1. Antecedentes del caso: Puntos críticos en la línea de producción de detección auditiva de baterías de nueva energía
La línea de producción para cortar y probar las terminales de una determinada empresa de fabricación de baterías de nueva energía requiere una inspección completa del 100% de defectos como la precisión de corte (error ≤ 0,02 mm), rayones superficiales (≥ 0,1 mm), rebabas (≥ 0,05 mm), etc. de las terminales de la batería de litio. El sistema de detección original se instaló verticalmente utilizando una computadora de control industrial estándar, que tenía tres problemas principales: en primer lugar, el espacio del gabinete de control era estrecho (230 mm de profundidad) y la computadora de control industrial vertical ocupaba un espacio grande, lo que resultaba en cables desordenados y mala disipación de calor; en segundo lugar, en el entorno de alta temperatura (45 ℃) y vibración de alta frecuencia (0,4 g) del taller, el equipo experimenta con frecuencia la desconexión de la cámara y la pérdida de control de la fuente de luz, con una tasa de falla del 8%; en tercer lugar, las cámaras industriales de 6 vías requieren una fuente de alimentación de conmutador POE adicional, lo que aumenta los costos del equipo y los puntos de falla.
Para abordar los problemas mencionados, la empresa ha presentado la máquina integrada sin ventilador Xiyang Industrial Control M58-H610 como controlador de visión artificial. Los requisitos clave son adaptarse a espacios reducidos en armarios de control mediante una instalación tipo libro, proporcionar alimentación directa a la cámara a través de puertos de red POE nativos y soportar entornos con vibraciones y altas temperaturas para lograr un funcionamiento estable y optimizar los costes del sistema de detección.
2、 Puntos clave del plan: adaptación de la instalación estilo libro y detalles de implementación
1. Análisis de adaptación de la escena antes de la instalación
Adaptación de espacio: El M58-H610 tiene unas dimensiones de 200 × 164 × 69 mm (profundidad x anchura x altura), pesa 3,35 kg y se instala horizontalmente. Se adapta a la superficie de instalación horizontal de 250 × 190 mm dentro del armario de control, ocupando un espacio de 69 mm de grosor. El espacio restante permite alojar adaptadores de corriente y cables, solucionando así el problema de la falta de espacio de instalación vertical.
-Adaptación ambiental: El equipo adopta un diseño sin ventilador completamente sellado + prevención de polvo de nivel IP5X, con un rango de temperatura de trabajo de 0 ℃ ~ 60 ℃, y puede soportar altas temperaturas de 45 ℃ en el taller; La carcasa integrada de metal está emparejada con una estructura de instalación ajustada estilo libro para mejorar la resistencia a la vibración y adaptarse a escenarios de vibración de alta frecuencia en las líneas de producción, evitando la interrupción de la señal causada por el desplazamiento del equipo.
-Adaptación funcional: LAN3-6 de los 6 puertos Gigabit Ethernet admiten el protocolo POE 802.3AF, que puede alimentar directamente cámaras industriales (salida de puerto único de 15,4 W) sin la necesidad de conmutadores POE adicionales; 16 DIO aislados y 4 salidas de fuente de luz pueden interactuar sin problemas con sensores y detectar fuentes de luz. 2 puertos COM admiten el protocolo múltiple RS232/485/422, lo que facilita la integración en el sistema PLC de la línea de producción.
2. Pasos de implementación para la instalación en estilo libro
(1) Preparación de la instalación
-Herramientas y accesorios: Prepare la máquina completa M58-H610, el soporte de instalación estilo libro original, los tornillos de fijación de acero inoxidable M4, la regla de nivel, la junta de aislamiento, la brida, el termómetro infrarrojo; Limpie el polvo y los obstáculos dentro del gabinete de control con anticipación, confirme que el error de planitud de la superficie de instalación sea ≤ 1 mm y reserve ≥ 15 cm de espacio de disipación de calor.
Planificación de la ubicación: Divida la superficie de instalación dentro del armario de control en un área de instalación del controlador y un área de almacenamiento de cables. Instale el controlador horizontalmente en el centro, con la interfaz de alimentación y el puerto de red orientados hacia el área de almacenamiento de cables para facilitar el cableado y el mantenimiento. Divida la disposición de las líneas eléctricas fuertes y débiles para evitar interferencias de señal.
(2) Proceso de operación de instalación
1. Fijación del soporte: Coloque el soporte de instalación estilo libro en la superficie de instalación, calibre la nivelación con una regla de nivel (error ≤ 0,5 °), marque 4 posiciones de orificios de instalación, taladre orificios, inserte tubos de expansión (instalación en pared) o golpee directamente (superficie de instalación de metal), atornille los tornillos de fijación para apretar el soporte, asegurándose de que el soporte no se mueva.
2. Instalación del cuerpo: Pegue una junta de aislamiento de 1 mm de espesor en la parte inferior del cuerpo (para evitar interferencias estáticas), alinee el cuerpo con el orificio de montaje del soporte, inserte los tornillos y apriételos (par controlado a 1,2-1,5 N · m), asegúrese de que el cuerpo esté firmemente sujeto al soporte y agite el cuerpo sin desplazarlo.
3. Conexión de cables: Conecte los cables en el orden "corriente débil primero, corriente fuerte después": ① Conecte 6 puertos de red POE a las cámaras industriales (LAN3-6 son puertos POE, que suministran directamente la alimentación de la cámara y transmiten datos, con una longitud de cable controlada dentro de los 10 m); ② La interfaz de E/S compuesta conecta 8 sensores (interfaz DI), 4 fuentes de luz de detección (interfaz de salida de fuente de luz) y 4 señales de disparo externas; ③ Conecte el puerto COM al PLC de la línea de producción para lograr la interacción de la señal de defecto; ④ Conecte el bloque de terminales 5.08-2 * 2PIN a una fuente de alimentación de 24 V CC y realice el tratamiento de aislamiento; ⑤ Conecte la interfaz HDMI a la pantalla táctil dentro del gabinete de control para ver la pantalla de detección en tiempo real.
4. Organización de cables: utilice bridas para clasificar y fijar los cables según "Cámara 1-6", "Alimentación" y "Señal de control". Reserve 5 cm de longitud redundante para evitar tirones, mantenga los cables alejados de la superficie de disipación de calor del cuerpo y asegure una disipación de calor suave.
(3) Verificación de la puesta en servicio posterior a la instalación
-Inspección física: Confirme que el cuerpo esté instalado de forma segura, que los cables no estén enredados ni apretados y que la superficie de disipación de calor no esté obstruida; Después de iniciar el dispositivo, ejecútelo durante 30 minutos y use un termómetro infrarrojo para detectar la temperatura de la superficie del cuerpo, que permanece estable a 52 ℃ (por debajo del límite superior de 60 ℃) sin sobrecalentarse.
-Prueba funcional: Ejecute continuamente durante 48 horas para verificar que el retraso de la adquisición de imágenes sincronizadas por 6 cámaras sea ≤ 30 ms y que la fuente de alimentación POE sea estable (sin fluctuación en la corriente de funcionamiento de la cámara); La precisión de ajuste de brillo de la fuente de luz de 4 canales alcanza ± 3% y el tiempo de respuesta de la señal de detección de defectos de salida al PLC a través de DIO es ≤ 80 ms; simulando el entorno de vibración de la línea de producción, el equipo no tiene desconexión de la cámara ni fenómeno de pérdida de datos.
3、 Efecto de implementación: triple optimización de eficiencia, estabilidad y costo
1. Mejora significativa en la eficiencia de detección
-La instalación estilo libro tarda 1,5 horas en completar la instalación y la depuración, ahorrando un 40% de tiempo en comparación con la instalación vertical tradicional y reduciendo las pérdidas de producción a un nivel relativamente bajo; La velocidad de detección se ha incrementado de 3 segundos por pieza a 1,5 segundos por pieza, y el volumen de detección diario ha aumentado de 28800 piezas a 57600 piezas, duplicando la eficiencia.
-Confiando en la capacidad informática de alto rendimiento del procesador Intel i5-12400 de 12.a generación, la tasa de identificación de defectos de oído extremos alcanza el 99,9%, la tasa de detección fallida cae al 0,1% y la pérdida mensual por reelaboración de productos defectuosos se reduce en aproximadamente 120.000 yuanes.
2. Mejora significativa de la estabilidad operativa
-El equipo funcionó de manera continua y estable durante 3 meses en un entorno de taller con una temperatura alta de 45 ℃ y una vibración de 0,4 g, y la tasa de fallas disminuyó del 8% al 0,3% sin ningún tiempo de inactividad causado por factores ambientales; El diseño a prueba de polvo IP5X asegura que no haya acumulación de polvo dentro del cuerpo, evitando el problema de bloqueo de polvo de los modelos de ventiladores tradicionales.
-El puerto de red POE nativo elimina la necesidad de conmutadores adicionales, reduce los puntos de falla, mejora la integración del dispositivo y reduce los costos de mantenimiento en un 30%.
3. Optimización integral de costes
-Ahorre costos de adquisición de conmutadores POE (aproximadamente 3000 yuanes/unidad) y reduzca los costos de organización de cables en un 20%; El dispositivo funciona de forma continua durante 7 x 24 horas con un consumo de energía de 35 W, ahorrando un 40% del consumo de energía en comparación con las computadoras industriales tradicionales y ahorrando aproximadamente 1800 yuanes en facturas anuales de electricidad.
4、 Resumen del valor del programa
Este caso ha solucionado los problemas clave de espacio reducido, vibración a alta temperatura e integración de múltiples dispositivos en la línea de producción de baterías de nueva energía mediante la instalación tipo libro del controlador de visión artificial M58-H610. El diseño de instalación tipo libro no solo ahorra espacio en el gabinete de control, sino que también mejora la resistencia a las vibraciones gracias a una estructura ajustada. Los puertos de red POE nativos y las interfaces de E/S completas simplifican la integración del sistema, reduciendo costos y el riesgo de fallas. El ciclo de operación estable del equipo supera los 90 días, lo que confirma plenamente la viabilidad de la instalación tipo libro en entornos visuales industriales y proporciona una solución replicable para la actualización de la inspección visual en líneas de producción de espacio reducido, como las de nueva energía y fabricación electrónica.