Università Degli Studi di Napoli “ Federico II” Tesi di Laurea In Ingegneria e Tecnologia dei Sistemi di Controllo CONTROLLO “PC-BASED” DI UNA CELLA ROBOTIZZATA Relatore: Ch.mo Prof. Pasquale Chiacchio Candidato: Pasquale Di Lorenzo Mat. 41/2253 Giugno 2004

Real-Time Operative System PC-Based Control Personal Computer + Real-Time Operative System Platform for User Interface PC-Based Control Developing Environment Working Place PC Platform for Real-Time-Tasks

La Cella Robotizzata Apparecchiature : Robot Smart 3S/C3G-9000 Pinze Pneumatiche Nastro Trasportatore PC-Linux-RTAI Schede di Comunicazione

Comunicazione Robot REPLICS • gestire e/o simulare contemporaneamente ed indipendentemente i robot industriali COMAU Smart-3S e le unità di controllo aperte C3G-9000; • monitorare, salvare su disco e graficare in tempo reale le posizioni, le correnti e le forze; • eseguire moduli e file di script RPL per la comunicazione con i Robot; • avere una vista 3D dei robot in tempo reale; • trasmettere dati attraverso le porte seriali e parallele; • controllare il tutto da una postazione remota;

Comunicazione Nastro/Pinze Smartlab I/O Features : 16 relay output channels 16 input channels Response time for relay: 1 ms minimum Port address selectable

Linux-RTAI RTHAL

SOPLICS – Architettura (SOftware Plc under LInux Control System)

Modulo Principale

Modulo Robot

Modulo Smartlab

Modulo Utente

Macro e Funzioni Input Smartlab: Output Smartlab : if (FD3) { …azione …} if (SMA_1) { …azione …} ……… Output Smartlab : AVA=1; OPEN_PINCER_0=1; ……. Fasi e Transizioni : X(1)=1; if (X(1)) { … azione … } CLEAR_TR; TR(1)=1; Input Robot: if(IS_DRIVE_ON(1)) { …azione … } if(IS_POS_OK(i)) { …azione … } …… Funzioni Temporali: reset_timer(1): load_timer(1,5*SECs); If (!timer(1)) { … azione …} Output Robot : DRIVE_ON(0); set_pos(rob_pos,0); MOVE_TO(0); ….. Supervisione : NEUTRO ‘N’ ; VERDE ‘V’ GRIGIO ‘G’ ; BIANCO ‘B’ NO_PEZ ‘X’ ; IN_MOV ; P1 ; P2 ; SUL_NASTRO START ; STOP ..….

Interfaccia Grafica 1/2 Configurazione

Interfaccia Grafica 2/2 Quadro Sinottico

Esempio Modulo Utente int scan_loop() #define EVENT1_ON case 3: #include <splc_ctrlmod.h> static int c=0; // contatore numero viti static int fronte_di_salita(unsigned int in) { static int just1=0; if(in) { if(!(just1)) { just1=1; return 1; } else return 0; } else { just1=0; return 0; } int scan_loop() static int init=0; if(init) goto start; X(0)=1; init=1; // ----- AZIONI ------ // start: if(X(1)) { c=0; COL_PEZ=NEUTRO;} if(X(2)) { AVA=1; } if(X(4)) { AVA=0; switch(c) { case 1: COL_PEZ=VERDE; break; case 2: COL_PEZ=GRIGIO; case 3: COL_PEZ=BIANCO; break; default : COL_PEZ=NEUTRO; } CLEAR_TR // - VALUTAZIONE DELLE // TRANSIZIONI SUPERABILI--- // if(X(0) && START) TR(0)=1; if(X(1) && FD1) TR(1)=1; if(X(2) && KMA) TR(2)=1; if(X(3) && FD4) TR(3)=1; if(X(4) && !FD4) TR(4)=1; //---- AGGIORNAMENTO // DELLA CONDIZIONE -------// if(TR(0)) { X(0)=0; X(1)=1; } if(TR(1)) { X(1)=0; X(2)=1; } if(TR(2)) { X(2)=0; X(3)=1; } if(TR(3)) { X(3)=0; X(4)=1; } if(TR(4)) { X(4)=0; X(1)=1; } EVENT1=fronte_di_salita(S1); return 0; static void event1_fun(int e) { c++;

Algoritmi di Controllo della Cella 1/4 Specifiche funzionali del Compito Realizzazione di un ciclo di Pallettizzazione/Depallettizzazione Gestione Allarmi Allarmi di time-out Allarmi relativi a consensi elettrici Allarmi conseguenti a malfunzionamenti del programma Allarmi conseguenti a stati di emergenza

Algoritmi di Controllo della Cella 2/4 Decomposizione in SFC nome descrizione liv. gerarchico GR1 Generale 1 GR2 Nastro 2 GR3 Robot6A GR4 Robot7A M3.1 Pallet-Robot6A 2 - macrofase M3.2 Depallet-Robot6A M4.1 Pallet-Robot7A M4.2 Depallet-Robot7A GRA1 Malfunzionamento fotocellule GRA2 Allarme Pinza 0 GRA3 Allarme Pinza 1 GRA4 Allarme Sovraccarico Termico e EMERG GRA5 Allarme Compressore GRA6 Allarme Riconoscimento Pezzo GRA7 Allarme Robot_6A GRA8 Allarme Robot_7A

Algoritmi di Controllo della Cella 3/4 Esempio SFC : GR1 Generale SFC Funzionale SFC Operativo

Algoritmi di Controllo della Cella 4/4 Esempio SFC Allarme : GRA1 Malfunzionamento Fotocellule SFC Funzionale SFC Operativo

Conclusioni e Sviluppi Futuri Obiettivi Raggiunti: SOPLICS : Ambiente PC-Based per il controllo e supervisione della cella robotizzata Modulo di controllo indipendente e programmabile dall’utente Sviluppi Futuri: Aggiunta di moduli device-driver per il controllo di nuove apparecchiature Controllo Remoto Lan/Wan