Tutorial 1: COMUNICACIÓN DE LABVIEW CON SOLIDWORKS

COMUNICACIÓN DE LABVIEW CON SOLIDWORKS TUTORIAL 1

TUTORIAL 1: COMUNICACIÓN DE LABVIEW CON SOLIDWORKS

CREADO POR: ING. LUIS MIGUEL ZABALA GUALTERO

INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MECATRONICA AUTOMOTRIZ MAESTRÍA EN INGENIERÍA AUTOMOTRIZ TOLUCA, ESTADO DE MÉXICO AGOSTO, 2016

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TABLA DE CONTENIDO

REQUERIMIENTOS ................................................................................................ 3 CONFIGURACIÓN DEL ENSAMBLE CAD EN SOLIDWORKS .............................. 4 COMUNICACIÓN CON LabVIEW ........................................................................... 8 Configuración del proyecto en LabVIEW ............................................................. 8 Programación en LabVIEW para mover la barra del ensamble de SolidWorks . 13 EJECUCIÓN DEL PROGRAMA ............................................................................ 20 MODIFICACIÓN DE PROGRAMA PARA MOVIMIENTO INDEFINIDO ................ 24 Ejecución del programa corregido...................................................................... 27 CONFIGURACIÓN DEL ENSAMBLE CAD EN SOLIDWORKS USANDO MOTOR LINEAL ........ 29

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REQUERIMIENTOS Para la iniciar con el tutorial es necesario que el computador cuente con unos programas instalados y algunos módulos respectivos, los cuales son: 

SolidWorks



SolidWorks Simulation



LabVIEW



NI Real Time



NI SoftMotion

Todos los archivos para realizar el tutorial serán proporcionados por el instructor.

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CONFIGURACIÓN DEL ENSAMBLE CAD EN SOLIDWORKS Para empezar con el ejercicio es fundamental tener un diseño en CAD ensamblado, para poner en marcha el tutorial. En este caso, tenemos una barra con un grado de libertad, por lo que solo necesitamos un motor rotacional (un servomotor). La figura muestra el ensamble de la base, la barra y los finales de carrera.

Ya con el CAD es necesario realizar los siguientes pasos: 1. Ir a complementos en la barra de herramientas.

2. Ya en el menú de completos, seleccionar “SOLIDWORKS Motion” y “SOLIDWORKS Simulation”. Es necesario que las dos casillas se encuentren

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seleccionadas para que cuando se vuelva a iniciar SolidWorks estos complementos inicien con el software.

3. Seleccionamos “Estudio de movimiento” en la parte inferior del software.

4. En el tipo de estudio de movimiento seleccionamos “Análisis de movimiento”.

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5. En la barra de operación del estudio de movimiento seleccionamos un motor rotatorio y lo ubicamos en la barra que se va mover.

6. En las operaciones del motor, nos ubicamos en “Movimiento” y seleccionamos Distancia.

Esto lo realizamos, porque vamos a usar la opción de movimiento absoluto del módulo de Motion en LabView, ya que se facilitará la precisión de los movimientos del CAD.

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7. Damos unos valores aleatorios, por ejemplo “60°” y un estudio de 0 a 5 segundos, los valores no son muy importantes, ya que con LabView se programará las presiones. Aceptamos los cambios.

8. Por último, damos clic en calcular (esta opción se encuentra al lado del tipo de estudio).

SolidWorks calculara los movimientos en un tiempo de 0 a 5 segundos, para que la barra recorra esto en ese tiempo.

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COMUNICACIÓN CON LabVIEW Con el ensamble creado en SolidWorks, comenzaremos la comunicación directa con LabVIEW, en este tutorial estaremos usando LabVIEW 2015 de 32 bits, sin embargo, en cualquier versión de LabVIEW de 32 bits es igual, las versiones de 64 bits no se pueden usar, ya que LabVIEW no comercializa los módulos que necesitamos en esta.

Configuración del proyecto en LabVIEW 1. Abrimos LabVIEW sin cerrar el ensamble de SolidWorks. 2. Creamos un nuevo proyecto, seleccionamos “Blank Project” y damos clic en “finish”.

3. En el nuevo proyecto aparece “My Computer” que son los archivos que estaré usando para la programación. Damos clic derecho en “My Computer”, en Nuevo seleccionamos “SolidWorks Assembly” y damos clic en OK.

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Aquí LabVIEW importa el ensamble desde la dirección donde se encuentra guardada.

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4. Nos aparece un nuevo archivo de SolidWorks con el nombre del ensamble, damos clic derecho a este y seleccionamos propiedades.

En las propiedades solo vamos a cambiar el tamaño máximo del paso a 0.001 segundos, esto se hace para que el software calcule las lecturas de la animación el ensamble entre 1 x 10-8 a 0.01 segundos. Y damos clic en OK.

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5. Damos clic derecho en “My Computer”, seleccionamos nuevo y damos clic en “SoftMotion Axis”.

Aquí vamos agregar los motores que se están usando en el estudio de movimiento de SolidWorks, para agregar los motores, solo damos clic en “Add New Axis”. En nuestro caso, solo damos un clic ya que solo hay un motor en el ensamble. Y damos clic en OK.

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6. Es necesario activar el controlador del motor, para ello damos clic derecho en el nuevo motor agregado (Axis 1), que se encuentra en el árbol de “My Computer” y abrimos propiedades.

En la configuración del motor habilitamos el driver, dando check en “Enable Drive on Transition to Active Mode”. Y clic en OK.

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7. Por último, vamos a las propiedades de “My Computer” dando clic derecho sobre este y clic en propiedades. En las propiedades, damos check en “Start Scan Engine on Deploy”. Y clic en OK.

Programación en LabVIEW para mover la barra del ensamble de SolidWorks 1. Creamos un nuevo proyecto dando clic derecho sobre “My Computer”, seleccionamos nuevo VI.

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2. En el diagrama de bloques agregamos un ciclo While para que haga indefinidamente lecturas del movimiento. Esto lo hacemos dando clic derecho en la parte blanca de diagrama de bloques y seleccionando Structures.

Y creamos un control para detener el ciclo.

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3. Ya con el ciclo While, agregamos un Straight-Line Move del módulo de SoftMotion. Para esto, damos clic derecho en una zona blanca del diagrama de bloques y seleccionamos “Vision and Motion”, luego NI SoftMotion, Advance, Funtion Blocks y damos clic en Line.

Es probable que aparezca como método relativo y es necesario cambiarlo a absoluto, para esto, damos clic derecho sobre este y seleccionamos el método absoluto.

4. Cambiamos las propiedades del bloque, ya que solo vamos a utilizar la posición en este ejercicio. Para esto, damos clic derecho sobre el bloque y seleccionamos las propiedades, aquí deseleccionamos aceleración y velocidad. Damos clic en OK.

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5. Cerramos el registro del clico While con el “Straigh-Line Move” para que en cada iteración el software actualice los datos de la posición. Para esto, damos clic en “error out” y llevamos la línea al final de la estructura While y damos clic, en este

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damos clic derecho y seleccionamos “Replace with Shift Register”. Este crea al principio unas flechas que indican la retroalimentación de información. La inicial, la juntamos con “error in”.

6. Agregamos el motor al programa. Para esto, arrastramos el “Axis 1” al diagrama de bloques y lo unimos al “resource”. Este permite la comunicación directa del LabVIEW con el movimiento del ensamble en SolidWorks.

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7. Este bloque, ejecuta datos con un flanco positivo, por ello vamos a crear un interruptor, para esto creamos un control en el “execute”. Esto lo hacemos dando clic derecho en “execute”, luego create y por ultimo control.

8. Para que se genere un movimiento, creamos una constate en “position”. El procedimiento igual al paso anterior.

9. Por último, colocamos un temporizador, con una constante de 100 y creamos un indicador en done. Esto, nos sirve para que la computadora pueda realizar los cálculos de cada movimiento y en el led que crea en el done, nos indique cuando llega a su posición.

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En el Front Panel nos muestra un interruptor que nos permitirá activar el “execute”, un led que nos indicará cuando llegue a la posición y un interruptor que nos permitirá detener las iteraciones del programa.

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EJECUCIÓN DEL PROGRAMA Ahora vamos a realizar la comprobación del programa. Por el momento, tenemos la siguiente imagen.

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1. Seleccionamos “My Computer”, el motor y el ensamble de SolidWorks en el proyecto. Damos clic derecho y clic en “Deploy”, para que cargue la comunicación.

Si aparece algún conflicto damos clic en Apply y por último cerramos.

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2. Ahora necesitamos simular el ensamble en SolidWorks desde LabVIEW. Para esto, damos clic derecho en el archivo del ensamble y damos clic en “StartSimualtion”.

Observamos que el análisis de movimiento cambio su tiempo de recorrido.

Esto representa que ya está esperando información para moverse. 3. Cargamos el programa que acabamos de realizar en LabVIEW. 4. Damos una posición y damos clic en el interruptor de ejecutar.

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Cuando llega a la posición se enciende el led de llegada. Y para realizar otro movimiento, es necesario realizar un flanco positivo con el interruptor.

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MODIFICACIÓN DE PROGRAMA PARA MOVIMIENTO INDEFINIDO Con el programa como lo tenemos aquí, tiene dos problemas muy notables: el primero, es que, si nosotros ponemos cualquier posición, este no detecta un final de carrera físico, por lo que seguirá como si fuera invisible. El segundo, es necesario utilizar el interruptor para realizar el flanco positivo, y sería mejor, si el programa leyera indefinidamente. Para solucionar el primer problema, se necesita medir cuanto hay entre cada final de carrera, según nuestra posición inicial (esta se ubica en el modelo del ensamble). En este ejercicio, la posición 0 es la siguiente:

6.6936°

83.3034 °

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Estas medidas fueron tomadas del CAD. La idea, es que la posición 0° sea la del final de carrera de arriba.

Para esto es necesario en la posición que el usuario desee, restarle 6.6936. Igualmente, es fundamental, tener las posiciones máximas, lo que irían de -6.6936° a 83.3034°. La modificación del programa sería la siguiente:

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Lo que queremos para solucionar el segundo problema, es que los flancos se hagan automáticamente, dando así que se ubique inmediatamente. Para esto, seguimos los siguientes pasos: 1. Adicionamos un registro de posición al ciclo While.

2. Damos clic derecho en una zona blanca del diagrama de bloques y seleccionamos el “case structure”.

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3. En el caso cero y uno agregamos lo siguiente:

4. La función de los bits booleanos (True y False) es que flanqueen el ejecutador, por lo que este va conectado al “execute”. Y conectamos los valores 0 y 1 al “Shitf Register” para que cambie de estado indefinidamente. Quedando la programación así:

Ejecución del programa corregido Ahora tenemos un resultado como muestra la siguiente figura. Para comprobar el funcionamiento del programa, damos en ejecutar y revisamos que a medida que variamos la posición, el ensamble se mueva.

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NOTA: En caso que no esté activa la simulación, recuerden antes de cargar el programa realizar los dos pasos del capítulo EJECUCIÓN DEL PROGRAMA. Para finalizar, observen que el led no está encendido a pesar de que se encuentra en su posición, esto se debe a que solo enciende una vez, cuando el flanco positivo llega a su posición.

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CONFIGURACIÓN DEL ENSAMBLE CAD EN SOLIDWORKS USANDO MOTOR LINEAL Ahora como parte de ejercicio, se realizará el movimiento de un cilindro Parker. Lo que se tiene es el siguiente ensamble:

Todo se realiza de igual forma, lo que único que varía, es que cuando se ponga el motor en el pistón, es necesario ponerlo lineal, de la siguiente forma: 1. Ponemos el motor rotario en el cilindro.

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2. En la configuración del motor, en la parte de Tipo de motor, seleccionamos el Motor lineal (actuador).

Observamos que el cilindro tiene una flecha recta.

El resto de pasos se realizan, como lo indican los capítulos anteriores.

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