Tutorial 1 (comunicación de lab view con solidworks)

COMUNICACIÓN DE LABVIEW CON SOLIDWORKS TUTORIAL 1

CREADO POR: LUIS MIGUEL ZABALA GUALTERO 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


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


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.


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


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”.


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.


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.


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.


Aquí LabVIEW importa el ensamble desde la dirección donde se encuentra

guardada.


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.


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.


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.


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.


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.


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.


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


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.


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.


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.


EJECUCIÓN DEL PROGRAMA

Ahora vamos a realizar la comprobación del programa. Por el momento, tenemos la

siguiente imagen.


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.


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.


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.


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 °


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:


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”.


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.


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.


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.


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.

Automotive

Tutorial 1 (comunicación de lab view con solidworks)