The present day manufacturing environment has forced manufacturing systems to be flexible and adaptable to be able to match the product demands and frequent introduction of new products and technologies. This research forms part of a greater research initiative that looks at the development of the reconfigurable manufacturing paradigm. Previous research has shown that the lack of development of a Modular Reconfigurable Manufacturing Tools (MRMT) and Open Architecture Control System (OACS) is currently a key limiting factor to the establishment of Reconfigurable Manufacturing Systems (RMS), which has been the primary motivation for this research. Open Architecture (OA) systems aim to bring the ideas of RMS to control systems for machining systems. An OA system incorporates vendor neutrality, portability, extendibility, scalability and modularity. The research has proposed, designed and developed a novel solution that incorporates these core principles allowing the system to be flexible in mechanical and control architectures. In doing so, the system can be reconfigured at any time to match the specific manufacturing functionality required at that time thereby prolonging the lifecycle of the machine via multiple reconfigurations over time, in addition to decreasing the cost of system modifications due to a well-defined modular system. The reconfiguration and machining variance is achieved by the introduction of mechanical and control modules that extend the Degrees of Freedom (DOF’s) available to the system. The OACS has been developed as a modular solution that links closely to the existing mechanical modularity on the RMT to maximize the reconfigurability of the system. The aim was to create a one to one link between mechanical and electronic hardware and the software system. This has been achieved by the addition of microcontroller based distributed modules which acts as the interface between the electro-mechanical machine axes via hardwired signals and the host PC via the CAN bus communication interface. The distributed modules have been developed on different microcontrollers, which have successfully demonstrated the openness and customizability of the system. On the host PC, the user is presented with a GUI that allows the user to configure the control system based on the MRMT physical configuration. The underlying software algorithms such as, text Interpretation, linear interpolation, PID or PI controllers and determination of kinematic viability are part of the OACS and are used at run time for machine operation. The machining and control performance of the system is evaluated on the previously developed MRMT. The performance evaluation also covers the analysis of the reconfigurability and scalability of the system. The research is concluded with a presentation based on conclusions drawn from the research covering the challenges, limitations and problems that OA and RMS can face before MRMT become readily available for industry. / M.Sc.Eng. University of KwaZulu-Natal, Durban 2013.

Orientador: João Maurico Rosario / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T12:49:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_MauricioPires_D.pdf: 8710691 bytes, checksum: 56d689278ea3902d6877db56e7475126 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo da automação relativo ao planejamento do processo, monitoração de máquinas e equipamentos, fluxo de materiais, supervisão do sistema e redes de comunicação. No trabalho são desenvolvidos programas para monitoração de máquinas e equipamentos. São apresentados e implementados algoritmos e soluções para o uso de interfaces, utilizando-se como hardware básico, um microcomputador e como linguagem de programação, o Visual Basic. São apresentados exemplos de sistemas automatizados desenvolvidos e implementados no Laboratório de Automação, onde são feitos testes comparativos de programação em Diagrama de Relés e Grafcet. Baseado na hierarquia do planejamento de sistemas CIM (Computer Integrated Manufacturing), é implementado um sistema de supervisão ao ambiente experimental PIPEFA (Plataforma Industrial para Pesquisa Ensino e Formação em Automação), que simula um sistema integrado de produção. Utilizando-se de redes e interfaces de comunicação, o sistema de supervisão integra os diversos níveis da pirâmide CIM, fazendo a comunicação do nível administrativo com o de produção / Abstract: This work presents a study of automation relative to process planning, monitoring of machines and equipment, material flux, supervision of the system and communication network. In this work are developed programs to monitoring machines and equipments. Algorithms and solutions to the use of interfaces are presented and implemented, utilizing a microcomputer as basic hardware and Visual Basic as the programmation language. Examples of automated systems are presented. They are developed and implemented in the automation laboratory "Laboratório de Automação Integrada e Robótica", where comparative tests of programming in Ladder Diagram and Grafcet are made. Based on the hierarchy of planning of the CIM:systems, it is implemented a supervisory system to the experimental ambient PIPEFA (Industrial Platform to the Research, Education and Formation in Automation), that simulates a integrated system of production. Utilized by networks and interfaces af communication, the supervisory system integrates different levels of the CIM pyramid, making a communication of the administrative leveI with the productian ane, by Internet / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: João Mauricio Rosario / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T16:01:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hervella_Cassio_M.pdf: 6637417 bytes, checksum: a9b3d4d37dcc1eba14ccf5bd3013af19 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Neste trabalho foi projetado, desenvolvido e implementado um sistema de controle programável flexível, para aplicação principal no controle de manipuladores e robôs industriais. Como método de abordagem global de um problema de controle automático, podemos dividí-lo em quatro partes principais, a primeira sendo a medição, aquisição e tratamento das grandezas a controlar, a segunda sendo o algoritmo de controle e o sistema de acionamento, a terceira sendo a automatização via programação e simulação de trajetórias e tarefas, e finalmente, a quarta parte sendo a interface homem-máquina. Sendo assim, subdividiu-se o sistema de controle desenvolvido em quatro módulos principais, sendo eles, o módulo de Monitoramento e Supervisão, o módulo de Controle e Acionamento, o módulo de Programação e Simulação e o módulo de Interface com o Usuário; por sua vez, estes módulos são compostos por vários sub-sistemas modulares, que foram projetados, desenvolvidos e testados separadamente, para que fossem flexíveis e confiáveis, tendo sido integrados em seguida, de várias maneiras, de modo a atender às características específicas de cada aplicação. Dentre os sistemas desenvolvidos, temos, por exemplo, interfaces de interface de entrada e saída de dados digitais, interfaces de supervisão de posição, interfaces de acionamento de potência, interfaces de decodificação de sinais de encoders; programas de testes para as interfaces desenvolvidas, programa de interface gráfica para utilização pelo usuário, e outros. Numa aplicação típica, no controle de um robô industrial, podemos ter diversos tipos de atuadores, sensores, mecanismos e arquiteturas do sistema mecânico a controlar, assim, com a substituição de alguns módulos, obtêm-se uma integração flexível que atende as necessidades de cada caso, sem que seja necessário um sistema de controle completamente novo, tomando a automação mais simples, eficiente e rápida. Por exemplo, na automação de um robô, podem ser necessários dois computadores, para que as cargas de processamento de dados de controle e a carga de processamento da interface gráfica com o usuário possam ser divididas entre estes; porém, numa aplicação, como o posicionamento de uma câmera de vídeo, a simplicidade do sistema mecânico, permite a utilização de um único computador, ou mesmo, uma interface dedicada, sendo mantida toda a estrutura global do sistema de controle / Abstract: In this work, it has been designed, developed and implemented a programmable flexible control system, for main application in the control of manipulators and industrial robots. As a global approaxing method for an automatic control problem, we can divide it in four main parts, the first beeing the measument, aquisition and treatment of the variables to control, the second beeing the control algorithm and the actioning system, the third beeing the automation throw programming and simulating of jobs and trajectories, and finally,the fourth beeing the man-machineinterface. Thus, we divided the developed control system in four main modules, which are, the Monitoring and Supervising module, the Actioning and Control module, the Simutation and Programming module and the User's Interface; which are compound by various modular subsystems, that were designed, developed and tested separately, so that they would be dependable and flexible, beeing then integrated, in many ways, to full-fill the specific caracteristics of each application. Within the developed systems, we have, for example, digital data input and output interface boards, position supervising boards, power driving boards, encoder sinal decodifying boards; test programs for the developed boards, graphics interface program to be utilized by the user, and others. In a tipical application, in controlling an industrial robot, we can have many diferent types of actuators, sensors, mechanisms and architectures of the mechanical system to control, thus, by substituting a few modules we can obtain a flexible integration that answers to the needs of each case, without the need of a completely new control system, making the automation more simple,eficient and fast. As an example, in the automation of a robot, may be neccessary two computers, so that the data processing loads of control and the user's graphics interface processing load can be divided between these, but, in an application, like a vídeo camera positioning, the simplicity of the mechanical system, enables the use of only one computer, or even, a dedicated board, beeing keept the global structure of the control system / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Paulo Roberto Gardel Kurka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:13:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MenezesJunior_LuizFerreira_M.pdf: 3960270 bytes, checksum: 542b501adbaca7fc3d8ff80120fab0d3 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Este trabalho apresenta um método de controle automatizado de scanners de luz baseado no posicionamento dos projetores. É desenvolvida ainda uma estratégia de posicionamento dos focos de luz, através de acionamento sincronizado por sinais de áudio. Todos os modos de controle desenvolvidos são incorporados a um software de gerenciamento. No processo de controle toma-se necessário também a construção de uma interface de dados baseada no protocolo PC-DMX512. O trabalho contempla ainda uma descrição detalhada de tal protocolo e do hardware construído. O resultado final é ilustrado através de exemplos e do manual de operação do software de controle / Abstract: The work presents a method for automatically positioning of the light beam scanners. A strategy for synchronizing their positions based on the audio signals is also developed All control modes developed are incorporated into a managing system software. The controlling process requires the construction of a digital data interface to the hardware on the basis of the DMX512 protocol. The work includes a detailed description of the DMX512 protocol and the implemented hardware. Final results are illustrated through examples and operation manual / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica