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Conexión LabVIEW con SolidWorksCórdova Alexander

Abstract—In this paper, it has a small project to pass thecourse of advanced LabVIEW, which is the connection betweenSolidWorks and LabVIEW Arduino to control externally viapotentiometers the position of a robotic arm with 3 degrees offreedom designed SolidWorks.

Resumen—En este documento, consta un pequeño proyecto para aprobar

el curso de LabVIEW avanzado, el cual consiste en la conexionentre SolidWorks, LabVIEW y arduino, para poder controlar demanera externa mediante potenciometros la posicion de un brazorobotico con 3 grados de libertad diseñado en SolidWorks.

I. OBJETIVOS

• Diseñar un brazo mecánico de 3 Grados de Libertaden SolidWorks, para poder controlar desde un HMI demanera interna y externa mediante Arduino a travez deLabVIEW.

• Realizar la comunicacion entre LabVIEW, SolidWorks yArduino de tal manera que permita realizar un controladecuado de un mecanismo u otro elemento que serequiera controlar.

• Diseñar un programa en LabVIEW que permita manipu-lar de manera sencilla el modelo diseñado el SolidWorksy que permita que mediante potenciometros se controleel movimiento del mismo.

II. INTRODUCTION

Una de las herramientas mas utilizadas en la rama dela Automatizacion e Instrumentacion es el uso del softwareLabVIEW de National Instruments, el cual permite realizar demanera facil y sencilla un control ya sea interno (desde laPC) o externo (PIC’s, controladores, etc.) hacia maquinas oprototipos diseñados y analizar su comportamiento.

Para la realizacion de este proyecto, previamente se real-izo el CURSO DE LABVIEW AVANZADO, y tambien senecesito conocimiento previos sobre SolidWorks y Arduino.

III. METHODOLOGY

Para iniciar en este pequeño proyecto, primero se diseñarael modelo en Solis Works, el cual consiste en un pequeñobrazo hidraulico enfocado a una exacavadora, consta de tresgrados de libertad como se puede ver en la Figura 1.

Una vez terminado el Modelo anterior se procede a de-terminar los grados de libertad que posteriormente se van acontrolar, cabe señalar que debemos tener instalado el paqueteSolidWorks Motion en nuestro Solid Works ya que este permiterealizar la conexion hacia el LabVIEW.

Teniendo en cuenta esta procedemos a colocar los motoresen los tres puntos analizar, obteniendose lo siguiente en laFigura 2

Figure 1. Modelo Brazo HIdraulico

Figure 2. Analisis Movimiento Brazo Hidraulico

Una vez terminado, ahora nos enfocamos en la partede LabVIEW, precisamente a la comunicacion entre éste ySolidWorks y realizar una interfaz que sea entendible para elUsuario y su buen manejo de igual manera la integracion conArduino.

Para lograr la comunicacion de igual manera que el Solid-Works, es necesario que en el LabVIEW se tenga instalado elpaquete NI SoftMotion, el cual nos permite controlar desdeun VI, el modelo diseñado en SolidWorks.

Como se muestra en la Figura 3 se tiene que añadir todoslos ejes que se determinaron en el diseño, estos representarana 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 sebasara en dos CASES uno para el control desde la PC y elotro para el control mediante al uso de la libreria Arduino el

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Figure 3. Definicion de Nuevos Ejes a Controlar

cual ocupara 3 poteciometros para el control de las posicionesdel brazo.

En el control mediante PC la programacion consta de 3SoftMotion Lineal, que se encuentran en el NI SoftMotion,estos requieren de un control númerico, ésto lo haremosmediante 3 Knof’s como se indica en la FIgura 4.

Los rangos se determinaran en base al diseño de tal maneraque no existan errores al momento de la Simulacion.

Por ello en el diseño propuesto se tiene 2 motores Linealesque son para los pistones hidraulicos que determinaran elmovimiento de las articulaciones y finalmente se tiene unmotor giratorio que determinará el movimiento de la base cuyorango es de 360ž.

Figure 4. Programacion Control Interno (Desde PC)

Logrado el control ahora realizamos la comunicacion Solid-LabVIEW-Arduino, como se va a controlar mediante po-tenciometros entonces se utilizará entradas analógicas delarduino. Dichas entradas me dan un rango de 0 a 5 V, entoncespara llevarlas al rango de desplazamientos para nuestro brazo

se necesitara multiplicar el valor que me de la posicion de losmismos por una constante por ejemplo para el 3er grado delibertad el rango es de 360ž entonces se multiplicara el valorde la entrada analogica por 72.

Y para constatar el valor de éstos se pondra indicadores, eldigrama de programcion se puede apreciar en la Figura 5 yFigura 6.

Figure 5. Definicion de los Ejes a Controlar

En la Fgura 6 se observa la continuación de la programacionen la cual se mira la parte de definicion de rangos y puertosanalogicos del Arduino.

Figure 6. Definicion de Rangos y puertos de Lectura Analogicos

Como se ve en las figuras se utilizó Registros de Cambio, loscuales permiten actulizar el programa. Algo muy importanteque hay que tomar en cuenta es que para los bloques delSoftMotion tiene una entrada que dice execute, esto significaque para ejecutar el movimiento que queramos esta funcionaal mandar un pulso a esta entrada es por eso que utilizamos untren de pulsos para que este se cada pulso actualice la posicionde cada motor de manera automatica.

IV. RESULTADOS

Explicado la parte de programación se procede al diseño dela Interfaz gráfica la cual me indicará el funcionamiento denuestro programa como se muestra en la Figura 7

Y la sincronizacion entre los dos programas se muestra enla Figura 8.

Para el Control mediante Potenciometros Tenemos lasconexiones la patita variable va conectado al pin analogico,el un extremo hacia 5V y el otro hacia tierra del arduino.

V. CONCLUSIONES

• En SolidWorks diseñamos el brazo mecanico para esteproyecto y se pudo constatar que esta herramienta CADes muy versatil y muy sencilla de usar la cual nos permiterealizar varios analisis que se pueden requerir en la ramade la ingenieria.

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Figure 7. Interfaz de Control

Figure 8. Comunicación LabVIEW - SolidWorks

• Al lograr la comunicación entre LabVIEW, SolidWorks yArduino es una forma de controlar muy útil, con la cualpodemos realizar varios proyectos que pueden resolverciertos problemas en la industria.

• LabVIEW es una herramienta muy util en la automa-tizacion es uno de los poco softwares que nos dan lafacilidad de diseñar un HMI de tal manera que sea de facilentendimiento para los usuarios que manejen el programadiseñado, y sobre todo permite realizar comunicacionescon otros softwares, y abarca gran parte de programaciony podemos realizar varios tipos de proyectos.

REFERENCES

[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