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1、为自适应机器人焊接开发 WiseWELDING机器视觉系统TIG/GTAW在焊接节点开始的结果作者 :RobertModic,M.Sc.-WiseTechnologiesLtd. 行业 :Manufacturing, 图像设备产 品:NI9401,LabVIEW,PCI-7811R,cRIO-9151,FPGA 模块 ,NI9426, 图像开发工具包 挑战: 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。解决方案 : 开发三维机器视觉系统 WiseWELDIN，G它通过机 器人焊接路径来
2、适应相邻零件TIG/GTAW在焊接节点开始的结果作者:Robert Modic, M.Sc. - Wise Technologies Ltd.行业:Manufacturing, 图像设备产品:NI9401, LabVIEW, PCI-7811R, cRIO-9151, FPGA 模块, NI 9426, 图像开发工 具包挑战: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。解决方案 :开发三维机器视觉系统 WiseWELDIN，G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，
3、它可以修复大的几何位移 (50×40 mm)，同时可以感 应无缝“对接”接头 (差距大于或等于 0.05 mm)。"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。 "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
4、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 NI 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 L
5、abVIEW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，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
6、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
7、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 而导致的混合表面反射率。结论 目前的系统在一台多核的带有 Windows 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。目前 NI 已全面推出 LabVIEW Robotics 2009 ，用于自主地面机器人系统的设 计、原型与发布，更多信息请访问 /robotics/zhs 。