Sistemas de Inspección Visual y Control de Motores

Pablo BernalField Sales Engineer

National Instruments Mexico

Agenda

• Introducción a los Controladores de Automatización Programables

• Aplicaciones y Sistemas de Control de Movimiento

• Plataforma de Visión Artificial• Integración de Visión y Movimiento

Necesidades

• Posicionamiento preciso y rápido• Sincronización múltiples ejes• Retroalimentación sensores analógicos

• Monitoreo de condición de máquina• Retroalimentación

• Sincronización con DAQ y Visión• Eficiencia de energía

• Algoritmos de control avanzados• Tamaño de Motor• Optimización de Procesos

• Control de movimiento distribuido

Componentes de un Sistema de Control de Movimiento

Control SupervisorioAPI Usuario

EventosControl

supervisorio

Generador de Trayectorias

Acceleration

Jerk Cruise Deceleration

Jerk

Ciclos Control

Ciclo Posición

Interpolación

Ciclo Velocidad Ciclo Torque M

Entradas Salidas

Control LoopsPosition

Loop

Interpolation

Velocity Loop Torque loop

Módulo LabVIEW NI SoftMotionSupervisory Control

User API

Events

Supervisory

Control

Trajectory Generator

Acceleration

Jerk Cruise Deceleration

Jerk

NI SoftMotion Motion Manager

Controlador de Movimiento Serie C(cRIO o NI 9144)

Módulo de Comunicación EtherCAT

NI SoftMotionInterfáz de Eje LabVIEW FPGA

NI LabVIEWNI SoftMotionNI Real-TimeNI FPGA

NI SoftMotion API

Configuración Proyecto

Módulo LabVIEW NI SoftMotionHerramientas Configuración

• Configuración en Proyecto de LabVIEW

•Generación Trayectoria

•Ejes Movimiento

• Espacios Coordinados

• Ventana de configuración gráfica

• Pánel de pruebas interactivo

• Importe modelos 3D CAD de

SolidWorks

API de bloques de funciones de alto nivel

• Basados en el estándar PLCopen

• Comportamiento en tiempo real asíncrono

• Desarrollo de aplicaciones simplificado

LabVIEW NI SoftMotionAPI de Programación

API Nodos de propiedad y método

• Programación a bajo nivel en LabVIEW

• Comportamiento síncrono o asíncrono

• Transferir bloques de función a subVI con

nodos de propiedad y método

Control de Movimiento en WindowsWindows Host- PC

Expansión Ethernet

cRIOBackplane Controlador

de HardwareEtapa Potencia

y Motor

Ciclo de Control de Posición

Generador Trayectoria

Ciclo de Control de Velocidad y Torque

Módulos de Control de Movimiento• Conectividad directa a cientos de

controladores de servos y motores a pasos

• Salidas digitales de propósito digital

• Salida de comparación de posición para sincronización con mediciones o visión.

• Entrada de encoder de cuadratura sencilla o doble

• Switches de límites• Captura de posición• Entradas digitales de propósito

general

• Ciclos de control de 50 μs

• Interpolación Spline• Algoritmo de

generación de pasos patentado

• Modo de control de posición y torque

NI 9512 – Módulo para motores a pasosNI 9514 – Módulo para servomotoresNI 9516 – Módulo para servomotores (retroalimentación de doble encoder)

Control de Movimiento en CompactRIO

Windows Host- PC

Expansión Ethernet

cRIOBackplane

Controlador de

Hardware

Etapa Potencia y Motor

CicloControlPosición

GeneradorTrayectoria

Ciclo Control Torque y Velocidad

Aplicación HMI (opcional)

Control de Movimiento Personalizado en CompactRIO

Windows Host- PC

Expansión Ethernet

cRIOBackplane

E/S Serie C

Etapa Potencia y Motor

Position Control Loop

Generador Trayectoria

Ciclo control Torque y Velocidad

Aplicación HMI (opcional)

Ciclo Control Posición

Control de Movimiento Personalizado en CompactRIO

Windows Host- PC

Expansión Ethernet

cRIOBackplane Controlador

Serie C Motor

Ciclo control Posición

Generador Trayectoria

Ciclo Control Velocidad y Torque

Aplicación HMI (opcional)

Velocity and Torque Control Loop

Semiconductor & Solar

Bienes de Consumo

Automotriz

Robótica Industrial

Farmacéuticoy Consumo

AlimenticiaVisión

Electrónicos& Componentes

Robótica Autónoma

Dispositivose Investigación MédicaMonitoreo

Industrial

Aeroespacialy Militar

Textil & Papel

Plataforma de Visión de NI

NI Vision Capacidades

Mejorar• Calibrar

Imagen• Filtrar Ruido• Quitar

Distorción

Verificar• Intensidad • Conteo

partículas• Busqueda

Color

Localizar• Patrones• Geometrías• Flancos

Identificar• Lectura

Caracteres (OCR)

• Códigos barras 1D

• Códigos barras 2D

• Clasificación formas

Medición• Detectar

flancos• Medir

distancias• Calcular

geometrías

NI Vision Development Module 2010

NI Vision Development Module• Librerías de programación

para LabVIEW, LabWindows/CVI, Microsoft Visual Studio

• Cientos de funciones para procesamiento de imágenes y visión artificial

• Incluye Vision Assistant– Prototipo y benchmarks

para su aplicación– Genera código para

LabVIEW, Visual Basic, y C

NI Vision Builder for Automated Inspection 2010

Vision Builder for Automated Inspection• Facilidad de Uso

– Interactivo, software de aplicación basado en menús

– Conecte, configure y despliegue a CVS y Smart Cameras

• Rápido Desarrollo– Más de 40 herramientas de visión– Toma de decisiones avanzada– Capacidades de ciclos y máquinas

de estados• Inspección Industrial

– E/S serial y digital aislada– Protocolos industriales integrados– Administración de paso/fallo

Smart Cameras – Características

• 5 modelos• Pequeña y robusta• Procesador y cámara integrados

– Sensor CCD monocromático(VGA a SXGA)– Coprocesador DSP disponible en algunos modelos

• E/S digital aislada• Controlador de iluminación• Amplio rango de opciones de conectividad

– EtherNetIP, Modbus TCP/Serial , RS232, TCP/IP

Smart Cameras – Ejemplo de Aplicaciones• Identificar partes verificando códigos de barras, matrices de

datos o Reconocimiento Óptico de Caracteres (OCR)

Sistemas de Visión Embebidos–Características• Visión artificial en tiempo real e independiente• Soporte para múltiples cámaras

(GigE Vision, IEEE 1394)• Industrial, sin ventiladores• Procesador poderoso• E/S digital reconfigurable (TTL, aislado)• Opciones de comunicación industrial• Salida de video integrada

Sistemas de Visión Embebidos–Características

Dos Opciones:• Embedded Vision System (EVS)

– Procesador dual core1.66 GHz – Disco duro estado sólido+ CompactFlash– Soporte para IEEE 1394 y GigE Vision– 2 gigabit Ethernet, 2 IEEE 1394, RS-232, MXI Express, DVI, 4 puertos

USB, …

• Compact Vision System (CVS)– Soporta hasta 16 cámaras IEEE 1394– Temperatura de operación 0 – 55°C– Factor de forma compacto– 3 IEEE 1394, VGA, RS-232, Ethernet, …

Sistemas de Visión Embebidos–Aplicaciones• Control Aplicaciones• Ensamble de Precisión

Frame Grabbers – Características

• Sistemas basados en PC y en Tiempo Real o Windows PXI• Soporte para amplio formato de cámaras:

Analógico, Digital paralelo, IEEE 1394, CameraLink, GigE Vision, USB

• PXI y PCs dan el mejor desempeño• Factores de forma PCI, PCI Express, PXI, PXI Express

Frame Grabbers – Aplicaciones

• Manufactura de Celdas Solares Fotovoltáicas– Purificación Silicio– Clasificación y alineación de obleas– Sistemas de inspeción de calidad por visión y pruebas

eléctricas

Host PC

NI Smart Camera

cFP 180x Ethernet I/O

NI TouchPanel

NI Smart Cameras

NI CVS

NI CompactRIO

NI Compact DAQ

USB

Ethernet

NI Vision Diferenciador

Plataforma de Control y Mediciones Integrada

¿PREGUNTAS?

Pablo BernalField Sales Engineer

National Instruments Mexico

pablo.bernal@ni.com01 800 010 0793

Academic Days 2011