Lingchen PLC automatise la machine de retrait de boutons à guidage visuel

01 Contexte du projet

Sur une chaîne de production de boutons, le procédé traditionnel d'emboutissage repose entièrement sur le travail manuel. La répétition prolongée de ces tâches peut facilement entraîner des troubles musculo-squelettiques chez les opérateurs, et leur productivité est limitée par des facteurs tels que la force physique et l'habileté, ce qui rend difficile de répondre aux exigences d'une production à grande échelle. Ce problème majeur freine l'amélioration de la productivité et l'optimisation de l'environnement de travail.

Pour résoudre complètement ce problème, Lingchen Technology utilise un automate programmable industriel comme contrôleur principal, intègre un système de guidage visuel et lance une solution de machine de retrait de boutons entièrement automatique pour obtenir une reconnaissance, un positionnement et une saisie précis des boutons, améliorant considérablement la continuité et le rendement de la production.

02 Besoins et défis des clients

exigences fondamentales du client

• Efficacité de production : Le temps de cycle requis est de 1 seconde par pièce

• Stabilité de l'identification : Identification précise des boutons de matériaux et de formes différents, adaptation aux scénarios tels que les reflets, les ombres et les textures complexes.

• Précision du positionnement : affichage visuel des coordonnées spatiales des boutons pour éviter les sauts de calque et les écarts de positionnement

• Continuité de l'automatisation : connexion transparente des processus d'exploitation et de contrôle, réduisant les corrections manuelles

Points faibles de la solution actuelle du client

La solution initiale de machine à boutons du client présentait les principaux problèmes suivants :

• Reconnaissance visuelle imprécise : La capture des caractéristiques des boutons par le système visuel est imprécise, ce qui rend difficile la reconnaissance fiable de boutons de matériaux et de formes différents.

• Problème des « sauts de calques » : apparition fréquente de sauts de calques, entraînant la disparition de boutons et affectant directement la continuité de la production

• Mauvaise adaptabilité à l'environnement : face aux reflets des boutons, aux ombres ou aux textures complexes, il est facile de mal évaluer les caractéristiques, ce qui conduit finalement à une reconnaissance inexacte et à des sauts de calque.

• Taux de rebut élevé : Les erreurs de mesure et les données manquantes augmentent le taux de rebut et les coûts de correction manuelle des erreurs.

03 Solution PLC Lingchen

configuration matérielle

Ce plan utilise la gamme complète de produits d'automatisation de Lingchen Technology :

Contrôleur principal : automate programmable Lingchen, responsable du contrôle de mouvement, du traitement logique et de la communication visuelle.

Système visuel : caméra haute résolution + source lumineuse, combinés à un algorithme d’exposition adaptative

Mécanisme d'exécution : axe de distance de détection, axe de préhension du bouton, axe de rotation, axe de levage (responsable de la montée et de la descente de la cage)

Interface homme-machine : Lingchen HMI, permettant le paramétrage, la surveillance de l'état et l'affichage des alarmes.

Mise en œuvre des technologies de base

① Algorithme avancé de correspondance de modèles, reconnaissance stable de divers boutons

Lingchen Technology intègre des algorithmes avancés de correspondance de modèles pour capturer rapidement les caractéristiques essentielles telles que les contours et les textures des boutons. Quel que soit le matériau (plastique, métal, bois) ou la forme (circulaire, carrée, irrégulière) du bouton, la reconnaissance et le calcul de l'angle de rotation sont effectués avec précision. Associée à une technologie de positionnement visuel, elle permet d'obtenir les coordonnées spatiales exactes du bouton, évitant ainsi les sauts de calque et les écarts de positionnement par rapport à la racine.

② Algorithme d'exposition adaptatif, adapté aux environnements d'éclairage complexes

Grâce à son algorithme d'exposition adaptatif, ce système détecte les variations de luminosité ambiante et ajuste dynamiquement les paramètres d'exposition. Une correction précise est effectuée en cas de reflets sur les boutons, d'exposition insuffisante ou excessive, garantissant ainsi des détails nets et précis et améliorant considérablement la robustesse de la reconnaissance dans des conditions de travail complexes.

③ Commande de mouvement haute vitesse par automate programmable, connexion transparente des processus d'exploitation et de contrôle

L'automate programmable Lingchen Bus PLC reçoit les coordonnées visuelles et contrôle l'action coordonnée des axes de détection de distance, de préhension, de rotation et de levage. Après étalonnage et optimisation du processus, un cycle entièrement automatisé de reconnaissance visuelle → calcul des coordonnées → mouvement des axes → saisie et retrait du cadre a été obtenu. Chaque cycle est réalisé en moins d'une seconde, sans aucune pause inutile.

④ Calibrage et débogage visuels

Fournir des schémas clairs du processus d'étalonnage et des interfaces d'affichage du programme pour permettre aux ingénieurs sur site d'aligner rapidement les coordonnées de la caméra et du bras robotisé, réduisant ainsi les difficultés de débogage.

Indicateurs de performance atteints

Après des tests et une vérification sur site, cette solution répond aux exigences du client pour tous les indicateurs de performance :

• Efficacité de production : Le temps de cycle atteint 1 seconde par pièce

• Stabilité de la reconnaissance : exposition adaptative + correspondance de modèles, gérant efficacement les reflets, les ombres et les textures complexes

• Précision du positionnement : coordonnées de sortie guidées visuellement, résolvant complètement le problème des « sauts de couches ».

Fonctionnement continu : connexion transparente des processus d'exploitation et de contrôle, sans omission ni correction manuelle des erreurs

04 Points forts et valeur du plan

 

Points saillants de l'innovation technologique

Fusion profonde visuel + automate programmable : le système visuel communique directement avec l'automate programmable et les données de coordonnées sont transmises en temps réel afin de réduire la latence intermédiaire.
Algorithme d'exposition adaptatif : ajuste dynamiquement les paramètres d'exposition pour garantir des images nettes dans différentes conditions d'éclairage et résoudre les problèmes tels que les reflets et la surexposition.
La correspondance de modèles présente une grande robustesse : quels que soient le matériau, la forme ou la texture du bouton, elle peut reconnaître et calculer de manière stable les angles de rotation.
Cycle efficace de 1 seconde/pièce : optimisez le processus de contrôle des opérations et le temps de traitement visuel pour parvenir à une production continue à grande vitesse.
Valeur créée pour les clients

Remplacement complet du travail manuel : enlèvement automatisé, élimination des risques de fatigue manuelle et réduction des coûts de main-d’œuvre
Amélioration du rendement : identification et positionnement précis, prévention des sauts et des manques de couches, réduction significative du taux de rebut
Amélioration de l'efficacité de la production : fonctionnement continu à raison de 1 seconde par pièce, répondant aux besoins de la production à grande échelle
Réduction des difficultés de débogage : l’étalonnage visuel et l’interaction avec l’IHM raccourcissent le cycle de débogage sur site.
Rapport coût-efficacité élevé : la solution de Lingchen présente un cycle court, un avantage de prix évident et une réactivité de service efficace.

Résumé 05

Le processus d'extraction des boutons dans la production de boutons a longtemps reposé sur le travail manuel, une méthode inefficace, gourmande en main-d'œuvre et sujette aux erreurs. Lingchen Technology utilise un automate programmable industriel (API) comme élément central et intègre un système de guidage visuel avancé. Grâce à des technologies clés telles que l'algorithme de correspondance de modèles, l'algorithme d'exposition adaptative et le contrôle de mouvement à haute vitesse, elle a réussi à réaliser la reconnaissance automatique, le positionnement précis et la préhension rapide des boutons.

Cette solution élimine complètement les problèmes inhérents aux solutions traditionnelles, tels que la reconnaissance imprécise, les sauts de couches et les captures manquées. Elle stabilise le temps de cycle à une seconde par pièce, améliorant considérablement la continuité et le rendement de la production, et générant d'importants avantages économiques pour les clients. À l'avenir, Lingchen Technology continuera de développer en profondeur le domaine de l'automatisation industrielle, en proposant des solutions toujours plus innovantes pour moderniser intelligemment les différents secteurs d'activité.

À propos de nous

Fondée en 2006, Suzhou Lingchen Data Acquisition & Computer Co., Ltd. fonde son activité sur la création de valeur pour ses clients et le développement de partenariats mutuellement avantageux. L'entreprise fournit à ses clients des composants essentiels et des solutions système pour une large gamme d'équipements d'automatisation, notamment des ordinateurs industriels, des systèmes de contrôle de mouvement, des instruments de test et de mesure, des systèmes de vision industrielle et des robots. Lingchen supervise actuellement deux filiales à 100 % : Suzhou Xun'ya Automation Technology Co., Ltd., spécialisée dans la vente de systèmes robotiques, et TOK Robotics (Suzhou) Co., Ltd., spécialisée dans la R&D, la fabrication et la vente de produits de mouvement linéaire.

Réseau de systèmes de produits

Au sein de la structure hiérarchique des réseaux de contrôle automatisés, Lingchen Technology propose une gamme complète de produits couvrant les couches dispositifs, contrôle et information.

01 Ordinateurs industriels

Le châssis industriel Lingchen offre une protection physique complète aux cœurs informatiques critiques grâce à sa structure robuste de qualité industrielle, sa gestion thermique exceptionnelle et sa conception étanche à la poussière, garantissant un fonctionnement durable et stable même dans des environnements industriels difficiles caractérisés par des vibrations, de la poussière et des températures extrêmes.

02 PC industriel embarqué

Les PC industriels embarqués Lingchen se distinguent par leur conception industrielle compacte et robuste, intégrant des performances de calcul élevées, une connectivité étendue et une large tolérance aux variations de température et de tension. Spécialement conçus pour les applications embarquées – telles que la vision industrielle, l'informatique de périphérie et les équipements d'automatisation – ces systèmes offrent un cœur intelligent stable et fiable dans un espace réduit, favorisant ainsi le développement de l'industrie 4.0 et de l'Internet des objets (IoT).

Carte de contrôle de mouvement 03

La carte de commande de mouvement Lingchen est capable de contrôler jusqu'à 32 axes de mouvement et prend simultanément en charge le contrôle de jusqu'à 512 points d'entrée (DI) et 512 points de sortie (DO), avec un cycle de communication bus maximal de 250 µs. En termes de commande de mouvement, elle prend en charge des fonctions telles que le mouvement relatif mono-axe, le mouvement absolu, le déplacement manuel et le retour à l'origine par entraînement ; l'interpolation multi-axes ; le mouvement de table de points multi-axes ; et l'engrenage électronique.

Contrôleurs de mouvement série 04 LMC

Les contrôleurs de mouvement Lingchen série LMC sont conçus autour d'un noyau temps réel dur ouvert (avec une gigue

Contrôleurs de mouvement haute performance série 05 NAC

Au cœur du contrôleur Lingchen NAC se trouve une puissante capacité d'extension de bus, prenant en charge quatre maîtres EtherCAT pour un contrôle précis de 256 axes par station, soit un total de 4 096 canaux d'E/S. Ses fonctionnalités de contrôle de mouvement sont à la fois complètes et robustes : outre l'interpolation point à point, linéaire et circulaire standard, il intègre des fonctions avancées telles que l'interpolation 5 axes, le lissage de trajectoire par splines et les systèmes de coordonnées dynamiques. De plus, il intègre la suppression des vibrations, des fonctions d'atterrissage en douceur et des sorties de comparaison de position de haute précision. Grâce à ses huit groupes d'interpolation indépendants et à sa fonctionnalité d'interpolation continue, il répond efficacement aux exigences des trajectoires complexes et de la synchronisation à haute vitesse. L'environnement de développement est ouvert et flexible, compatible avec de nombreux langages de programmation, dont C++, C# et Python, et permet la programmation directe au sein du système d'exploitation temps réel, améliorant ainsi considérablement l'efficacité de l'intégration et du débogage.

06 Contrôleur de mouvement PLC

Les automates programmables Lingchen sont conformes aux spécifications PLCopen et à la norme internationale CEI 61131-3. Alliant hautes performances, compacité et conception modulaire, ils facilitent le développement et le déploiement. Largement utilisés dans les équipements d'automatisation et les systèmes de lignes de production de secteurs tels que l'électronique grand public, les batteries lithium-ion, l'emballage et l'imprimerie, ces automates peuvent également servir de nœuds de communication réseau au sein de lignes de production intégrées pour les secteurs de la logistique, de l'automobile et des biens de consommation. Répondant aux exigences d'isolation réseau interne/externe, de communication bus haut débit et de traitement des données en temps réel, ils constituent un cœur de contrôle stable et fiable pour une grande variété d'environnements industriels.

07 Cartes de réseau industrielles

Les cartes réseau industrielles Lingchen sont spécialement conçues pour les environnements industriels difficiles. Grâce à leurs capacités d'auto-négociation 10/100/1000 Mbps, elles offrent une connectivité réseau haut débit stable et fiable. Dotées d'une protection robuste contre les interférences et les surtensions, ainsi que d'une large plage de températures de fonctionnement, ces cartes sont largement utilisées dans des applications critiques telles que le contrôle de mouvement, la vision industrielle et les systèmes d'automatisation. Leur conception flexible permet une installation aisée, avec un support pleine hauteur standard et un support demi-hauteur en option, pour une intégration parfaite dans une vaste gamme d'équipements de production intelligents et de réseaux industriels.

Module d'E/S 08

Lingchen Technology propose une gamme complète de solutions de modules d'E/S, conçues pour répondre avec flexibilité aux diverses exigences de l'automatisation industrielle.

Modules d'E/S extensibles série LC/LD : compatibles avec de nombreux protocoles (EtherCAT, Profinet, Ethernet/IP et Modbus TCP), ces modules permettent d'étendre de manière flexible les capacités d'acquisition de données pour les signaux numériques et analogiques, la température, la pression et les impulsions. Ils sont largement utilisés dans des secteurs tels que l'électronique grand public, les batteries lithium-ion, les semi-conducteurs, l'automobile et le matériel médical.

Modules d'E/S série MINI : Caractérisée par sa taille compacte et ses hautes performances en temps réel, cette série comprend des modules d'E/S numériques, analogiques, de température et de communication. Ils sont parfaitement adaptés aux applications de contrôle et d'acquisition de données où l'espace est limité et la réactivité en temps réel est essentielle.

Modules d'E/S sans armoire de la série GWS : Bénéficiant d'une stabilité exceptionnelle et de capacités de câblage réseau pratiques, ces modules sont conçus pour les configurations de systèmes distribués, permettant des réductions significatives du temps et des coûts d'intégration du système.

L'ensemble de notre gamme de produits est conçu pour offrir aux utilisateurs une prise en charge des modules d'E/S fiables, faciles à intégrer et adaptables pour une grande variété de scénarios d'application.