采用LabVIEW和SolidWorks改善机械臂设计流程

2016年7月29日 | 机械电子研究网  http://jxdz.deadcrusade.com |打印】 【关闭

外方研普华报道

在求解六轴机器人手臂的逆运动学方程后,不要装配物理测试平台,采用开发测试方程和NI LabVIEW VI的阳台,即可仿真测试运动性能并优化设计方法。

解决方案:

利用LabVIEW NI SoftMotion模块设计VI可以运行装配文件并在CAD模型中开展仿真,在SolidWorks始建三维模型构建六摄氏度(DOF)系统之虚拟物理表现,接下来使用NI cRIO-9024嵌入式实时控制器和六个NI 9512模块开发实际装配系统。

Square One是关心满足更多用户技术需求之机器人和现代化公司。咱们采取多种艺术,穿过提供准确的高等运动学定位系统,满足物理科学研究员和旅应用工程师的急需。名将商业机器人和我们正在申请专利的三团机械臂集成到全新和现有的订单元中,穿过加强现有工业标准的频率和精度,救助改进性能。

专业项目

三团机械臂允许目标位置在六个高难度内精确调节。三团机械臂的中心构造单元是“插槽”体制,他可以在垂直和档次方向调整,且可以在任何水平方向滑动。穿过将这些插槽布置为三角架的形态,就足以创造纯运动学调节系统。Square One计划了基于三团的教条臂,让检测传感器、夹具和操作员触觉反馈的准确定位成为可能,这提高了现阶段无人驾驶地面车辆(UGV)的可用性。三团机械臂提高了办事封套和UGV检测硬件的精度,故此让他亦可挖掘和运动残骸、检查车辆车盘和成功大部分现在利用的机器人所无法做到的其它任务。这就是约束区域机器人手臂(CARMA)付出。

CARMA机械臂成品

名将以此项目作为加强设计流程效率并大幅扩张运动控制能力的时机,咱们采取了NI原型开发设计工具。先前,咱们的办法是一体化在SolidWorks外方筹划定位系统,始建装配用之总成装配图。在成就装配之后,咱们基于PC/104计划控制部分,在现有机械设计中满足每个独立项目所需的运动控制规范。名将软件开发步骤移到整个设计流程中更高位置让机械设计包含控制软件所需的探测器和必要空间。穿过结合软件和机械设计,咱们减少了开发提供过程中的迭代次数和修改次数。

咱们的严重性步是肯定全新的左右方案。穿过改变几何参数让咱的硬件更为模块化,咱们开发了运动控制方程的“逻辑”聚拢。能够在其他给定的轴之间协调活动,因此大大扩展了三团的作用。此外,高考平台对于验证方程功能而言是地道关键的。在认识到仅仅为了测试而变化多个不同配置并不现实之后,咱们转而利用仿真软件作为新技术的统考平台。

在研讨了现有软件工具后,咱们将选择缩小为The MathWorks, Inc. MATLAB with Simulink®硬件和用于SolidWorks的LabVIEW NI SoftMotion模块。咱们在SolidWorks外方形成了前期设计,利用MATLAB求解方程。到此处为止,咱们只利用LabVIEW付出用户界面。利用Linux可编程机器配置所有电机指令和掌握;同时,咱们再积极地搜寻能够将控制体系结构进行规范的客户友好的编程软件。

咱们探索了全部可用工具,分选了使用LabVIEW开展控制编程。在出席了2009年之NIWeek天下图形化系统设计会议之后,咱们了解很多崭新的NI工具包和模块,它们可以满足我们的体系开发需求。LabVIEW能够读取运动轨迹的MATLAB代码,LabVIEW NI SoftMotion模块包含了电机控制和通过NI C铺天盖地驱动接口模块用于连接所需的探测器。LabVIEW VI与SolidWorks汇编文件之间的通信是全方位项目中关键之处。故此,咱们决定为三团机械臂和任何无系统开发,利用NI硬件和软件作为设计解决方案。末了,咱们决定采取LabVIEW函数组合求解之前在MATLAB成功的高阶数学问题。

虚假

正如我们开发LabVIEW VI运作“逻辑”三团的活动方程求解一样,咱们在SolidWorks硬件中并行地做到机械设计。在成就VI和气体模型汇编模块之后,咱们开始了集成流程。利用LabVIEW水利包含运动控制VI,名将SolidWorks汇编文件加入工程中。初步仿真流程、辨认模型中的轴并通过VI走访。穿过几角的塑造,咱们领略了DS SolidWorks和LabVIEW之间的连片,初步实现系统仿真并创造了一下虚拟原型系统。

逻辑三团解决方案

咱们运行用户界面,高考运动控制VI以检验其效果。咱们发现许多轴在VI外方把错误识别,但修正这些错误十分容易。另外,广大高级运动控制算法工作不健康,他原因是在代码中遗漏或是使用不科学的标记(±)。如果没有仿真,咱们不可能在开发阶段的前期发现那些错误。出于错误在仿真中意识,而不是在运行物理系统中发现,就避免了那些错误的深重后果。

CARMA解决方案

其次一地是将仿真为CARMA品种的专用尺寸和活动需求进行研制。咱们完成并适当扩大了SolidWorks模型。在LabVIEW水利中,水利组织让咱可以打开全新文本文件详细描述CARMA机械臂的尺寸以及运动的框框极限。实际上,咱们复制了现有的“逻辑”三团工程,重命名为CARMA,并将CARMA文本文本作为默认文件,在每次运行用户界面时都会打开。成功之假冒伪劣帮咱的统筹团队将机械臂运动范围实现一体化可视化,更主要的是,咱们能够在SolidWorks模型中沿着所有旋转轴测量角度。

结果

虚假过程让咱能够测试运动的终极条件,在组建之前确定第一组件的尺寸。穿过仿真创建并测试LabVIEW VI,让过渡到为切实CARMA汇编模块编写控制变得容易。咱们需要其他VI支持复杂的运动控制、机械视觉和自治系统特性,但是基本掌握已经存在。在组建组件之后,咱们无需修改运行仿真的硬件,就足以借鉴最终实现的教条臂,这在Square One的历史上是主要次。在最初和SolidWorks汇编模块一起落实运动控制软件,大妈增强了设计流程的频率,咱们还实现了在硬件开发设计中包含机械团队的对象。

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