[NI资料]适应机器人焊接 开发 WiseWELDING 机器视觉系统.pdf

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1、NINI资料资料 适应机器人焊接适应机器人焊接开发开发 WiseWELDING WiseWELDING机器视觉系统机器视觉系统WiseWELDING可以达到所有特定用户的要求，并且可以在两个月之内实现相当于人工方法10倍 的产量。-Robert Modic,M.Sc.,Wise Technologies Ltd.The Challenge:用自动焊接路径修正 来取代人工操作。这 种方案采用优质不锈 钢加工设备生产，它 可以在两个月的时间 内，完成设计，原型 制造，测试和部署一 个能用来生产的完整 系统。The Solution:TIG/GTAW在 焊接节点开始的结果Author(s):Robe

2、rt Modic,M.Sc.-Wise Technologies Ltd.关于机器人焊接机器人焊接在生产过 程中具有很多优势，如：运动平稳，快速，精确，可重复性好，灵活以及能够抗击危险环境。然而，对任何成功的高级应 用而言，最重要的先决条件是掌握焊接技 术。这种解决方案的 主要动机在于：在焊 接过程中，零件的几 何尺寸通常在一定程 度上有所不同。因 此，实际的机器人焊 接路径不得不为每一 个特定零件进行修 正。可以采用机器人 工具提示和操作人员 主观判断的方式对每 个路径点进行修正，这种方法耗时，重 复，而且容易出现人 为错误。自动焊接路径修正可 以通过附加的视觉模 块来完成，该模块 能实现实

3、际路径点的 非接触式传感。这 样，修正就会变得更 精确，重复性更好，通常比人工方法快 10倍。选择开发平台时的注 意事项我们使用NI开发平 台是因为它提供了高 层次的快速应用开发 程序设计，而且它还 是一个非常灵活的硬 件平台，易于实现硬 件和软件的紧密集 成。此外，NI PCI-7811R R系列多功能数据采集卡和I N C 系列 I/O模块NI 9151 R系列扩展机箱能为机器人提供最灵活及通用化的I/O接口。我们在NI LabVIEW图形化编程环境下开发了这项应用：用于 图像处理的NI视觉 开发模块，用于定制 I/O的 LabVIEW FPGA模块。通过 使用第三方千兆位以 太网驱动支持

4、，我们 可以方便地集成用于 图像采集的高端视觉传感器。WiseWELDING使用 WiseWELDING自适应焊接的第一步是用视觉系统对无缝 化机器人平台进行升级。接着，使用机器 视觉检测的方法确定 制造好的零件的主要 几何尺寸。由于它的 非接触性，这一过程 只需一次，而且通常 很快。这之后就可以 进行焊接了，系统会 自动地适应相邻零件 间几何变化。所有的接缝布局都包 括在内：衔接，V型 衔接，重叠，角接，定制接缝以及它们的 各种启动/停止装 置。NI高层次快速 开发工具在该领域的 价值是无可估量的。无论是为了实现实时 性能的机器人通信，自触发和I/O接 口，还是设计、制造 定制视觉的原型和数

5、 据采集算法，我们都 可以在短短几个小时 内展开，测试，优 化，最终确定并实现 要求的功能。LabVIEW仪器 I/O助手，现场可 编程门阵列(FPGA)执行模 拟目标，NI视觉助 手和信号处理库快速 地获得可用代码，这 大大节省了我们本应 该用来实现期望功能而进行编码的宝贵时 间。这项工作和使用 诸如“高级边缘探测 器”之类NI高级视 觉功能得到了定制开 发图像和信号处理功 能的进一步支持，这 样就可以将由成像模块，段和寄存功能得 到的多模数据相关 联，而且可以在不同 的环境下实现强大的 实时性能，无论是黑 色金属还是不锈钢，配对零件或是拉毛 的，抑或是因刮痕，谬误和周围条件而导 致的混合表

6、面反射 率。结论目前的系统在一台多 核的带有 W ind ows操作系统的PC 机处理单元中运行，但是，由于时间、可 靠性以及形式等制约 因素，我们正在考虑 为下一个任务使用 NI实时操作系统平 台，例如NI EVS-1464RT。有了选择好的NI 硬件和软件开发平台，我们可以方便地对当前产品设想进一步的开发、优化和用户化。开发三维机器视觉系 统 WiseWELDING，它通过机器人焊接路 径来适应相邻零件间 几何变化。在工作窗 口，它可以修复大的几何位移(5040 mm)，同时可以感 应无缝“对接”接头(差距大于或等于 0.05 mm)。1/3TIG/GTAW在 焊接节点开始的结果TIG/GTAW在 焊接节点末开始的结 果2/3角跟踪控制LegalThis case study(this case study)was developed by a National Instruments(NI)customer.THIS CASE STUDY IS PROVIDED AS IS WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND AND SUBJECTTO CERTAIN RESTRICTIONS AS MORE SPECIFICALLY SET FORTH IN NI.COMS TERMS OF USE3/3