XXII CICLO DI DOTTORATO in Meccanica Applicata Curriculum in Sistemi avanzati di manifattura

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Giuseppina Di Lorenzo
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1 XXII CICLO DI DOTTORATO in Meccanica Applicata Curriculum in Sistemi avanzati di manifattura Relazione II anno: Sviluppo di controlli avanzati per manipolatori interagenti con l ambiente Dottorando: Angelo Vertuan Tutor: prof. Giovanni Legnani Università degli Studi di Brescia, Italia

avanzati per manipolatori interagenti con l ambiente Dottorando: Angelo

2 Sommario Introduzione Descrizione sistema Applicazioni sviluppate Conclusioni

3 Il Punto di partenza

4 Nuovi obiettivi Necessaria approfondita fase di test del software di controllo per la verifica della stabilità e affidabilità. Messa a punto del robot a cinematica parallela Cheope per poterlo utilizzare col nuovo controllore (cablaggi e installazione sensore di forza) Sviluppo di algoritmi avanzati in interazione con l ambiente quali Guidance e Contour traking.

Messa a punto del robot a cinematica parallela Cheope per poterlo utilizzare col nuovo

5 Obiettivi L hardware di quest anno CNI new PC-Based QNX SW di controllo modulare Scheda controllo assi Sistema condizionamento dei segnali Cheope Cinematica parallela riconfigurabile Motori: 4 slitte lineari a 90 Piattaforma mobile Configurazione a 3 motori (3 gdl di traslazione) Sensore di forza new

Cinematica parallela riconfigurabile Motori: 4 slitte lineari a 90

6 Il software di Controllo Interfaccia (HMI) Logica di Gestione Algoritmi di Controllo Interfaccia (Verso HW) Supervisore Processo di Controllo Generatore di Traiettorie Server I/O Board Moduli coinvolti Robot PLC ControlAlgorithms Stato iniziale SCARA (cinematica dinamica, I/O) SCARA Moto in traiettoria Nuova implementazione CHEOPE (cinematica, dinamica, I/O) CHEOPE (Azzeramento, abilitazioni, emergenze) Manual Guidance, Contour Traking

ControlAlgorithms Stato iniziale SCARA (cinematica dinamica, I/O) SCARA Moto in traiettoria Nuova

7 Spostamento legato alla forza misurata dal sensore posto sull end-effector v α F Direzione v // dir. F v e F equiversi Manual Guidance Riferimento di velocità nello spazio di lavoro Misura di forza.. Q = JS = J(kF) Riferimento di velocità ai giunti

F v e F equiversi Manual Guidance Riferimento di velocità

8 UniBS Implicito Anelli Forza-velocità PC P F v Controlli complessi in interazione Anello Posizione v P Convertitori Velocità Esplicito PC Anelli Forza-velocità F Convertitori Forza Esplicito Implicito Coppia Posizione

P Convertitori Velocità Esplicito PC Anelli

sbavatura, saldatura), rilevazione di forme, programmazione per

9 Contour Tracking CONTROLLO IBRIDO FORZA/VELOCITA Craig (1981) Sensore di forza Possibili impieghi: lavorazioni superficiali (molatura, sbavatura, saldatura), rilevazione di forme, programmazione per apprendimento. DIREZIONE di CONTROLLO IN FORZA DIREZIONE di CONTROLLO in VELOCITA t n

10 Contour Tracking Riferimento forza (T) Riferimento velocità (O) (T) Terna mobile (Task Frame) con asse sempre normale e tengenziale alla superficie (O) Terna di rifermento fissa nello spazio di lavoro Uso del formalismo del Task Frame (De Schutter-Mason)

tengenziale alla superficie (O) Terna di rifermento fissa nello

11 Compensazione angolo τ = 2ς ω n Ritardo generato dal filtro t0 t1 Direzioni reali Direzioni con ritardo angolo ϑ = & ϑτ Compensazione del ritardo.

12 Risultati

13 Conclusioni e prospettive RISULTATI OTTENUTI Verificate le funzionalità del SW di controllo applicato al robot Cheope Implementati algoritmi di controllo in interazione impliciti basati sulla misura della forza esercitata tra robot e ambiente. PROSPETTIVE Ottimizzazione dei parametri degli algoritmi fin qui implementati Determinazione dei parametri del modello dinamico del Cheope Sviluppo di algoritmi di controllo di tipo esplicito e confronto dei risultati ottenuti con gli storici ottenuti negli anni presso il nostro laboratorio con l uso di un robot SCARA

PROSPETTIVE Ottimizzazione dei parametri degli algoritmi fin qui implementati Determinazione dei parametri del modello dinamico del Cheope

14 Grazie Grazie per l attenzione Università degli Studi di Brescia Per ulteriori informazioni: angelo.vertuan@ing.unibs.it

15 Riabilitazione e cooperazione uomo macchina Tracker Sensors Applicazioni di controllo complesse Visione Robot Cooperanti Telecamere Elettrodi EMG Lavorazioni superficiali Sensori di forza Nuove tipologie di sensori Chirurgia Strumentazione clinica Laser Interfacce aptiche Nuove frontiere

Elettrodi EMG Lavorazioni superficiali Sensori di forza Nuove tipologie

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