三个月，照明专家Sylvania的全新生产线
日期：2012-11-29Author（s）:
NationalInstruments-NationalInstrumentsChina
Industry:
ConsumerGoods,Manufacturing,IndustrialControls/Devices/Systems
DistributedI/O,MachineVision
TheChallenge:
利用机器视觉和运动控制改进现有系统，实现灵活的灯管生产线。
TheSolution:
利用NI的LabVIEW以及PAC平台的灵活性，快速开发全新的生产线。
"Sylvania的工程师们在NI的LabVIEW以及PAC平台的帮助下便完成了这一开发，实现了快速投产。"
Sylvania（西凡尼亚）公司是目前全球领先的光源及照明生产商之一，产品包括白炽灯、节能灯、固体LED灯等，曾被应用于上海金贸大厦、悉尼歌剧院以及巴黎地铁等地标性建筑物。为了开发体积更小的金属卤化物灯，Sylvania需要更新他们的生产线。仅三个月，Sylvania的工程师们在NI的LabVIEW以及PAC平台的帮助下便完成了这一开发，实现了快速投产。
金属卤化物灯早在1961年就已问世，金属卤化物灯的出现显著提高了灯的显色指数和发光效率。经过四十多年的开发和研究，金属卤化物灯的工艺日趋成熟，由于它的高光效，高显色性及寿命长等原因，受到了各国的青睐，被誉为新一代的绿色节能光源。
“我们需要更优化更灵活的灯具生产机器”
作为全球知名的照明生产商之一，Sylvania也推出了一系列的金属卤化物灯产品。他们已有的生产线采用的是标准的压板方法。也就是使用两个金属块挤压的方式使得围绕在电极周围的融化的玻璃定形，形成密封的灯罩。“我们Sylvania在比利时Tienen的工厂专门负责金属卤化物灯的研发，新一代的金属卤化物灯产品将会有更小的体积，所以需要能够非常方便地改变所有的生产参数，”Sylvania的研发工程师DannyHendrikx说：“原来的生产线采用的是基于PLC的系统，其灵活性无法满足我们的需求。”
NIPAC平台提供PC级的灵活性
Sylvania的工程师们对于新系统提出了一系列要求：首先，开发者可以对于不同的生产步骤和生产参数进行定义，并且需要自如地调整各步骤运行顺序。而操作者则需要一个全自动的操作界面，所有的操作步骤都已经被定义好，并有相关的操作指南进行指导。此外，同样的一个系统需要被用于生产多种不同的灯具。在更换生产的产品时，也要求有非常快的切换速度。
与NI的工程师讨论后，Sylvania的研发工程师们确定了方案：采用NI带有FPGA的智能PAC产品，配合机器视觉以及运动控制平台，完成整个生产线的监测与控制工作。
机器视觉与运动控制集成的高效方案
在最终的设计中，NI的机器视觉采集设备被用于获取从1394相机中拍摄的玻璃灯管的图片，并传输到NI机器视觉助手中对于图片进行处理。NI机器视觉助手软件中集成了多样的图像处理算法，可以得到玻璃灯管的直径值，通过计算还可以获得放置电极的精确的定位点。
之后，在两个线性伺服电机的控制下，灯管与CO2激光对准，并由激光进行加热。伺服电机的精度能够达到1.2ìm/30cm，而CO2激光则由FPGA发送5kHz的PWM波形进行控制，以保证时间上的确定性。当加热完成之后，NI的运动控制器将控制伺服电机和两个步进电机，精确的安放玻璃灯管中的电极并进行贴箔，从而完成整个灯管的生产。
整个系统的安全性完全由FPGA上运行的程序来保证：在FPGA芯片上运行的程序可以达到ns级的确定性，一旦发现问题能够在最短的时间内做出响应。
LabVIEW是项目的核心
“LabVIEW是整个项目的核心。我们在一套系统当中，同时使用了机器视觉和运动控制系统，并完成了对于CO2激光的精确操作。而基于LabVIEW的开发，使得我们比预定时间整整提前9个月就完成了项目。”Danny说道：“将来我们还要在系统中添加新的功能，包括测量灯管的容积，进行精确的统计等，以完成进一步的改进。”
机器视觉拍到的灯管图象