Sylvania（西凡尼亞）公司是目前全球領(lǐng)先的光源及照明生產(chǎn)商之一，產(chǎn)品包括白熾燈,、節(jié)能燈、固體LED燈等,，曾被應(yīng)用于上海金貿(mào)大廈,、悉尼歌劇院以及巴黎地鐵等地標(biāo)性建筑物,。為了開發(fā)體積更小的金屬鹵化物燈，Sylvania 需要更新他們的生產(chǎn)線,。僅三個月,，Sylvania 的工程師們在NI 的LabVIEW 以及PAC 平臺的幫助下便完成了這一開發(fā)，實現(xiàn)了快速投產(chǎn),。
金屬鹵化物燈早在1961 年就已問世,，金屬鹵化物燈的出現(xiàn)顯著提高了燈的顯色指數(shù)和發(fā)光效率。經(jīng)過四十多年的開發(fā)和研究,，金屬鹵化物燈的工藝日趨成熟,，由于它的高光效，高顯色性及壽命長等原因,，受到了各國的青睞,，被譽為新一代的綠色節(jié)能光源。
“我們需要更優(yōu)化更靈活的燈具生產(chǎn)機器”
作為全球知名的照明生產(chǎn)商之一,，Sylvania 也推出了一系列的金屬鹵化物燈產(chǎn)品,。他們已有的生產(chǎn)線采用的是標(biāo)準的壓板方法。也就是使用兩個金屬塊擠壓的方式使得圍繞在電極周圍的融化的玻璃定形,，形成密封的燈罩,。“我們Sylvania 在比利時Tienen 的工廠專門負責(zé)金屬鹵化物燈的研發(fā)，新一代的金屬鹵化物燈產(chǎn)品將會有更小的體積,，所以需要能夠非常方便地改變所有的生產(chǎn)參數(shù),，”Sylvania 的研發(fā)工程師Danny Hendrikx 說：“原來的生產(chǎn)線采用的是基于PLC 的系統(tǒng),，其靈活性無法滿足我們的需求,。”
NI PAC 平臺提供PC 級的靈活性
Sylvania 的工程師們對于新系統(tǒng)提出了一系列要求：首先，開發(fā)者可以對于不同的生產(chǎn)步驟和生產(chǎn)參數(shù)進行定義,，并且需要自如地調(diào)整各步驟運行順序,。而操作者則需要一個全自動的操作界面，所有的操作步驟都已經(jīng)被定義好,，并有相關(guān)的操作指南進行指導(dǎo),。此外，同樣的一個系統(tǒng)需要被用于生產(chǎn)多種不同的燈具,。在更換生產(chǎn)的產(chǎn)品時,，也要求有非常快的切換速度,。
與NI 的工程師討論后,，Sylvania 的研發(fā)工程師們確定了方案：采用NI 帶有FPGA的智能PAC產(chǎn)品，配合機器視覺以及運動控制平臺,，完成整個生產(chǎn)線的監(jiān)測與控制工作,。
機器視覺與運動控制集成的高效方案
在最終的設(shè)計中,，NI 的機器視覺采集設(shè)備被用于獲取從1394 相機中拍攝的玻璃燈管的圖片，并傳輸?shù)絅I 機器視覺助手中對于圖片進行處理,。NI 機器視覺助手軟件中集成了多樣的圖像處理算法,，可以得到玻璃燈管的直徑值，通過計算還可以獲得放置電極的精確的定位點,。
之后,，在兩個線性伺服電機的控制下，燈管與CO2 激光對準,，并由激光進行加熱,。伺服電機的精度能夠達到1.2 ìm/30 cm，而CO2 激光則由FPGA 發(fā)送5 kHz 的PWM波形進行控制,，以保證時間上的確定性,。當(dāng)加熱完成之后，NI 的運動控制器將控制伺服電機和兩個步進電機,，精確的安放玻璃燈管中的電極并進行貼箔,，從而完成整個燈管的生產(chǎn)。
整個系統(tǒng)的安全性完全由FPGA上運行的程序來保證：在FPGA芯片上運行的程序可以達到ns級的確定性,，一旦發(fā)現(xiàn)問題能夠在最短的時間內(nèi)做出響應(yīng),。
LabVIEW 是項目的核心
“LabVIEW是整個項目的核心。我們在一套系統(tǒng)當(dāng)中,，同時使用了機器視覺和運動控制系統(tǒng),，并完成了對于CO2激光的精確操作。而基于LabVIEW 的開發(fā),，使得我們比預(yù)定時間整整提前9 個月就完成了項目,。”Danny 說道：“將來我們還要在系統(tǒng)中添加新的功能，包括測量燈管的容積,，進行精確的統(tǒng)計等,，以完成進一步的改進。”
機器視覺拍到的燈管圖象