Integração avançada entre sistemas de movimento e visão

Transcrição

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2 Integração avançada entre sistemas de movimento e visão Marcelo Costa Engenheiro de Vendas Telles Soares Engenheiro de Campo

3 Agenda Benefícios da integração Tipos de integração e exemplos MOVIMENTO VISÃO Desafios da integração & soluções da NI 3

4 Quais são os benefícios da integração? VISÃO MOVIMENTO melhore a qualidade aumente a eficiência reduza os custos 4

5 Benefícios da integração Qualidade Eficiência Não há integração de movimento e visão Custo 5

6 Benefícios da integração Qualidade Melhore a qualidade do produto. Melhore a qualidade do processo através da análise de dados de defeito. Eficiência Inspecione produtos com rapidez. Não há integração Inspeção automática Custo Reduza os custos trabalhistas. 6

7 Benefícios da integração Qualidade Aumente a precisão e exatidão das automações existentes. Eficiência Manipule os materias com rapidez. Sobreponha as etapas de inspeção e de processo.. Não há integração Inspeção Automática Orientação com Visão Elimine equipamentos caros e equipamentos de posicionamento. Adapte-se a novos produtos e processos. Custo 7

8 Como integrar movimento e visão? MOVIMENTO VISÃO 8

9 Nível de integração Tipos de integração movimento-visão Integração sinergética Integração sincronizada MOVIMENTO Movimento orientado por visão Controle servo visual VISÃO 9

10 Nível de integração Tipos de integração movimento-visão Integração sinergética Integração sincronizada MOVIMENTO Movimento orientado por visão controle servo visual VISÃO 10

11 Integração sinergética MOVIMENTO Base de tempo comum VISÃO 11

12 Integração sinergética: Inspeção web VISÃO Velocidade da web MOVIMENTO O sistema de visão gera o trem de pulsos para acionar a(s) câmara(s). O sistema de movimento move a web, geralmente a uma velocidade constante. 12

13 Nível de integração Tipos de integração movimento-visão Integração sinergética Integração sincronizada Movimento orientado por visão MOVIMENTO Controle servo visual VISÃO 13

14 Integração sincronizada MOVIMENTO Sincronizado através do acionamento das E/S de alta velocidade VISÂO Software sincronizado 14

15 Integração sincronizada: Alta velocidade de classificação VISÃO Captura da imagem Captura da posição MOVIMENTO Trigger de acionamento Bico de ar 15

16 Integração sincronizada: Alta velocidade de classificação VISÃO Captura a imagem Captura a posição MOVIMENTO Trigger de acionamento Bico de ar 16

17 Nível de integração Tipos de integração movimento-visão Integração sinergética Integração sincronizada Movimento orientado por visão MOVIMENTO Controle servo visual VISÃO 17

18 Movimento orientado por visão Orientação (Parte da posição, erro de posição, ) MOVIMENTO Acionamento de alta velocidade pelas E/S VISÃO Software sincronizado 18

19 Movimento orientado por visão: alimentação flexivel Coordenadas da parte VISÃO Captura da imagem MOVIMENTO X Y 19

20 Movimento orientado por visão Gerador de trajetória Posição do setpoint 1ms Loop de controle Atuador 50µs Posição da parte ou erro de posição da parte ou orientação de trajetória 0.5-1s Feedback de posição Tranformada de coordenadas Processamento da Imagem Câmera 20

21 Movimento orientado por visão: Vantagens Elimina acessórios e equipamentos de posicionamento Adapta-se a novos produtos e tarefas Melhora a precisão de uma tarefa de colocação Reduz os custos de manutenção e danos em máquinas 21

22 Movimento orientado por visão: Limitações Sistema de visão apenas oferece orientação no início de uma tarefa, não fornece nenhum feedback adicional, por isso: Precisão da tarefa é inteiramente dependente do robô. A tarefa está propensa a erros na calibração da distância por pixel 22

23 Nível de integração Tipos de integração movimento-visão Integração sinergética Integração sincronizada Movimento orientado por visão MOVIMENTO Controle servo visual VISÃO 23

24 Controle servo visual Feedback Visão provê orientação & feedback MOVIMENTO Alta velocidade de acionamento pelas E/S VISÃO Imagens capturadas durante o movimento Software sincronizado 24

25 Controle servo visual: Exemplo VISÃO Feedback da imagem Captura da imagem MOVIMENTO 25

26 Movimento orientado por visão Gerador de trajetória Posição do setpoint Malha de controle Atuador Posição da parte Feedback de posição Transformada de coordenadas Processamento da imagem Câmera 26

27 Controle servo visual: Dynamic Look & Move Posição do setpoint Malha de controle Atuador 50µs ms Feedback de posição Transformada de coordenadas Processamento de imagem Camera 27

28 Controle servo visual: Servo direto Posição do setpoint Malha de controle Atuador Feedback de Posição 500µs ms Transformada de coordenadas Processamento de imagem Câmera Transformada de coordenadas Processamento de coordenadas Câmera 28

29 Controle Servo Visual: Servo baseado em posição Posição do setpoint Malha de controle Atuador Feedback de posição 500µs ms Transformada de coordenadas Processamento de imagem Câmera Transformada de coordenadas Processamento de Imagem Câmera 29

30 Controle servo visual: Servo baseado em imagem Setpoint da imagem Malha de controle Atuador ms Feedback da Imagem 500µs Processamento de imagem Câmera Processamento de imagem Câmera 30

31 Controle servo visual: Telescópio extra longo Controle de imagem baseado no telescópio mirror Mirror é uma superfície refletora esticada sobre 5000 atuadores. Mirror deve adaptar-se continuamente para compensar distorções atmosféricas. Imagem de referência são estrelas representadas como uma grade de pontos. M4 Mirror 31

32 Controle servo visual: First Robotics Controle de imagem baseada em robô para estudante Rastreamento baseado em imagem para identificar um padrão simples de cores. Implementação simples e baratas. 32

33 Quais são os desafios da integração? Solução integrada 33

34 Desafio: Seleção e set-up Trabalhar com vários fornecedores, sistemas de suporte diferentes e hardware incompatíveis são um fardo. Selecionar os componentes corretos para os sistemas de movimento e visão é um desafio. Por exemplo: dimensionamento de motores, selecionar a câmera correta e iluminação não é um processo trivial. 34

35 Soluções da NI para seleção e set-up EtherCAT GigE Embarcado crio Um fornecedor para o seu sistema de movimento de visão! BARRAMENTOS PLATAFORMA Cameralink PC PXI Câmeras Motores COMPONENTES Drives Lentes Iluminação 35

36 Soluções da NI para seleção e set-up Webcasts Advisors Ferramentas 36

37 Soluções da NI para seleção e set-up 37

38 Soluções da NI para seleção e Set-up Engenheiros de Vendas Engenheiros de Aplicação Engenheiros de Sistemas Alliance Partners 38

39 Desafio de integração: Desenvolvimento do software Transferência de informação e comandos é complicado. Sincronização de movimento e tarefas de visão são complexas. Implementar tipos de integração avançados é quase impossível. Scripts de Visão Scripts de Movimento Desenvolvedor 39

40 Soluções da NI para desenvolvimento de software VISÃO MOVIMENTO 40

41 Soluções da NI para desenvolvimento de software Sistema de Visão Embarcado AKD Drive (EtherCAT) 41

42 Soluções da NI para desenvolvimento de Software Visão Movimento 42

43 Desafio: Calibração da distância por pixel Realizar a calibração da distância por pixel é tedioso e demorado. Imagem Coordenadas Usando algoritmos que não levam em conta variáveis como a distorção da lente e desalinhamento do sensor pode ser ineficaz e limitar o desempenho. Transformada 43

44 Soluções da NI para calibração NI Vision 2011 para calibração Modelo de distorção da lente correta e distorção tangencial. Modelo de câmera para aplicações robóticas. 44

45 Soluções da NI para calibração Nova interface de treinamento de calibração Uma interface para aprender todos os modelos de calibração. Ferramentas para visualizar exatidão e precisão de um modelo de calibração. 45

46 Demo: Rastreamento a laser usando controle servo visual crio Câmera Basler GigE Motor AKM NEMA17 46

47 Demo: Controle servo visual (Dynamic Look & Move) Processamento de Visão Pixel para posição Controle de Posição Controle de Corrente Módulo NI 9502 LabVIEW RT LabVIEW FPGA 47

48 Próximos passos NI Motion: Set-up and services: NI Vision: Set-up and services: NI Vision Guided Robotics bundle: 48