Der SECO Modular Vision 15.6 QCS6490 bietet Entwicklern eine voll ausgestattete HMI-Lösung, die in der Lage ist, Echtzeit-AI-Vision am Edge zu implementieren. Für Leiterplattenmontage- und Inspektionssysteme kann dies die Abläufe für Ingenieure, die mit der Aufrechterhaltung der Fertigungsqualität, der Diagnose von Maschinenfehlern und der manuellen Nachbearbeitung von Platinen beauftragt sind, erheblich vereinfachen.
Seit vielen Jahrzehnten hilft die automatisierte optische Inspektion (AOI) dabei, das Risiko zu mindern, große Chargen unbrauchbarer Leiterplatten (PCBs) herzustellen oder solche, die manuelle Korrekturen durch erfahrene Löttechniker erfordern. Insbesondere die weit verbreitete Dominanz der Oberflächenmontagetechnologie (SMT) bis Ende der 1990er Jahre machte AOI unerlässlich, um schnell kleinste Fertigungsfehler zu erkennen – wie z. B. unsachgemäße Ausrichtung der Lötpads oder fehlende Komponenten –, damit Maschinenbediener automatisierte Prozesse unterbrechen und Probleme im Vorfeld wie Probleme mit dem Bestückungsarm beheben konnten. Ebenso konnten Bediener bei einem Fehlalarm der AOI – d. h. einem Fehler, der keiner ist – einzelne Benachrichtigungen überschreiben, um unnötige Ausfallzeiten zu minimieren und die Produktionseffizienz zu verbessern.
Für die Leistungsüberwachung und die Steuerung von Geräten benötigen Maschinenbediener eine ausgeklügelte Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) mit hoher Bildqualität für die manuelle visuelle Inspektion sowie eine robuste Bauweise, die den Umweltanforderungen industrieller Umgebungen standhält. Mit der Einführung von Edge-KI mit geringem Stromverbrauch in der Elektronikindustrie haben Entwickler eine interessante Gelegenheit erhalten:
Durch die Kombination von industriellen HMIs mit Edge-basierten KI-Vision-Systemen können Entwickler von PCB-Montagemaschinen die AOI-Infrastruktur optimieren und gleichzeitig die Notwendigkeit separater Industrie-PCs reduzieren. Diese Konsolidierung ermöglicht es den Bedienern auch, die AOI-Vorteile der Haupt-PCB-Montagelinie auf Reparatur- oder Nacharbeitsstationen zu übertragen, was eine schnellere Fehlererkennung und -korrektur ermöglicht, die den Fertigungsdurchsatz erhöht. Allerdings erfordert Edge-KI-Vision leistungsstarke On-Board-Computing-Ressourcen.
Eine sofort einsatzbereite HMI-Lösung mit integrierter KI-Beschleunigung
In Anerkennung dieser Nachfrage hat SECO die Modular Vision 15.6 QCS6490 entwickelt, eine hochwertige 15,6-Zoll-HMI, die sich für eine Vielzahl industrieller Anwendungen eignet. Diese robuste Lösung verfügt über ein 1920×1080 kapazitives Touch-Display für klare, hochauflösende Bilder und direkte Bedienerkontrolle. 3 mm chemisch verstärktes Deckglas schützt dieses Display während des Gebrauchs, und eine Helligkeit von 400 cd/m² sorgt für Lesbarkeit auch bei intensiver Fabrikbeleuchtung. Weitere HMI-Funktionen umfassen einen Audioausgang zum Anschluss an einen Mono-Lautsprecher, der auf Sound basierende Benachrichtigungen ermöglicht, die das Bewusstsein des Bedieners für Ereignisse erhöhen, die sofortige Aufmerksamkeit erfordern, wie z. B. das AOI-System, das einen Fehler meldet.
Neben diesen bedienerorientierten Funktionen umfasst die Modular Vision 15.6 QCS6490 eine Reihe von Schnittstellen zum Anschluss der HMI an breitere industrielle Systeme. Beispielsweise unterstützt die Gigabit-Ethernet-Schnittstelle die Vernetzung mit Berichtsplattformen für Qualitätskontrolle (QC) und Produktivitätsüberwachung. Die peripheriegerichteten Schnittstellen wie USB, RS-232 und RS-485 serielle Anschlüsse, CAN-Bus und digitale I/Os erleichtern Verbindungen zu Kameras, Beleuchtungsanlagen und anderen wesentlichen Komponenten eines AOI-Systems.
Im Herzen von SECOS modularer HMI-Lösung liegt der Qualcomm® Dragonwing QCS6490, ein voll ausgestatteter Prozessor mit 8x 64-Bit-Arm-Befehlssatzkernen, die sich über drei Leistungs-/Effizienzniveaus erstrecken, ideal zum Ansteuern komplexer Maschinenanwendungssoftware und gleichzeitigem Verwalten hochauflösender Videodaten für AOI. Diese Aufgabe wird durch eine integrierte Qualcomm® Adreno™ GPU für anspruchsvolle Grafiken unterstützt, die Bedienern bei der Probenuntersuchung helfen und die Benutzerfreundlichkeit der HMI verbessern.
Dennoch ist das herausragende Merkmal des Qualcomm® Dragonwing QCS6490 für Edge-KI-Vision der Qualcomm Hexagon-Digital-Signal-Prozessor (DSP) und die neuronale Verarbeitungseinheit (NPU). Mit bis zu 12 TOPS (Billionen Operationen pro Sekunde) energieeffizienter, Echtzeit-KI-Leistung ist dieser dedizierte Hardware-Beschleuniger der Schlüssel zur Ermöglichung der nächsten Stufe der Komponenteninspektion am Edge.
Diese Verarbeitungsressourcen werden durch ausreichend Speicher für hochdurchsatzfähige Videoinspektionen unterstützt, mit bis zu 8 GB LPDDR5-6400 RAM und bis zu 64 GB eMMC 5.1 Speicher. Beide Speicher sind direkt auf der Platine verlötet, um einen zuverlässigen Betrieb in vibrationsanfälligen Umgebungen zu fördern, mit einem extern zugänglichen microSD-Steckplatz für leicht entfernbaren Speicher.
Die Nutzung des Qualcomm® Dragonwing QCS6490 für Vision-KI am Edge
Um das umfangreiche Funktionsspektrum der Modular Vision 15.6 QCS6490 voll auszuschöpfen, ermöglicht SECOs Clea OS – Teil von SECOS einsatzbereitem Clea-Software-Framework – Entwicklern, schnell eine Anwendungsumgebung basierend auf dem Open-Source-Yocto-Projekt zu erstellen. Für fortgeschrittenere Entwicklungen kann Clea OS auch andere Software-Entwicklungskits (SDKs) integrieren – wie das Qualcomm AI Engine Direct SDK –, die es Entwicklern ermöglichen, verschiedene KI-Modelle auf ihrer Wahl der Verarbeitungsressource bereitzustellen, sei es der Hexagon-Hardware-Beschleuniger, die Adreno-GPU oder die CPU-Kerne.
SECO hat die Echtzeit-KI-Vision-Leistung des Qualcomm Dragonwing QCS6490 bereits als Teil seines SOM-SMARC-QCS6490-Computer-on-Module (CoM) getestet, das die Modular Vision 15.6 QCS6490 betreibt. Für ein automatisiertes Qualitätsinspektionsmodell basierend auf LiteRT- und PyTorch-Frameworks für ressourcenbeschränkte Hardware lieferte das SOM-SMARC-QCS6490 eine Inferenzlatenz von 112,44 ms bei Verwendung der CPU-Kerne zur Erkennung von Oberflächenfehlern und Musterabweichungen von einem Referenzwert. Dies entspricht einem Inspektionsdurchsatz von knapp 9 Bildern pro Sekunde, was einen vielversprechenden Benchmark für hohe Fertigungsproduktivität darstellt, selbst ohne weitere Beschleunigung durch die dedizierte NPU.
Durch die Optimierung der grundlegenden Softwareimplementierung für die Hardwareplattform Modular Vision 15.6 QCS6490 sowie die Portabilität auf andere SECO-Plattformen über verschiedene Prozessorfamilien hinweg ermöglicht Clea OS Entwicklern, sich auf die benutzerorientierten Funktionen einer HMI zu konzentrieren, wie z. B. das Anpassen von Anwendungssoftware und KI-Modellen für maximale Effektivität. Um Entwickler weiter zu unterstützen, bieten SECO-Produkte auch Sicherheit und Compliance durch Design, mit Funktionen wie sicherem Boot, Over-the-Air (OTA)-Updates und Geräteüberwachung, die Cybersecurity-Zertifizierungen gemäß EU-Richtlinien erleichtern.
Ein hochintegrierter Weg zu intelligenterer PCB-Inspektion
Beim Überwachen von Fertigungsprozessen stehen Bediener von PCB-Montagemaschinen vor ständigen Herausforderungen, da sie Fehler auf zunehmend komplexen Platinen mit immer kleineren Komponenten inspizieren müssen, die eine immer präzisere Ausrichtung erfordern. Mit Hilfe von KI-beschleunigten AOI-Systemen und ausgefeilteren HMIs kann diese Aufgabe erheblich erleichtert werden, um eine größere betriebliche Effizienz zu erreichen.
SECOs Modular Vision 15.6 QCS6490 präsentiert eine voll ausgestattete Computer- und HMI-Plattform, die diese technologischen Fortschritte unterstützt und gleichzeitig die Entwicklung von AOI-Systemen optimiert, wobei der On-Board-Qualcomm Dragonwing QCS6490-Prozessor energieeffiziente, Echtzeit-KI-Inferenz am Edge unterstützt. In Kombination mit SECOS flexiblem Clea OS-Software-Stack bietet diese Lösung industriellen OEMs einen schnelleren Weg zur KI-Vision-Entwicklung, mit einer robusten Software- und Hardware-Konstruktion, die dazu passt.
Entdecken Sie SECOS vollständige Palette an Edge-Computing- und HMI-Lösungen unter seco.com und besuchen Sie den SECO App Hub für eine breitere Palette getesteter KI-Vision-Workloads.