Robot Cartesiano de 4 Grados de Libertad con Propósitos

Robot Cartesiano de 4 Grados de Libertad con Propósitos Académicos
"La plataforma NI LabVIEW es una herramienta
sencilla e intuitiva, la cual permite llevar a cabo la
integración con plataformas como lo es Solidworks.
A raíz de este tipo de integraciones virtuales, se
logra diseñar prototipos y llevar a cabo validación
virtual, de tal forma que este tipo de procesos se
vuelven más efectivos. "
- M.C. Javier Gerardo Sobarzo Lara, JSL Asesoría y Servicios
El Reto:
Construir un Robot Cartesiano con 4 grados de libertad utilizando la tecnología de simulación entre las plataformas NI LabVIEW y SolidWorks con
propósitos académicos. La solución: Con las plataformas de software NI LabVIEW y SolidWorks se construyó un robot que permite llevar a cabo la
validación virtual de un prototipo de manera efectiva y optimizada, y que a su vez permite pasar a otros planos como lo es análisis de elemento
finito.
La Solución:
En la actualidad el proceso de trasladar modelos de cinemática a una plataforma visual y con mayores alcances se vuelve muy complejo. Sin
embargo, muchas de las instituciones educativas cuentan con plataformas de software como lo son NI LabVIEW y SolidWorks. Mediante la
integración de ambas, a lo largo de este proyecto se propone una integración virtual que permita construir el conocimiento y generar material
didáctico para contribuir en el proceso de enseñanza de Ingeniería Mecatrónica.
Autor(es):
M.C. Javier Gerardo Sobarzo Lara - JSL Asesoría y Servicios
Introducción:
En la actualidad el proceso de trasladar modelos de cinemática a una plataforma visual y con mayores alcances se vuelve muy complejo. Sin embargo,
muchas de las instituciones educativas cuentan con plataformas de software como lo son NI LabVIEW y SolidWorks. Mediante la integración de ambas, a
lo largo de este proyecto se propone una integración virtual que permita construir el conocimiento y generar material didáctico para contribuir en el
proceso de enseñanza de Ingeniería Mecatrónica.
Descripción de la Aplicación:
Es muy importante llevar a las universidades las herramientas de ingeniería actuales, con las cuales se pueda incrementar y asociar el conocimiento,
desde el aspecto mecánico, hasta el de control de movimiento. Por esta razón se desarrolló un manual práctico donde se explica paso a paso la
integración del software.
La plataforma NI LabVIEW es una herramienta sencilla e intuitiva, la cual permite llevar a cabo la integración con plataformas como lo es Solidworks. A
raíz de este tipo de integraciones virtuales, se logra diseñar prototipos y llevar a cabo validación virtual, de tal forma que este tipo de procesos se vuelven
más efectivos.
Este proyecto nace de los trabajos de tesis que se llevaron a cabo durante 2007 y 2010, donde se estudiaron los algoritmos de movimiento para robots
cartersianos. A la par que estos algoritmos fueron probados en el software Mathematica y después validados en el software SolidWorks, se compararon
los algoritmos de movimiento creados por National Instrumetns, en su librería Motion Assistant, que con los años se transformo por lo que hoy es NI
SoftMotion. Para el caso particular de la tesis de Mecatrónica, se trabajo en la cinemática básica de una máquina cnc.
Con los años y conociendo el potencial de esta integración, se exploro otras funcionalidades de las plataformas de NI LabVIEW y SolidWorks.
Llevándonos a lo que hoy en día es el proyecto, un robot de cuatro ejes con un gripper, expuesto a un mecanismo de cuatro barras, el cual hace la
función de sujetar una caja y trasladarlo a una cama receptora. Está dotado de cuatro servomotores, los cuales realizan los movimientos de los ejes x, y,
z y a.
Esta integración, utiliza los instrumentos virtuales de movimiento de la librería SoftMotion y así como SolidWorks 2011. Además, cuenta con un código
capaz de reconocer sensores de posición desde SolidWorks, los cuales le indican al robot a dónde dirigirse enviando la información a NI LabVIEW. A su
vez, cuenta con código para conocer parámetros indispensables para la selección de los servomotores, como lo es torque máximo y torque promedio.
Hay un gran potencial por delante para desarrolladores y entusiastas que quieran trabajar en la gran gama de robots que existen dentro del simulador
trabajando directamente con optimización de sistemas robóticos, pasando a otros planos como lo es el análisis de elemento finito de diferentes prototipos
robóticos e industriales.
Conclusión:
Existe un beneficio por todo el conocimiento generado durante estos años de trabajo desde entender las trayectorias y los aspectos cinemáticos de
movimiento como la propia vinculación practica del software, y como este conocimiento estructurado deberá servir para la elaboración de tópicos de
Mecatrónica en universidades
La siguiente etapa de este proyecto consiste en complementar el manual de prácticas, para acceder y facilitar el aprendizaje e integración de las
plataformas implementadas.
Este trabajo permite contribuir directamente en la enseñanza de la Mecatrónica, al explorar, validar y reforzar el conocimiento en materia de diseño virtual
y contribuir en el ciclo de un producto.
Información del Autor:
M.C. Javier Gerardo Sobarzo Lara
JSL Asesoría y Servicios
México
México
[email protected] (mailto:[email protected])
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www.ni.com
Figura 1 Robot Cartesiano 4 grados de libertad
Figura 2 Elemento de sujeción, mecanismo de 4 barras adaptado
Legal
Este caso de estudio (este "caso de estudio") fue desarrollado por un cliente de National Instruments ("NI"). ESTE CASO DE ESTUDIO ES PROPORCIONADO
"COMO ES" SIN GARANTÍA DE NINGUN TIPO Y SUJETO A CIERTAS RESTRICCIONES QUE SE EXPONEN EN LOS TÉRMINOS DE USO EN NI.COM.
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