汽車讀碼器的應(yīng)用前景

1 西門子SIMATIC MV440讀碼器介紹

一維碼/二維碼是按照一定的編碼規(guī)則排列，用以表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)識(shí)符。主要用于產(chǎn)品的追蹤追溯，生產(chǎn)控制，自動(dòng)識(shí)別，特別是與目前新興的RFID技術(shù)一起構(gòu)成“物聯(lián)網(wǎng)”的硬件系統(tǒng)之一。

一維碼：即俗稱的“條形碼”，在目前流通的所有商品如超市售出的所有產(chǎn)品上我們都能找到這類標(biāo)識(shí)。

二維碼：是一維碼的升級(jí)版。由于其比一維碼能包含更多的信息、更高的可讀取率，目前在越來越多的產(chǎn)品上使用了二維碼。

字符：包含阿拉伯?dāng)?shù)字及字母，一般包裝上的字符表示批號(hào)及生產(chǎn)日期等信息。

SIMATIC MV420/MV440是專為工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的讀碼器設(shè)備，是用于在工業(yè)環(huán)境中讀取一維/二維碼的讀碼設(shè)備。一般在生產(chǎn)線上對(duì)產(chǎn)品及外包裝上的一維/二維碼進(jìn)行讀取，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)流程的控制。

2　西門子MV440/MV420技術(shù)/功能特性

主要特點(diǎn)：

■ IP67的高防護(hù)等級(jí)及防震動(dòng)、耐沖擊適用于各種嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境

■ 多種可選參數(shù)

– 分辨率640 x 480, 752 x 480或1024 x 768像素

– 可選“校驗(yàn)”功能

– 可連接外部光源

■ 高讀取速度

– 特殊的解碼算法“ID-Genius”

–最高每秒80次讀操作

–最多可存儲(chǔ)14個(gè)示教碼類型

–多碼同時(shí)讀取功能

■ 通訊接口

– 可直接連接PROFINET

– 以太網(wǎng)，RS232，可編程數(shù)字輸入/輸出接口

– PROFIBUS DP

– 在同一個(gè)通訊模塊上可以同時(shí)連接MV420, MV440及RFID讀取器

■ 自動(dòng)觸發(fā)

– 可無需外部觸發(fā)自動(dòng)記錄圖像

■ 基于網(wǎng)頁的用戶界面

– 可通過安裝有IE程序及JAVA插件的可編程設(shè)備及電腦方便的調(diào)試及運(yùn)行

– 豐富的控制及監(jiān)控功能

– 可在SIMATIC WinCC flexible/WinCC上定制用戶界面

– 靈活的診斷及記錄功能

與自動(dòng)化系統(tǒng)及IT系統(tǒng)的無縫連接

3　用戶簡(jiǎn)介

寶馬公司在巴伐利亞Landshut的鑄造廠大約3300名員工，工廠根據(jù)技術(shù)要求和生產(chǎn)量的不同，使用五種不同的鑄造方法，砂型鑄造，低壓鑄造，冷重力鑄造，拉模鑄造，以及消失模鑄造。 每年消耗38000噸鋁和鎂來生產(chǎn)大約150萬的輕金屬件，用來制造寶馬發(fā)動(dòng)機(jī)中的曲柄軸箱和氣缸蓋—從摩托車中的兩缸到十二缸。鑄造廠也會(huì)對(duì)鑄件進(jìn)行粗加工，它所生產(chǎn)的產(chǎn)品供給寶馬集團(tuán)各地的發(fā)動(dòng)機(jī)組裝廠，比如慕尼黑，斯太爾和Hams Hall。在那完成發(fā)動(dòng)機(jī)最終的工藝和組裝。

4　解決方案

在Landshut的寶馬集團(tuán)在早期是采用在8*8mm的區(qū)域里敲擊16x16點(diǎn)的二維矩陣碼，現(xiàn)如今采取激光來實(shí)現(xiàn)打碼。然后再用一個(gè)照相系統(tǒng)來自動(dòng)讀取這個(gè)碼。發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部編號(hào)，生產(chǎn)日期和鑄造地點(diǎn)存儲(chǔ)在二維矩陣碼中。這些信息僅用于工廠內(nèi)鑄件的識(shí)別。用于進(jìn)一步的生產(chǎn)控制和追蹤的實(shí)際生產(chǎn)和質(zhì)量數(shù)據(jù)被采集和保存在中央計(jì)算機(jī)中。 除非DMC在某一個(gè)環(huán)節(jié)中被更新或替代，否則它會(huì)持續(xù)在整個(gè)生產(chǎn)過程中發(fā)揮作用。

BMW使用西門子的內(nèi)置圖像處理功能的智能照相系統(tǒng)SIMATIC MV440讀碼器作為V8發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄軸箱和氣缸蓋的粗加工中的照相系統(tǒng)。這種系統(tǒng)尤其適合工業(yè)環(huán)境中的解碼。傳感器頭部安裝了一個(gè)防護(hù)等級(jí)為IP65級(jí)的鋁型材外殼，采用解析度640 × 480或1024 x 768像素的CCD芯片。固定安裝的不同焦距的定焦鏡頭可以在不同物距捕捉任意大小的圖像。在粗加工環(huán)節(jié)中，鑄件被去毛刺，打磨，鑄件標(biāo)簽被卡銑或者被鋸斷前，MV440通過DMC識(shí)別出鑄件的信息。安裝在鏡頭周圍的獨(dú)立LED環(huán)形燈作為燈源，來保證理想的照明環(huán)境。Landshut的寶馬采用了紅色的LED閃光。在對(duì)比率比較低的情況下，照相系統(tǒng)可以使用紅外閃光。 通過工業(yè)以太網(wǎng)和各自的單元控制器—大部分都是SIMATIC S7-400 PLC，被檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)會(huì)被送到鑄造廠的中央計(jì)算機(jī)中。

5　為客戶帶來的利益

對(duì)于寶馬而言，通過MV440智能照相機(jī)來進(jìn)行圖像處理是特別重要的，因?yàn)樵瓉硎褂玫牧硪粡S家的照相系統(tǒng)不僅相當(dāng)昂貴，而且還需要一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像分析。特別考慮到數(shù)據(jù)的安全和防止病毒入侵，BMW希望工廠里的計(jì)算機(jī)越少越好?，F(xiàn)如今在Landshut粗加工廠使用的25套SIMATIC MV440碼讀碼系統(tǒng)，就很好的實(shí)現(xiàn)了這一要求。

自動(dòng)識(shí)別二維碼過程中存在的主要問題是DMC圖像對(duì)物體表面的對(duì)比度，根據(jù)鑄件的不同，打到其表面的DMC圖像點(diǎn)會(huì)存在差異。如果鑄件之前被硬化，情況會(huì)更加嚴(yán)重。這也是為什么當(dāng)寶馬在更換照相系統(tǒng)時(shí)，選取西門子的自帶一個(gè)合適照明的MV440的原因。盡管鑄件表面的圖像點(diǎn)顏色不同，也不會(huì)影響識(shí)別激光碼的準(zhǔn)確性。