Fondamenti della Tecnologia di Controllo e Robotica Industriale

Introduzione alla Tecnologia di Controllo

La tecnologia di controllo riguarda tutte le procedure e i dispositivi che consentono il funzionamento di macchine automatiche e processi. Un sistema automatico mira a far sì che una macchina o un processo svolga le sue funzioni riducendo al minimo l'intervento umano, sia esso fisico o mentale.

Esistono inoltre sistemi semiautomatici che richiedono l'intervento umano in una qualsiasi delle azioni compiute dalla macchina o dal processo.

Storia e Definizione di Robot

Il termine robot applicato alle macchine deriva dall'opera teatrale "Rossum's Universal Robots" dell'autore ceco Karel Čapek, rappresentata a teatro nel 1920, punto di partenza da cui si è esteso l'uso della parola. Nella lingua ceca, la parola robot significa "lavoratore".

Al giorno d'oggi, si intende che quelle macchine sono robot in quanto formate da un insieme di sistemi di automazione. I robot sono macchine in grado di prendere decisioni diverse in modo concomitante (essendo stati programmati in precedenza) a seconda dei dati che ricevono dal loro ambiente attraverso l'uso di sensori.

L'Integrazione delle Tecnologie nella Robotica

La robotica è il risultato dell'integrazione di diverse tecnologie fondamentali:

• Meccanica
• Elettrica
• Elettronica
• Informatica (Computer)

Sistemi Automatici di Controllo

I sistemi automatici di controllo sono costituiti da diversi componenti o sistemi automatici per il controllo di macchine attraverso ordini e processi, con l'obiettivo di ridurre al minimo l'intervento umano.

Sistemi ad Anello Aperto (Open Loop)

Un sistema di controllo è ad anello aperto quando, una volta attivato, esegue un processo per un tempo predeterminato, a prescindere dal risultato ottenuto. In questo caso, non viene valutato il valore della variabile di controllo.

Esempi di controllo ad anello aperto:

• Tostapane
• Semaforo
• Luci delle scale, ecc.

Sistemi ad Anello Chiuso (Closed Loop)

Il controllo dei sistemi ad anello chiuso avviene quando il sistema è attivato ed esegue il monitoraggio costante del processo, dell'uscita o del risultato finale per ottenere il risultato desiderato. Questo implica una valutazione continua del valore della variabile di controllo.

In questo contesto, il valore di riferimento (o set-point) è il valore richiesto come risultato dell'azione. Il feedback (retroazione) consiste nel mantenere la macchina o il processo attivato finché l'uscita o il risultato non corrisponde a quanto stabilito nel valore di riferimento.

Esempi di controllo ad anello chiuso:

• Riscaldamento
• Serbatoio
• Luci
• Allarmi
• Interruttori, ecc.

Componenti dell'Automazione

I principali componenti che costituiscono un sistema di automazione sono:

• Controller (controllore)
• Attuatori
• Sensori
• Dispositivi ausiliari