Una Libreria In Labview Per La Robotica

A LabVIEW library dedicated to robotics Francesco Romanò [email protected] www.imaginglab.it Parco Scientifico Tecnologico Kilometro Rosso, Stezzano (BG), 3rd December 2008

Punti focali dell’integrazione in LabVIEW: funzioni e strumenti per una programmazione robotica di alto livello


Il maggior valore è dato dalla possibilità possibilità di combinare differenti tecnologie e periferiche sotto la medesima piattaforma: LabVIEW       

Robotica, visione, alimentatori (nastrini, vassoi, pallet, ..) data data acquisition & measurements, measurements, interfaccia utente, protocolli industriali standard, web services, services, …. Multipiattaforma: Windows, Linux, MacOS, MacOS, RT OS, FPGA, … Prestazioni superiori Sviluppo accelerato Interfaccia semplificata Strumenti di alto livello (calibrazione di immagine, strumenti per per la robotica, …) In applicazioni complesse c’è c’è la possibilità possibilità di avere la visione come ‘master’ master’ della propria applicazione




Rimozione della complessità complessità della sintassi specifica di ogni tipologia di robot programmazione rammazione astraendo il singolo comando sotto la comune interfaccia di prog




stabilire bilire un canale di Per le differenti famiglie di robot, la libreria permette di sta comunicazione diretto tra l’l’unità unità di comando e la CPU del robot. 3rd December 2008

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Three different communication / programming examples: Mitsubishi set-up


Client




Server

1;1;MOTOR ON

•String assembly •Motor-on icon •Generation of a ‘readable’ string •String sent to the controller (TCP-IP, serial, …) •The controller ‘parses’ the string and performs the command 3rd December 2008

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Three different communication / programming examples: Denso set-up


Client




Server

Data packet 001010011001010101001 010101010101010000111 101010100010101010101 01001

•Data packet assembly •Motor-on icon •Generation of data packet •Data packet sent to the controller (TCP-IP over Ethernet) •The controller ‘parses’ the data packet and performs the command 3rd December 2008

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Three different communication / programming examples: Kuka set-up


Client




Server

•VI Server technology (NI) •Motor-on icon •Instance of motor icon both at client and server level •‘Call’ to the LabVIEW program resident on the server •The controller performs the command 3rd December 2008

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Costruire un layer di astrazione: come poter gestire differenti famiglie di robot in maniera equivalente




Un’azione o un comando possono essere considerati sostanzialmente identici, indipendentemente dal robot in uso Ogni produttore implementa protocolli differenti Ogni produttore potenzialmente fa uso di tecnologie per la comunicazione diverse

High level LabVIEW robot protocol

Command

Denso Protocol

Mitsubishi Protocol

Kuka Protocol

Staubli Protocol

…

XYZ Protocol

Robot Controller 3rd December 2008

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Integrazione di visione e robotica: i punti focali


Procedure di calibrazione che convertano il mondo pixel in un sistema di riferimento ‘ingegnerizzato’ (sostanzialmente un mondo espresso in mm)




Calibrazione relativa tra il sistema robotico ed il sistema di riferimento della videocamera




Gestione del parco prodotti: sia a livello di visione che robotico




Procedure di manutenzione: preventive, ordinarie e straordinarie




Interfaccia utente e gestione degli allarmi




Gestione delle periferiche: vibratori, nastro step, nastro + CT, vassoi (AnyFeed) …




Accesso alla macchina per le operazioni di manutenzione (anche da remoto)




Comunicazione con l’unità di supervisione (ad es. cRIO / PLC / …)




Gestione dei “fuori ciclo”: apertura riparistica, pressione dell’emergenza e conseguenti riavvii del ciclo produttivo

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Robotica, visione, alimentatori and HMI in LabVIEW:
Un diagramma semplificato di una intera Selezione algoritmo di visione Abilitazione del QC

Tipo caricatore 3rd December 2008

Tipo di robot

applicazione Coordinate punto di prelievo

Abilitazione gestione alimentatore flessibile A LabVIEW library for robotics

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ImagingLab Robot Library:


LabVIEW standard functions palette




User libraries palette




ImagingLab Robot Library




Denso Robot Library

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P co roto mu co nic llo az di io n e

Esperienza applicativa

di d ar NI d an ppo t S ilu Sv 3rd December 2008

Documentazione Help on line supporto

ImagingLab Robot Library

Accordo con il singolo Robot brand A LabVIEW library for robotics

I co nte m rfa un c ic cia az d io i ne

Libreria: un solo insieme di comandi?

Algoritmi ‘ready to use’

Es em pi

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Esempi applicativi:

A corredo della libreria vengono forniti alcuni esempi applicativi

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Help on line:

A corredo della libreria viene fornito un “help on line”

3rd December 2008

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Esplorando la palette:

3rd December 2008

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La libreria: una “scelta …

non vincolante” ! Vision master Robot master Robotics in LabVIEW program Express VI: a “Wizard” for Configurable application

Robot task managed by LabVIEW

LabVIEW code: free to develop

ImagingLab Robot Library 3rd December 2008

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Esempio LabVIEW “teaching pendant”

3rd December 2008

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Esempio “pick & place”

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Esempio sen(x)

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examples and than back to Ignazio Piacentini ….

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Today’s library and future steps … /1




The library is ‘external’ to the controller: 




No interaction with the inverse kinematics softare / firmware

There are many future attractive issues: A future generation of controllers exploiting some of the RT technologies available within NI  Dual control loops capable of switching from encoder feedback to vision feedback 

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Today’s library and future steps … /2


Availability of the library to other integrators / end users Some work is in progress to make the library available outside ImagingLab (few ‘test’ users in Italy, UK, Germany)  Pricing, documentation, distribution, support, are some of the issues we are addressing  There is an on-going discussion with NI Corporate and major robot manufacturers 





First ‘Denso-flavoured’ library docs and installer Installer

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Interested in our library? Please contact us … Interested in a next seminar dedicated to technical details of integrated vision and robotics programming in LabVIEW? Please contact us …

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Next events: NIDays 09 Forum Tecnologico sulla Progettazione Grafica di Sistemi

MILANO –

Centro Congressi MilanoFiori

www.ni.com/italy/nidays

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Questions & answers …

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