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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)