Il SECO Modular Vision 15.6 QCS6490 offre agli sviluppatori una soluzione HMI completa in grado di implementare la visione AI in tempo reale sull'edge. Per i sistemi di assemblaggio e ispezione PCB, questo può semplificare notevolmente le operazioni per gli ingegneri incaricati di mantenere la qualità della produzione, diagnosticare errori delle macchine e rielaborare manualmente le schede.
Per molti decenni, l'ispezione ottica automatizzata (AOI) ha aiutato a mitigare il rischio di produrre grandi lotti di circuiti stampati (PCB) inutilizzabili, o che richiedono correzioni manuali da parte di ingegneri esperti in saldatura. In particolare, la diffusione della tecnologia a montaggio superficiale (SMT) alla fine degli anni '90 ha reso l'AOI essenziale per rilevare rapidamente difetti di produzione minimi, come l'allineamento improprio dei pad di saldatura o componenti mancanti, in modo che gli operatori delle macchine potessero interrompere i processi automatizzati e affrontare problemi a monte come quelli del braccio pick-and-place. Allo stesso modo, quando l'AOI segnala un falso positivo, ovvero un difetto dove non c'è, gli operatori sono stati in grado di ignorare le notifiche individuali per ridurre al minimo i tempi di inattività non necessari e migliorare l'efficienza della produzione.
Per il monitoraggio delle prestazioni e il controllo delle apparecchiature, gli operatori delle macchine richiedono un'interfaccia uomo-macchina (HMI) sofisticata con alta qualità dell'immagine per l'ispezione visiva manuale, oltre a una struttura robusta che possa resistere alle esigenze ambientali degli ambienti industriali. Con l'introduzione dell'intelligenza artificiale a basso consumo energetico (edge AI) nel settore dell'elettronica, gli sviluppatori hanno avuto un'interessante opportunità:
Combinando le HMI industriali con i sistemi di visione AI basati su edge, gli sviluppatori di macchine per l'assemblaggio di PCB possono semplificare l'infrastruttura AOI riducendo la necessità di PC industriali separati. Questa consolidazione consente anche agli operatori di portare i benefici dell'AOI della linea principale di assemblaggio PCB alle stazioni di riparazione o rielaborazione, consentendo una rilevazione e correzione dei difetti più rapida che aumenta la produttività della produzione. Tuttavia, la visione AI edge richiede potenti risorse di calcolo a bordo.
Una soluzione HMI pronta all'uso con accelerazione AI integrata
Riconoscendo questa domanda, SECO ha creato il Modular Vision 15.6 QCS6490, un HMI di alta gamma da 15,6 pollici adatto a una vasta gamma di applicazioni industriali. Questa soluzione robusta presenta un display touch capacitivo 1920×1080 per immagini chiare e ad alta definizione e controllo diretto dell'operatore. 3 mm di vetro di copertura chimicamente rinforzato proteggono questo display durante l'uso, e una luminosità di 400 cd/m² garantisce la leggibilità anche sotto intense luci di fabbrica. Ulteriori caratteristiche HMI includono un'uscita audio per il collegamento a un altoparlante mono, consentendo notifiche basate su suoni che aumentano la consapevolezza dell'operatore su eventi che richiedono attenzione immediata, come il sistema AOI che segnala un difetto.
Oltre a queste caratteristiche rivolte agli operatori, il Modular Vision 15.6 QCS6490 include una gamma di interfacce per collegare l'HMI a sistemi industriali più ampi. Ad esempio, l'interfaccia Gigabit Ethernet supporta la rete con piattaforme di reporting per il controllo qualità (QC) e il monitoraggio della produttività. Le interfacce focalizzate sui periferici come USB, porte seriali RS-232 e RS-485, CAN Bus e I/O digitali facilitano le connessioni a telecamere, impianti di illuminazione e altri componenti essenziali di un sistema AOI.
Al cuore della soluzione HMI modulare di SECO si trova il Qualcomm® Dragonwing QCS6490, un processore completo con 8 core di set di istruzioni Arm a 64 bit che coprono tre livelli di prestazioni/efficienza, ideale per guidare software applicativi complessi per macchine gestendo contemporaneamente dati video ad alta risoluzione per l'AOI. Questo compito è ulteriormente supportato da un Qualcomm® Adreno™ GPU integrato per grafica sofisticata che aiuta gli operatori nell'esame dei campioni e migliora l'usabilità dell'HMI.
Tuttavia, la caratteristica distintiva del Qualcomm® Dragonwing QCS6490 per la visione AI edge è il processore di segnale digitale (DSP) Qualcomm Hexagon e l'unità di elaborazione neurale (NPU). Offrendo fino a 12 TOPS (trilioni di operazioni al secondo) di prestazioni AI in tempo reale ed efficienti dal punto di vista energetico, questo acceleratore hardware dedicato è la chiave per abilitare l'ispezione dei componenti di livello successivo all'edge.
Queste risorse di elaborazione sono supportate da una memoria ampia per l'ispezione video ad alta velocità, con fino a 8 GB di RAM LPDDR5-6400 e fino a 64 GB di memoria eMMC 5.1. Entrambe le memorie sono saldate direttamente sulla scheda per promuovere un funzionamento affidabile in ambienti soggetti a vibrazioni, con uno slot microSD accessibile esternamente per una memoria facilmente rimovibile.
Sfruttare il Qualcomm® Dragonwing QCS6490 per la visione AI all'Edge
Per sfruttare appieno il set di funzionalità del Modular Vision 15.6 QCS6490, il Clea OS di SECO, parte del framework software Clea pronto all'uso di SECO, consente agli sviluppatori di creare rapidamente un ambiente applicativo basato sul progetto open-source Yocto. Per uno sviluppo più avanzato, Clea OS può anche incorporare altri kit di sviluppo software (SDK), come il Qualcomm AI Engine Direct SDK, che consentono agli sviluppatori di distribuire vari modelli AI sulla risorsa di elaborazione scelta, che sia l'acceleratore hardware Hexagon, la GPU Adreno o i core CPU.
SECO ha già testato le prestazioni della visione AI in tempo reale del Qualcomm Dragonwing QCS6490 come parte del suo modulo computer-on-module (CoM) SOM-SMARC-QCS6490, che esegue il Modular Vision 15.6 QCS6490. Per un modello di ispezione automatizzata della qualità basato sui framework LiteRT e PyTorch per hardware con risorse limitate, il SOM-SMARC-QCS6490 ha fornito una latenza di inferenza di 112,44 ms quando si utilizzano i core CPU per rilevare difetti superficiali e deviazioni di pattern da un riferimento. Questo corrisponde a un throughput di ispezione di poco meno di 9 immagini al secondo, il che rappresenta un benchmark promettente per un'alta produttività della produzione, anche senza ulteriore accelerazione tramite la NPU dedicata.
Semplificando l'implementazione software di base per la piattaforma hardware Modular Vision 15.6 QCS6490, nonché la portabilità su altre piattaforme SECO attraverso diverse famiglie di processori, Clea OS consente agli sviluppatori di concentrarsi sulle caratteristiche rivolte all'utente di un HMI, come la messa a punto del software applicativo e dei modelli AI per la massima efficacia. Per supportare ulteriormente gli sviluppatori, i prodotti SECO offrono anche sicurezza e conformità per design, con funzionalità come il boot sicuro, aggiornamenti over-the-air (OTA) e monitoraggio dei dispositivi che facilitano le certificazioni di cybersecurity in conformità con le direttive UE.
Una strada altamente integrata verso un'ispezione PCB più intelligente
Quando si supervisionano i processi di produzione, gli operatori delle macchine per l'assemblaggio di PCB affrontano sfide continue mentre ispezionano difetti su schede sempre più complesse con componenti sempre più piccoli che richiedono un allineamento sempre più preciso. Con l'aiuto di sistemi AOI accelerati dall'AI e HMI più sofisticati, questo compito può essere reso significativamente più facile per una maggiore efficienza operativa.
Il Modular Vision 15.6 QCS6490 di SECO presenta un computer e una piattaforma HMI completa che supporta questi avanzamenti tecnologici semplificando lo sviluppo del sistema AOI, con il processore Qualcomm Dragonwing QCS6490 a bordo che supporta l'inferenza AI in tempo reale ed efficiente dal punto di vista energetico all'edge. In combinazione con lo stack software flessibile Clea OS di SECO, questa soluzione offre agli OEM industriali un percorso più rapido per lo sviluppo della visione AI, con una struttura software e hardware robusta per corrispondere.
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