凌辰PLC为视觉引导式按钮移除机提供支持
01 项目背景
在纽扣生产线上，传统的拉扣工艺完全依赖人工。长时间重复性劳动容易导致操作人员手部疲劳，且劳动效率受体力、熟练程度等因素限制，难以满足大规模生产的需求。这已成为制约生产效率提升和工作环境优化的核心痛点。
为了彻底解决这个问题，凌辰科技采用工业PLC作为核心控制器，集成视觉引导系统，推出了全自动纽扣拆卸机解决方案，实现了纽扣的精确识别、定位和抓取，大大提高了生产的连续性和产量。
02 客户需求和挑战
客户核心需求
·生产效率：每件产品所需周期时间为1秒
·识别稳定性：能够准确识别不同材质和形状的按钮，并能适应反射、阴影和复杂纹理等场景。
·定位精度：通过视觉引导输出按钮空间坐标，避免图层跳变和定位偏差
·自动化连续性：操作和控制流程的无缝连接，减少人工错误纠正
客户现有解决方案的痛点
·客户原有的纽扣机解决方案存在以下主要问题：
·视觉识别不准确：视觉系统对按钮的特征捕捉不准确，导致难以稳定识别不同材质和形状的按钮。
·“跳层”问题：频繁出现跳层现象，导致按钮缺失，直接影响生产连续性。
·环境适应性差：面对按钮反射、阴影或复杂纹理时，容易误判特征，最终导致识别不准确和图层跳变。
·高报废率：漏检和误判会增加报废率和人工纠错成本。
03 凌辰PLC解决方案
硬件配置
该方案采用了凌辰科技的全套自动化产品：
主控制器：凌辰总线PLC，负责运动控制、逻辑处理和视觉通信。
视觉系统：高分辨率摄像头+光源，结合自适应曝光算法
执行机构：检测距离轴、按钮夹爪轴、旋转轴、升降轴（负责笼子的升降）
人机界面：凌辰人机界面，实现参数设置、状态监控和报警提示。
核心技术实施
① 先进的模板匹配算法，可稳定识别各种按钮
凌辰科技集成了先进的模板匹配算法，能够快速捕捉按钮轮廓、纹理等核心特征。无论按钮的材质（塑料、金属、木材）或形状（圆形、方形、不规则形），都能稳定完成识别和旋转角度计算。结合视觉定位技术，可以精确输出按钮的空间坐标，避免图层跳变和定位偏差。
② 自适应曝光算法，适用于复杂光照环境
该算法融合了自适应曝光算法，能够感知环境光照变化并动态调整曝光参数。针对按钮反光、曝光不足或过度等情况进行精准校正，确保图像细节清晰可辨，显著提升了复杂工作环境下的识别鲁棒性。
③ PLC高速运动控制，操作和控制过程的无缝连接
凌辰总线PLC负责接收视觉坐标，并控制检测距离轴、按钮夹爪轴、旋转轴和升降轴的协同运动。经过校准和工艺优化，实现了视觉识别→坐标计算→轴运动→抓取和移除框架的全自动循环，单件循环控制在1秒以内，且过程中无冗余停顿。
④ 视觉校准和调试
提供清晰的校准过程图和程序显示界面，以便现场工程师能够快速校准相机和机械臂坐标，从而降低调试难度。
绩效指标达成情况
经过现场测试和验证，该解决方案在所有性能指标上均满足客户要求：
·生产效率：每件产品的周期时间达到1秒。
·识别稳定性：自适应曝光+模板匹配，有效处理反射、阴影和复杂纹理
·定位精度：视觉引导输出坐标，彻底解决“跳层”问题
·连续运行：运行和控制过程无缝衔接，无遗漏，无需人工纠错
04 计划的亮点和价值
技术创新亮点
视觉+PLC深度融合：视觉系统直接与PLC通信，实时传输坐标数据，以减少中间延迟。
自适应曝光算法：动态调整曝光参数，确保在不同的光照条件下获得清晰的图像，并解决反射和过曝等问题。
模板匹配具有很高的鲁棒性：无论按钮的材质、形状或纹理如何，它都能稳定地识别和计算旋转角度。
1 秒/件高效循环：优化操作控制流程和视觉处理时间，实现高速连续生产。
为客户创造价值
完全取代人工劳动：自动化拆卸，消除手部疲劳风险，降低人工成本
提高良率：精确识别和定位，避免跳层和漏层，显著降低废品率
提高生产效率：1秒/件连续作业，满足大规模生产需求
降低调试难度：通过视觉校准和人机交互，缩短现场调试周期
高性价比：凌辰的解决方案周期短、价格优势明显、服务响应高效。
05 摘要
纽扣生产中的纽扣提取工序长期以来依赖人工操作，效率低下、劳动强度大且容易出错。凌辰科技以总线PLC为核心，集成先进的视觉引导系统，通过模板匹配算法、自适应曝光算法、高速运动控制等关键技术，成功实现了纽扣的自动识别、精准定位和快速抓取。
该方案彻底解决了传统方案识别不准确、跳层、漏抓等痛点，将单件周期时间稳定在1秒，大幅提升了生产的连续性和良率，为客户创造了显著的经济效益。未来，凌辰科技将继续深耕工业自动化领域，通过更多创新方案赋能各行各业的智能升级。
关于我们
苏州凌辰数据采集与计算机有限公司成立于2006年，秉承“为客户创造价值，建立互利共赢的合作伙伴关系”的经营理念，为客户提供涵盖工业计算机、运动控制系统、测试测量仪器、机器视觉系统和机器人等各类自动化设备的核心组件和系统解决方案。目前，凌辰旗下拥有两家全资子公司：苏州迅亚自动化科技有限公司和苏州TOK机器人有限公司，分别专注于机器人系统的销售和直线运动产品的研发、制造和销售。
产品系统网络
在自动化控制网络的层级结构中，凌辰科技提供涵盖设备层、控制层和信息层的全方位产品。
01 工业计算机
凌辰工业机箱采用工业级坚固结构、卓越的散热管理和防尘设计，为关键计算核心提供全面的物理保护，即使在振动、灰尘和极端温度等恶劣工业环境中也能确保持久稳定的运行。
02 嵌入式工业电脑
凌辰嵌入式工业PC采用紧凑坚固的工业级设计，集成了高性能计算、丰富的I/O接口以及宽广的温度和电压耐受范围。这些系统专为机器视觉、边缘计算和自动化设备等嵌入式应用而设计，可在有限的空间内提供稳定可靠的智能核心，从而赋能智能制造和物联网应用。
03 运动控制卡
凌辰运动控制卡能够控制多达32个运动轴，并同时支持控制多达512个DI点和512个DO点，最大总线通信周期为250µs。在运动控制方面，它支持单轴相对运动、绝对运动、点动和基于驱动的回零等功能；多轴插补；多轴点台运动；以及电子齿轮传动。
04 LMC系列运动控制器
凌辰LMC系列运动控制器采用开放式硬实时内核（抖动小于±0.3微秒）设计。该设计彻底解决了传统Windows平台固有的非实时性限制，确保多轴指令的确定性和瞬时响应。安装极其简便，仅需一根以太网线即可连接；此外，该系统采用高效的异步通信技术，可在1毫秒内同步发出和控制多达12个轴的运动指令。
05 NAC系列高性能运动控制器
凌辰NAC控制器的核心在于其强大的总线扩展能力，支持四个EtherCAT主站，可实现每个工作站256轴的精确控制，总计4096个I/O通道。其运动控制功能全面而稳健：除了标准的点对点、直线和圆弧插补外，还具备五轴插补、样条曲线轨迹平滑和动态坐标系等高级功能。此外，它还集成了振动抑制、“软着陆”功能和高精度位置比较输出；结合八个独立的插补组和连续插补功能，可有效满足复杂轨迹和高速同步的需求。其开发环境开放灵活，支持多种编程语言（包括C++、C#和Python），并允许在实时操作系统内直接编程，从而显著提升集成和调试效率。
06 PLC运动控制器
凌辰PLC控制器严格遵循PLCopen规范和IEC 61131-3国际标准，集高性能、紧凑尺寸和模块化设计于一体，便于开发和灵活部署。这些控制器广泛应用于3C电子、锂离子电池、包装、印刷等行业的自动化设备和生产线系统，也可扩展为物流、汽车、消费品等行业集成生产线中的网络通信节点。凭借对内部/外部网络隔离、高速总线通信和实时数据处理的要求，它们为各种工业环境提供稳定可靠的控制核心。
07 工业网络卡
凌辰工业网卡专为严苛的工业环境而设计，具备10/100/1000Mbps自适应速率，可提供稳定可靠的高速网络连接。这些网卡具有强大的抗干扰、浪涌保护和宽温工作范围等特点，广泛应用于运动控制、机器视觉和自动化系统等关键应用领域。产品采用灵活的安装设计，标配全高支架，并可选配半高支架，可无缝集成到各种智能制造设备和工业网络中。
08 IO模块
凌辰科技提供全面的I/O模块解决方案，旨在灵活满足工业自动化的各种需求。
LC/LD系列可扩展I/O模块：支持多种协议，包括EtherCAT、Profinet、Ethernet/IP和Modbus TCP，这些模块可灵活扩展数据采集功能，涵盖数字信号、模拟信号、温度、压力和脉冲信号。它们广泛应用于3C电子、锂离子电池、半导体、汽车制造和医疗设备等领域。
MINI系列I/O模块：该系列产品以其紧凑的尺寸和高实时性能为特点，涵盖数字I/O、模拟I/O、温度模块和通信模块。它们非常适合对空间和实时响应要求极高的控制和数据采集应用场景。
GWS系列免机柜I/O模块：这些模块具有卓越的稳定性和便捷的网络布线功能，专为分布式系统布局而设计，可显著减少系统集成时间和成本。
我们所有的产品组合都致力于为用户提供可靠、易于集成和适应性强的 I/O 模块支持，以满足各种应用场景的需求。
