa sì che il robot 3 si muova lungo una traiettoria di lavorazione o percorso di lavorazione o percorso di saldatura definiti (fase 101), e durante tale movimento il cannello o altro utensile di lavorazione 12 sono azionati in maniera appropriata (fase 102). Il percorso di lavorazione è il percorso che il robot 3, in particolare il terminale 10, dovrebbe seguire durante l'azionamento dell'utensile di lavorazione 12.

Con maggiore dettaglio, il controllore di robot 5 e, specificamente, il suo esecutore di percorso 22 controlla la posizione dei giunti 11 del braccio robotico 9 tramite idonei attuatori (non mostrati), di modo che il terminale 10 sia dotato complessivamente di fino a sei gradi di libertà di movimento nello spazio che include e che circonda l'area di lavorazione 7. Il segnale emesso dall'esecutore di percorso 22 può essere rappresentato quale segnale variabile nel tempo (nonostante non sia necessariamente un segnale continuo nel tempo), in cui ogni valore del segnale complessivo comprende una pluralità di valori nelle coordinate interne del robot, come ad esempio Q(t)=[q1(t),q2(t),…q6(t)] nel caso di sei gradi di libertà. Ciascuna quantità qi(tn) rappresenta, ad esempio, l'angolo che uno specifico giunto 11 del braccio 9 deve assumere in un istante specifico tn, per cui Q(tn) rappresenta la posa del terminale 10 all’istante tn, e la variazione delle pose nel tempo Q(t) esprime il percorso seguito dal terminale 10. Si noti che, qui e nel seguito, il corsivo è utilizzato per gli indici.

Il percorso che deve essere seguito dal terminale 10 è fornito all'esecutore di percorso 22 del controllore di robot 5 in un altro sistema di coordinate spaziali, solitamente in coordinate Cartesiane, come P(t)=[x(t),y(t),z(t)], il compito dell'esecutore di percorso 22 essendo quello di eseguire la trasformazione spaziale. In luogo delle coordinate Cartesiane, può essere usato qualsiasi altro idoneo sistema di riferimento spaziale.

Il generatore di percorso 21, che come riportato in precedenza è solitamente presente nel controllore di robot 5, può avere il compito di generare il percorso P(t) conformemente all'operazione di lavorazione desiderata, alla forma del pezzo in lavorazione, alle sue variazioni rispetto ad un pezzo campione, alla velocità dell'utensile e ad altre variabili. Così come risulterà chiaro dalla descrizione che segue, inoltre, il percorso P(t) può essere anche generato conformemente alle variazioni della forma del pezzo in lavorazione dovute, ad esempio, agli effetti termici e/o ad altre conseguenze del processo di lavorazione che viene eseguito. Sarà il generatore di percorso 21 a generare il percorso P(t) in particolare quando i dati di scansione provenienti dallo scanner laser 2D 13 sono elaborati dal controllore di robot 5.

In alternativa, quest'ultimo compito di generazione del percorso di lavorazione P(t) nello spazio Cartesiano può essere eseguito dal computer 4, in particolare quando i dati di scansione provenienti dallo scanner laser 2D 13 sono elaborati dal controllore 4 o da un computer esterno, o quando manca il generatore di percorso 21.

Il percorso di lavorazione P(t) può essere fornito e trasformato nel percorso di lavorazione Q(t) tutto in una volta (si noti che sia P(t), sia Q(t) sono denominati percorso di lavorazione in quanto essi sono rappresentazioni diverse della stessa entità) ma, preferibilmente, nella fase 103 il controllore di robot 5, in particolare il generatore di percorso 21, o il computer 4 emette la posa successiva P(tn+1) lungo la traiettoria o percorso di lavorazione nel sistema di riferimento esterno, e nella fase 104 il controllore di robot 5, in particolare l'esecutore di percorso 22, trasforma la posa nel sistema di riferimento robotico Q(tn+ 1), e muove il terminale 10 in tale posa.

A meno che la traiettoria di lavorazione desiderata sia stata completata, come verificato nella fase 105, le fasi discusse in precedenza sono successivamente ripetute per una posa successiva, così come indicato dall'incremento dell'indice n nella fase 106. Si comprenderà che possono essere parimenti utilizzati metodi di controllo della ripetizione delle fasi diversi dal metodo esemplificato dalle fasi 105, 106. Si comprenderà anche che, qualora si usi semplicemente un controllo come quello mostrato schematicamente, potrebbe essere necessario aggiungere un ulteriore punto iniziale “falso” o un punto finale “falso” alla traiettoria per garantire che la lavorazione sia eseguita lungo l'intera traiettoria desiderata.

In un metodo 200 di acquisizione della forma di un pezzo in lavorazione 2 descritto con riferimento al diagramma di flusso della Figura 3 così come alla Figura 1, il computer 4 su cui funziona il RTOS 41 (in breve, di seguito computer RTOS 4) ha il compito di generare - eventualmente in aggiunta al percorso di lavorazione P(t) come descritto in precedenza - un percorso di scansione R(t) in coordinate Cartesiane o in un altro sistema di riferimento spaziale, che viene analogamente trasformato, dall'esecutore di percorso 22, nel sistema di coordinate robotiche, ad esempio quale percorso di scansione S(t)=[s1(t),s2(t),…s6(t)]. Si noti che sia R(t), sia S(t) sono denominati percorso di scansione in quanto essi sono rappresentazioni diverse della stessa entità, vale a dire del percorso che il robot 3, in particolare il terminale 10, dovrebbe seguire durante l'azionamento dello scanner laser 2D 13.

Specificamente, nella fase 201, il terminale 10 si trova nella posa attuale R(tn) lungo la traiettoria di scansione R(t). Ciò può essere garantito dal computer 4, grazie al RTOS 41 e/o eventualmente tramite un feedback lungo le connessioni 20 e 25. In seguito, nella fase 202, il computer RTOS 4 emette la posa successiva R(tn+1) lungo la traiettoria di scansione R(t), nel sistema di coordinate esterno. Nella fase 203, la posa R(tn+1) è trasformata, dall'esecutore di percorso 22 del controllore di robot 5, nel sistema di coordinate robotiche, ad esempio come S(tn+1)=[s1(tn+ 1),s2(tn+ 1),…s6(tn+ 1)], e il terminale 10 è mosso in tale nuova posa.

Mentre il terminale 10 è mosso lungo il percorso di scansione R(t), immagini 2D successive sono catturate dallo scanner laser 2D 13.

Specificamente, nella fase 204, il segnale di sincronizzazione sulla connessione 17 è controllato dal computer RTOS 4, in particolare il suo stato è brevemente variato per generare un impulso di attivazione, che è emesso non più tardi della emissione della posa successiva R(tn+ 1) nella fase 202.

Sulla base del segnale di sincronizzazione, specificamente alla ricezione di tale impulso del segnale di sincronizzazione da parte dello scanner laser 2D 13 in corrispondenza della sua porta di input 16, nella fase 205 un'immagine 2D è catturata dallo scanner laser 2D 13. Grazie al segnale di sincronizzazione, si garantisce che l'immagine sia catturata in corrispondenza della posa attuale R(tn) equivalente a S(tn).

In maggiore dettaglio, il proiettore laser 14 emette un fascio laser che è fatto spazzare in modo idoneo su un piano laser (o conformato mediante idonea ottica) per formare, quando lo stesso intercetta la superficie esterna del pezzo in lavorazione 2, una linea di scansione che si estende in una prima direzione. La camera 15 cattura la luce riflessa dalla superficie del pezzo in lavorazione 2 e, tramite il noto principio di triangolazione, la distanza di ogni punto di superficie che giace sulla linea di scansione è calcolata dallo scanner laser 2D 13 stesso o da un componente a valle, in particolare il controllore di robot 5 o il computer 4, o addirittura un computer esterno. La distanza calcolata, la posizione del punto laser lungo la linea di scansione, e la posizione del piano di scansione - la quale, a sua volta, è dettata dalla posizione del terminale 10 lungo il percorso di scansione R(t) - forniscono un punto 3D della forma del pezzo in lavorazione 2, il quale è raccolto nella fase 206.

Le fasi 201 e 202 sono mostrate quali fasi successive separate, e si comprenderà che la fase 202 ha luogo immediatamente dopo, preferibilmente non appena possibile dopo la fase 201, in modo da accelerare il metodo di acquisizione della forma 3D 200. La fase 202 può anche essere strettamente simultanea alla fase 201: infatti, il tempo necessario per l'esecuzione della fase 205, e quindi per la cattura dell'immagine nella posa attuale R(tn), è generalmente più breve del tempo necessario per la trasformazione da parte dell'esecutore di percorso 22 del controllore 5 e per l'inizio dell'attuazione del movimento dalla posa attuale alla posa successiva e, di conseguenza, anche se il computer 4 emettesse i suoi due comandi (al controllore ed allo scanner laser 2D) simultaneamente, sarebbe ancora garantito che l'immagine sia catturata nella posa attuale R(tn) equivalente a S(tn).

A meno che la traiettoria di scansione desiderata sia stata completata, così come verificato nella fase 207, le fasi discusse in precedenza sono successivamente ripetute per una posa successiva, come indicato dall'incremento del contatore n nella fase 208. Si comprenderà che possono essere parimenti utilizzati metodi di controllo della ripetizione delle fasi diversi dal metodo esemplificato dalle fasi 207, 208. Si comprenderà anche che, qualora si utilizzi semplicemente un controllo come quello mostrato schematicamente, non sarà catturata alcuna immagine nell'ultima posa, quindi dovrà essere aggiunto alla traiettoria un ulteriore punto finale “falso”.

Il RTOS 41 eseguito sul computer 4 ed il segnale di sincronizzazione emesso dallo stesso garantiscono che ogni immagine 2D sia catturata in corrispondenza della fase 205 solamente dopo che la posa prevista è stata effettivamente raggiunta e, pertanto, garantiscono che ogni punto della nuvola di punti 3D raccolto in corrispondenza della fase 205 presenti dati coerenti, indipendentemente dalla velocità di movimento del robot 3 e da eventuali irregolarità di tale movimento. Il sincronismo perfetto delle fasi 201 e 205 è illustrato schematicamente dalla doppia freccia 209.

Si noterà che il movimento del terminale durante l'acquisizione della forma non deve necessariamente essere una traslazione lungo una direzione ortogonale al piano laser emesso dal proiettore laser 14; piuttosto, ad esempio, può essere usata una rotazione del piano laser. Si noti che il movimento del robot potrebbe anche essere usato, in linea di principio, per formare la lunghezza della linea di scansione da un punto laser, in tal modo evitando un meccanismo di spazzolamento o eventuale ottica del proiettore laser; tuttavia, la traiettoria di scansione R(t) diventa allora piuttosto complessa, ad esempio un disegno a serpentina.

Si sottolinea che il RTOS 41 può essere anche sfruttato durante l'operazione di lavorazione (cfr. Figura 2), nel caso in cui la traiettoria di lavorazione P(t) sia fornita dal computer 4, per guidare l'utensile di lavorazione 12 conformemente al movimento piuttosto che in modo costante sull'intero movimento, ad esempio, per diminuire la potenza erogata ad un cannello di saldatura durante la decelerazione e per aumentare la potenza durante l'accelerazione, così da ottenere un'emissione termica complessivamente costante.

Un metodo 300 per azionare l'apparecchiatura robotica della Figura 1 secondo un percorso di lavorazione migliorato è descritto con riferimento al diagramma di flusso della Figura 4, nonché alla Figura 2 ed alla Figura 3 discusse in precedenza.

In una fase opzionale 301, un percorso di lavorazione nominale P(t) viene acquisito, ad esempio da mezzi di memoria.

L'apparecchiatura è poi azionata, nella fase 302, per acquisire informazioni sulla forma effettiva del pezzo in lavorazione 2 in corrispondenza dell'area di lavorazione 7. Tale fase è eseguita conformemente al metodo 200 discusso in precedenza in relazione al diagramma di flusso della Figura 3, in cui, tramite il segnale di sincronizzazione, si garantisce la corrispondenza temporale massima fra la posa del robot 3 ed i dati di profilo acquisiti dallo scanner laser 2D 13, di modo che ogni punto 3D raccolto presenti dati altamente coerenti ed alla fine, tramite un'operazione di scansione completa, il pezzo in lavorazione 2 sia ricostruito virtualmente in termini di forma dal programma eseguito nel controllore 5 o sul computer 4 (o in un computer esterno).

Il generatore di percorso 21 del controllore 5 o il computer 4 sono poi usati nella fase 303 per calcolare un percorso di lavorazione P(t), in particolare un percorso di saldatura, o per rettificare il percorso di lavorazione nominale o altro percorso di lavorazione attualmente attivo, conformemente alla forma del pezzo in lavorazione ottenuta nella fase 302.

In seguito, viene eseguita l'operazione di lavorazione sul pezzo in lavorazione 2 lungo il percorso di lavorazione P(t) calcolato nella fase 303. Tale fase è eseguita conformemente al metodo 100 discusso in precedenza in relazione al diagramma di flusso della Figura 2.

A meno che l'operazione di lavorazione complessiva desiderata sia stata completata sullo stesso pezzo in lavorazione 2, così come verificato nella fase 305, si ritorna alla fase 302, per ottenere informazioni aggiornate sulla forma effettiva del pezzo in lavorazione 2 in corrispondenza dell'area di lavorazione 7, prima di una successiva operazione di lavorazione nella fase 304. Si comprenderà che possono essere parimenti utilizzati metodi di controllo della ripetizione delle fasi diversi dal metodo esemplificato dalla fase 305.

I vantaggi di tale metodo 300 di azionamento dell'apparecchiatura robotica sono apprezzati considerando che il percorso di lavorazione nominale ottenuto nella fase 301 opzionale può essere stato progettato su un pezzo campione, mentre il pezzo in lavorazione 2 effettivo può presentare una forma leggermente diversa.

Inoltre, un unico pezzo in lavorazione 2 è spesso sottoposto ad una pluralità di operazioni successive, ad esempio operazioni di saldatura lungo una corrispondente pluralità di percorsi di saldatura, ad esempio poiché il pezzo in lavorazione 2 presenta una struttura meccanica complessa comprendente una pluralità di componenti. Risulta altamente auspicabile verificare la geometria del pezzo in lavorazione 2 dopo ogni operazione di saldatura, per rettificare con precisione il successivo percorso di saldatura, così da tenere in considerazione, ad esempio, la dilatazione termica dovuta al percorso di saldatura precedente.

Quale altro caso esemplificativo, per l'esecuzione di un'operazione di rivestimento sul pezzo in lavorazione 2, possono essere richiesti diversi passaggi. Ogni strato aumenta leggermente il pezzo in lavorazione 2, variando perciò la sua forma ed il percorso di rivestimento necessario durante l'applicazione dello strato successivo.

Percorsi di lavorazione molto precisi sono forniti all'utensile di lavorazione 12, in corrispondenza di ogni singola operazione. Dato che lo scanner laser 2D 13 è recato dallo stesso terminale del braccio robotico 10 che reca l'utensile di lavorazione 12, la risoluzione della forma 3D ricostruita ottenuta nella fase 302 e, pertanto, del percorso di lavorazione definito su tale forma nella fase 303 corrisponde automaticamente alla capacità effettiva del braccio robotico 9 di seguire tale percorso di lavorazione nella fase 304: non si sprecano sforzi computazionali nella ricostruzione della forma con una risoluzione maggiore di quella a cui sarà eseguita la lavorazione, né sussiste la necessità di interpolare ulteriori posizioni per l'utensile di lavorazione 12 lungo un percorso di lavorazione calcolato con una risoluzione minore; di conseguenza, la precisione è la massima possibile, così come l'efficienza computazionale.

Si noterà che il computer 4 simula un encoder reale - in tal modo implementando ciò che viene qui denominato “encoder simulato” - generando un segnale idoneo per la porta di input 16 dello scanner laser 2D 13, solitamente prevista quale porta di encoder.

Riassumendo, sono vantaggiosamente previsti un aggiornamento in tempo reale dei percorsi 3D dovuto a saldature successive o altri processi di lavorazione successivi, così come una risoluzione massima possibile del percorso di saldatura o lavorazione 3D conformemente alle capacità di movimento del robot e di controllo esterne.

La precisione massima nell'acquisizione dei dati di profilo è ottenuta tramite il segnale di sincronizzazione.

La traiettoria di lavorazione può essere anche ulteriormente rettificata lievemente “online” conformemente ad un feedback fornito dall'utensile di lavorazione 12, utilizzando un Controllo Automatico della Tensione (Automatic Voltage Control -AVC) secondo una modalità di per sé nota.

In aggiunta, o in linea di principio anche in alternativa - ad esempio quando il percorso di lavorazione è rettilineo, l'operazione di lavorazione può essere eseguita lungo un percorso di lavorazione che è uguale al percorso di scansione mentre viene acquisita la forma 3D del pezzo in lavorazione. In altri termini, invece di eseguire la fase 302 mentre si muove il terminale 10 su un percorso di scansione completo che copre l'intera superficie del pezzo in lavorazione 2, e successivamente muovere il terminale 10 su un percorso di lavorazione completo eseguendo l'operazione di lavorazione, può essere impiegato un singolo movimento del terminale 10, lungo un percorso combinato di lavorazione e scansione, sia per eseguire effettivamente un'operazione di lavorazione, sia per scansionare simultaneamente il pezzo in lavorazione 2, allo scopo di acquisire dati almeno parziali sulla sua forma. La forma acquisita può essere sfruttata per rettificare il percorso di lavorazione per l'operazione di lavorazione successiva, e/o può essere eseguita una lieve rettifica a livello locale.

Il computer 4 può essere un Personal Computer, o qualsiasi altra idonea apparecchiatura di calcolo che possa essere fatta funzionare con qualsiasi idoneo Sistema Operativo in Tempo Reale.

Nonostante, in precedenza, sia stata mostrata e si sia fatto riferimento a un'apparecchiatura robotica industriale, in particolare un'apparecchiatura robotica di saldatura, l'apparecchiatura può anche essere un'apparecchiatura robotica priva di qualsiasi utensile di lavorazione, e meramente prevista per acquisire la forma di un pezzo in lavorazione o di un oggetto. In un tal caso, la testa robotica 10 supporterà lo scanner laser 2D 13, ma risulteranno assenti il cannello di saldatura o un altro utensile 12.

Si comprenderà che, nonostante sia stato fatto riferimento in precedenza alla forma del pezzo in lavorazione, tale termine non deve essere interpretato in senso limitativo, in quanto ciò che è effettivamente acquisito dall'apparecchiatura robotica 1 è la forma della porzione della superficie esterna del pezzo in lavorazione 2 che è esposta, anziché essere rivolta verso la piattaforma 6 o verso un altro mezzo di supporto (pavimento incluso), o anche la forma di un'area più piccola della superficie esterna del pezzo in lavorazione 2 che sia di interesse, ad esempio per l'operazione di lavorazione attuale.

Possono essere previsti diversi utensili 12 intercambiabili.

Le connessioni di dati e/o segnale fra componenti possono essere connessioni cablate o possono anche essere connessioni wireless.

Possono essere presenti ulteriori camere in corrispondenza del terminale.

Eventualmente, può essere eseguito un aggiornamento locale di una parte del percorso di lavorazione (o del percorso combinato) durante uno stesso processo di lavorazione: come discusso, può essere ulteriormente previsto un Controllo Automatico della Tensione (AVC) noto, per rettificare lievemente la traiettoria o il percorso di lavorazione (o il percorso combinato) durante l'operazione di lavorazione.

Nonostante aspetti dell'invenzione siano stati descritti in termini di varie forme di realizzazione specifiche, risulterà evidente per gli esperti del settore che sono possibili numerose modifiche, variazioni ed omissioni senza discostarsi dallo spirito e dall'ambito delle rivendicazioni. In aggiunta, salvo quanto qui specificato in senso contrario, l'ordine o la sequenza delle eventuali fasi di processo o di metodo possono essere variati o riordinati secondo forme di realizzazione alternative. Nell'intera descrizione, il riferimento a "una (“one”) forma di realizzazione", "una (“an”) forma di realizzazione" o “alcune forme di realizzazioni” significa che la caratteristica, struttura o peculiarità particolare descritta in relazione ad una (“an”) forma di realizzazione è inclusa in almeno una forma di realizzazione dell'oggetto divulgato. Quindi, la presenza della frase "in una (“one”) forma di realizzazione", "in una (“an”) forma di realizzazione " o "in alcune forme di realizzazione" in diversi punti della descrizione non si riferisce necessariamente alla stessa o alle stesse forme di realizzazione. Inoltre, le caratteristiche, strutture o peculiarità particolari possono essere combinate in qualsiasi modo idoneo in una o più forme di realizzazione.

Quando si presentano gli elementi delle diverse forme di realizzazione, gli articoli “un”, “uno/una”, “il/lo/la/i/gli/le”, e “detto/detta/detti/dette” sono intesi nel senso di indicare la presenza di uno o più degli elementi. I termini “comprendente/i”, “che include/includono”, ed “avente/i” sono intesi quali inclusivi e significano che possono esservi ulteriori elementi oltre agli elementi elencati.

L’espressione “azionare/far funzionare”, qualora utilizzata in espressioni come, ad esempio, “far funzionare il computer”, “azionare l'utensile di lavorazione”, e “far funzionare il controllore”, non si riferisce necessariamente a persone di per sé, ma piuttosto ricomprende il fatto che il componente interessato segua una sequenza di istruzioni che possono essere memorizzate nello stesso e/o impartite da un altro componente, così da eseguire il o i metodi e la o le fasi rispettive qui descritti e rivendicati.

Il termine “direttamente”, qualora utilizzato in relazione allo scambio di un segnale(i) e di dati fra due componenti, è inteso nel senso di indicare che non vi è alcun ulteriore componente di elaborazione di segnali o di elaborazione di dati intermedio, ma ricomprende il fatto che siano presenti componenti intermedi che non elaborano il segnale o i dati, come ad esempio cavi e connettori collegati.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura (1) configurata per eseguire un'operazione di lavorazione industriale su un pezzo in lavorazione (2) disposto in corrispondenza di un'area di lavorazione (7), l'apparecchiatura (1) comprendendo un robot antropomorfo (3) mobile nello spazio in corrispondenza dell'area di lavorazione (7), un computer (4), ed un controllore di robot (5), in cui il robot antropomorfo (3) comprende un terminale (10) che include uno scanner laser 2D (13) ed un utensile di lavorazione (12) che è in grado di eseguire detta operazione di lavorazione sul pezzo in lavorazione (2), in cui lo scanner laser 2D (13) comprende un proiettore laser (14), una camera (15), ed una porta di input (16), e in cui il controllore di robot (5) è configurato per far sì che il robot (3) muova il terminale (10) lungo un percorso, l'utensile di lavorazione (12) essendo selettivamente azionabile durante il movimento, caratterizzata dal fatto che il computer (4) è dotato di un Sistema Operativo in Tempo Reale (RTOS) (41) ed è operativamente collegato al controllore di robot (5) ed alla porta di input (16) dello scanner laser 2D (13), ed è configurato per fornire dati di posizione successivi, lungo un percorso di scansione, al controllore di robot (5), ed un segnale di sincronizzazione (17) direttamente alla porta di input (16) dello scanner laser 2D (13), in tal modo comandando operazioni di scansione successive sul pezzo in lavorazione (2) in sincronismo con pose successive del terminale (10) lungo il percorso di scansione, per acquisire informazioni di forma 3D sul pezzo in lavorazione (2), e dal fatto che l'utensile di lavorazione (12) è configurato per essere azionato mentre il terminale (10) è mosso successivamente lungo un percorso di lavorazione e/o è mosso lungo detto percorso di scansione, in tal modo definendo un percorso combinato di scansione e lavorazione.
2. 2. Apparecchiatura (1) secondo la rivendicazione 1, in cui il controllore di robot (5) include un esecutore di percorso (21) ed un generatore di percorso (22), ed in cui il computer (4) è configurato per fornire dati di posizione lungo il percorso di scansione e/o il percorso di lavorazione e/o il percorso combinato di scansione e lavorazione, direttamente all'esecutore di percorso (21) scavalcando il generatore di percorso (22).
3. 3. Apparecchiatura (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il computer (4) o il controllore (5) o un ulteriore mezzo di elaborazione previsto nell'apparecchiatura (1) è configurato per eseguire una ricostruzione 3D della forma del pezzo in lavorazione (2), dopo che è stata seguita una parte o la totalità del percorso di scansione e/o del percorso combinato di scansione e lavorazione, dai dati di scansione e dai dati di posizione così come fatti corrispondere tramite il segnale di sincronizzazione.
4. 4. Apparecchiatura (1) secondo la rivendicazione 3, in cui il computer (4) o il controllore (5) o l'ulteriore mezzo di elaborazione previsto nell'apparecchiatura (1) è configurato per calcolare o rettificare il percorso di lavorazione o il percorso combinato di scansione e lavorazione sulla base della ricostruzione 3D della forma del pezzo in lavorazione (2).
5. 5. Metodo per eseguire un'operazione di lavorazione industriale su un pezzo in lavorazione (2) disposto in corrispondenza di un'area di lavorazione (7), tramite un robot antropomorfo (3) mobile nello spazio in corrispondenza dell'area di lavorazione (7), un computer (4) ed un controllore di robot (11), in cui il robot antropomorfo (3) comprende un terminale (10) che include uno scanner laser 2D (13) ed un utensile di lavorazione (12) che è in grado di eseguire detta operazione di lavorazione sul pezzo in lavorazione (2), in cui lo scanner laser 2D (13) comprende un proiettore laser (14), una camera (15) ed una porta di input (16), ed in cui il computer (4) è operativamente collegato al controllore di robot (5) ed alla porta di input (16) dello scanner laser 2D (13), il metodo comprendendo le fasi seguenti: (a) acquisire informazioni di forma 3D sul pezzo in lavorazione (2) tramite: (i) far funzionare il computer (4) con un Sistema Operativo in Tempo Reale (RTOS) (41) per fornire dati di posizione successivi, lungo un percorso di scansione, al controllore di robot (5) e per fornire un segnale di sincronizzazione (17) direttamente alla porta di input (16) dello scanner laser 2D (13); e (ii) far funzionare il controllore di robot (5) per muovere il terminale (10) lungo il percorso di scansione, in tal modo eseguendo operazioni di scansione successive in sincronismo con pose successive del terminale (10); e (b) far funzionare successivamente il controllore di robot (5) per muovere il terminale (10) lungo un percorso di lavorazione diverso dal percorso di scansione ed azionare l'utensile di lavorazione (12) durante il movimento del terminale (10) lungo il percorso di lavorazione; o azionare l'utensile di lavorazione (12) durante il movimento del terminale (10) lungo il percorso di scansione, in tal modo definendo un percorso combinato di scansione e lavorazione.
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, comprendente la fase di ricostruzione 3D della forma del pezzo in lavorazione (2), dopo che è stata seguita una parte o la totalità del percorso di scansione o del percorso combinato di scansione e lavorazione, dai dati di scansione e dai dati di posizione così come fatti corrispondere tramite il segnale di sincronizzazione.
7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 6, comprendente inoltre la fase di calcolare o rettificare il percorso di lavorazione e/o il percorso combinato di scansione e lavorazione sulla base della forma 3D ricostruita del pezzo in lavorazione (2).
8. 8. Apparecchiatura (1) secondo una o più delle precedenti rivendicazioni da 1 a 4 o metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni da 5 a 7, in cui detto segnale di sincronizzazione include impulsi emessi simultaneamente a ciascun dato di posizione successivo.
9. 9. Apparecchiatura (1) secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 1, 2, 3, 4, 8 o metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni da 5 a 8, in cui l'operazione di lavorazione industriale è saldatura, il robot industriale è un robot di saldatura, e l'utensile di lavorazione è un cannello di saldatura.
10. 10. Apparecchiatura (1) secondo una o più delle precedenti rivendicazioni 1, 2, 3, 4, 8, 9, o metodo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni da 5 a 9, in cui il detto pezzo in lavorazione (2) comprende strati in acciaio molto sottili di parti critiche di turbomacchine.
11. 11. Apparecchiatura (1) configurata per acquisire una forma di un oggetto (2) disposto in corrispondenza di un'area di lavorazione (7), l'apparecchiatura (1) comprendendo un robot antropomorfo (3) mobile nello spazio in corrispondenza di un'area di lavorazione (7), un computer (4) ed un controllore di robot (5), in cui il robot antropomorfo (3) comprende un terminale (10) che include uno scanner laser 2D (13), in cui lo scanner laser 2D (13) comprende un proiettore laser (14), una camera (15) ed una porta di input (16), in cui il controllore di robot (5) è configurato per far sì che il robot (3) guidi lo scanner laser 2D (13) lungo un percorso di scansione, in cui il computer (4) è dotato di un Sistema Operativo in Tempo Reale (RTOS) (41) ed è operativamente collegato al controllore di robot (5) ed alla porta di input (16) dello scanner laser 2D (13), ed è configurato per fornire dati di posizione successivi, lungo il percorso di scansione, al controllore di robot (5), ed un segnale di sincronizzazione (17) direttamente alla porta di input (16) dello scanner laser 2D (13), in tal modo comandando operazioni di scansione successive sull'oggetto (2) in sincronismo con pose successive del terminale (10) lungo il percorso di scansione.
12. 12. Metodo per acquisire informazioni di forma 3D su un oggetto (2) disposto in corrispondenza di un'area di lavorazione (7), tramite un robot antropomorfo (3) mobile nello spazio in corrispondenza dell'area di lavorazione (7), un computer (4) ed un controllore di robot (5), in cui il robot antropomorfo (3) comprende un terminale (10) che include uno scanner laser 2D (13), in cui lo scanner laser 2D (13) comprende un proiettore laser (14), una camera (15) ed una porta di input (16), ed in cui il computer (4) è operativamente collegato al controllore di robot (5) ed alla porta di input (16) dello scanner laser 2D (13), il metodo comprendendo le fasi di: - far funzionare il computer (4) con un Sistema Operativo in Tempo Reale (RTOS) (41) per fornire dati di posizione successivi, lungo un percorso di scansione, al controllore di robot (5), e per fornire un segnale di sincronizzazione (17) direttamente alla porta di input (16) dello scanner laser 2D (13), e - far funzionare il controllore di robot (5) per muovere il terminale (10) lungo il percorso di scansione, in tal modo eseguendo operazioni di scansione successive in sincronismo con pose successive del terminale (10).