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 Kevin Blackburn

2021年4月15日

紧凑型 I/O 模块显著降低硬件需求以及成本,并将设备装配时间减少 50%

EJ 系列 EtherCAT 插拔式模块在视觉种子分拣机中的应用

VMek 从一开始就在其种子自动分拣解决方案中配备了 EtherCAT 技术。高速实时通讯技术可为基于视觉的分拣机实现高数据传输率提供最佳支持。公司通过将 I/O 层转换为使用 EtherCAT 插拔式模块,进一步降低了成本,减少了设备占地面积,并缩短了设备调试时间。

Metrix 实验室分析色选机使用两台全色 GigE 相机分离和采集种子数据。
Metrix 实验室分析色选机使用两台全色 GigE 相机分离和采集种子数据。

2012 年,弗吉尼亚州中洛锡安郡的 VMek™ Sorting Technology 公司总经理 Kent Lovvorn 带着清晰的人生愿景离开了他之前的工作:“我当时想要专攻高速机器视觉的某个细分领域。”他于 2014 年成立了 VMek 公司,提供用于视觉分拣的软件和硬件解决方案。

公司提供的分拣机包括 Metrix 实验室分析色选机和 Element 生产分析色选机等设备,它们利用新高速分拣技术满足农业领域客户的需求,其中包括美国前三大种子生产商。

Metrix 分拣机使用两台全色 GigE 相机,每秒钟可以处理 600 粒种子,而 Element 分拣机配备四台同类相机,可实现每秒 12,000 粒种子的处理能力。与其他只能分离部分的色选机不同,VMek 系统能够实时提供每粒种子的宝贵数据,Kent Lovvorn 解释道:“我们的软件使用每个物体的正面和背面图像进行组合分析。该软件先将每个部分分离出来,然后再将它们组合在一起,以完成 360 度的完整分析。”

这些数据让种子生产商能够分析个别物体被拒绝的原因,并将实验室结果与工厂实际情况进行比较。他们还可以利用这种洞察和分析能力来规划未来,Kent Lovvorn 解释说道:“种子公司可以为下一个种植周期制定相应的计划,以加强或消除一些特性。”

利用 I/O 解决方案持续改进

公司创始人 Kent Lovvorn 从一开始就相信,只有与顶级的供应商合作,才能不断改进这些高科技系统:“当我开始创业成立 VMek 时,我就在寻找能够以正确方式开发高品质组件的硬件和软件合作伙伴。就在那时,我找到了倍福。”

紧凑型 EJ 板减少了 Vmek 硬件解决方案的占地面积。
紧凑型 EJ 板减少了 Vmek 硬件解决方案的占地面积。

倍福为其讲解和演示了 EtherCAT 工业以太网协议,Kent Lovvorn 了解到了该通讯系统能够 PC 用作实时设备控制器,并研究了将 EtherCAT 用于高速视觉机器的情况,最终决定将倍福的 EtherCAT I/O 端子模块作为标准产品使用。

2017 年,VMek 公司对多个系统进行重新设计,以进一步降低成本和空间需求,但希望继续使用 EtherCAT 硬件。这项工作并不需要提高可靠性,因为 2015 年交付的第一台设备运行状态仍然良好可靠。VMek 希望通过减少硬件模块数量和对点对点布线的需求来增强产品功能,并缩短上市时间。

EtherCAT 插拔式模块可减少占地面积,节省成本和装配时间

通过与倍福区域销售工程师 Chuck Padvorac 的讨论,Lovvorn 找到了一个合适的解决方案:EJ 系列 EtherCAT 插拔式模块。这些 I/O 模块的尺寸约为标准 EtherCAT 端子模块的一半,但功能完全相同。这些模块使用 VMek 为该应用选择的 JST 连接器,直接安装到定制设计的印刷电路板上,并且整个信号分配板通过预制电缆或编码插头连接器,连接到规模更大的基于 PC 的系统上。由于电路板基本上是预先组装好的,因此与传统的有线端子模块相比,可以提高批量生产的效率和性价比。

VMek 公司总经理 Kent Lovvorn(右)和倍福区域销售工程师 Chuck Padvorac 紧密合作,选择出合适的 EtherCAT 解决方案。
VMek 公司总经理 Kent Lovvorn(右)和倍福区域销售工程师 Chuck Padvorac 紧密合作,选择出合适的 EtherCAT 解决方案。

“这个解决方案的核心优势之一是易于使用,它让我们能够构建具有所需的确切功能、尺寸、连接器和标签的配电板。”Lovvorn 解释说道。"由于每台设备的电路板都是根据我们的设计和工艺量身定制的,我们可以在购买 EJ 组件之前先建造设备,这在设备成本和及时组装方面具有很大优势。”

通过关键合作推进分拣技术的发展

VMek 公司通过为每台分拣机配置带有标准信号分配板的 EJ 系列 EtherCAT I/O 模块,大幅缩短了产品上市时间。“据估计,我们可以将设备装配时间减少 50%。”Kent Lovvorn 说道。“如果需要,我们可将维修时间减至更少。”硬件层面的细微调整帮助 VMek 公司将每个 I/O 网段的成本降低了大约 700 美元,因此公司可以将节省的资金重新投入于研发工作,以继续提升其视觉分拣机和软件性能。

“作为农业领域的领先供应商,我们的客户将我们复杂的分拣算法和采集每个部分数据的能力视为必不可少的功能。”Kent Lovvorn 说道。因此,VMek 公司将继续专注于与像倍福一样致力于成为其行业内领袖的公司合作,持续开发和完善解决方案。