ZESZYTY NAUKOW E POLITECHNIKI ŚI.ASKTF.i Seria: AUTOM ATYKA z. 115
_______ 1994
Nr kol. 1251
K rzysztof R O M A N O W SK I, W aldem ar W R Ó B LEW SK I
K a te d ra A u to m a ty k i, R obotyki i Inform atyki, Politechnika Poznańska
SERWER TRANSPUTEROWY NA POTRZEBY STEROWANIA ROBOTA ZEBRA ZERO
Streszczenie: W pracy przedstaw iono zastosow anie system u transputerow ego Fast9 w system ie sterow ania ro b o ta Z ebra ZERO. Omówiono możliwości wykorzys
ta n ia tran sp u teró w w każdej warstw ie system u sterującego, a następnie opisano zm odyfikow any system sterow ania, w którym system transputerow y rezyduje na m ag istrali k o m p u te ra IBM P C . Szczególną uwagę poświęcono serwerowi tra n s p u te -
rowem u i bibliotece funkcji robota.
T R A N S P U T E R S E R V E R F O R T H E ZEB R A ZERO R O B O T C O N T R O L SY S T E M
S um m ary: T he p ap e r presents an application of th e Fast9 tran sp u te r system for th e Z ebra ZER O robot control system . M ethods of introducing th e tran sp u ters a t each layer of th e control system are discussed. T he modified control system , in w hich th e tra n s p u te r system resides on th e P C bus, is described. Special em phasis is given to th e tra n s p u te r server program , and th e parallel C w rapper function library.
T R A N S P U T E R S E R V E R F Ü R DAS SY STEM S T E U E R U N G S DES ZEB R A ZER O R O B O T E R S
Zusam m enfassung: In diesem B ericht wird die A nw endung des Fast9-Transpu- te rsy stem s in dem S teuerungssystem des Z ebra ZERO R oboters, p räse n tie rt. Die M öglichkeiten der A nw endung von T ran sp u tern in jeder Lage des Steuerungssystem w ird d isk u tiert. D ann wird das m odifizierte S teuerungssystem , in dem das T rans
p u te rsy ste m an der P C -B us resid iert, beschrieben. Eine spezielle A ufm erksam keit ist au f das S erverprogram m des T ransputers und die Instruktionenbibliothek des R oboters gelenkt.
370 K. Rom anowski, W. Wróblewski
Rys. 1. R obot Z ebra ZERO Fig. 1. Z ebra ZERO robot
1. W s t ę p
W niniejszej pracy przedstaw iono zmodyfikowany system sterow ania ro b o ta Zebra ZERO oparty n a tran sp u terac h . K oncepcja im plem entacji transputerów w system ie sterow ania rob o ta w ykorzystuje zalety zarówno system u transputerow ego - wieloprocesorowego, o dużej m ocy obliczeniowej i łatwo rekonfigurowalnego, dającego p o tencjalne możliwości w ykonania wielu obliczeń w zew nętrznej pętli sterow ania - jak i istniejącego sterow ni
ka ro b o ta Z ebra ZER O , cechującego się zintegrow aniem większości funkcji obsługi sil
ników, enkoderów i czujnika siły /m o m e n tu na jednej płycie oraz uniw ersalnym interfej
sem sprzętow o-program ow ym od strony k om putera nadrzędnego.
2. S y ste m wyjściowy 2.1. R o b o t Z eb ra ZERO
Robot Z eb ra ZE R O , przedstaw iony na ry s .l, je st m ały m robotem o sześciu rotacyjnych stopniach sw obody [3]. C harak tery zu je się udźwigiem Ik g , zasięgiem liczonym od środka ram ien ia do palców chw ytaka 0.64m i m aksym alnej prędkości obrotow ej w węzłach 150deg/s. K ażdy węzeł wyposażony je st w silnik p rąd u stałego i enkoder optyczny.
C hw ytak je s t otw ierany i zam ykany za pom ocą silnika prądu stałego. W nadgarstku robota um ieszczony je s t czujnik sily /m o m e n tu o sześciu stopniach swobody.
Serwer L ransputerow yna potrzeb y stero w an ia ro b o ta Z ebra ZERO
371
Program obsługi
Płyta ster. HCTL 1
system akwizycji
danych HCTL 1000 HCTL1000 HCTL 1000 H C T U 0 0 0
Multiplekser C trw ylifc | f î
Robot i
r y• t Czujnik
Rys. 2. H ierarchiczna stru k tu ra system u sterow ania robota Zebra ZERO Fig. 2. H ierarchical stru ctu re of the Z eb ra ZERO robot control system
S ystem sterow ania robota składa się z trzech hierarchicznych w arstw (rys.2):
1. W arstw a najniższa, bezpośrednio k o n ta k tu ją ca się z m anipulatorem , zawiera w zm a
cniacze mocy oraz system akwizycji danych sensorycznych, składający się z m ultip lek sera analogowego w ybierającego jeden z sześciu sygnałów analogowych czujnika sily /m o m e n tu , wzmacniacza pom iarowego i 10-bitowego przetwornika analogowo-cyfrowego. W szystkie te zespoły zam ontow ane są w obudowie m anipu
latora.
2. W arstw ę pośrednią stanowi sterow nik H C TL 1 zrealizowany n a płycie rozszerza
jącej do k o m p u tera typu PC. Zasadnicze funkcjo sterow ania wykonywane są Lu przez osiem układów scalonych IIP H C TL 1000. P onadto znajduje się tu układ steru jący system em akwizycji danych sensorycznych.
3. W arstw ę najw yższą stanowi kom puter typu P C /A T -386, w którym umieszczono sterow nik H CTL 1 wraz z program em obsługi kom unikującym się z jednej strony z rejestram i sterow nika, z drugiej zaś z op erato rem (użytkow nikiem ) lub program em nadrzędnym n a poziom ie poleceń określających żądane ruchy poszczególnych osi lub wyższym. Środowiskiem program ow ym je st system program owania Microsoft C. d ziała ją cy w system ie operacyjnym MS-DOS.
3 7 1 K. Rom anow ski, W . W róblewski
2 .2 . S y s t e m t r a n s p u t e r o w y
W pracach w ykorzystano p ły tę tran sp u tero w ą Fast9 [1} zainstalow aną w kom puterze typu P C /A T -386. Z n ajd u je się n a niej dziewięć procesorów INMOS T805-25M Hz, każdy z p am ięcią lokalną D R A M 4M B. P rocesor T805 stanow i układ scalony VLSI zaw ierający m .in. 32-bitow ą je d n o stk ę ce n traln ą o zbiorze instrukcji ty p u RISC oraz cztery interfejsy szeregowych łącz m iędzyprocesorow ycb z bezpośrednim dostępem do pam ięci (D M A ).
Is to tn ą cechą tran sp u teró w je st możliwość ich łączenia ze sobą poprzez łącza zapew n iające tran sm isję szeregową niebuforow aną o prędkości 20M b ity /s, dające efektyw ną prędkość przesy łan ia danych 2.34M B /s. Dwa łącza tra n sp u te ra m ogą być konfigurowane program ow o; pozostałe połączone są n a stałe.
Środow iskiem program ow ym je st system program ow ania 3L Parallel C w spółpracu
jący z system em operacyjnym MS-DOS k o m p u tera PC.
3. Z astosow anie tra n sp u te ró w w sy stem ie sterow ania ro b o ta
W ykorzystanie tran sp u teró w w system ie sterow ania ro b o ta Z ebra ZERO może pole
gać n a przekazaniu im pew nych funkcji oryginalnego system u sterow ania lub funkcji nowych, wyższego poziom u [2]. Rozważm y użycie transputerów w kolejnych h ie ra r
chicznych w arstw ach system u sterow ania omówionych poprzednio:
1. W najniższej w arstw ie system u sterow ania w ym agane są proste operacje n a syg
nałach analogow ych, co w yklucza zarówno możliwość;jak i celowość zastosow ania transputerów .
2. W pośredniej w arstw ie system u sterow ania interfejs od strony w arstw y niższej w ykorzystuje sygnały o zm iennym w spółczynniku w ypełnienia (P W M ), w ym a
g ające specjalnych układów. Istniejące układy H CTL 1000 są tu najlepszym rozw iązaniem ; realizują p o n ad to sterow anie niskiego poziom u. W prow adzenie tran sp u teró w do tej w arstw y m oże więc polegać na zastąpieniu pły ty sterow nika H C TL 1 specjalnie w tym celu skonstruow anym sterow nikiem , w którym układy H C T L 1000 k o n ta k tu ją się z jednej strony z w arstw ą niższą, z drugiej zaś strony, z um ieszczonym i dodatkow o n a płycie sterow nika ad ap teram i łącz transputerow ych ty p u INM O S C011 lub C012. A dap tery te z kolei um ożliw iają połączenie pły ty sterow nika poprzez łącza transputerow e z p ły tą transputerów - bez pośrednictw a m agistrali k o m p u te ra P C . Połączenie takie może być:
(a) osobne dla każdego kanału sterow ania (odpow iadającego osi m a n ip u la to ra ), co w ym aga osobnego a d a p te ra łącz dla każdego kanału i przynajm niej tylu sam o dostępnych łącz n a płycie transputerów ; p ły tą tą musi być wobec tego p ły ta Fast9;
(b) w spólne d la w szystkich kanałów , m ultipleksow ane n a płycie sterow nika, co w ym aga tylko jednego (wspólnego) ad a p te ra łącz i jednego dostępnego łącza n a płycie transputerów ; p ły tą tą m oże więc być również p ły ta F astlX L .
Serwer tran sp u tero w y n a potrzeby sterow ania ro b o ta Zebra ZERO
222
3. N ajw yższa w arstw a system u sterow ania kom unikuje się z warstw ą pośrednią przez zapis i o dczyt danych w przestrzeni adresowej k om putera P C . Dostęp transputerów do tych danych odbyw a się poprzez ad a p te r łącz n a płycie transputerów i m agis
tra lę ze w nętrzną kom p u tera. Rozw iązanie to nie w ym aga przeróbek sprzętowych system u sterow ania (poza zainstalow aniem p ły ty transputerow ej w kom puterze;
m oże to być zarowno p ły ta Fast9, ja k i F astlX L ). System transputerow y może przy tym kom unikow ać się z pozostałą częścią system u sterow ania na jednym z dwóch poziomów:
(a) zapisując i o dczytując rejestry sterow nika H CTL 1 poprzez dostęp do odpow iednich adresów pam ięci kom putera PC; system transputerow y przej
m uje tu całość funkcji najwyższej warstwy system u sterowania;
(b) w yw ołując odpow iednie funkcje oryginalnego program u obsługi, wykonu
jącego się n a kom puterze PC; system transputerow y stanowi tu dodatkow ą w arstw ę, nadbudow aną n a oryginalnej najwyższej warstwie system u sterow a
nia.
D ostęp program ow y tran sp u teró w do zasobów k o m p u tera P C m ożna oprzeć n a istniejących w system ach program ow ania 3L m echanizm ach; m ożna też zastąpić standardow y program -serw er transputerow y a f s e r v e r , wykonujący się na kom
p u terze P C i pośredniczący m iędzy kom puterem a tran sp u teram i, wersją opracowa
ną specjalnie d la danego zadania.
Z aletą w ariantu 2 je s t om inięcie m agistrali k om putera i wprowadzanego przez nią o późnienia oraz co ważniejsze, w przypadku 2a, kilkukrotne zwiększenie przepustowości m iędzy u k ła d am i H C T L 1000 a tran sp u te ra m i. Isto tn ą w adą je st nato m iast konieczność budow y nowego sterow nika w m iejsce istniejącego H CTL 1.
Z kolei w arian t 3 nie w ym aga żadnych przeróbek sprzętow ych. M niejsza przepus
towość nie w ydaje się tu isto tn y m problem em , wziąwszy pod uwagę p ara m etry cza
sowe sterow niką ro b o ta, który potrzeb u je przynajm niej 30p s na dokonanie pojedynczej konwersji analogowo-cyfrowej i 150ps n a przełączenie kanałów czujnika; czas pom iędzy kolejnym i od czy tam i pow inien być w ystarczający zarówno do obliczeń, jak i transm isji danych. Ten w łaśnie w ariant przedstaw iono poniżej.
4. Zm odyfikow any sy ste m sterow ania
Zasadnicze elem enty zm odyfikowanego system u sterow ania przedstaw iono na rys.3.
Z realizow ane zostały w arianty 3a i 3b om ówione wyżej; odpow iadają im dw a tryby d ostępu do układów H C TL: pośredni i bezpośredni. W początkowej im plem entacji sys
tem u zastosow ano w arian t 3b - try b pośredniego dostępu do H CTL, z uwagi na to, iż pozw ala on w ykorzystać oryginalny program obsługi H CTL. N astępnie wprowadzono w ariant 3a - try b bezpośredniego dostępu do H C TL, um ożliw iający zastąpienie sekwen
cyjnych obliczeń k inem atyki i tra je k to rii wykonywanych n a procesorze k om putera PC ich w ersją rów noległą w ykonyw aną n a tran sp u terach .
374 K. Romanowski, W. W róblewski
i ¡386 + R A M 1
S e rw e r tra n s p u te ro w y
P ro g ra m u żytko w y
B ib liote ka fu n kcji ro b o ta
h a rd w a re con nection s o ftw a re co m m unication
Rys. 3. Zm odyfikowany system sterow ania Fig. 3. Modified contro! system
4.1. P ro g ra m y obsługi H C T L
D ostęp do pły ty HCTL 1 odbyw a się poprzez w ywołanie funkcji program u obsługi HCTL, w ykonującego się na procesorze k o m p u te ra PC. W trybie pośredniego dostępu do HCTL wywoływane są funkcje oryginalnego program u obsługi. Z kolei w trybie bezpośredniego dostępu do H CTL wykorzystywana je st zm odyfikow ana wersja program u obsługi. P ro
gram ten o trzym uje polecenia dla pły ty H C P L 1 odnoszące się do położeń, prędkości i przyspieszeń w poszczególnych węzłach m a n ip u la to ra i dokonuje odpowiednicli ich kon
wersji - skalowania i operacji na poszczególnych b ajtac h i bitach do postaci wymaganej przez układy HCTL 1000.
4.2. S erw er tra n sp u tero w y
Serwer transputerow y je st program em realizującym interfejsy ze środowiskiem zew nętrznym dla programów aplikacyjnych w ykonujących się na tran sp u terarh . Ko
m unikuje się on z czterem a podsystem am i (ry s.4). Są to:
1. S ystem transputerow y. Interfejs ten o p arty je st n a typow ym połączeniu między tran sp u terem a kom puterem P C za pom ocą a d a p te ra łącza INMOS C012, zain
stalowanego na płycie tran sp u tero w ej, podłączonego do łącza 0 tran sp u lera głównego i odwzorowanego w p rzestrzeń adresow ą portów w ejścia/w yjścia kom pute
ra P C od adresu 150H. K om unikaty m iędzy serwerem a transputerem głównym (konkretnie zadaniem f i l t e r na tym tran sp u terze , które m a dostęp do łącza 0) są przesyłane przy użyciu przez serw er funkcji dostępu do portów wejścia/wyjścia
Serwer ti anspuiorow y na potrzeby sterow ania robota Zebra ZERO 375
Syslem plików MS-DOS
W m M H W m
Biblioloka graficzna
"" t ' :
S e rw e r tra n s p u te ro w y
m m
Progr. obsługi I j pośrodnioj [
HCTL i f
Progr. obsługi bezpośredniej
HCTL
f p a s i T : ■- ■ ■ ■. : ■
.
Płyta HCTL 1 t
■■V ■ i •. •
IMS C 012
'ft;,'"'
■' -V,
T ranspute r pfów ny
Filtr Biblioteka funkcji robota
Rys. 4. Interfejsy serw era transputerow ego Fig. 4. T ra n sp u te r server program interfaces
(in p and o u tp ).
2. P ły ta H C TL 1. W zależności od aktualnego try b u dostępu do HCTL, komunikacja realizowana je st w try b ie dostępu pośredniego poprzez wywołania funkcji oryginal
nego program u obsługi lub w try b ie dostępu bezpośredniego poprzez wywołania funkcji zm odyfikowanego program u obsługi.
3. K onsola kom putera P C - m onitor i k law iatura, służące do komunikacji z użytkow ni
kiem: w prow adzania poleceń i w yprow adzania inform acji o stanie system u. In ter
fejs ten je st zrealizow any przy użyciu wywołań funkcji z biblioteki graficznej kom
pilatora, co pozw ala n a rozszerzenie kom unikacji o graficzną prezentację wartości zm iennych kinem atycznych i dynam icznych.
4. System plików M S-DOS. Dostęp do nich realizowany je st za pom ocą sta n d ard o -
■ wych funkcji języka C. P liki w ykorzystyw ane są do zapisywania i odczytyw ania konfiguracji robota oraz do rejestrow ania przebiegu pracy.
4 .3 . T r a n s p u te r o w a b i b l i o t e k a f u n k c ji r o b o t a
B iblioteka ta , złożona z funkcji w ykonujących się n a tran sp u terach , pośredniczy w ko
rzystaniu przez aplikacje tran sp u tero w e z funkcji dostępu do sterownika robota, w ykonu
jących się na kom puterze P C . W p rzypadku pracy w trybie pośredniego dostępu do H CTL biblioteka ud o stęp n ia program om aplikacyjnym tc sam e możliwości, co orygi
nalny program obsługi na k o m puterze PC . P rzy pracy w trybie bezpośredniego dostępu do H CTL um ożliwia ona d o stęp do funkcji niskiego poziomu układów HCTL, pozosta - wiając obliczenia wyższego poziom u program om aplikacyjnym , które jako wykonujące
się na tran sp u terach - m ogą przeprow adzać je w sposób równoległy.
376 K. Rom anow ski, W. Wróblewski
Funkcje biblioteki d ostępne w try b ie pośrednim o bejm ują n astępujące kategorie:
1. R uch. T ra je k to rię m ożna określić poprzez zadanie jej punktów pośrednich (funkcja a d d v ia ) , przy czym początkowy p u n k t trajek to rii je st określony przez bieżące położenie i o rientację m an ip u lato ra, a końcowy pokryw a się z o sta tn io zdefi - niowanym p u n k te m pośrednim . P u n k ty te służą za podstaw ę w yznaczenia gładkiej tra je k to rii, k tó rą m ożna wykonać za pom ocą funkcji r u n p a th lub usunąć za po
m ocą funkcji c l e a r p a t h . P u n k t końcowy tra je k to rii m ożna również zdefiniować jednocześnie z poleceniem jej w ykonania, przy czym współrzędne jego m ogą być po
dan e względem bazowego albo względem lokalnego układu w spółrzędnych (funkcje move i j og). W iększość funkcji m a w arianty pozw alające n a zdefiniowanie punktów w przestrzeni w ew nętrznej lub w przestrzeni kartezjańskiej. Istnieje także funkcja um ożliw iająca ustaw ienie ram ki związanej z chw ytakiem zgodnie z podanym wek
torem ( a l i g n ) .
2. Siły. F unkcja p u sh pow oduje w yw ieranie przez chw ytak zadanej siły lub m om entu przez zadany czas.
3. C hw ytak. Je st to funkcja chw ytania z określoną wielkością otw arcia chw ytaka i prędkością ruchu ( g r ip p e r ) .
4. S pecjalne try b y ruchu. Możliwe je st w łączanie i w yłączanie specjalnych trybów ruchu. W try b ie p racy z ograniczeniam i sił ruch ro b o ta zo staje zatrzym any, gdy określona składow a siły przekroczy zad an ą w artość (funkcje f o r c e t h r e s h i t h r e s h o f f ) . W try b ie sterow ania sztyw nością m a n ip u la to ra możliwe je st u trzy m y wanie zadanej sztywności m a n ip u la to ra w czasie jego ruchu (funkcje s t i f f n e s s i s t i f f o f f ) . W try b ie pracy z oscylacjam i n a za d an ą tra je k to rię ruchu trzech złączy n ad g a rstk a nałożone są oscylacje o częstotliwości 4Hz (funkcje w obble i w o b b le o f f ). W try b ie pracy bez napędu silniki są wyłączone, nato m iast położenie je st n a bieżąco odczytyw ane. W m om encie opuszczenia tego try b u silniki zo sta ją w łączone dla u trz y m a n ia ram ien ia w bieżącym położeniu (funkcje f l o a t i f r e e z e ) . W try b ie uczenia napędy są sterow ane ta k , by siła w yw ierana przez chw ytak na otoczenie b y ła zerowa (funkcja s f l o a t ) .
5. K inem atyka. Są to funkcje obliczania rozw iązań zagadnień kinem atyki - prostego (funkcja k in ) i odw rotnego (funkcja i k i n ) .
6. O dczyt sta n u . Funkcje te o d cz y tu ją bieżące położenie i orientację chw ytaka oraz d ziała ją ce n a niego siły i m om enty (w here, r e a d f o r c e i adc).
7. P aram e try . Możliwe je st zadaw anie param etrów w pływ ających n a właściwości kinem atyczne i dynam iczne ro b o ta, w ty m m aksym alnej prędkości i przyspieszenia poszczególnych złącz m a n ip u la to ra (funkcje s e t s p e e d i s e t a c c ) , m inim al
nego czasu ruchu pom iędzy p u n k ta m i pośrednim i tra je k to rii (funkcja s e g tim e ), w spółczynnika tłu m ie n ia dla trybów sterow ania silą i sztyw nością (funkcja
Serwer tran sp u tero w y n a p o trze b y sterow ania robota Z ebra ZERO 377
se td a m p ), w artości odniesienia siły (funkcja z e r o f o r c e ) , wartości odniesienia dla enkoderów (funkcja z e r o p o s ) oraz bieżącej ram ki związanej z narzędziem (funkcja s e t t o o l ) .
8. Inicjowanie. Są to funkcje inicjujące system sterow ania, ram ię rob o ta i chw ytak oraz pozycjonujące robot w położeniach wyjściowych home i ready (funkcje s t a r t u p , r o b o t r e s e t , r o b o t i n i t , g r i p i n i t , hom erobot i gobaekhome).
9. Funkcje pom ocnicze. W ykonują one różne obliczenia pom ocnicze: m odułów wek
torów , norm , obrotów , iloczynów skalarnych i w ektorow ych, iloczynów wektorów i m acierzy oraz odw rotności macierzy, ja k również pewne operacje pom ocnicze, np.
opóźnienie czasowe (funkcje mag, n o r m a liz e , v r o t , d o t, c r o s s , f v m u lt, f f m u l t , f i n v e r t i d e la y ) .
W try b ie dostępu bezpośredniego dostępne są następujące grupy funkcji:
1. R uch. Funkcje te służą do zadaw ania położenia, położenia końcowego, prędkości, prędkości m aksym alnej i przyspieszenia odpowiednio dla aktualnego try b u pracy układ u HCTL: sterow ania położeniem , i różnych trybów sterow ania prędkością (cm dpos, c m d p o sfin , c a d v e l, cadvelm ax i cmdacc).
2. O dczyt stan u . Funkcje te przeznaczone są do odczytyw ania bieżących położeń ( a c tp o s ) i prędkości ( a c t v e l ) . Istnieje również funkcja obsługująca dodatkowy kanał n a płycie H C T L 1, połączony z czujnikiem sił i m om entów w nadgarstku, k tó ra pozw ala odczytyw ać jego w skazania (adc).
3. P aram e try . Funkcje te służą do u sta la n ia lub odczytyw ania wartości param etrów w pływ ających n a działanie układów H C TL 1000: rejestrów flag i stanu, okresu próbkow ania pętli sterow ania oraz param etrów filtra ( f l a g , s t a t u s , sam ple, f i l t g a i n , f i l t z e r o i f i l t p o l e ) .
4. Inicjowanie. Są to funkcje inicjujące układy HCTL 1000 i ustalające żądany try b sterow ania ( h c t l r e s e t , h e t l i n i t i h ctlm o d e ).
U żyw ając funkcji bezpośredniego dostępu do H CTL w połączeniu z obliczeniam i wykony
w anym i n a tra n sp u te ra c h m ożna wykonywać te sam e zadania, co w trybie pośredniego dostępu do H C TL, jednocześnie zw iększając efektywność poprzez zrównoleglenie więk
szej liczby operacji.
5. P odsum o w anie
P rzedstaw iony wyżej zm odyfikowany system sterow ania zrealizowano w laboratorium robotyki K A R iI P olitechniki Poznańskiej. Elastyczna, o tw a rta stru k tu ra w arstw y pro
gram owej system u czyni z niego dogodną platform ę badania równoległych algorytm ów sterow ania o a rc h itek tu rz e M IM D (M uliple In struction stream , M ultiple D a ta strea m ), ja k również uniw ersalne narzędzie dydaktyczne. W chwili obecnej system służy za po d staw ę projektów studenckich w zakresie program ow ania robotów i planow ania trajek to rii.
378 K. Rom anowski, W . Wróblewski
LIT E R A T U R A
[1] T h e FasŁ9 T ra n sp u te r B oard for th e IBM PC . User M anual, Q uintek L td., 19SS.
[2] Nigam R., Lee C.S.G .: A M ultiprocessor-B ased C ontroller for th e Control of M e
chanical M anipulators, IE E E Jo u rn al of Robotics and A utom ation, RA-1, n r 4, 1985, s. 173-182.
[3] Z ebra ZERO U ser’s M anual. Z ebra R obotics Inc., 1990.
Recenzent: P rof.dr hab.inż. Leszek T rybus W płynęło do Redakcji do 30.04.1994 r.
A b s t r a c t
T h e concept of im plem entation of tran sp u ters for robot control system s, presented in this paper, m akes use of advantages of the tra n sp u te r system as well as of the existing Z ebra ZERO robot controller. T h e m ain features of th e robot controller arc: integration of m ost service functions of th e m otors, encoders, and fo rce/torque sensor on a single board, as well as universal hardw are-softw are interface on th e side of th e host com puter.
T h e m ultiprocessor tra n sp u te r system Fast9, consisting of nine INM OS T805-25M Hz processors, has great th ro u g h p u t, is easy reconfigurable and gives possibilities of various co m p u tatio n s in th e ex tern al feedback loop.
T he original control and tra n sp u te r system s are first presented. B oth system s are hosted by a P C /3 8 6 co m p u ter and o p erate u nder th e MS-DOS operating system . Special em phasis is given to th e hierarchical s tru c tu re of th e control system , which incorporates several h ardw are and softw are layers. T his is followed by design considerations con
cerning possible m ethods of in tegration of th e tran sp u ters into th e control system at each hierarchical layer. T he variants adopted are described in g reater detail. T h e m ain softw are com ponents of th e modified control system are presented. These include th e tra n sp u te r server program , th a t runs on th e host com puter and interfaces to th e tra n s p u te r system , th e H C TL drivers, th a t also run on th e host and interface to th e H CTL chips on th e robot controller board, and th e parallel C w rapper function library, th a t runs on th e tra n s p u te r system and gives parallel program s access to th e robot controller.
T he functions provided by th e library are described.
