以LabVIEW為基礎的機器人維修與診斷系統

曾彥惟、劉邦印

 

摘  要

本專題主要目的為縮短故障診斷的時間、協助維護工程師在安裝、校正或調整時的指導。維護工程師不需經長時間的訓練來達成此一目標。近年來由於自動化工業的投資趨緩，機器的使用年限增長，使機器人的維護益形重要，如何在較短的時間將機器手臂維修、校正與檢測便是一重大的挑戰。而目前有許多國內工廠為爭取時效以換機方式，再將其物件送至國外原廠維修，所以基於目前在國內發展自動化設備維修的技術刻不容緩的時機，擬在初期以LabVIEW為基礎發展基本維修功能的系統軟體，其中包括電腦與機器人的通訊、機器人基本指令的人機介面與簡易校正的功能，本專題是以RV-M1機器人為控制對象來實現此一構想。

 

緒  言

由於目前工業發展迅速，在自動化工業中引進機器人是必然的趨勢以提升生產力，機器人的應用相當的廣泛，在一自動化的設備或系統中是一非常重要的角色。機械主要的功能是代替人去做較精密較危險的動作。而近幾年來因電腦急速發展，所以機械手臂與電腦整合的應用也有不少成功的案例，其中所應用結合的軟體，有：LabVIEW、V B、單晶片微電腦(8051)所用的組合語言及可程式控制(PLC)的階梯圖等，而這次專題的目的是為了學習機械手臂，並配合LabVIEW程式來控制機械手臂，以達到所需的功能。

 

l          硬體系統架構規劃

 

                       

機機械手臂 (RV-M1)

 

 


 

硬體系統架構圖

硬體主要組成：

1.電腦 (CPU 2GHZ，256RAM)

2.機器人控制器 (RS232)

3.機械手臂 (RV-M1)

4.工作台 (放置物件位置)

5.LabVIEW軟體 (控制RV-M1所使用的軟體)

 

l          軟體系統架構規劃

 

軟體系統架構圖：LabVIEW主程式主要在控制整個系統的運作，如各座標位置的檢測、一般基本功能鍵的使用、各定位點資料的上傳功能、系統的診斷。

l          系統建構方法說明

        機器人工作區說明：

機器人工作區規劃圖：選取某點後機器手臂以連續動作到該點位置下去夾取物件。

各定位點座標位置檢測：

 

下料、上料、加工等位置圖示：上料----當啟動後可由上料區夾取物件至1~16的位置。下料----當啟動後可由1~16的位置夾取物件至下料區。

 

此圖為測量每點位置座標：測量各位置到定點後之高度與下去抓取之高度，再以電腦實際檢測其位置。

 

 

在專題中研究LabVIEW：以LabVIEW執行程式驅動機器手臂。

 

        LabVIEW 前置面版：

 

LabVIEW 前置面板：LabVIEW啟動後所執行的功能、檢測與除錯。

 

        LabVIEW 程式圖：

 

LabVIEW 程式：這是LabVIEW 所有用到的程式圖。

 

 

機器人指令：由鍵盤輸入指令，經串列傳輸埠(RS232-C)傳輸至機器人控制器 ，驅動RV-M1執行該指令。

 

RV-M1 機器手臂通訊參數初始值設定：RV-M1 機器手臂通訊參數初始值設定：透過LabVIEW的設定方塊來設定串列傳輸埠(RS232-C)的相關通訊參數。

 

PD座標下載程式：啟動開始建後，從0至18傳輸位置座標於串列傳輸埠(RS232-C)。

 

上料、下料、檢測點程式：當啟動上下料點或檢測點時，其指令都經由MOVE ROBOT(Sub VI)檢測是否該執行下一步指令。

 

MOVE ROBOT(Sub VI)：當MOVE ROBOT(Sub VI)接收到指令後以0.1秒重覆檢測指令是否到該定點。