研华科技整合边缘计算、机器视觉与设备运维诊断方案

传统制造业因为需求的提升及行业技术升级，正面临数字化转型的严峻挑战。特别是在疫情到来后，人员流动与疫情管控的不确定性让系统集成商的设备调试维护，生产型企业的设备操作，都带来了更大难题。越来越多的工厂与设备需要无人化、智能化、易维护的设备控制解决方案。

 

研华推出智能化产线边缘控制解决方案，可以将智能装备中需要的边缘计算、机器视觉以及设备远程运维诊断功能整合，有效提高设备生产效率和良品率，降低运维管理成本与能源消耗。

 

研华智能化产线方案

研华工业物联网以视频中智能激光加工设备为例，通过研华智能产线边缘控制方案，实现了整线从信息化派单，机器手视觉定位抓取上料控制，传送带传递，加工件视觉定位补正及入料瑕疵检测，激光加工，成品品质检测，机器手品质分检下料控制，生产数据上云等一整套智能化操作流程。智能化产线方案如何落地实施？以下文章将为您详细解析！

 

系统架构图

 

边缘控制平台

01

方案配置

平台方案：研华嵌入式边缘控制器 AMAX-658   Intel I7处理器

I/O模块：AMAX-5000插片式 EtherCAT I/O模块

软件方案：Win10操作系统

控制软件：研华CODESYS控制软件

02

方案功能

1、 边缘侧统筹：

作为边缘侧核心，通过多种工业总线，将控制系统、机器人控制、伺服控制、激光器控制进行整合；

2、 自动化控制：

通过CODESYS软PLC系统，实现高精度运动控制、机器人控制与激光控制；

3、 信息化对接：

在Windows系统中，通过研华 MachineUnite 设备云智联系统，实现将设备状态数据上传云平台，实现远程运维，设备状态检测与预测保养。

03

产品优势

1

总线丰富

研华边缘控制器支持多种工业总线，将现场多种外设与执行器件整合，解决多厂家集成问题；

2

项目快速落地

既可以支持自动化工程师熟悉的PLC编程语言，也可以支持信息化工程师熟悉的C/C#，MATLAB，Labview，Python等语言，有利于工程团队人员协作，减少项目施工时间；

3

提高稳定性

相比于传统方案需要多个设备通过网线串联，AMAX-658一台控制器整合IPC与PLC功能，有效减少现场网线插口数量，提供硬件稳定性。分核分系统架构，也能将IPC的信息处理能力与PLC的实时安全特点结合；

4

提高加工节拍

通过内部总线协议将信息快速交互，提供信息交互速度，整体提高设备加工节拍。

5

智能化

整套方案将自动化控制与信息化传递分析整合，真正实现无人化加工。支持WIFI与4G功能，可以实现设备的远程运维，方便设备快速升级。

 

机器视觉定位、检测

研华智能化产线方案集成应用了研华智能视觉软件VisionNavi的视觉定位、无序抓取、瑕疵检测等软件功能，以及研华千兆、万兆工业相机等视觉产品，实现了与边缘控制平台的无缝整合。其中，视觉位置校正，加工质量检测等功能，解决了传统流水线人工上料、人工全检的难题，在提高生产效率的同时节省了人力成本，从而实现全自动机械化生产。

视觉检测数据如产能、生产效率、生产良率等统计后上传，配合研华 MachineUnite 设备云智联系统进行智能化分析和管理。

 

 

无序上料

配合机械手控制，智能视觉软件VisionNavi在识别产品后，可将产品位置信息上传至视觉控制平台，由控制平台下达命令至机械手自动抓取上料。全程无需人工干预，进料随意放置，无需提前进行人工规整排序，大量减少所需人工。

 

无序抓取软件画面

产品配置：

视觉系统：研华智能视觉软件VisionNavi ;

相机：QCAM系列万兆工业相机（2500万像素）；

光源：背光 ；

视觉控制平台：研华机器视觉控制器AIIS-3410

 

 

第二站：待加工产品入料检测及视觉定位

实现待加工品在加工前的产品质量，避免前段工序不良品的流入，从而导致加工过程的材料及工时的浪费。因为涉及产品高精度加工，需要在入料前对产品做位置定位的视觉计算，将产品偏移位置回传控制平台提供后续激光加工所需位置资料。

入料质量检测，检测出OK产品会引导机械手抓取到良品放料区，检测NG产品会引导机械手抓取到次品放料区。

入料检及位置校正（OK）

入料检及位置校正（NG）

 

产品配置：

视觉系统：研华智能视觉软件VisionNavi ;

相机：QCAM系列千兆工业相机（500万像素）；

光源：背光 ；

视觉控制平台：研华机器视觉控制器AIIS-3410

 

 

第三站：成品出料品质检测

在激光加工过后，此站会针对产品加工过后做产品瑕疵检测，分选出成品中的合格品或是在生产过程中出现的错印、漏打、位置偏移…..等瑕疵品，并将检测结果上传至控制平台，控制平台凭回传数据，控制机械手会依视觉判断数据将合格品及不良品做分区摆放。

 

成品品质检验（OK）

 

成品品质检验（NG）

产品配置：视觉系统：研华智能视觉软件VisionNavi ;相机：QCAM系列千兆工业相机（1000万像素）；光源：同轴光 ；视觉控制平台：研华机器视觉控制器AIIS-3410

 

 

智能视觉软件VisionNavi优势

01

快速配置

快速配置视觉方案，节省视觉项目开发时间；

02

模板匹配

优秀的模板匹配方案，有效解决了产品不平整、阴影等问题；

03

更多的产品兼容性

VisionNavi可建立多个不同的模板，可实现不同产品的分类检测

04

检测速度更快

VisionNavi采用多线程同步并行处理方式，既有稳定的检测结果的同时也有速度上的提高；

05

更丰富的输出方式

VisionNavi支持TCP/IP、IO、RS232等方式输出，可以直接和西门子、三菱等PLC进行通讯；

06

更简单的标定方式

VisionNavi提供多种标定方式，工具化操作，可实现一键标定、二维码标定板标定等方式。

 

设备远程运维

研华MachineUnite设备云智联系统

 

系统优势

 

01

全局监控

可以实现设备UPH监控，能耗监控，设备故障监控；

02

预防保养

根据计划实现关键零部件-激光头的寿命管理。提升设备寿命

03

数据分析

建立节能建议模型，失效预测，改善工艺；

04

远程运维

通过VPN实现设备远程故障调试，远程检修与配方升级