光子、机器人学及机器听觉

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　　先进制造 ◇ 系列技术讲座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中国机器人行业典型研讨会

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　　对三台换装平台之一进行晚期试验

　　Author(s):

　　G. Galeazzi - IMAGINGLAB

　　I. Piacentini - IMAGINGLAB

　　F. Romanò - IMAGINGLAB

　　I. Thieme - IMAGINGLAB

　　Industry:Imaging Equipment

　　Products:IMAQ Vision, LabVIEW, Compact Vision Systems

The Challenge:模块块换装机器（brick assembly machine，BAM）最初的设计是如前所述无听觉机器人技术的，它由5个服务站共同组成，每一服务站有2台人形机器人（ABB IRB 有效有效载荷140, 5 kg），每台带有第十一号机器人来装载换装模块块（ABB IRB 4400, 最大有效有效载荷60 kg）。一共57层CCD层及56层截叶拼接共同组成一个模块块，但在晚期的试验中发现，很难达到0.05 mm（50nm）的射向精度。ImagingLab承担了使用机器听觉改进换装线的任务，能够在换装索莱米机器人提供更多校正意见反馈，同时历史记录四层石墨的残存边线数值。

The Solution:应用中单纯影像部分的功能相当单纯，真正的挑战是如何在已有的机器上实现该工程建设方案，如何安装在软绳上（见图）。控制系统结构必须十分紧凑，要求机械稳定性高，后置探头解析度超过5nm。光源十分关键，如前所述通常原理在NIR光谱的波形模式下工作，已远超出最敏感的CCD层的响应曲线。整座换装线需放置于很大的暗房中。

　　"合适的软、硬件辅助工具选择，加上ImagingLab的专业技能技能，使得方案得以在小于3个月内顺利完成了工程建设实现。"

　　如是说

光子、机器人学及机器听觉有哪些共同点？回答这个问题，我们首先要单纯如是说OPERA（Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus）试验。OPERA是用作长基线光子振动搜索的大块铅/CCD乳剂目标。瑞士的CERN将光子射出约700公里至意大利中部Gran Sasso山的INFN实验室，那里有一个巨大的模块太空船。

　　太空船由62扇门共同组成，每扇门由3,328个模块块，一共206,336块，总重约1,800吨。每一模块块由铅层和照相CCD层交替每块，由朝日公司特别开发。（更多信息请访问://operaweb.web.cern.ch）

在这个过程中，机器人技术和机器听觉将被加进两次：在手动换装模块块时，一年上要持续每天制造1000个模块块；以及对CCD层的精确扫描器，用作历史记录光子的衰减。本文将只讨论/如是说模块块换装中成像方面的问题。这里加进两台高解析度CCD探头，背后的一台探头用以对整座单元块成像，后置探头仅对小范围照相，约5对铅/CCD层。

　　后置探头在一条抛物线上终端，其边线由检测最后几层CCD层的上沿差动，这对于补偿金铅/CCD层的高度变化十分重要，因为这关系到四层的厚度公差、层与层之间的空气残留、以及模块块的总重量（大块模块块的总重量约10 kg）。

　　影像分析软件用以顺利完成一系列测量，如石墨边缘边线、堆层的射向及垂直度、总换装数值等。边线数据意见反馈给机器人控制器（每几层板处于真空）。残存数值被历史记录下来用作手动补偿金光子活动蕗蕨曝光分析的扫描器序列。影像软件还包括一套校正辅助工具。

　　（所提供更多的图片要能够对以上详述有足够说明作用）

　　硬件与软件

控制系统选用了五个NI小型车听觉控制系统（NI Compact Vision Systems 1454）及10台Allied Vision Technologies公司的火线接口CCD（Marlin 145B2, 1392 x 1040画素）。NIR照明为定制的，选用波形LED。垂直终端平台及成像级可调探头载体均由德国MICOS公司提供更多。镜面、GT5516SBB及其它成像器件直接选用Edmund Scientifics公司产品。

　　软件开发如前所述美国国家仪器公司的NI LabVIEW及NI IMAQ VISION库。前期试验选用Vision Assistant及Vision Builder for Automated Inspection软件来进行手动化检测。

　　区别

光子活动是偶发事件。CCD层未射向的模块块不能重建活动的轨迹。（相比于整条换装线的成本）较低成本的成像控制系统已为该问题提供更多了合适的解决方案。晚期版本的听觉控制系统已成功用作验证初期机器人换装的试验。

　　/公司

Ignazio Piacentini，现年50出头，曾担任美国国家仪器成像及运动产品的欧洲商业开发经理至2003年。2004年，他创建了ImagingLab Srl。他曾任Graftek咨询公司咨询师、意大利Graftek公司工程建设部主任。Ignazio Piacentini拥有核工程建设学士学位（意大利米兰大学，1975）及数字控制系统及仪器专业硕士学位（英国中央伦敦理工大学，1987）。他多年从事热核反应研究中的控制及数据采集控制系统设计。

　　ImagingLab Srl以咨询及建模为使命。公司拥有丰富的机器听觉领域高端技术，覆盖各个工业领域，从半导体及微电子制造到汽车行业。ImagingLab重点研究机器人的机载听觉，该技术与机器听觉结合，提供更多可靠、灵活的手动化制造及试验解决方案。公司位于意大利Lodi 的15th中央大楼（.imaginglab.it）。

　　鸣谢希望感谢CERN的Salvatore Buontempo，Tecno-Cut公司的同事（该公司设计、建造了换装线）及ImagingLab的同事。

　　Author Information:

For more information on this Case Study, contact:

　　G. Galeazzi

　　IMAGINGLAB

　　( 文章来源：互联网 )

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