Udana próba współpracy systemu MSA 80 z robotem IRb-60

Autorzy artykułu: B. Zając, Z. Krzemiński, J. Krzemiński, A. Dyner, Z. Orłowski
Instytut Technologii Budowy Maszyn, Politechnika Częstochowska

Informacja ogólna o systemie

System MSA 80. Robot zbudowany został w oparciu o pakiety Mikroprocesorowego Systemu Automatyki - Mikroster.

System ma współpracować z robotem przemysłowym typu IRb-80. Zadaniem robota jest trafienie chwytakiem manipulatora w okreśłony punkt przdmiotu, uchwycenie go i przeniesienie w inne miejsce oraz ułożenie w określonej pozycji. W tym celu kształt przedmiotu musi zostać zidentyfokowny; muszą zostać określone jego punkyty charakterystyczne oraz kąt obrotu. Do identyfikacji służy linia skanująca obsługiwana przez system, która przetwarza obraz przedmiotu na cyfrowy zbiór danych w pamięci systemu. 

Obsługa linii skanującej polega na przesunieciu pod nią ze ściśle określoną przekością, wózka ażurowego z przedmiotem. Synchronizację ruchu wózka z odczytem linii zapenia kontrolowany przez system liniowy ruch ramienia robota.

System przetwarza następnie dane obliczając kąt obrotu manipulatora oraz współrzędne od punktu startu. Ruch manipulatora odbywa się po wysłaniu odpowiedniego zezwolenia systemu i trwa do chwili osiągnięcia zadanego położenia sygnalizowanego sygnałem STOP SZUKANIA. 

Bezbłędna praca systemu i robota wymaga wpisania do robota programu obsługi mogącego współpracować z komendami systemu.

Konfiguracja systemu MSA 80. Robot

- pakiet CPU-03:

• pamięć EPROM systemu F800H - 4FH
• pamięć RAM systemu F000H - F7FH
• adres układu pamięci 8214 FCH - FFH
• adres ukłądu liczników 8253 F8H - FBH

- pakiet RAM-10 (4kB): 0000H - 1000H

- pakiet SIO/PIO-30: 

• adres portu szeregowego F4H - F7H
• adres portu równoległego F0H - F3H
• dodatkowy RST z klawiatury na zestyk 25, 13-masa

- pakiet IN 50T:

• adresy kanałów 1 - 8 - BBH
• adresy kanałów 9 - 16 - BAH
• zgłoszenie przerwania IRQ4(34)

- pakiet OUT 57: 

• adres kanału 1 - 8 - B8H
• adres kanału 9 - 16 - B9H
• kasowanie kanału 1 - 8 - BEH
• kasowanie kanału 9 - 16 - BFH

- pakiet GRAF 62: pakiet monitora graficznego

- pakiet MEM 17 (8kB-RAM, 8-kB-EPROM) - 2x

• pamięć RAM A000H - DFFFH
• EPROM - 4000H - 7FFFH

- pakiet sterowania linią skanującą

• brama 8212 - 0900H

- kaseta systemowa z zasilaczami

- monitor graficzny

- terminal alfanumeryczny

- drukarka. 

Opis działania linii skanującej

Linia skanująca zbudowana jest z matrycy 8x16 fototranzystorów oświetlanych matrycą diod na podczerwień.

Przesunięcie fototranzystorów o 2mm w każdym z 8 wierszy pozwala przy odpowiedniej obsłudze programowej na uzyskanie obrazu o rozdzielczości 2x2mm.

Obsługa ta polega na synchronizowaniu prędkości przesuwu przedmiotu pod linią z odczytem linii, a następnie na programowej obróbce odczytanych bitów informacji. Poszczególne kolumny fototranzystorów uaktywniane są do odczytu za pomocą dekodera 1 z 16 (74154), który adresowany jest z systemu. Kolumna taka zasilana jest z inwerterów OC (7406), a odczytana informacja wysyłana jest do systemu po wzmocnieniu.

Opis pakietu sterowania linią skanującą

Pakiet sterowania linią skanującą jest pakietem pracującym w systemie MSA i korzytsającym z jego magistrali. Praca pakietu polega na wysłaniu adresu kolumny (uaktywnieniu tej kolumny) i odczytaniu stanu wiersza. Obydwie informacje zatrzaskiwane są w bramach 8212 i odczytywane poprzez bufory 8216. Rodzaj pracy wybierany jest dekoderem adresu i sygnałami I/OW i I/OR. Dodatkowo na pakiecie zamontowano układ liczników 8253 służący do ewentualnego sprzętowego pomiaru prędkości ruchu wózka za pomocą wystawianego przerwania. 

Na płycie zainstalowane są w wyskalowanej odległości dwa punkty pomiarowe pozwalające na precyzyjne określenie prędkości poruszania się wózka. Podają one sygnał na wejście bramkujące GATE 0 licznika 0 układu 8253, podczas trwania którego następuje pomiar czasu ruchu. Czas ten jest zapamiętywany w liczniku 1 i powtarzany jako cykliczne przerwanie określające moment odczytu z układu skanującego.

Opis ogólny oprogramowania

Oprogramowanie składa się z oprogramowania Robota na taśmie PK-1 oraz oprogramowania systemu na pamięciach EPROM.

Oprogramowanie Robota polega na przygotowaniu programu wykonującego odpowiednie czynności w zależności od stanu jego wejść zadanych przez system.

Oprogramowanie systemu składa się z trzech programów:

1. program obsługi linii skanującej i ruchu wózka,
2. program przetwarzania danych, obliczania współrzędnych,
3. program ruchu docelowego.

Oprogramowanie Robota i systemu jest ze sobą ściśle związane i wymaga wcześniejszego zsynchronizowania.