Este es el software base que se integró en el sistema de manufactura flexible o FMS 2101 repotenciado desde cero. Desarrollado principalmente para comunicar cada módulo o estación y ser siempre seguro en su funcionamiento en la FMS, también permite la automatización de la fabricación de piezas mecanizadas, cuenta con la posibilidad de funcionamiento manual o por el usuario. Este programa cuenta con más de 8000 líneas de código y fue desarrollado en 2 meses en lenguaje C para controlar un sistema de manufactura flexible que cuenta con:
• Una estación de Fresado.
• Una estación de Torneado.
• Un riel de desplazamiento lineal.
• Un controlador principal.
• Un mando de control.
• Capacidad de control de un robot manipulador.
• Gabinete de interconexiones y potencia.
Este software se divide en 4 archivos para los microcontroladores de:
• La estación de Fresado (Arduino Due)
• La estación de Torneado (Arduino Due)
• Controlador principal (Arduino Mega)
• Mando de control (Arduino Nano)
El código es totalmente estable para el usuario siempre y cuando se siga al pie de la letra el preparatorio y laboratorio desarrollado para el funcionamiento de la estación, no puedo garantizar este desarrollo más allá de esto debido a la rapidez en su desarrollo y por supuesto sepan disculparme no haber documentado el funcionamiento completo. Esto código está colocado en Github como respaldo y para futuros desarrollos en el software para la estación FMS 2101.
En primer lugar recomiendo revisar mi trabajo de titulación REPOTENCIACIÓN Y MODERNIZACIÓN DE LA ESTACIÓN DE MANUFACTURA FMS 2101 DEL DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES DE LA UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE, para mayor información y detalles de todo el proyecto. Además revisar la Guía preparatoria de la estación FMS 2101.pdf y la Guía de laboratorio de la estación FMS 2101.pdf. Para conocer el funcionamiento básico del software.
Este software fue creado específicamente para controlar esta estación FMS2101 que se muestra a continuación:
Esta estación permite introducirse al estudio de la manufactura flexible que es uno de los pilares de la industria 4.0.
Este software cuenta con las siguientes características
• Control y automatización completa de la estación de manufactura flexible o FMS.
• Capacidad de comunicación UART utilizando la interface RS232.
• Seguridad y robustez en la comunicación utilizando puertos E/S que aseguran la comunicación.
• Control y automatización de la estación de Fresado y Torneado.
• Capacidad de Mecanizado (Fresado y Torneado) manual utilizando el mando de control.
• Capacidad de Mecanizado (Fresado y Torneado) Automático utilizando el hardware de Arduino Uno con el software de RGBL.
• Conmutación entre el mecanizado automático y manual, seleccionando RGBL o el mando de control.
• Control del riel de desplazamiento lineal utilizando el mando de control.
• Control de un manipulador robótico utilizando el mando de control.
El programa tiene el propósito de controlar la estación mediante comunicación UART, donde la NCL estación de torneado, NCM estación de fresado y el mando se conectan directamente al control principal cada uno con una comunicación UART dedicada, Adicionalmente la comunicación también se realiza mediante entradas y salidas o (E/S) digitales permitiendo el control directo, seguro y estable con los motor reductores DC de la estación de torneado, fresado, riel de desplazamiento lineal y robot manipulador. Para el control del riel de desplazamiento lineal y el robot manipulador únicamente se utilizan E/S digitales y para el resto incorpora las dos maneras de comunicación.
En el siguiente grafico se observa la conexión que existe entre las diferentes estaciones.
La comunicación UART permite ordenar a la estación las acciones que debe tomar como por ejemplo que el usuario controle la máquina de fresado, torneado, riel o control principal, también permitir que el control se realice con el software RGBL.
El control principal constantemente verifica si recibe una nueva acción, esta es validada y en caso de ser correcta la función Control_Principal(); ejecuta el comando enviado.
void loop() {
Control_Principal();
if (Serial1.available() > 0) { //NCL_1
Recepcion_Dato_NCL(); //Serial1.read();
}
if (Serial2.available() > 0) { //NCM_2
Recepcion_Dato_NCM(); //Serial2.read();
}
if (Serial3.available() > 0) { //MANDO_3
Recepcion_Dato_MANDO(); //erial3.read();
}
if(NCL.recibido_nuevo_comando){
NCL.recibido_nuevo_comando=0;
Respuesta_a_comandos_NCL();
imprimir_debug_NCL();
}
if(NCM.recibido_nuevo_comando){
NCM.recibido_nuevo_comando=0;
Respuesta_a_comandos_NCM();
}
if(MANDO.recibido_nuevo_comando){
MANDO.recibido_nuevo_comando=0;
Respuesta_a_comandos_MANDO();
imprimir_debug_MANDO();
}
}
• Desconecte la energía a la estación FMS.
• Desconecte el microcontrolador que va a programas de la PCB.
• Conecte el microcontrolador a la computadora.
• Cargue el software en el IDE de Arduino a cada microcontrolador como se muestra a continuación.
• El programa ControlPrincipalFMS2101.ino para el microcontrolador Arduino Mega, que se encuentra dentro de la caja.
o Al abrir la caja (cuadrado rojo)
• El programa MandoFMS2101.ino en el microcontrolador Arduino Nano que se encuentra dentro del mando.
o Al abrir la caja (cuadrado rojo)
• El programa TornoNCL2000.ino en el microcontrolador Arduino Due. (cuadrado rojo)
• El programa FresadoraNCM2000.ino en el microcontrolador Arduino Due. (cuadrado rojo)
Debido a que el hardware implementado es mucho más potente de lo requerido para la estación y que la adición de más componentes es relativamente sencilla, pero debido a las limitaciones de tiempo en el proyecto no se logró implementar las siguientes características que llevarían la estación a la industria 4.0.
• Desarrollo de software de automatización y manufactura flexible enfocado en la producción en serie.
• Repotenciación, fabricación o integración de un manipulador robótico exclusivo para la estación.
• Integración de medios de comunicación como: Ethernet, ModBUS, Wi-fi o Bluetooth.