工控机打造2000W像素自动贴膜机视觉检测解决方案

行业背景

中国是世界头号手机和手持视频电子产品生产和消费国，行业对多工位自动贴膜机需求强烈，贴膜机的出现解决了该类产品长期依耐人工作业而导致的效率低下和精度欠高的问题。

目前我司合作伙伴的贴膜机设备是继日本韩国之后又一家成功研发该产品的中国企业，填补了我国在该自动化设备领域的空白。围绕着提高效能，降低成本的宗旨，特控为客户产品在市场上的广泛应用提供扎实的工业4.0智能制造基石。

项目概述需求

贴膜机将光学扩散膜、上下增光膜、遮光膜等膜片贴在手机、GPS、MP4等显示屏的LCD背光源模块上，国内现有的贴膜主要依靠人工作业，工作效率极低，贴膜精度不高，且人工操作时很容易碰到膜片，易使膜片变形和受到污染，影响产品质量，合格率低。

本项目开发的自动贴膜机是一种多个工位同时自动工作、能够同时贴多种膜、可自动检测的自动贴膜机，适用于1.5-5.0英寸扩散膜、增光膜、保护膜等自动贴合组立，系统通过8工位精密旋转平台移动作业，具有自动化程度高、定位精准、生产效率高等特点。

本项目应用机械传动和机械加工、图像处理技术、运动控制技术等光机电一体化技术，设计了从膜片的除尘、剥离、整位、送料、定位、叠合整压、自动检测、自动取料输送和计数等多道工序的工艺流程，开发了高分辨率旋转平台及其治具、多轴精密取料机械臂、整位机构、剥膜送料机构、真空吸取压贴机构、离子除静电装置、FFU隔离过滤装置等新型机械传动部件；进行了基于CCD视觉自动检测装置的设计开发，完善贴膜机具有自动检测筛选功能。

控制系统以触摸屏工控机作为上位机，以PLC作为下位机来组成RS232C通信，加强整套多工位生产线管理功能。为了实现贴膜高精度和快速性，进行DD马达系统的设计应用，继续研究步进电机的位置伺服系统升降曲线，根据模型导出初PID控制参数以及完善PLC程序实现，采用软件平台GP-Pro EX对PRO-FACE触摸屏开发了强大的人机界面，实现多工位自动贴膜机的协调运行。

产品亮点：性能稳定，贴膜精度高，工作效率高，大大提高了生产效率和产品合格率。

主要功能需求

本项目多工位自动贴膜机广泛应用机械传动和机械加工、图像处理技术、运动控制技术等领域技术，集光、机、电于一身。主要由程控马达、工控机、PLC、高分辨率旋转平台、多轴精密机械臂、整位机构、压取机构、送料机构，离子除尘装置、FFU隔离过滤装置、人机界面等多部件组成。整机由伺服、马达、高精度DD马达、气缸、模组等运动机构和若干工件构成。

（1）系统结构复杂，是一台集光机电工控等于一身的产品，几乎集中了所有光电、传动丝杆、伺服、马达、汽缸、PLC、触摸屏等自动化部件。PLC配备400多个IO，共8轴控制，程序共计15000多步；

（2）贴合精度高可以达到正负1丝的精度，采用当今最优异的横河、三菱、安川、SMC等业界最领先的电控和气动产品，所有工件均经过严格检查和测试以确保机台的性能优异；

（3）保质高效：工作效率高是人工的上百倍，且品质可靠。

（4）兼容性强：考虑到不同规格产品尺寸不同，系统设计治具和整位机构均可灵活调整大小，可适应1.5英寸到5英寸的各种规格产品尺寸，几乎含盖市场上常用的手机、GPS、MP4等常用产品。

（5）叠膜速度 3inch以下3s每片3inch~5inch 4s每片，根据不同设备效率速度还可以提高；

解决方案

作为国内领先的行业计算机系统平台提供商，广州特控(研恒）与行业领先贴膜机企业携手合作，为视觉检测贴膜机提供强有力的硬件解决方案支持，开辟了贴膜机服务领域的深度和新境界，为贴膜行业注入科技力量。

在该系统解决方案中，采用了特控壁挂式工控机BOX-T8162，很好地解决了视觉计算、定位贴膜、运动控制及多种传感器的应用控制。工控机负责视觉分析、定位、中枢大脑等传感器控制，它们协调作战，保障贴膜机高效稳定运行。

视觉检测贴膜机主要应用于手机、GPS、手持电脑、MP4等产品显示屏的贴合组立和检测上。机台设计新颖、外型美观、结构合理、操控方便、效率高、品质可靠、性能稳定。选用器材先进，有效填补我国在该领域市场空白。

产品技术特点

高性能小体积可扩展壁挂式工控机BOX-T8162

●高性能 支持4/6/7/8/9代LGA1155 Intel CoreI3/I5/I7全系列CPU，为视觉计算提供强有力支撑

● 支持多网口多相机结合 网口与多个2000W像素相机串联抓拍检测，实现快速视觉识别快速贴合产品，提高效率

● 全金属设计 机箱可抗接触式6KV强电磁干扰，气隙8KV电磁干扰；振动测试III级，轻松应对设备的振动冲击，保持性能稳定

●接口丰富 2*LAN，6*COM，8*GPIO，10*USB，VGA+HDMI支持同步异步，1*MINI PCIE支持4G或WIFI, 1*PCIEX16或2*PCI，应对复杂视像采集和网络通讯

● 小巧机箱占地面积小，标准化设计的多种接口支持，解决多种控制卡与采集卡完美结合

● 工业级智能制造解决方案，满足复杂的移动应用环境

● AC100-240V宽压输入电源方案，符合ISO 标准

● -20~70℃的宽温工作，适合多种场景应用

MOTEC内置PLC的智能交流伺服 ---（PLCD）在贴标机上的成功使用

【摘要】： 本方案中的核心部分采用的是MOTEC内置PLC的智能交流伺服驱动器。送料方式采用变频器传输，外接光电传感器，颜色传感器等，用以实现物料和标签的精确定位。MOTEC内置PLC的智能交流伺服驱动器具有集成度高，内置PLC逻辑功能，具有多个输入输出点，运动位置精确，响应程度高等优点。

【关键字】： MOTEC内置PLC的智能交流伺服（PLCD） 贴标机 运动位置精确 响应程度高

一、设备简介

平面贴标机是实现在工件的上平面、上弧面的贴标签和贴膜，如盒子、书本、塑胶壳等的一种自动化机械。可完成自动单（正反双侧）面贴标签，广泛应用于食品、日化、医药及其它轻工行业中的各种扁形、方形类产品的双侧面和圆瓶圆周的自动贴标。

当前市场上平面贴标机的控制器都为小型PLC+伺服驱动器，并且伺服在启动和停止的时候，为急停（减速度无限大），该种应用，对于驱动器和电机本身的动态响应，增益调节等提出很高的要求。目前市场上在需要高精度，高速度的场合下需要所用的伺服驱动器多数为进口品牌，成本较高。

通用平面贴标机系统框图：

PLCD（PLC ON DRIVER）是指MOTEC（中国）研发推出的基于电机驱动器上的PLC控制器。

具有MOTEC内置PLC的智能交流伺服（PLCD）贴标机的主要构架为：触摸屏+全功能交流伺服驱动器+传感器，驱动器在系统中既作为控制器，又作为驱动器，相比较原有方案，省略了PLC，简化了系统结构和编程强度。整体电气结构由人机界面HMI，MOTEC内置PLC的智能交流伺服（PLCD），MOTEC 交流伺服单机，物料传送变频器，变频电机，色标检测电眼，物料检测电眼构成。

具有MOTEC内置PLC的智能交流伺服（PLCD）贴标机系统框图：

二、产品特点：

1）、具有PLC编程功能。内部集成了运动控制与逻辑控制PLC功能，可以独立完成原PLC+伺服驱动器的全部功能。

2）、运动位置精确。由于驱动器在电机控制上的精确和实时性，在色标信号到来之后，驱动器可以以固定的距离（距离可以为0）做减速运动，这样可以很精确的控制停标偏移的距离，并且由于加减速的存在，不会导致系统震荡。

3）、响应程度高。在算法上，速度环和位置环控制频率为5K,电流环控制频率为15K，具有良好的响应；由于内部集成了PLC功能，在调用运动参数时能够直接调用，减少外部信号传输时间，降低外部环境传输干扰，从而使驱动器的响应程度得到了进一步的提高。

4）、支持多组控制增益实时切换功能（静止状态）。能够保证驱动器在不同环境下，不同产品下具有良好的增益效果。

5）、具有丰富输入输出口。全功能版交流伺服驱动器拥有10个普通数字输入，可以用过急停，启动，报警输出，贴标完成输出等；拥有2个高速数字输入响应延时小于20ns；拥有2个模拟量输出口，一个用作控制物料传送带变频器，一个用做控制压紧传送带变频器（可选）。

6）、拥有RS232和RS485接口，可以更加灵活的匹配不同品牌的触摸屏。

7）、拥有脉冲型伺服的所有功能。

三、MOTEC在行业内的具体应用

目前市场上大部分贴标机均属于控制器+伺服驱动器系统。MOTEC采用独特的驱动系统，使控制器与伺服驱动器合二为一，加强了系统的运动控制，在此的同时降低了制造成本。

在贴标机上的应用的主要实现指标：

1）、所允许标签尺寸范围广（长≥20mm，宽≥10mm）

2）、贴标精度高（±1mm，不包括产品、标签误差）

3）、贴标速度快（单张贴标速度最快能达到80ms/张）

MOTEC深耕工控行业多年，拥有多种工控类产品，以下是一些产品种类：

总结：当前随着制造业不断提升，贴标机需求量也愈发增大。MOTEC体系以独有的贴标机系统、专业的技术、优质的品质，与越来越多的合作伙伴，为推动制造业进步，贡献一份自己的力量。

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