El SECO Modular Vision 15.6 QCS6490 ofrece a los desarrolladores una solución HMI completa capaz de implementar visión AI en tiempo real en el borde. Para los sistemas de ensamblaje e inspección de PCB, esto puede agilizar drásticamente las operaciones para los ingenieros encargados de mantener la calidad de fabricación, diagnosticar errores de máquinas y rehacer manualmente las placas.
Durante muchas décadas, la inspección óptica automatizada (AOI) ha ayudado a mitigar el riesgo de fabricar grandes lotes de placas de circuito impreso (PCBs) inutilizables, o aquellas que requieren corrección manual por parte de ingenieros de soldadura calificados. En particular, el dominio generalizado de la tecnología de montaje en superficie (SMT) a finales de la década de 1990 hizo que la AOI fuera esencial para detectar rápidamente defectos de fabricación minúsculos, como la alineación incorrecta de las almohadillas de soldadura o componentes faltantes, de modo que los operadores de máquinas pudieran pausar los procesos automatizados y abordar problemas aguas arriba como problemas con el brazo de colocación. De manera similar, cuando la AOI marca un falso positivo, es decir, una falla donde no la hay, los operadores han podido anular notificaciones individuales para minimizar el tiempo de inactividad innecesario y mejorar la eficiencia de producción.
Para el monitoreo del rendimiento y el control del equipo, los operadores de máquinas requieren una interfaz hombre-máquina (HMI) sofisticada con alta calidad de imagen para la inspección visual manual, además de una construcción robusta que pueda soportar las demandas ambientales de los entornos industriales. Con la introducción de la inteligencia artificial de borde de bajo consumo (edge AI) en toda la industria electrónica, los desarrolladores se han presentado con una oportunidad interesante:
Al combinar HMIs industriales con sistemas de visión basados en inteligencia artificial de borde, los desarrolladores de máquinas de ensamblaje de PCBs pueden optimizar la infraestructura de AOI mientras reducen la necesidad de PCs industriales separados. Esta consolidación también permite a los operadores llevar los beneficios de AOI de la línea principal de ensamblaje de PCBs a estaciones de reparación o retrabajo, permitiendo una detección y corrección de defectos más rápida que aumenta el rendimiento de fabricación. Sin embargo, la visión de inteligencia artificial de borde requiere recursos de computación a bordo potentes.
Una solución HMI lista para usar con aceleración de IA integrada
Reconociendo esta demanda, SECO creó el Modular Vision 15.6 QCS6490, un HMI de alta gama de 15.6 pulgadas que es adecuado para una amplia gama de aplicaciones industriales. Esta solución robusta cuenta con una pantalla táctil capacitiva de 1920×1080 para imágenes claras y de alta definición y control directo del operador. 3 mm de vidrio protector químicamente reforzado protegen esta pantalla durante el uso, y un brillo de 400 cd/m² asegura la legibilidad incluso bajo una intensa iluminación de fábrica. Las características adicionales del HMI incluyen una salida de audio para conectar a un altavoz mono, permitiendo notificaciones basadas en sonido que aumentan la conciencia del operador sobre eventos que requieren atención inmediata, como el sistema AOI marcando una falla.
Junto a estas características orientadas al operador, el Modular Vision 15.6 QCS6490 incluye una gama de interfaces para conectar el HMI a sistemas industriales más amplios. Por ejemplo, la interfaz Gigabit Ethernet admite la conexión en red con plataformas de informes para control de calidad (QC) y monitoreo de productividad. Las interfaces enfocadas en periféricos como puertos seriales USB, RS-232 y RS-485, CAN Bus y E/S digitales facilitan las conexiones a cámaras, equipos de iluminación y otros componentes esenciales de un sistema AOI.
En el corazón de la solución HMI modular de SECO se encuentra el Qualcomm® Dragonwing QCS6490, un procesador con todas las funciones con 8 núcleos de conjunto de instrucciones Arm de 64 bits que abarcan tres niveles de rendimiento/eficiencia, ideal para ejecutar software de aplicaciones de máquinas complejas mientras gestiona simultáneamente datos de video de alta resolución para AOI. Esta tarea se ve aún más respaldada por un GPU Qualcomm® Adreno™ integrado para gráficos sofisticados que ayudan a los operadores en el examen de muestras y mejoran la usabilidad del HMI.
No obstante, la característica destacada del Qualcomm® Dragonwing QCS6490 para la visión de IA de borde es el procesador de señal digital (DSP) y la unidad de procesamiento neuronal (NPU) Qualcomm Hexagon. Ofreciendo hasta 12 TOPS (billones de operaciones por segundo) de rendimiento de IA en tiempo real y eficiente en energía, este acelerador de hardware dedicado es la clave para habilitar la inspección de componentes de siguiente nivel en el borde.
Estos recursos de procesamiento están respaldados por una memoria amplia para la inspección de video de alto rendimiento, con hasta 8 GB de RAM LPDDR5-6400 y hasta 64 GB de almacenamiento eMMC 5.1. Ambas memorias están soldadas directamente en la placa para promover una operación confiable en entornos propensos a vibraciones, con una ranura microSD accesible externamente para almacenamiento fácilmente extraíble.
Aprovechando el Qualcomm® Dragonwing QCS6490 para la visión de IA en el borde
Para aprovechar al máximo el conjunto de características extensas del Modular Vision 15.6 QCS6490, el Clea OS de SECO, parte del marco de software Clea listo para usar de SECO, permite a los desarrolladores crear rápidamente un entorno de aplicación basado en el Proyecto Yocto de código abierto. Para un desarrollo más avanzado, Clea OS también puede incorporar otros kits de desarrollo de software (SDK), como Qualcomm AI Engine Direct SDK, que permiten a los desarrolladores implementar varios modelos de IA en su elección de recurso de procesamiento, ya sea el acelerador de hardware Hexagon, el GPU Adreno o los núcleos de CPU.
SECO ya ha probado el rendimiento de visión de IA en tiempo real del Qualcomm Dragonwing QCS6490 como parte de su módulo de computadora SOM-SMARC-QCS6490, que ejecuta el Modular Vision 15.6 QCS6490. Para un modelo de inspección de calidad automatizada basado en los marcos LiteRT y PyTorch para hardware con recursos limitados, el SOM-SMARC-QCS6490 entregó una latencia de inferencia de 112.44 ms al usar los núcleos de CPU para detectar defectos superficiales y desviaciones de patrones de una referencia. Esto corresponde a un rendimiento de inspección de poco menos de 9 imágenes por segundo, lo que constituye un punto de referencia prometedor para una alta productividad de fabricación, incluso sin una mayor aceleración a través de la NPU dedicada.
Al optimizar la implementación de software fundamental para la plataforma de hardware Modular Vision 15.6 QCS6490, así como la portabilidad a otras plataformas SECO en diferentes familias de procesadores, Clea OS permite a los desarrolladores centrarse en las características orientadas al usuario de un HMI, como ajustar el software de aplicación y los modelos de IA para lograr la máxima efectividad. Para apoyar aún más a los desarrolladores, los productos SECO también ofrecen seguridad y cumplimiento por diseño, con características como arranque seguro, actualizaciones por aire (OTA) y monitoreo de dispositivos que facilitan las certificaciones de ciberseguridad de acuerdo con las directivas de la UE.
Un camino altamente integrado hacia una inspección de PCBs más inteligente
Al supervisar los procesos de fabricación, los operadores de máquinas de ensamblaje de PCBs enfrentan desafíos continuos mientras inspeccionan fallas en placas cada vez más complejas con componentes cada vez más pequeños que requieren una alineación cada vez más precisa. Con la ayuda de sistemas AOI acelerados por IA y HMIs más sofisticados, esta tarea puede hacerse significativamente más fácil para una mayor eficiencia operativa.
El Modular Vision 15.6 QCS6490 de SECO presenta una plataforma de computadora y HMI con todas las funciones que respalda estos avances tecnológicos mientras optimiza el desarrollo del sistema AOI, con el procesador Qualcomm Dragonwing QCS6490 a bordo que respalda la inferencia de IA en tiempo real y eficiente en energía en el borde. En combinación con la pila de software flexible Clea OS de SECO, esta solución ofrece a los OEM industriales un camino más rápido hacia el desarrollo de visión de IA, con una construcción robusta de software y hardware para igualar.
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