利用LabVIEW令“20歲”的機器人規復活氣
快遞分揀機器人使用方法高速分揀機器人供應商Author(s):JonasNeubert-ImperialCollegeLondonIndustry:ResearchProducts:CompactRIOFPGAModuleReal-TImeModuleTheChallenge:為曾經喪失控制器的20歲工業機器人替代新的控制器，并對其停止擴展，使之存在古代機器人控制軟件中的典范功用。創立可經由過程直觀圖形化用戶界面(GUI)操縱的、適于本科生試驗課程的體系。
并聯分揀機器人生產廠家TheSoluTIon:利用NICompactRIO控制器作為機器人驅動器跟編碼器與LabVIEW8.5軟件、比例-積分-微分(PID)工具箱、3D圖象襯著跟VI服務器間的接口，實現機器人運動軟件，并可以經由過程圖形界面停止接見。正在過來的幾十年里，工業機器人技巧閱歷了飛速的開展。自二十世紀80年月以來，它們曾經從只能以有限精度沿著預訂軌跡運動的抓放式機器人，開展成存在高精度、可以正在手術室中使用，而且靈巧適應環境，同時可時常與視覺體系及出產單位中的別的機器人停止交互的體系。那就是咱們正在大學的堆棧中發明20歲的三菱Movemaster機器人時，第一反映是決意把它送給博物館的緣故原由。可是，一個西席決意把它交給我——其時我借只是一位帝國理工學院的本科生，去使機器人“回生”。名目方針起初的時間，三菱Movemaster機器人配有一個手持式講授盒、一個微波爐巨細的驅動單位跟一個可經由過程串行接口將一切機械樞紐所需的角地位傳輸到驅動單位的可選計算機。可是此刻一切外設皆喪失了，以是咱們須要修復機器人底座上的36根未定義管腳，使其規復原有的功用。咱們須要替代之前用于從PC機的可視化用戶界面去節制機器人的過期的編程語言。思量到須要保存能夠作為講授幫助的使用，咱們須要創立出一種可以容許門生正在將來停止便利擴展的體系。計劃選項體系所需的通道數(15路脈寬調制[PWM]數字輸出跟10路數字輸入)跟采樣速度(PWM為1kHz而輸入采樣速度為100kHz)皆不超越尺度微控制器電路板的個性化解決方案的領域。可是，編程情況的多樣性跟開辟如許體系所面對的應戰，超越了本科生名目的時限跟規模。因為美國國度儀器公司的產物，可以供給從數據收羅到高等圖形用戶界面開辟等悉數所需的功用，顯而易見可以作為咱們的取舍之一。咱們取舍了CompactRIO可編程自動控制器，應用它去及時收羅跟處置懲罰所需數目的旌旗燈號。雖然產物的破費超越了典范本科生名目的估算，但思量到CompactRIO的全面性跟易用性，咱們仍是取舍了它。咱們可以正在5分鐘內設定好CompactRIO控制器(包羅接線跟一切軟件的布置)，并且可以正在其他名目中共用那一個控制器。
垃圾分揀機器人價格表旌旗燈號I/OCompactRIO控制器的現場可編程門陣列(FPGA)背板，可能以完整并行化的方法讀取、輸出跟處置懲罰I/O模塊通道。應用數目足夠的可編程門電路，咱們可能以1kHz的頻次輸出5個自力的PWM旌旗燈號，輸出10個數字信號到內部的馬達驅動芯片，同時以100kHz頻次對10條編碼通道停止采樣。正在FPGA上，咱們將每一個機器人樞紐上的兩個編碼器上取得的旌旗燈號，顯現成整數以默示絕對的樞紐角度。利用NI網站上供給的VI資助咱們進一步縮短了FPGA上VI的開辟工夫。兩個高速切換的數字輸出跟數字輸入模塊為咱們的使用供給了足夠的通道數。圖形化用戶界面上述硬件接口的功用必然水平上遭到FPGA技巧才能的限定，可是體系的用戶界面正在WindowsPC上運轉，可以充分利用LabVIEW8.5的特性。利用基于事宜的界面，用戶可以經由過程輸入地位向量或高低、擺布跟前后增量式移動機器人，去設定機器人終端效應器的笛卡爾坐標地位跟標的目的。然后停止坐標變更，計較出每一個機器人樞紐所需的樞紐角。這些數據會反應給控制器子VI，從所需跟實際的樞紐角中計較出機電下令旌旗燈號。為了容許門生們正在未來實現分歧的控制算法，只有模板界說的前面板元件存在，控制器子VI正在每次運轉時皆加載并可以包括隨意率性的邏輯。那十分有用，由于門生們能夠不克不及利用LabVIEW情況下的一切功用，而只能利用短少LabVIEWFPGA跟LabVIEWReal-TImeModule的門生版本。雖然門生版軟件不克不及翻開悉數的機器人軟件，但門生們依然可以利用它開辟機器人控制器，并正在機器人上停止測試。咱們的“老”機器人的可靠性是全部名目中的一個問題，咱們須要一個機器人仿真以便咱們正在機器人維修時繼承事情。利用LabVIEW3D圖象節制，咱們創立了機器人的表示原理圖。利用圖形化用戶界面，用戶可以得悉軟件是不是正確默示了以后機器人的地位。當可視化與理想沒有合乎時，用戶可將機器人送到啟動原點，并按下按鈕重新啟動軟件。論斷利用CompactRIO跟LabVIEW，咱們可以正在同一個編程情況中，從零開始構建完全的機器人驅動跟控制系統。借助于CompactRIO控制器的易用性，利用高科技的FPGA技巧去叫醒咱們的“古玩”機器人的確易如反掌。作為本科生的我，應用不到九個月的兼職名目事情，便開辟出了包羅軟件跟硬件的全部體系。
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