SIMATIC IPC3000 SMART在工業視覺檢測設備中的應用

深圳市恒工科技有限公司

深圳市恒工科技有限公司（以下簡稱恒工科技）是一家致力于提供自動化篩選設備和解決方案的公司，專注于CCD光學影像，擁有高素質人才專業團隊，掌握機器視覺核心技術，研發和制造光學篩選機產品，并擁有全部自主知識產權。主要服務于緊固件、注塑件和電子元件等制造行業，為客戶從根本上提供產品質量保證，減少人力成本，大幅提高生產力和生產效率。

恒工科技一直與西門子緊密合作，為客戶提供品牌可以信賴、品質一流、性價比高的工業自動化產業升級所需的一流產品，恒工自動影像篩選機即是其中的典型代表。

圖1 恒工自動影像篩選機外觀圖

1 自動影像全檢機產品簡介

1.1 篩選原理

恒工自動影像全檢機通過自動進料，玻璃盤承載待測樣件旋轉，途經工業CCD時拍攝照片。隨后由工業計算機和篩選軟件進行實時檢測、分析，判斷樣件是否合格，最后根據判斷結果由執行機構決定保留或者剔除樣件。

恒工自動影像全檢機的篩選速度或效率視待測樣件的大小、檢測指標等因素有所不同。最快可以達到每小時篩選90000個樣品。

1.2 主要配件

（1）工業計算機

工業計算機是恒工自動影像全檢機的核心設備，相當于人類的大腦。恒工科技的篩選軟件直接運行在工業計算機上。對于圖像的分析、計算，以及對各個工業相機、電氣、氣動等機構的控制也都由工業計算機集中管理。所以，工業計算機的性能和可靠性直接關系到本產品的品質及可靠性和穩定性，篩選效率等。

恒工科技在選擇工業計算機時了解到西門子2013年9月在中國推出了一款中國本地研發生產的工業計算機——SIMATIC IPC3000 SMART。該產品是西門子在中國成都建立的亞洲最大數字化生產研發基地SEWC制造的首款工業計算機產品。產品秉承西門子工業計算機產品設計理念和西門子的質量控制體系及標準，且西門子承諾出廠的每臺SIMATIC IPC3000 SMART產品，都經過24小時的產品老化過程及全面的功能和性能測試的嚴謹質量控制。

經過測試西門子SIMATIC IPC3000 SMART產品完全能夠滿足工業視覺系統對工業計算機產品的技術規格及性能的要求。同時，SIMATIC IPC3000 SMART產品在細節上的獨特設計大大提高了工業計算機運行的可靠性和穩定性，例如，為提高主板上擴展槽與擴展卡的穩定性和可靠性，西門子選用特殊規格的擴展槽元件，其金手指鍍金層厚度要求高于行業標準15倍的特殊規格厚度，這一特殊規格雖增加成本但能夠大大提高擴展卡的可靠性。再如，該工業計算機的CPU供電電路采用獨立供電設計，充分保證了CPU內部的處理器、集成顯卡、內存控制器的功能單元工作的穩定性。又如，為了增強工業計算機外部IO工作的可靠性，在主板外部接口線路中增加了靜電保護電路，防止主板上外部接口因外界靜電導致的主板接口芯片損壞的故障，從而提高工業計算機在工業現場的可靠性、穩定性。

經過對國內外多個品牌工業計算機的對比、試驗，恒工科技最終選擇了西門子?SIMATIC?IPC3000 SMART系列產品。該產品的技術規格滿足恒工系統的功能需求，穩定性、可靠性高及品牌值得信賴，與本地品牌的價格相當，性價比高。

作為第一款西門子在中國本地研發和制造的工業計算機產品，SIMATIC IPC3000 SMART更加貼近國內用戶需求，供貨周期短，本地技術支持和服務，尤其是頗具競爭力的價格，與本地其他品牌的同類產品相當。

恒工科技搭配西門子IPC3000 SMAR工業計算機的自動影像全篩選機產品已經銷售200余臺，且已交付到全國各地數十家客戶。經歷了南方北方各種高低氣溫、震動、多塵、高強度計算以及長時間連續工作等惡劣環境和時間的考驗，運行穩定，表現超凡。

（2）伺服馬達及驅動器

伺服馬達及驅動器用于帶動玻璃盤穩定轉動，運送樣件進行拍照或吹氣剔除。

（3）PLC

PLC在恒工自動影像全檢機中控制協調轉動以及吹氣等自動化動作。

（4）振動盤

振動盤用于在恒工自動影像全檢機系統中輔助待測樣件自動進料。

（5）CCD工業相機、鏡頭以及光源

恒工自動影像全檢機系統中有一組或多組拍攝站點，每一個工業相機就有一個光源配合，用于對待測樣件拍照以供分析。

（6）吹氣用工業高速電磁閥

氣動電磁閥在控制恒工自動影像全檢機系統中用于剔除不良待測樣件。

圖2 西門子? SIMATIC? IPC3000 SMART系列IPC工業電腦

1.3 適用范圍

恒工自動影像全檢機可廣泛應用于緊固件、注塑件、手機零配件、接插件等行業的產品篩選。

2 典型應用舉例

汕頭SJ公司是一家大型組合玩具生產企業，其玩具大量遠銷歐美，頗受市場及客戶好評。

SJ公司生產各種各樣的注塑玩具部件，有方形、圓形、不規則等部件，總的種類達到1700多種，并且新種類隨市場需求還在不斷地開發和增加。

客戶現狀：

歐美客戶對產品質量要求很高，對混有少數缺膠、多膠、變形或者色彩不良的情況幾乎是零容忍，常常處以高額罰款甚至整批退貨。SJ公司雖然銷售業績斐然，但也難堪少數產品質量所帶來的沉重負擔。

SJ公司之前也有專人負責檢測產品，他們的做法是：

一個班組若干人，在每批出貨之前抽查一定量的樣件。如果抽查沒有發現問題，則正常發貨。一旦抽查發現不良品，則整批產品全部人工篩選。這樣做雖然在一定程度上能夠保證質量，仍存在幾個弊端：

（1）人工只能抽檢，且不能保證準確率。

（2）人工全檢，篩選速度慢，人力成本高。

（3）即使人工全檢，也不能保證產品合格率。

人工篩選，存在若干不足和風險：個體差異、技能差異、易疲勞、責任心差異、情緒影響。

改進辦法：

引入光學自動篩選機，對所有待出貨產品做無條件全部篩選。

篩選的指標包括：大小、比例、缺膠、多膠、毛刺、文字印記有無、顏色混色、臟污等。

效果：

檢測全面，6個CCD相機篩選方案，對方形樣件的6個面多個指標一次性全檢。

速度快，篩選速度達到每天72000個，遠遠超過人工篩選速度。

精度高，注塑件尺寸檢測，精度達到±0.02mm。

準確率高，篩選出的良品100%合格；篩選出的不良品中僅混有不到1%的良品。

客戶滿意度高，歐美客戶的投訴率大大降低，SJ公司非常滿意，在2014年度一次性對本產品增加了10臺的訂單。

篩選軟件由恒工科技自主開發，界面簡潔明了，實時監控和統計，易操作。

圖3 篩選軟件運行情況

3 結論

恒工自動影像全檢機為客戶保障了產品質量，提高了終端客戶認可度和滿意度，提升了品牌競爭力。