Rafał Szydłowski Kierunek Mechatronika Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki Praca dyplomowa inżynierska Opracowanie interfejsu użytkownika umożliwiającego parametryzację oraz sterowanie układami napędowymi obrabiarki mobilnej Rafał Szydłowski Kierunek Mechatronika Promotor pracy dr hab. inż. Arkadiusz Parus Szczecin, 2013

Spis treści Obrabiarka mobilna Zespół napędowy Układ sterowania Założenia interfejsu użytkownika Problemy i rozwiązania Opcjonalne udoskonalenia

Obrabiarka mobilna Opis ogólny Charakterystyka obrabiarki: 5 osi Mobilność Szybkoobrotowe wrzeciono (18 000 obr/min) Zastosowanie Obróbka w terenie np. poprawki słupów wiatraków Widoczna na ilustracji konstrukcja to prototyp.

Zespół napędowy 1 x Serwo AC 400V o mocy 3kW Zapewnia napęd głównej osi obrotu. 4 x Serwo AC 220V o mocy od 1 do 1.5kW Odpowiedzialne są za ruchy kolejnych członów obrabiarki – dwie translacje oraz dwie rotacje.

Komputer PC z zainstalowanym oprogramowaniem MATLAB Układ sterowania Falownik sterujący wrzecionem 1 x Falownik AC 400V dla napędów o mocy do 3kW 4 x Falownik AC 220V dla napędów o mocy do 1.5kW Komputer PC z zainstalowanym oprogramowaniem MATLAB

Układ sterowania Możliwości konfiguracyjne

Założenia interfejsu użytkownika Łatwa zmiana parametrów zespołu napędowego. Możliwość sterowania za pomocą klawiatury, intuicyjnych przycisków wirtualnych. Wizualizacja przeprowadzanych zmian. Animacja kierunku obrotu w postaci strzałki (elementu graficznego). Przedstawienie aktualnych parametrów. Pokazanie na ekranie aktualnych danych napędów w postaci zbliżonej do tabelarycznej.

Przykładowy interfejs

Problemy Zmiana parametrów układu napędowego Sterowanie wrzeciona z wyjścia analogowego Bazowanie obrabiarki Dopasowanie osi do odpowiednich numerów portów COM

Problem Zmiana parametrów układu napędowego Aktualnie zmiana parametrów odbywa się za pomocą dedykowanego oprogramowania do falowników. Podstawowe parametry mogą być zmieniane przy pomocy Matlaba z wykorzystaniem napisanych skryptów. Należy zapewnić sprawdzenie poprawności przesyłanych danych.

Rozwiązanie Zmiana parametrów układu napędowego Interfejs użytkownika pozwoli na intuicyjną zmianę parametrów napędów. Skrypty będą wykonywane automatycznie po naciśnięciu danego elementu interfejsu użytkownika.

Problem Sterowanie wrzeciona z wyjścia analogowego Aktualne sterowanie prędkością za pomocą potencjometru. Falownik sterujący wrzecionem

Rozwiązanie Sterowanie wrzeciona z wyjścia analogowego Poszukiwana możliwość monitorowania danego obszaru pamięci falownika i wystawienie jego wartości w postaci napięcia. Falownik sterujący wrzecionem

Problem Bazowanie obrabiarki Aktualnie bazowanie opiera się o czujniki indukcyjne. Zastosowane są enkodery inkrementacyjne.

Rozwiązanie Bazowanie obrabiarki Wykorzystanie fazy Z enkodera dającej dokładnie jeden impuls na każdy obrót.

Problem Dopasowanie osi do odpowiednich portów COM Aktualnie podczas użytkowania potrafi dojść do sytuacji, że osie pozamieniają swoje porty COM.

Rozwiązanie Dopasowanie osi do odpowiednich portów COM Zrealizowanie skryptu wyszukującego aktywne porty COM. Sposób działania: Podłączenie się do każdego aktywnego portu COM. Próba odczytania wartości z pamięci falownika. Przyporządkowanie portu COM do odpowiedniej osi na podstawie odczytanej wartości.

Opcjonalne udoskonalenia

Dziękuję za uwagę

Bibliografia Roger S. Pressman: Praktyczne podejście do inżynierii oprogramowania. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2004. ISBN 83-204-2933-1. Burkhard Kainka: „Messen, Steuern, Regeln über die RS 232-Schnittstelle“, Burkhard Kainka, Franzis Verlag, 1997, ISBN 3-7723-6058-0. Joe Campbell: "V 24 / RS-232 Kommunikation", Sybex-Verlag, 1984, ISBN 3-88745-075-2.

Coś o falownikach