Herramienta de Cómputo para Grabado mediante PDA.

Encuentro de Investigación en IE, 17—18 Marzo, 2005
Encuentro de Investigación en Ingeniería Eléctrica
Zacatecas, Zac, Marzo 17 —18, 2005
Herramienta de Cómputo para Grabado
mediante PDA.
Morales-Valladares J,
Licenciatura en Ciencias Computacionales Electrónica (estudiante) , Instituto Nacional de
Astrofísica, Óptica y Electrónica, Av. Universidad 1001, Col. Chamilpa, CP 62210, Cuernavaca,
Morelos, México. TEL: +(777)3297084, correo-e: demmy_10@hotmail.com
Basurto-Pensado M.A.,
Centro de Investigación en Ingeniería y Ciencias Aplicadas,
Laboratorio de sensores de fibra óptica, Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Morelos,
CP – 62210.
TEL: +(777)3297084, ext. 6208, correo-e: mbasurto@uaem.mx
Ochoa-Ortiz-Zezzatti C.A.,
Instituto de Computacão (Programa Postdoctorale), UNICAMP; Radamaelli Brasil.
correo-e: cbr_lad7@yahoo.com.mx
Resumen - El presente trabajo describe el funcionamiento de una herramienta de cómputo que se está
desarrollando para realizar procesos de control mediante un dispositivo PDA. En esta herramienta se utiliza una
técnica de Inteligencia Artificial, denominada Razonamiento Basado en Casos (RBC) que nos permite optimizar
las instrucciones de código para llevar a cabo un proceso de control. El código se encuentra escrito en lenguaje
“C”, y está desarrollado en el programa Code Warrior que permite transferir el sistema al dispositivo PDA. El
desarrollo consiste en elegir una serie de parámetros que nos dan la pauta para realizar la búsqueda en una
librería de casos mediante RBC y poder asi procesar los datos por la PDA, teniendo ya realizada la parte de
software se envía al puerto infrarrojo del dispositivo, para después enviar la información a un receptor que se
encarga de transmitirla y realizar el movimiento de motores.
Abstract – The present work describes the operation of a computing tool that is under development to
make control of processes by a PDA device. In this tool a technique of Artificial intelligence is used,
denominated Reasoning Based on Cases (CBR) that allows us to optimize the instructions of code to
carry out a control process. The code is written in language "C", and it is developed in the program
Code Warrior that allows to transfer the system to device PDA. The development consists of choosing a
series of parameters to set the standard to us to make the search in a cases library by CBR and process
the data by the PDA, having already made the part of software is sent to the infrared port of the
device, later to send the information to a receiver that is in charge of transmitting it and to make the
movement of motors.
Palabras clave — CNC , PDA, RBC.
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O
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I. INTRODUCCIÓN
riginalmente, las técnicas de grabado eran realizadas por equipos de grandes tamaños. Estos
equipos están sujetos a un ordenador para controlar el manejo del proceso de grabado.
El Control Numérico Computarizado (CNC) tuvo su origen a principios de los años
cincuenta en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), en donde se automatizó por
primera vez una gran fresadora. En esa época las computadoras estaban en sus inicios y eran tan
grandes que el espacio ocupado por la computadora era mayor que el de la máquina.
Hoy día las computadoras son cada vez más pequeñas y económicas, con lo que el uso del CNC se
ha extendido a todo tipo de maquinaria: tornos, rectificadoras, eletroerosionadoras, máquinas de
coser, etc.
En una máquina CNC, a diferencia de una máquina convencional o manual, una computadora
controla la posición y velocidad de los motores que accionan los ejes de la máquina. Gracias a esto,
puede hacer movimientos que no se pueden lograr manualmente como círculos, líneas diagonales y
figuras complejas tridimensionales.
Las máquinas CNC son capaces de mover la herramienta al mismo tiempo en los tres ejes para
ejecutar trayectorias tridimensionales como las que se requieren para el maquinado de complejos
moldes y troqueles.
Un conjunto de órdenes que siguen una secuencia lógica constituyen un programa de maquinado.
Dándole las órdenes o instrucciones adecuadas a la máquina, ésta es capaz de maquinar una simple
ranura, una cavidad irregular, la cara de una persona en altorrelieve o bajorrelieve, un grabado
artístico un molde de inyección de una cuchara o una botella, entre otros.
La tendencia actual está en reducir el tamaño de los dispositivos controladores y hacer que estos
sean más simples de programar.
II PROBLEMA.
En la actualidad existen máquinas que realizan el proceso de control mediante una computadora, la
cual funciona como cerebro para llevar a cabo este proceso, a estas máquinas se les denomina CNC
que a diferencia de una máquina convencional o manual, una computadora es la que controla ese
proceso.
Un inconveniente que se les presenta a ciertas instituciones que requieren llevar a cabo este tipo de
procesos es el elevado costo que estas aplicaciones tienen, así como el encontrarse sujetos a un
ordenador de escritorio, lo cual delimita el área de trabajo.
III. PROPUESTA.
Desarrollar una herramienta de cómputo que nos permita controlar motores a pasos o servomotores
mediante dispositivos PDA’s, ya que permite tener flexibilidad en el manejo de aplicaciones
permitiendo adaptarse al lugar y aplicación del usuario.
Estos dispositivos son ordenadores con todo el significado de la palabra, pues disponen de
capacidad de procesamiento y almacenamiento de datos.
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Para poder llevar a cabo el control se tiene dos opciones de comunicación puerto serie y puerto
infrarrojo, el primero depende de una conexión fisica de la PDA, mientras que el segundo envía la
información de forma inlámbrica, lo cual nos permite tener independencia entre la PDA y el módulo
receptor.
IV. SOFTWARE Y DESARROLLO
A. Metodología.
Con la técnica de RBC Razonamiento Basado en Casos se pretende optimizar este sistema, al
encontrar los parámetros más adecuados para cada proceso de control, dependiendo de las
características del material y la forma geométrica que se desea grabar.
Los procesos implicados en el Razonamiento Basado en Casos (RBC) [1] se pueden representar por
medio de un diagrama conceptual (véase la Figura 1). El cuál describe al RBC típicamente como un
proceso cíclico que abarcaba las cuatro erres: RECUPERAR el caso(s) más similar; REUTILIZAR
el caso(s) para procurar solucionar el problema; REVISAR la solución propuesta en caso de
necesidad, y RETENER la nueva solución como parte de un nuevo caso. Un nuevo problema se
compara contra casos en la librería de casos y se recuperan unos o más casos similares. Una
solución sugerida por los casos que tiene gran similitud con el nuevo problema, es posteriormente
reutilizada y se prueba para obtener el éxito de la solución. A menos que el caso recuperado sea un
caso muy similar, la solución tendrá probablemente que ser revisada produciendo un nuevo caso
que puede ser conservado. Este ciclo ocurre actualmente raramente sin la intervención humana. Por
ejemplo muchas herramientas de RBC [2] actúan sobre todo como recuperación del caso y
reutilizan sistemas. La revisión del caso (también llamada, adaptación) es realizada a menudo por
los encargados de la Librería de Casos. Sin embargo, esto no debe ser visto como una debilidad del
RBC, ya que permite funcionar como una herramienta de toma de decisiones, con la colaboración
humana en ayuda de la mejor decisión [3]. En la actualidad existen una veintena de herramientas
comerciales y conferencias internacionales en el tema son realizadas cada año.
Figura 1. El Ciclo Básico de RBC [adaptado del propuesto por Aamodt & Plaza, 1994]
B. Herramienta desarrollada.
El desarrollo del sistema se lleva a cabo en el programa Code Warrior, en el cual se utiliza el
lenguaje “C”. El sistema desarrollado cuenta con los diferentes parámetros que requiere la PDA’s
para poder emitir el proceso.
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En el diagrama siguiente se muestra los diferentes bloques en los que esta basado el proceso del
sistema (Figura 2).
Almacenado en una
libreria de casos
Figura
Código numérico
interpretado por PDA
Metodología
RBC
Material
Conjunto de órdenes que
siguen una secuencia lógica
Intensidad
Velocidad
Figura 2. Bloques bajo los cuales trabaja la herramienta desarrollada.
El proceso inicia con la elección de tres de los parámetros, figura que se desea grabar, material
utilizado para llevar a cabo este proceso de grabado y por último la intensidad con la que se desea
grabar, este último factor dependiendo del material elegido previamente. Teniendo ya esta
información se utiliza la técnica de RBC en la cual se busca en la librería de casos, la velocidad más
adecuada para dichos parámetros, se obtiene esa información y se conjunta con el resto de
parámetros. Teniendo ya un conjuto de órdenes y siguiendo una secuencia lógica se procesan los
datos en la PDA[4],traduciéndolos en un código numérico para poder ser interpretados y enviados..
Con esta herramienta desarrollada y analizados los datos, entonces se puede ya realizar el proceso
de control para iniciar el grabado con los dichos datos.
El siguiente diagrama conceptual (Figura 3) muestra cómo se lleva a cabo el proceso de control
mediante la herramienta de cómputo desarrollada.
Módulo
emisor-receptor de
infrarrojo
PDA
Motor
Figura 3. Diagrama Conceptual, mostrando el Proceso de control mediante PDA.
Todo el proceso se lleva a cabo mediante el uso de "lenguaje conversacional" en el que el
programador escoge la operación que desea y la máquina le pregunta los datos que se requieren,
iniciando este con el envío de información del sistema al puerto infrarrojo, ésta es recibida por un
receptor de infrarrojos, el cuál se encarga de transmitir dicho conjunto de datos a los motores y
poder así comenzar el proceso de grabado.
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V. CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO
El sistema ha comprobado su funcionamiento, habiéndose realizado pruebas en un emulador que
nos permite tener el comportamiento de un dispositivo PDA. Falta realizar las pruebas con la parte
electrónica y poder así enriquecer nuestra librería de casos, con más “casos” específicos.
Se pretende precisar otros parámetros como lo son dimensión y grosor de las figuras, una vez
realizadas las mismas, aunado a poder utilizar este sistema desde cualquier ubicación donde se
encuentre físicamente el usuario por medio de la red internet (WWW), esto se podrá realizar con el
puerto infrarrojo.
RECONOCIMIENTOS
El presente articulo re realizó en coordinación con el Dr. Miguel A. Basurto Pensado y el Dr.
Alberto Ochoa Ortiz.
Y mediante el apoyo del PROMEP (proyecto UAEMOR-PTC-55)
Este trabajo fue desarrollado en las instalaciones del Laboratorio de Sensores de Fibra Óptica del
Centro en Investigación en Ingeniería Ciencias Aplicadas.
REFERENCIAS
[1]
[2]
[3]
[4]
A. Aamodt & E. Plaza (1994). Case-Based Reasoning: Foundational Issues, Methodological Variations, and System Approaches. AI
Communications, 7(i): pp 39-59
A. Ochoa, et al. “Proceedings of Doctoral Forum, PRICAI 2004, Auckland University of Technology, August 2004.
J. Wainer, Luana Borgonovi & A. Ochoa. “Ornithological Classification using case-based reasoning for discovered new species”,
UNICAMP Postdoctoral program; Radamaelli, Brazil January 2005.
Darly Wilding-McBride. Java Development on PDAs, Addison-Wesley.