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I Congresso de Iniciação Científica e Pós-Graduação –Florianópolis (SC) –setembro 2010
CONTROLADOR NUMÉRICO DE INTERFACE ABERTA STEP-NC 1
Controlador numérico de interface aberta STEP-NC (Parte 1)
Roberto S. U. Rosso Jr. 2 , Eduardo Harbs 3 , Fernando Lafratta 4 , Allan Y. Hasegawa 5 , Hermann Jr.
Finke 6
Palavras-chave: CNC, STEP-NC, blocos de função.
Neste trabalho foi desenvolvida uma máquina CNC aderente à STEP-NC e à IEC61499. A estrutura
mecânica utilizada possui três eixos coordenados movimentados por motores de passo que são
alimentados pelos seus respectivos drivers e controlados por um microcontrolador PIC18F4550 da
Microchip. O circuito microcontrolado possui comunicação com o PC, onde foi implementado o
protocolo MODBUS RTU para a troca de dados de posição e velocidade dos três eixos. Optou-se pela
utilização do protocolo MODBUS RTU devido a sua grande disseminação nas redes industriais e por
também estar previsto seu uso na norma IEC61499 para comunicação mestre/escravo entre os
dispositivos da rede. Foi desenvolvido também um compilador (descrito na parte 2 deste trabalho)
para fazer a análise léxica, sintática e semântica de um arquivo STEP-NC. A partir da saída do
compilador, outra aplicação gera um arquivo em linguagem Assembly, convertendo cada Workingstep
em uma estrutura de dados. Essa estrutura gerada, juntamente com a sequência de Workingsteps,
definida no Workplan, fornece as ligações entre os blocos de funções pré-configurados e armazenados
em uma biblioteca dentro do PC (microcomputador pessoal). Como num arquivo STEP-NC não é
definido a trajetória da ferramenta, esta decisão é tomada pelo algoritmo implementado dentro do
bloco de função. Para cada Workingstep é definido um bloco de função dentro de uma biblioteca
construída neste trabalho. Durante a execução, os dados são atualizados nos blocos de funções quando
os eventos ocorrem. Na comunicação entre o PC e o microcontrolador é feita a troca de dados
referente ao posicionamento da ferramenta. O microcontrolador é responsável por armazenar a posição
final enviada pelo PC e controlar os drivers de acionamento dos motores de passo para o
posicionamento da ferramenta. Durante a movimentação dos eixos, o mestre ou PC, fica enviando
mensagens de leitura da posição atual da ferramenta e compara com os valores da posição final
desejada. Caso a posição atual lida seja igual à posição final desejada, é enviada uma nova posição
caso haja ou o processo é encerrado. Neste trabalho os blocos de funções foram implementados em
PC, em um software que simula um controlador lógico programável, o SoftPLC. Com a integração das
duas normas citadas, características como interoperabilidade, portabilidade, reconfigurabilidade são
postas em prática proporcionando benefícios para a indústria. Entre os trabalhos futuros pretende-se
utilizar servo acionamento, obtendo um controle de posição em malha fechada e embarcar a biblioteca
de blocos de funções em um CLP comercial, ficando o PC com o tratamento do arquivo STEP-NC
dando mais flexibilidade ao sistema.
1 Projeto de Pesquisa - N o 1332/2008 – CCT-UDESC
2 Orientador, Professor do Departamento de Ciência da Computação CCT-UDESC – rosso@joinville.udesc.br
3 Acadêmico do Curso de Engenharia Elétrica – CCT - UDESC, bolsista de iniciação científica PIBIC/CNPq.
4 Professor Participante do Departamento de Engenharia Mecânica - CCT-UDESC
5 Acadêmico do Curso de Ciência da Computação – CCT-UDESC
6 Acadêmico de Pós-graduação em Computação Aplicada – CCT-UDESC