SIMULAZIONE DI UNA CELLA ROBOTIZZATA CON ROBOT COLLABORATIVO FANUC CRX TRAMITE ROBOTICS SYSTEM TOOLBOX IN MATLAB

This thesis focuses on the simulation and analysis of the motion of a FANUC CRX-10iA/L collaborative robot within a virtual environment developed in MATLAB, using the Robotics System Toolbox. The project is part of the industrial automation field and aims to study and validate the kinematic behavior of an articulated manipulator in a safe, repeatable, and controlled environment.The simulated workspace replicates a simplified but representative robotic cell typical of an industrial setting, consisting of a working platform and two target objects. The robot was imported via a URDF file, and both forward and inverse kinematics models were implemented to compute the pose of the end-effector and the corresponding joint configurations required to reach specific spatial positions.Using MATLAB’s Inverse Kinematics Designer, target poses and kinematic constraints were defined and applied to plan a smooth and continuous motion across multiple waypoints. The resulting trajectory was simulated and analyzed to verify motion accuracy, fluidity, joint limit compliance, and collision avoidance.The thesis also discusses the limitations of the simulated system, the precision of the calculated trajectory, and the computational performance related to motion interpolation and real-time visualization. Finally, the project explores the possibility of extending the simulation by integrating MATLAB with external tools such as Simulink, ROS, and Gazebo, in order to build a comprehensive and scalable simulation ecosystem aligned with Industry 4.0 requirements.

La presente tesi ha come obiettivo la simulazione e l’analisi della movimentazione di un robot collaborativo FANUC CRX-10iA/L all’interno di un ambiente virtuale realizzato tramite MATLAB, utilizzando il Robotics System Toolbox. L’attività si colloca nel contesto dell’automazione industriale e nasce dall’esigenza di studiare e validare il comportamento cinematico di un manipolatore articolato in un ambiente sicuro, ripetibile e controllabile. L’ambiente simulato riproduce una cella robotizzata semplificata ma rappresentativa di uno scenario produttivo reale, comprendente una piattaforma di lavoro e due oggetti target. Il robot è stato importato tramite file URDF, e sono stati sviluppati modelli di cinematica diretta e cinematica inversa per calcolare, rispettivamente, la posa dell’end-effector e le configurazioni articolari corrispondenti a specifiche pose nello spazio. Tramite l’Inverse Kinematics Designer di MATLAB, sono state definite pose target e vincoli cinematici, successivamente utilizzati per pianificare un movimento continuo e fluido tra più waypoint. La traiettoria risultante è stata simulata e analizzata per verificare la correttezza del moto, la fluidità, il rispetto dei limiti articolari e l’assenza di collisioni. L’elaborato discute anche i limiti del sistema simulato, la precisione della traiettoria calcolata e i tempi computazionali richiesti per l’interpolazione e la visualizzazione. Infine, viene approfondita la possibilità di estendere il progetto integrando MATLAB con strumenti esterni come Simulink, ROS e Gazebo, al fine di costruire un ecosistema di simulazione completo e scalabile, in linea con le esigenze dell’industria 4.0.