Architektura sterowania równoległym manipulatorem Hexa na bazie mikrokontrolerów rodziny SAM7S

• Autorzy: Fedus A. , Osypiuk R.

Warianty tytułu

EN

Hexa parallel robot control architecture based on SAM7S microcontrollers family

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszym artykule przedstawiono założenia projektowe oraz realizację otwartej architektury sterowania dla równoległego manipulatora Hexa, w oparciu o 32-bitowe mikrokontrolery z rdzeniem ARM7 TDMI. W projekcie sterownika o niewielkich gabarytach, niskim koszcie i wydajności zbliżonej do rozwiązań komercyjnych wzięto pod uwagę wydajność obliczeniową zastosowanych procesorów. Dla uzyskania lepszych osiągów proces sterowania został podzielony na kilka zadań realizowanych przez cztery procesory. Prezentowane wyniki prac mogą posłużyć jako interesujące wskazówki dla projektantów zarówno prostych jak i złożonych systemów sterowania w mechatronice.

EN

In this paper was presented assumptions and implementation of Hexa parallel robot control architecture based on 32-bit microcontrollers with ARM7 TDMI core. In developing low-cost controller of small size, and performances similar to commercial solutions the processors capacity was took into account. For better performance process of control was divided into few tasks which were computed on four processors (Fig. 2). Furthermore there was presented implementation of angular position digital controller (Fig. 5) with respect to the noise influence for control quality. The most difficult problem was to find solution of inverse kinematics with respect to the limited processors capacity. Although the direct kinematics in closed-loop architecture is often complex, the inverse kinematics is very simple. In first step the transform matrices which describe transformation from coordinate systems combined with platform to coordinate systems combined with active joints were found. Last step demonstrates how to find angles in every active joint using geometrical method (Fig. 8). Presented results may be used as helpful hints in developing simple or more complex control systems in mechatronics.

Słowa kluczowe

PL

Manipulator Hexa; zamknięty łańcuch kinematyczny; mikrokontrolery ARM; otwarte architektury sterowania; układy wbudowane

EN

Hexa manipulator; closed kinematic chain; ARM microcontrollers; open control architectures; embedded system

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 56, nr 6
• Strony: 581--584
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Fedus A.

autor

Osypiuk R.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Instytut Automatyki Przemysłowej, ul. 26 Kwietnia 10, 71-126 Szczecin,

Bibliografia

• [1] http://www.kuka-robotics.com/en/products/controllers/
• [2] http://www.staubli.com/en/robotics/products/robot-controller/
• [3] http://www.beckhoff.com/
• [4] Osypiuk R., Kroeger T.: A Low-Cost Hexa Platform for Efficient Force Control Systems with Industrial Manipulators, Solid State Phenomena, vol. 147-149, pp. 1-6, 2009.
• [5] Osypiuk R.: Hexa Platform as Active Environment System, Int. Workshop on Robot Motion and Control, Czerniejewo, Poland, 2009.
• [6] Finkemeyer B.: Robotersteuerungsarchitektur auf der Basis von Aktionsprimitiven. Fortschritte in der Robotik, Volume 8, Shaker-Verlag, 2004.
• [7] Craig J.: Wprowadzenie do robotyki. WNT, Warszawa 1993.
• [8] Fedus A.: Projekt i konstrukcja równoległego manipulatora o 6-ciu stopniach swobody. Pol. Szczecińska, Praca dyplomowa, 2008.
• [9] Augustyn J.: Projektowanie systemów wbudowanych na przykładzie rodziny SAM7S z rdzeniem ARM7TDMI, Wyd. IGSMiE PAN, 2007.
• [10] http://www.atmel.com/
• [11] Tomaszewski K.: Roboty Przemysłowe. Projektowanie układów mechanicznych. WNT, Warszawa, 1993.
• [12] Marlete J. P.: Parallel Robots. Kluwer Academic Publishers.
• [13] Hesselbach J., Bier C., Campos A., Loewe H.: Direct kinematic singularity detection of a hexa parallel robot. In Proc. of IEEE Int. Conference on Robotics and Automation, pp. 3249-3254 (2005).
• [14] Thomas U. and Wahl F.: A General and Uniform Notation for any Kinematic Structure. Mechatronics and Robotics Aachen, Germany, 2004, Part II, pp. 175-180.
• [15] http://www.rob.cs.tu-bs.de/research/projects/hexa