Desenvolvimento de uma aplicação de software que converta Código-G numa linguagem de alto nível interpretável por um controlador aberto da NI

Abstract

Nos dias de hoje, devido ao evidente aumento da eficiência dos processos onde procedimentos automáticos e autónomos são empregues, é inevitável projetar um sistema sem equacionar a utilização de técnicas computadorizadas. A elaboração desta dissertação tem como foco principal a integração de novas funcionalidades provenientes da evolução tecnológica, num sistema automatizado. De um modo mais detalhado, atualmente o manuseamento automático de máquinas a nível industrial é dominado pelos sistemas de controlo numérico, baseados na linguagem de programação denominada de Código-G. Um sistema deste tipo é definido como a operação de uma máquina através de um conjunto de instruções constituídas por números, letras do alfabeto e símbolos que a unidade de controlo consiga interpretar [2]. Tendo em consideração que o Código-G já foi diversamente testado e corroborado, o objetivo desta dissertação é então desenvolver uma aplicação de software que permita a conversão de instruções escritas nesta linguagem, numa linguagem de alto nível interpretável pelos controladores abertos da National Instruments. Posto isto, de acordo com a análise realizada do sistema físico no qual a aplicação concebida será executada, foram então estabelecidas quais as instruções que se pretendem que sejam reconhecidas pelo sistema, designadamente os comandos G00, G01, G02, G03, G20, G21, G90 e G91. Não obstante, recorrendo à implementação de mecanismos de programação sempre com o intuito de tornar o software desenvolvido o mais genérico possível, obteve-se um programa que reconhece não só o conjunto de instruções escolhido, como também possui uma estrutura passível de integrar facilmente novas instruções no mesmo. Por fim, após realizados diversos testes utilizando ficheiros escritos em Código-G com diferentes combinações das instruções escolhidas, foi possível confirmar o bom funcionamento da aplicação de software desenvolvida. Mais especificamente, o programa concebido tem a capacidade de executar movimentos retilíneos com diferentes velocidades, movimentos circulares numa gama de 0 a 360 graus, executar ficheiros em milímetros ou inches e ainda operar em modo absoluto ou relativo.

Nowadays, due to the evident increased efficiency of processes where automatic and autonomous procedures are used, it is inevitable designing a system without equating the use of computerized techniques. The development of this master thesis is mainly focused on the integration of new attributes arising from technological evolution, in an automated system. In greater detail, nowadays the automatic handling machine at an industrial level is dominated by the numerical control systems, based on a programming language called G-code. Such a system is defined as the operation of a machine through a set of instructions consisting of numbers, letters of the alphabet and symbols which the control unit is able to interpret [2]. Given that G-code has been diversely tested and corroborated, the aim of this master thesis is then to develop a software application that enables the conversion of instructions written in this language, in an interpretable high-level language for the open controllers from National Instruments. That being said, according to performed analysis of the physical system on which the application is designed to run, were then established which instructions are intended to be recognized by the system, namely the commands G00, G01, G02, G03, G20, G21, G90 and G91. Nevertheless, the implementation of programming mechanisms always aiming to make the developed software as generic as possible, allowed the creation of a program that recognizes not only the instruction set defined, but also has a structure capable of integrating new commands easily. Finally, after several tests performed using files written in G-code containing different combinations of the chosen instructions, it was possible to confirm the proper functioning of the developed software application. More specifically, the conceived program is able to perform rectilinear movements with different velocities, circular movements with a range of 0 to 360 degrees, execute files in millimeters or inches, and operate in absolute or relative mode.