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　　光子、機器人學及機器聽覺

　　國際金屬加工網(wǎng)

　　先進制造 ◇ 系列技術講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國機器人行業(yè)典型研討會

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　　對三臺換裝平臺之一進行晚期試驗

　　Author(s):

　　G. Galeazzi - IMAGINGLAB

　　I. Piacentini - IMAGINGLAB

　　F. Romanò - IMAGINGLAB

　　I. Thieme - IMAGINGLAB

　　Industry:Imaging Equipment

　　Products:IMAQ Vision, LabVIEW, Compact Vision Systems

The Challenge:模塊塊換裝機器（brick assembly machine，BAM）最初的設計是如前所述無聽覺機器人技術的，它由5個服務站共同組成，每一服務站有2臺人形機器人（ABB IRB 有效有效載荷140, 5 kg），每臺帶有第十一號機器人來裝載換裝模塊塊（ABB IRB 4400, 最大有效有效載荷60 kg）。一共57層CCD層及56層截葉拼接共同組成一個模塊塊，但在晚期的試驗中發(fā)現(xiàn)，很難達到0.05 mm（50nm）的射向精度。ImagingLab承擔了使用機器聽覺改進換裝線的任務，能夠在換裝索萊米機器人提供更多校正意見反饋，同時歷史記錄四層石墨的殘存邊線數(shù)值。

The Solution:應用中單純影像部分的功能相當單純，真正的挑戰(zhàn)是如何在已有的機器上實現(xiàn)該工程建設方案，如何安裝在軟繩上（見圖）?？刂葡到y(tǒng)結構必須十分緊湊，要求機械穩(wěn)定性高，后置探頭解析度超過5nm。光源十分關鍵，如前所述通常原理在NIR光譜的波形模式下工作，已遠超出最敏感的CCD層的響應曲線。整座換裝線需放置于很大的暗房中。

　　"合適的軟、硬件輔助工具選擇，加上ImagingLab的專業(yè)技能技能，使得方案得以在小于3個月內(nèi)順利完成了工程建設實現(xiàn)。"

　　如是說

光子、機器人學及機器聽覺有哪些共同點？回答這個問題，我們首先要單純?nèi)缡钦fOPERA（Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus）試驗。OPERA是用作長基線光子振動搜索的大塊鉛/CCD乳劑目標。瑞士的CERN將光子射出約700公里至意大利中部Gran Sasso山的INFN實驗室，那里有一個巨大的模塊太空船。

　　太空船由62扇門共同組成，每扇門由3,328個模塊塊，一共206,336塊，總重約1,800噸。每一模塊塊由鉛層和照相CCD層交替每塊，由朝日公司特別開發(fā)。（更多信息請訪問://operaweb.web.cern.ch）

在這個過程中，機器人技術和機器聽覺將被加進兩次：在手動換裝模塊塊時，一年上要持續(xù)每天制造1000個模塊塊；以及對CCD層的精確掃描器，用作歷史記錄光子的衰減。本文將只討論/如是說模塊塊換裝中成像方面的問題。這里加進兩臺高解析度CCD探頭，背后的一臺探頭用以對整座單元塊成像，后置探頭僅對小范圍照相，約5對鉛/CCD層。

　　后置探頭在一條拋物線上終端，其邊線由檢測最后幾層CCD層的上沿差動，這對于補償金鉛/CCD層的高度變化十分重要，因為這關系到四層的厚度公差、層與層之間的空氣殘留、以及模塊塊的總重量（大塊模塊塊的總重量約10 kg）。

　　影像分析軟件用以順利完成一系列測量，如石墨邊緣邊線、堆層的射向及垂直度、總換裝數(shù)值等。邊線數(shù)據(jù)意見反饋給機器人控制器（每幾層板處于真空）。殘存數(shù)值被歷史記錄下來用作手動補償金光子活動蕗蕨曝光分析的掃描器序列。影像軟件還包括一套校正輔助工具。

　　（所提供更多的圖片要能夠?qū)σ陨显斒鲇凶銐蛘f明作用）

　　硬件與軟件

控制系統(tǒng)選用了五個NI小型車聽覺控制系統(tǒng)（NI Compact Vision Systems 1454）及10臺Allied Vision Technologies公司的火線接口CCD（Marlin 145B2, 1392 x 1040畫素）。NIR照明為定制的，選用波形LED。垂直終端平臺及成像級可調(diào)探頭載體均由德國MICOS公司提供更多。鏡面、GT5516SBB及其它成像器件直接選用Edmund Scientifics公司產(chǎn)品。

　　軟件開發(fā)如前所述美國國家儀器公司的NI LabVIEW及NI IMAQ VISION庫。前期試驗選用Vision Assistant及Vision Builder for Automated Inspection軟件來進行手動化檢測。

　　區(qū)別

光子活動是偶發(fā)事件。CCD層未射向的模塊塊不能重建活動的軌跡。（相比于整條換裝線的成本）較低成本的成像控制系統(tǒng)已為該問題提供更多了合適的解決方案。晚期版本的聽覺控制系統(tǒng)已成功用作驗證初期機器人換裝的試驗。

　　/公司

Ignazio Piacentini，現(xiàn)年50出頭，曾擔任美國國家儀器成像及運動產(chǎn)品的歐洲商業(yè)開發(fā)經(jīng)理至2003年。2004年，他創(chuàng)建了ImagingLab Srl。他曾任Graftek咨詢公司咨詢師、意大利Graftek公司工程建設部主任。Ignazio Piacentini擁有核工程建設學士學位（意大利米蘭大學，1975）及數(shù)字控制系統(tǒng)及儀器專業(yè)碩士學位（英國中央倫敦理工大學，1987）。他多年從事熱核反應研究中的控制及數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)設計。

　　ImagingLab Srl以咨詢及建模為使命。公司擁有豐富的機器聽覺領域高端技術，覆蓋各個工業(yè)領域，從半導體及微電子制造到汽車行業(yè)。ImagingLab重點研究機器人的機載聽覺，該技術與機器聽覺結合，提供更多可靠、靈活的手動化制造及試驗解決方案。公司位于意大利Lodi 的15th中央大樓（.imaginglab.it）。

　　鳴謝希望感謝CERN的Salvatore Buontempo，Tecno-Cut公司的同事（該公司設計、建造了換裝線）及ImagingLab的同事。

　　Author Information:

For more information on this Case Study, contact:

　　G. Galeazzi

　　IMAGINGLAB

　　( 文章來源：互聯(lián)網(wǎng) )

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