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Relatori

prof. Basilio Bonaing. Marina Indri

Candidato

Nicola Smaldone

Dicembre 1999

Progettazione e realizzazionedi un ambiente di gestione per

manipolatoriindustriali basato su OpenDSP

POLITECNICO DI TORINOFacoltà di Ingegneria

Corso di Laurea in Ingegneria Informatica

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Sommario

1. Il manipolatore planare NSKed il sistema di controllo della

IMI

3. Scopi della tesi4. L’ambiente OpenDSP5. La nuova configurazione

6. Conclusioni e sviluppi

7. Ringraziamenti

2. Problemi del sistema IMI

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1. Il manipolatore planare NSK

Motore dell’asse 1Motore dell’asse 1

Braccio baseBraccio base

Motore dell’asse 2Motore dell’asse 2

Braccio elbowBraccio elbow

Fine corsaFine corsaComando e resolverComando e resolver

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Azionamento NSKSegnali dai resolver (CN4)Segnali dai resolver (CN4)

Segnali di controllo dal DSP (CN3)Segnali di controllo dal DSP (CN3)

Segnali verso i motoriSegnali verso i motori

AlimentazioneAlimentazione

Comunicazione seriale conil PC (CN1)

Comunicazione seriale conil PC (CN1)

Segnali digitali di abilitazione (CN2)Segnali digitali di abilitazione (CN2)

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Rack IMI

Stop di emergenzaStop di emergenza

Accensione e abilitazioniAccensione e abilitazioni

Pannello dell’asse 1Pannello dell’asse 1

Pannello dell’asse 2Pannello dell’asse 2

Pannello di interfaccia con la scheda DSPPannello di interfaccia con la scheda DSP

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Il sistema di controllo IMI

CN1

CN2

CN3

CN4

TB

COM1

Fine corsa

Parallela I/O + DSP

Porta seriale Asse 1

Comando Asse

Resolver

PCPCAzionamentoAzionamento Schede di

campoSchede di campo

MotoreMotore

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Il software di gestione

Menù inizialeMenù iniziale

SottomenùSottomenù

Simulazioni e acquisizioniSimulazioni e acquisizioni

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2. Problemi del sistema IMI

1. “Salti” del manipolatore in fasedi acquisizione dati

2. Non agevole sostituzionedell’algoritmo di controllo

3. Mancata possibilità di interfacciacon Matlab

4. Sistema chiuso

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3. Scopi della tesi

1. Realizzare un sistema aperto

e documentato2. Ottenere un software di gestione

integrato con Matlab

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4. L’ambiente OpenDSP

1. Hardware costruito attorno adun DSP (Digital Signal Processor)

2. Software di interfaccia con Matlab

3. Configurabilità

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L’hardware di OpenDSP

PC host

OpenDSPMotherboard

DSP

OpenDSP Bus

Field Unit

OpenDSP rack

Manipolatore NSK

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Il rack OpenDSP

AlimentatoreAlimentatore

Interfaccia con gli azionamentiInterfaccia con gli azionamenti

Collegamento con il PCCollegamento con il PC

Field UnitField UnitDSP MBDSP MB O-DSP busO-DSP bus

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L’interno del rackMODULO DI CAMPO

(FIELD UNIT)

DSP

SCHEDA DSP FRONTALINI DEL RACK

CN2 - CN3Axis Limits

LED’s - STOP

O-DSP Bus(backplane)

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MatDSP: un toolbox di Matlab

1. Acquisizione dati direttamentedal workspace di Matlab

2. Visualizzazione delle acquisizioniin real time (dspscope)

3. Applicazioni per modellistica econtrollo

4. Intervento sui parametri dicontrollo senza fermare il

processo

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MatDSP: applicazioni

Acquisizione e visualizzazioneAcquisizione e visualizzazione

Template per routine di controlloTemplate per routine di controllo

Simulazione con SimulinkSimulazione con Simulink

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5. La nuova configurazione

PC host

Manipolatore NSK

OpenDSP rack

CN2, CN3, finecorsa

Collegamento EPP

RS-232C

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Collegamenti

Motori

Sensori

Robot NSK

Amplific.

Controllo

Azionamenti

Comando Corrente

Cavo“Axis motor”

Cavo CN4(resolver)

PC host

COM1/COM2

LPT1 LPT2

O-DSP rack

Posizione Flags

Manipolatore

Cavo parallela EPP

Cavo ALTERA della scheda di I/O

Cavo fine corsa“Axis limits”

Cavo CN2Cavo CN3(rif. di coppia)

Cavo CN1(comandi)

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6. Conclusioni e sviluppi

1. Ambiente di gestione:

abilitazioni ed emergenze chiusura dell’anello di controllo

2. Sistema aperto e configurabile

3. Integrazione completa con Matlab

4. Auspicabile realizzazione diun’interfaccia grafica in Matlab

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7. Ringraziamenti

OpenDSP è realizzato dal L.I.M. Laboratorio Interdipartimentaledi Meccatronica(Responsabile: ing. S. Carabelli)

Il manipolatore proviene dal LA.DI.SPE. Laboratorio Didattico Sperimentaledi Automatica(Responsabile: prof. C. Greco)