Sylvania Lighting développe un système de contrôle industriel flexible à l’aide de matériels de vision, de commande d’axes, d’acquisition de données intelligente et de LabVIEW

Author(s):
Danny Hendrikx - Sylvania Lighting International (SLI)

Industry:
Consumer Goods, Electromechanics/ Electrotechnics, Research, Manufacturing, Energy/Power

Products:
Data Acquisition, Motion Control, LabVIEW, Reconfigurable I/O, Machine Vision

The Challenge:
Construire une machine de production précise et évolutive dans le cadre de la recherche et du développement d'un nouveau type plus compact de lampe aux halogénures.

The Solution:
Intégrer du matériel de vision et de commande d’axes de National Instruments dans un programme flexible afin de contrôler une machine de production et d'adapter et modifier aisément les étapes du procédé de fabrication.

Sylvania Lighting est l’un des plus grands fabricants de sources de lumière artificielle.Nous proposons une large gamme de roduits, des lampes à incandescence, lampes à économie d’énergie et halogènes destinés au marché grand public jusqu’aux lampes à décharge à haute intensité (DHI) et divers produits spécifiques dédiés à un usage professionnel.
À l’usine de Sylvania située à Tienen, en Belgique, nous produisons et développons des lampes aux halogénures.Afin de développer un nouveau type de lampe plus compacte, nous avions besoin d’une machine de production nous permettant d'adapter facilement tous les paramètres. Le procédé de pincement standard, dans lequel deux blocs métalliques pressent le verre fondu autour des électrodes pour obtenir un joint étanche, n’est pas capable de produire ces nouvelles lampes. C’est pourquoi nous avons développé un nouveau procédé capable de faire fondre le verre directement autour de la feuille, nécessitant une machine radicalement nouvelle ainsi qu'un nouveau procédé de production optimisé.
L’une de nos exigences concernant le nouveau système était de permettre aux développeurs de modifier les étapes du procédé et leurs paramètres, ainsi que l’ordre de ces étapes.Nos développeurs souhaitaient également construire leurs propres programmes séquentiels à partir des différentes étapes du procédé. Un opérateur doit exécuter le programme automatisé dans sa totalité pour appeler les étapes du procédé dans l’ordre requis. L’opérateur reçoit ensuite les instructions de traitement. La machine doit également être assez flexible pour pouvoir produire toute une variété de produits d’éclairage et devrait permettre un paramétrage aisé et rapide pour passer facilement de la production d’un type de lampe à incandescence à un autre.
Les automates programmables actuels ne permettent pas ce genre de souplesse ; c’est pourquoi nous avons décidé de développer notre propre système reposant sur une architecture PC sous Windows et les matériels et logiciels de NI.

Mise en oeuvre du nouveau système de production
National Instruments nous a aidé à examiner nos options en fonction de nos exigences, notamment l’interfaçage avec les servomoteurs et moteurs pas à pas et le contrôle d’un laser à dioxyde de carbone en utilisant un signal de modulation de largeur d’impulsion (PWM), tout en prenant en compte la nécessité d’un mécanisme de sécurité et de surveillance.Nous avons décidé d’utiliser une architecture PC avec trois cartes National Instruments – une carte d’E/S reconfigurables NI PCI-7831R, un contrôleur d’axes hautes performances NI PCI-7356 et une carte NI PCI-8252 IEEE 1394 pour assurer l’interface avec une caméra numérique. Pour développer le logiciel, nous avons utilisé LabVIEW de National Instruments, l'Assistant NI Vision et le module NI LabVIEW FPGA.
Le nouveau système utilise une caméra numérique Basler IEEE 1394 connectée à la carte NI PCI-8252 pour prendre des images de l’ampoule. En utilisant des algorithmes initialement développés dans l'Assistant NI Vision que nous avons fait migrer sous NI LabVIEW, nous pouvons mesurer le centre de l’ampoule et l’endroit exact où les électrodes doivent être placées. L’ampoule est ensuite alignée à l’aide d’un servomoteur linéaire capable de parcourir 30 cm avec une précision de 1,2 mm. Pendant ce processus délicat, le verre est chauffé au moyen d’un laser à dioxyde de carbone, lui-même dirigé à l’aide d’un système optique aligné par un deuxième système servo linéaire, présentant lui aussi une précision de 1,2 mm. La carte NI PCI-7356 contrôle les servomoteurs ainsi que les deux moteurs pas à pas qui placent les électrodes dans l’ampoule et manipulent la feuille. La NI PCI-7831R contrôle le laser à dioxyde de carbone avec un signal à modulation de largeur d’impulsion de 5 kHz et surveille toutes les conditions de sécurité et les arrêts d’urgence.
La programmation graphique de LabVIEW est au coeur du système. Chaque fonction, y compris le contrôle PID et la durée de fonctionnement du brûleur, est mise en oeuvre séparément et peut être appelée manuellement ou automatiquement.Une recette peut être créée dans un format tabulaire qui appelle ces différentes fonctions de manière séquentielle.

Projet pour l’avenir
En intégrant la vision, la commande d’axes et le contrôle de laser dans un système sur PC, nous pouvons facilement nous adapter à différentes recettes et exigences relatives aux procédés. En outre, grâce à la plate-forme LabVIEW, nous pouvons facilement adapter le logiciel pour apporter de nouvelles améliorations. Dans une prochaine version, nous prévoyons de mesurer le volume de la lampe à incandescence pour effectuer des analyses statistiques, et ce, avec la caméra utilisée à l'heure actuelle pour le positionnement des électrodes.

Juillet 2007

Author Information:
For more information on this Case Study, contact:
Danny Hendrikx
Sylvania Lighting International (SLI)
Industriepark 13
Tienen 3300
BE
Tel: +32 (0)16 800211
Fax: +32 (0)16 818945
danny.hendrikx@sylvania-lighting.com

Browse All Case Studies »