Sviluppo di un’architettura software di controllo orientata alla Machine Vision per un manipolatore robotico industriale

In the framework of Industry 4.0, cycle time optimization drives quality control toward dynamic in-motion inspections, whose deployment is often hindered by rigid proprietary software and non-deterministic network latencies. This thesis develops and validates an open, modular control architecture for a robotic cell equipped with a DENSO VS-6577GM-B manipulator and an RC7M controller, dedicated to handling optical sensors. Replacing the pre-existing LabVIEW interface, an object-oriented Python library based on the b-CAP protocol was implemented to seamlessly orchestrate robot kinematics and acquisition devices. To ensure deterministic synchronization between the Tool Center Point position and image acquisition, triggering was delegated to the controller's internal RTOS via spatial tolerance volumes and physical I/O switching, eliminating the jitter inherent to software polling. Experimental validation using a Basler industrial camera along a metric reference at various speeds confirmed high system repeatability, keeping deviations within tolerances and quantifying the systematic hardware delay. The developed solution extends the manipulator's operational lifecycle and enables straightforward integration with advanced computer vision pipelines.

Nell'ambito dell'Industria 4.0, l'ottimizzazione dei tempi ciclo favorisce l'adozione di controlli qualità dinamici in movimento, la cui efficacia è tuttavia limitata dalla rigidità dei software proprietari e da latenze di rete non deterministiche. Il presente lavoro di tesi sviluppa e valida un'architettura di controllo aperta e modulare per una cella robotizzata basata su manipolatore DENSO VS-6577GM-B e controllore RC7M, dedicata alla movimentazione di sensori ottici. Sostituendo la preesistente interfaccia LabVIEW, è stata realizzata una libreria Python a oggetti basata su protocollo b-CAP, capace di orchestrare in modo trasparente cinematica e acquisizione. Per garantire la sincronizzazione deterministica tra posizione del Tool Center Point e scatto dell'immagine, l'attivazione è stata delegata all'RTOS del controllore tramite volumi di tolleranza spaziale e commutazione su pin I/O fisici, azzerando il jitter tipico del polling software. La validazione sperimentale con telecamera industriale Basler su riferimento metrico a diverse velocità ha confermato l'elevata ripetibilità del sistema, contenendo gli scostamenti entro le tolleranze e quantificando il ritardo hardware sistematico. La soluzione estende il ciclo di vita del manipolatore e ne predispone l'integrazione con algoritmi avanzati di visione artificiale.