Upravljačke jedinice otvorene arhitekture za upravljanje mašinama alatkama i industrijskim robotima
Na sličan način na koji je otvorena arhitektura uticala na revolucionaran rast PC industrije, otvorenost arhitekture upravljačkih jedinica mašina alatki treba da doprinese, kako bržem rastu industrije mašina alatki, tako i bržem razvoju malih i srednjih preduzeća iz oblasti mašinstva, kroz osavremenjavanje postojećih mašina alatki uz minimalna ulaganja. Modernizacija glavnih industrijskih kapaciteta Republike Srbije iziskuje retrofit tehnološki zastarelih mašina alatki, koje čine težište domaće mašinske indistrije. Tu se u prvom redu podrazumeva modernizacija upravljačkih sistema koji treba da povećaju produktivnost, otvaranjem mogućnosti za korišćenje savremenih CAD/CAM sistema uz efektivno povećanje brzine obrade.
Trenutno na tržištu postoje komercijalni programski paketi i sistemi koji pokrivaju ovaj segment. Međutim, oni su, zbog visoko postavljenih zahteva primene, zatvorenosti arhitekture i visoke cene, gotovo potpuno nedostupni domaćem tržištu. Upravljačke jedinica otvorene arhitakture omogućavaju konfigurisanje upravljanja, ne samo mašina sa trivijalnom kinematikom, već i višeosnih mašina alatki sa netrivijalnom kinematikom i industrijskih robota. Univerzalnost primene novog upravljanja je jedna od glavnih njegovih odlika i uz veoma nisku cenu, čini glavnu razliku u odnosu na komercijalno raspoložive sisteme.
Koncept CNC-a otvorene arhitekture
EMC2
EMC2 (eng. Enhanced Machine Controller) je real-time sofverski sistem za upravljanje mašinama alatkama, čiji se kod može slobodno koristiti, modifikovati i distribuirati (GNU General Public License). Predviđen je za rad na Linux/UNIX operativnom sistemu sa real-time ekstenzijom.Osnovu softverskog paketa, koga danas koristimo i modifikujemo, razvio je NIST - National Institute of Standards and Technology (Nacionalni institut za standarde i tehnologiju, SAD).
Transparentan sistem koji integriše funkcije direktne i inverzne kinematike, kao i jednostavna izmena upravljačke konfiguracije, čini EMC2 idealnim za upravljanje mašinama alatkama, standardne i specifične konfiguracije, kao i rekonfigurabilnim obradnim centrima.
Za realizaciju upravljačke jedinice za upravljanje višeosnom mašinom neophodno je obezbediti stabilnu hardversku platformu, real-time operativni sitem i upravljački softver otvorene arhitekture sa odgovarajućim performansama. Kao hardverska platforma, u našem slučaju, je izabrana industrijska PC računarska platforma, kompatibilna sa odgovarajučim operativnim sistemom za rad u realnom vremenu. Pri tome je od posebnog značaja cena koja je i nekoliko puta niža od komercijalno raspoloživih CNC hardverskih platformi. Kao vrlo pouzdan i široko rasprostranjen, Ubuntu real-time Linux je pronašao svoje mesto u našem razvojnom projektu. Ovaj operativni sistem u potpunosti zadovoljava kriterijume izbora koji se odnose na vremenski kritične procese softverskog CNC. Period izvršavanja servo petlje od 1ms i generisanje novog interpolacionog segnmenta putanje na svakih 5ms, kao i pravovremeno izvršavnje ne manje važnih procesa nižeg prioriteta uz paralelan konforan rad korisnika sa drugim manje zahtevnim aplikacijama su glavni kriterijumu koji se uzimaju u obzir prilikom izgradnje CNC hardverske platforme i izbor operativnog sistema. Da bi koncepcija upravljačke jedinice bila upotpunjena, u PC računarsku platformu je neophodno uključiti odgovarajuće CNC interfejs kartice. PCI interfejs ka matičnoj ploči računara je bio jedan od glavnih kriterijuma za izbor MOTENC Lite kartica. Dve ovakve kartice, koje su pridodate osnovnoj računarskoj platformi imaju ukupno osam analognih izlaza za vezu sa frekvencijskim regulatorima i osam kvadraturnih digitalnih ulaza za vezu sa optičkim mernim sistemima. Tu je i mnoštvo digitalnih ulaza i izlaza za vezu sa senzorima i mikro-prekidačima sa mašine alatke.
Struktura CNC-a otvorene arhitekture razvijenog na PC računarskoj platformi