SIMATIC IPC3000 SMART在工业视觉检测设备中的应用

深圳市恒工科技有限公司

深圳市恒工科技有限公司（以下简称恒工科技）是一家致力于提供自动化筛选设备和解决方案的公司，专注于CCD光学影像，拥有高素质人才专业团队，掌握机器视觉核心技术，研发和制造光学筛选机产品，并拥有全部自主知识产权。主要服务于紧固件、注塑件和电子元件等制造行业，为客户从根本上提供产品质量保证，减少人力成本，大幅提高生产力和生产效率。

恒工科技一直与西门子紧密合作，为客户提供品牌可以信赖、品质一流、性价比高的工业自动化产业升级所需的一流产品，恒工自动影像筛选机即是其中的典型代表。

图1 恒工自动影像筛选机外观图

1 自动影像全检机产品简介

1.1 筛选原理

恒工自动影像全检机通过自动进料，玻璃盘承载待测样件旋转，途经工业CCD时拍摄照片。随后由工业计算机和筛选软件进行实时检测、分析，判断样件是否合格，最后根据判断结果由执行机构决定保留或者剔除样件。

恒工自动影像全检机的筛选速度或效率视待测样件的大小、检测指标等因素有所不同。最快可以达到每小时筛选90000个样品。

1.2 主要配件

（1）工业计算机

工业计算机是恒工自动影像全检机的核心设备，相当于人类的大脑。恒工科技的筛选软件直接运行在工业计算机上。对于图像的分析、计算，以及对各个工业相机、电气、气动等机构的控制也都由工业计算机集中管理。所以，工业计算机的性能和可靠性直接关系到本产品的品质及可靠性和稳定性，筛选效率等。

恒工科技在选择工业计算机时了解到西门子2013年9月在中国推出了一款中国本地研发生产的工业计算机——SIMATIC IPC3000 SMART。该产品是西门子在中国成都建立的亚洲最大数字化生产研发基地SEWC制造的首款工业计算机产品。产品秉承西门子工业计算机产品设计理念和西门子的质量控制体系及标准，且西门子承诺出厂的每台SIMATIC IPC3000 SMART产品，都经过24小时的产品老化过程及全面的功能和性能测试的严谨质量控制。

经过测试西门子SIMATIC IPC3000 SMART产品完全能够满足工业视觉系统对工业计算机产品的技术规格及性能的要求。同时，SIMATIC IPC3000 SMART产品在细节上的独特设计大大提高了工业计算机运行的可靠性和稳定性，例如，为提高主板上扩展槽与扩展卡的稳定性和可靠性，西门子选用特殊规格的扩展槽元件，其金手指镀金层厚度要求高于行业标准15倍的特殊规格厚度，这一特殊规格虽增加成本但能够大大提高扩展卡的可靠性。再如，该工业计算机的CPU供电电路采用独立供电设计，充分保证了CPU内部的处理器、集成显卡、内存控制器的功能单元工作的稳定性。又如，为了增强工业计算机外部IO工作的可靠性，在主板外部接口线路中增加了静电保护电路，防止主板上外部接口因外界静电导致的主板接口芯片损坏的故障，从而提高工业计算机在工业现场的可靠性、稳定性。

经过对国内外多个品牌工业计算机的对比、试验，恒工科技最终选择了西门子®SIMATIC®IPC3000 SMART系列产品。该产品的技术规格满足恒工系统的功能需求，稳定性、可靠性高及品牌值得信赖，与本地品牌的价格相当，性价比高。

作为第一款西门子在中国本地研发和制造的工业计算机产品，SIMATIC IPC3000 SMART更加贴近国内用户需求，供货周期短，本地技术支持和服务，尤其是颇具竞争力的价格，与本地其他品牌的同类产品相当。

恒工科技搭配西门子IPC3000 SMAR工业计算机的自动影像全筛选机产品已经销售200余台，且已交付到全国各地数十家客户。经历了南方北方各种高低气温、震动、多尘、高强度计算以及长时间连续工作等恶劣环境和时间的考验，运行稳定，表现超凡。

（2）伺服马达及驱动器

伺服马达及驱动器用于带动玻璃盘稳定转动，运送样件进行拍照或吹气剔除。

（3）PLC

PLC在恒工自动影像全检机中控制协调转动以及吹气等自动化动作。

（4）振动盘

振动盘用于在恒工自动影像全检机系统中辅助待测样件自动进料。

（5）CCD工业相机、镜头以及光源

恒工自动影像全检机系统中有一组或多组拍摄站点，每一个工业相机就有一个光源配合，用于对待测样件拍照以供分析。

（6）吹气用工业高速电磁阀

气动电磁阀在控制恒工自动影像全检机系统中用于剔除不良待测样件。

图2 西门子® SIMATIC® IPC3000 SMART系列IPC工业电脑

1.3 适用范围

恒工自动影像全检机可广泛应用于紧固件、注塑件、手机零配件、接插件等行业的产品筛选。

2 典型应用举例

汕头SJ公司是一家大型组合玩具生产企业，其玩具大量远销欧美，颇受市场及客户好评。

SJ公司生产各种各样的注塑玩具部件，有方形、圆形、不规则等部件，总的种类达到1700多种，并且新种类随市场需求还在不断地开发和增加。

客户现状：

欧美客户对产品质量要求很高，对混有少数缺胶、多胶、变形或者色彩不良的情况几乎是零容忍，常常处以高额罚款甚至整批退货。SJ公司虽然销售业绩斐然，但也难堪少数产品质量所带来的沉重负担。

SJ公司之前也有专人负责检测产品，他们的做法是：

一个班组若干人，在每批出货之前抽查一定量的样件。如果抽查没有发现问题，则正常发货。一旦抽查发现不良品，则整批产品全部人工筛选。这样做虽然在一定程度上能够保证质量，仍存在几个弊端：

（1）人工只能抽检，且不能保证准确率。

（2）人工全检，筛选速度慢，人力成本高。

（3）即使人工全检，也不能保证产品合格率。

人工筛选，存在若干不足和风险：个体差异、技能差异、易疲劳、责任心差异、情绪影响。

改进办法：

引入光学自动筛选机，对所有待出货产品做无条件全部筛选。

筛选的指标包括：大小、比例、缺胶、多胶、毛刺、文字印记有无、颜色混色、脏污等。

效果：

检测全面，6个CCD相机筛选方案，对方形样件的6个面多个指标一次性全检。

速度快，筛选速度达到每天72000个，远远超过人工筛选速度。

精度高，注塑件尺寸检测，精度达到±0.02mm。

准确率高，筛选出的良品100%合格；筛选出的不良品中仅混有不到1%的良品。

客户满意度高，欧美客户的投诉率大大降低，SJ公司非常满意，在2014年度一次性对本产品增加了10台的订单。

筛选软件由恒工科技自主开发，界面简洁明了，实时监控和统计，易操作。

图3 筛选软件运行情况

3 结论

恒工自动影像全检机为客户保障了产品质量，提高了终端客户认可度和满意度，提升了品牌竞争力。