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Conexión LabVIEW con SolidWorks Córdova Alexander
Abstract—In this paper, it has a small project to pass the course of advanced LabVIEW, which is the connection between SolidWorks and LabVIEW Arduino to control externally via potentiometers the position of a robotic arm with 3 degrees of freedom designed SolidWorks. Resumen— En este documento, consta un pequeño proyecto para aprobar el curso de LabVIEW avanzado, el cual consiste en la conexion entre SolidWorks, LabVIEW y arduino, para poder controlar de manera externa mediante potenciometros la posicion de un brazo robotico con 3 grados de libertad diseñado en SolidWorks.
I. O BJETIVOS •
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Diseñar un brazo mecánico de 3 Grados de Libertad en SolidWorks, para poder controlar desde un HMI de manera interna y externa mediante Arduino a travez de LabVIEW. Realizar la comunicacion entre LabVIEW, SolidWorks y Arduino de tal manera que permita realizar un control adecuado de un mecanismo u otro elemento que se requiera controlar. Diseñar un programa en LabVIEW que permita manipular de manera sencilla el modelo diseñado el SolidWorks y que permita que mediante potenciometros se controle el movimiento del mismo.
Figure 1.
Modelo Brazo HIdraulico
Figure 2.
Analisis Movimiento Brazo Hidraulico
II. I NTRODUCTION Una de las herramientas mas utilizadas en la rama de la Automatizacion e Instrumentacion es el uso del software LabVIEW de National Instruments, el cual permite realizar de manera facil y sencilla un control ya sea interno (desde la PC) o externo (PIC’s, controladores, etc.) hacia maquinas o prototipos diseñados y analizar su comportamiento. Para la realizacion de este proyecto, previamente se realizo el CURSO DE LABVIEW AVANZADO, y tambien se necesito conocimiento previos sobre SolidWorks y Arduino. III. M ETHODOLOGY Para iniciar en este pequeño proyecto, primero se diseñara el modelo en Solis Works, el cual consiste en un pequeño brazo hidraulico enfocado a una exacavadora, consta de tres grados de libertad como se puede ver en la Figura 1. Una vez terminado el Modelo anterior se procede a determinar los grados de libertad que posteriormente se van a controlar, cabe señalar que debemos tener instalado el paquete SolidWorks Motion en nuestro Solid Works ya que este permite realizar la conexion hacia el LabVIEW. Teniendo en cuenta esta procedemos a colocar los motores en los tres puntos analizar, obteniendose lo siguiente en la Figura 2
Una vez terminado, ahora nos enfocamos en la parte de LabVIEW, precisamente a la comunicacion entre éste y SolidWorks y realizar una interfaz que sea entendible para el Usuario y su buen manejo de igual manera la integracion con Arduino. Para lograr la comunicacion de igual manera que el SolidWorks, es necesario que en el LabVIEW se tenga instalado el paquete NI SoftMotion, el cual nos permite controlar desde un VI, el modelo diseñado en SolidWorks. Como se muestra en la Figura 3 se tiene que añadir todos los ejes que se determinaron en el diseño, estos representaran a todos los Grados de Libertad del Mismo. Una vez lograda la comunicacion entres los dos softwares, realizamos la programacion para la interfaz HMI, a cual se basara en dos CASES uno para el control desde la PC y el otro para el control mediante al uso de la libreria Arduino el
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se necesitara multiplicar el valor que me de la posicion de los mismos por una constante por ejemplo para el 3er grado de libertad el rango es de 360ž entonces se multiplicara el valor de la entrada analogica por 72. Y para constatar el valor de éstos se pondra indicadores, el digrama de programcion se puede apreciar en la Figura 5 y Figura 6.
Figure 3.
Definicion de Nuevos Ejes a Controlar
cual ocupara 3 poteciometros para el control de las posiciones del brazo. En el control mediante PC la programacion consta de 3 SoftMotion Lineal, que se encuentran en el NI SoftMotion, estos requieren de un control númerico, ésto lo haremos mediante 3 Knof’s como se indica en la FIgura 4. Los rangos se determinaran en base al diseño de tal manera que no existan errores al momento de la Simulacion. Por ello en el diseño propuesto se tiene 2 motores Lineales que son para los pistones hidraulicos que determinaran el movimiento de las articulaciones y finalmente se tiene un motor giratorio que determinará el movimiento de la base cuyo rango es de 360ž.
Figure 5.
Definicion de los Ejes a Controlar
En la Fgura 6 se observa la continuación de la programacion en la cual se mira la parte de definicion de rangos y puertos analogicos del Arduino.
Figure 6.
Definicion de Rangos y puertos de Lectura Analogicos
Como se ve en las figuras se utilizó Registros de Cambio, los cuales permiten actulizar el programa. Algo muy importante que hay que tomar en cuenta es que para los bloques del SoftMotion tiene una entrada que dice execute, esto significa que para ejecutar el movimiento que queramos esta funciona al mandar un pulso a esta entrada es por eso que utilizamos un tren de pulsos para que este se cada pulso actualice la posicion de cada motor de manera automatica. IV. R ESULTADOS Explicado la parte de programación se procede al diseño de la Interfaz gráfica la cual me indicará el funcionamiento de nuestro programa como se muestra en la Figura 7 Y la sincronizacion entre los dos programas se muestra en la Figura 8. Para el Control mediante Potenciometros Tenemos las conexiones la patita variable va conectado al pin analogico, el un extremo hacia 5V y el otro hacia tierra del arduino. Figure 4.
Programacion Control Interno (Desde PC)
Logrado el control ahora realizamos la comunicacion SolidLabVIEW-Arduino, como se va a controlar mediante potenciometros entonces se utilizará entradas analógicas del arduino. Dichas entradas me dan un rango de 0 a 5 V, entonces para llevarlas al rango de desplazamientos para nuestro brazo
V. C ONCLUSIONES •
En SolidWorks diseñamos el brazo mecanico para este proyecto y se pudo constatar que esta herramienta CAD es muy versatil y muy sencilla de usar la cual nos permite realizar varios analisis que se pueden requerir en la rama de la ingenieria.
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Figure 7.
Interfaz de Control
Figure 8.
Comunicación LabVIEW - SolidWorks
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Al lograr la comunicación entre LabVIEW, SolidWorks y Arduino es una forma de controlar muy útil, con la cual podemos realizar varios proyectos que pueden resolver ciertos problemas en la industria. LabVIEW es una herramienta muy util en la automatizacion es uno de los poco softwares que nos dan la facilidad de diseñar un HMI de tal manera que sea de facil entendimiento para los usuarios que manejen el programa diseñado, y sobre todo permite realizar comunicaciones con otros softwares, y abarca gran parte de programacion y podemos realizar varios tipos de proyectos. R EFERENCES
[1] Tutorial Conexión LabVIEW con SolidWorks https://www.youtube.com/ watch?v=QSZ3AUKizC4 [2] Tutorial Básico SolidWorks https://www.youtube.com/watch?v= CHxWD5WbiTI [3] Curso Solid Works ESPE 2015 [4] Curso Labview Avanzado ESPE 2015
Figure 9.
Control Externo
