FANUC ER-4iA Simulator

Un plugin WordPress gratuito e open source che simula un robot industriale FANUC ER-4iA a 6 assi. Progettato per l’insegnamento: modello 3D interattivo, cinematica diretta e inversa, programmazione Teach Pendant, I/O digitali, movimenti J/L/C e sfide gamificate. Nessun hardware richiesto.

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✨ Caratteristiche principali

🤖 Modello 3D Completo

Robot FANUC ER-4iA riprodotto in Three.js con geometria dettagliata:

• 6 assi articolati con limiti realistici (J1 ±170°, J2 -115°/+120°, J3 ±201°, J4 ±190°, J5 ±120°, J6 ±360°)
• Pinza pneumatica 3D animata: apertura/chiusura controllata da DO[1]
• Trail visivo: traccia il percorso del TCP in tempo reale
• Frame DH: visualizzazione Denavit-Hartenberg su ogni giunto (toggle)
• Sfondo scuro professionale con griglia pavimento e illuminazione 3-punti

🧮 Cinematica Diretta e Inversa

Motore cinematico analitico completo a 6 gradi di libertà:

• FK (Forward Kinematics): calcolo TCP da angoli giunti in tempo reale
• IK (Inverse Kinematics): inserisci X, Y, Z, W, P, R e il robot si posiziona
• Parametri DH reali: d1=330, a1=50, a2=260, a3=20, d4=290, d6=75 mm
• Gestione singolarità: J5≈0° con fallback automatico
• Disaccoppiamento cinematico: polso sferico J4-J5-J6

📝 Editor Teach Pendant

Programmazione TP FANUC completa con syntax highlighting:

• Movimenti: J (Joint), L (Linear), C (Circular Arc)
• Velocità: percentuale (J) o mm/sec (L, C)
• Terminazione: FINE (arresto preciso), CNT0-100 (passaggio continuo)
• I/O digitali: DO[n]=ON/OFF, WAIT DI[n]=ON/OFF
• Logica: IF R[n]≥valore JMP LBL[n], JMP, LBL, CALL
• Registri: R[n]=valore, R[n]=R[m]±valore, operazioni aritmetiche
• Commenti: righe ! per documentazione inline
• TEACH J / TEACH L / TEACH C: registrazione punti con un click
• RENUM: rinumerazione automatica delle righe

💾 Import / Export File .LS

Compatibilità con il formato standard FANUC:

• Export .LS: genera file completo con header /ATTR, corpo /MN e posizioni /POS
• Import .LS: carica programmi da file, ricostruisce punti via IK
• Trasferibile: i file .LS esportati sono caricabili su robot FANUC reali

📚 6 Programmi Esempio Inclusi

Pronti all’uso, rappresentano applicazioni industriali reali:

• Pick & Place: ciclo base prelievo/deposito con pinza
• Ciclo con contatore: R[1] + IF/JMP per ripetizioni definite
• Palletizzazione 2×3: smistamento su griglia con contatore
• Arco circolare: demo movimento C (via point + destinazione)
• Handshake PLC: protocollo DO/WAIT DI con controllore esterno
• Controllo qualità: smistamento pezzi OK/scarto con sensore DI[2]

🎮 7 Sfide Gamificate

Esercizi progressivi con verifica automatica:

• Raggiungi una posizione target con gli slider
• Usa la cinematica inversa per centrare un punto
• Scrivi un programma TP che esegua un ciclo completo
• Difficoltà crescente: da base a esperto

🖥️ Interfaccia Professionale

Pensata per l’apprendimento in classe:

• 4 tab: Giunti (slider + vista), XYZ/IK, TP Prog, Sfide
• Pannello I/O: 8 DI + 8 DO cliccabili con stato visivo
• Registri: R[1]-R[10] modificabili in tempo reale
• Punti registrati: lista P[n] con coordinate angolari
• Status bar: stato esecuzione, riga corrente, override
• Zoom: pulsanti +/−, fit, fullscreen, pinch-to-zoom touch
• Credits: “FANUC ER-4iA Simulator / by Prof. D.Bertolino • IIS Cigna Mondovì”

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💰 Quanto costa?

Voce	Costo
Plugin	Gratuito (GPL v2)
Tutte le funzionalità	Gratuite
Hardware richiesto	Nessuno
Programmi esempio	6 inclusi
Sfide gamificate	7 incluse

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🚀 Installazione

1. Scarica il file ZIP del plugin
2. WordPress Admin → Plugin → Aggiungi nuovo → Carica plugin
3. Attiva il plugin
4. La pagina /simulatore-robotica/ viene creata automaticamente
5. Oppure usa lo shortcode [fanuc_sim] in qualsiasi pagina

Shortcode

[fanuc_sim]                              → Default (700px × 100%)
[fanuc_sim height="85vh"]                → Quasi tutto lo schermo
[fanuc_sim height="500px" width="80%"]   → Personalizzato
[fanuc_sim class="my-class"]             → Con classe CSS extra

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📋 Requisiti

• WordPress 5.0 o superiore
• PHP 7.4 o superiore
• Browser moderno con WebGL (Chrome, Firefox, Edge, Safari)
• JavaScript abilitato

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🎯 Per chi è pensato

• Studenti ITIS/ITS: imparano la robotica industriale senza accesso al robot reale
• Docenti: dimostrano cinematica, programmazione TP e concetti I/O in classe
• Laboratori scolastici: complemento al robot FANUC fisico per esercitazioni individuali
• Autodidatti: studiano la robotica industriale da casa

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📖 Guida rapida

Muovere il robot

1. Apri il tab GIUNTI
2. Usa gli slider J1-J6 per muovere ogni asse
3. Osserva il modello 3D aggiornarsi in tempo reale
4. Attiva DH per visualizzare i frame di riferimento
5. Prova il pulsante RANDOM per una posizione casuale

Usare la cinematica inversa

1. Apri il tab XYZ/IK
2. Inserisci le coordinate X, Y, Z (mm) e orientamento W, P, R (gradi)
3. Clicca MUOVI IK: il robot calcola automaticamente gli angoli dei 6 giunti

Scrivere un programma TP

1. Apri il tab TP PROG
2. Posiziona il robot con gli slider o IK
3. Clicca TEACH J o TEACH L per registrare il punto
4. Aggiungi comandi I/O: DO, WAIT
5. Aggiungi logica: IF, LBL, FOR
6. Premi ▶ RUN per eseguire
7. Usa STEP per esecuzione riga per riga

Controllare la pinza

• DO[1]=ON nel programma → chiude la pinza
• DO[1]=OFF nel programma → apre la pinza
• Oppure usa il pulsante PINZA nel tab Giunti
• Oppure clicca DO[1] nel pannello I/O

Movimento circolare

1. Posiziona il robot al punto di partenza
2. Clicca TEACH C: registra il punto di passaggio (via)
3. Muovi il robot al punto finale
4. Clicca di nuovo TEACH C: registra la destinazione
5. Il simulatore inserisce automaticamente C P[via] P[dest] 200mm/sec FINE

Import/Export

• ⬇ EXPORT .LS: scarica il programma corrente in formato FANUC standard
• ⬆ IMPORT .LS: carica un file .LS da disco
• 📋 ESEMPI: mostra i 6 programmi precaricati pronti all’uso

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🔧 Specifiche FANUC ER-4iA simulato

Parametro	Valore
Tipo	Antropomorfo 6 assi
Payload	4 kg
Reach	550 mm
Ripetibilità	±0.01 mm
Controller	R-30iB Mate
Teach Pendant	iPendant A05B-2256-C101#EGN

Asse	Range	Velocità max
J1 (Base)	±170°	460°/sec
J2 (Spalla)	-115° / +120°	460°/sec
J3 (Gomito)	±201°	520°/sec
J4 (Roll)	±190°	560°/sec
J5 (Pitch)	±120°	560°/sec
J6 (Flangia)	±360°	900°/sec

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📊 Sintassi Teach Pendant

Struttura programma

/PROG NOME_PROG
1: J P[1] 100% FINE         ; Movimento Joint
2: L P[2] 250mm/sec FINE    ; Movimento Lineare
3: C P[3] P[4] 150mm/sec FINE  ; Arco Circolare
4: DO[1]=ON                  ; Uscita digitale
5: WAIT 0.3(sec)             ; Pausa
6: WAIT DI[1]=ON             ; Attendi ingresso
7: R[1]=R[1]+1               ; Incrementa registro
8: IF R[1]>=5, JMP LBL[2]   ; Salto condizionale
9: JMP LBL[1]                ; Salto incondizionato
10: LBL[2]                   ; Etichetta
11: CALL SUB_PROG            ; Sottoprogramma
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/END

Comandi di movimento

Comando	Sintassi	Uso
J	J P[n] vel% FINE|CNTn	Spostamento rapido (traiettoria non lineare)
L	L P[n] vel mm/sec FINE|CNTn	Traiettoria rettilinea (lavorazione, precisione)
C	C P[via] P[dest] vel mm/sec FINE	Arco circolare per 3 punti

I/O e logica

Comando	Descrizione
DO[n]=ON|OFF	Imposta uscita digitale
WAIT tempo(sec)	Pausa temporizzata
WAIT DI[n]=ON|OFF	Attendi condizione ingresso
R[n]=valore	Assegnazione registro
R[n]=R[m]±valore	Operazione su registro
IF cond, JMP LBL[n]	Salto condizionale
JMP LBL[n]	Salto incondizionato
LBL[n]	Etichetta destinazione
CALL NOME	Chiamata sottoprogramma

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📚 Documentazione inclusa

Il progetto include una suite completa di materiali didattici:

• Handbook Programmazione TP: guida completa alla sintassi con esempi commentati riga per riga
• Manuale iPendant: 16 capitoli sull’uso del teach pendant (sicurezza, jog, menu, esecuzione, allarmi)
• Manuale tecnico ER-4iA: specifiche, cinematica DH, spazio di lavoro, manutenzione
• Schede esercizi: 15 esercizi progressivi per classi III, IV e V
• Slide didattiche: 24 slide in 7 moduli per lezioni frontali
• Script video-tutorial: sceneggiature per 6 video (26 minuti totali)
• Programmazione didattica triennale: piano completo per robotica industriale ITIS

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⚠️ Limitazioni

Questo è un simulatore didattico, non un ambiente di sviluppo professionale:

• Non sostituisce ROBOGUIDE per progetti industriali reali
• Collisioni non rilevate (il robot può attraversare sé stesso)
• Solo FANUC ER-4iA (altri robot in roadmap)
• Timing approssimato (non cycle-accurate)
• Gravità e dinamica non simulate
• File .LS generati compatibili ma semplificati rispetto al formato FANUC completo

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🗺️ Roadmap

• 🔲 Rilevamento collisioni
• 🔲 Quiz interattivi per modulo
• 🔲 Dashboard studente con progressi
• 🔲 Simulatore Universal Robots UR5e (cobot)
• 🔲 Libreria condivisa per multi-robot

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📝 Licenza

FANUC ER-4iA Simulator è rilasciato con licenza GPL v2 o successiva.

È libero di essere utilizzato, modificato e distribuito da qualsiasi istituzione educativa.

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👨‍💻 Autore

Davide “the Prof.” Bertolino

🏫 IIS Cigna Mondovì — Laboratorio di Robotica Industriale
🌐 www.davidebertolino.it
✉️ info@davidebertolino.it

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