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機器視覺走向多元智慧應用
扮演產業升級要角

【作者: 台達電子】   2018年10月30日 星期二

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自2012年德國首次提出工業4.0概念,掀起了一波「智慧製造」的工業改革浪潮,直接影響全球製造業。綜觀美國的先進製造(AMP)、中國製造2025、台灣的5+2產業創新等各國發展策略,皆為「以網路通訊串聯工廠設備與生產機台,並透過數位化、可視化的遠端管理平台,連結雲端進行大數據分析,並依分析結果進行預防性診斷及維修,減少停機時間;同時藉由透明化監控,實現即時工單、物料、產線、產線的調度/排程,大幅提高生產效率和產品良率,建構客戶為中心、少量多樣╱客製化的靈活高效生產」。簡而言之,就是實現「智慧製造」。



圖1 : 台達3D機械視覺檢測系統應用於結構複雜的工件檢測應用。(source:台達)
圖1 : 台達3D機械視覺檢測系統應用於結構複雜的工件檢測應用。(source:台達)

「智慧製造」由許多要素組成,而要打造智能製造,首要任務就是必需要有靈活、智慧的生產線。近年來,市場上開始導入機器人取代人力,許多重要製程、設備即開始「智慧化」,以實現高效靈活的生產。無論是何種機器人或設備,在應用時若無機器視覺系統的協助,便如同眼盲一般無法精確執行作業。因此,近年來機器視覺系統成為各行業進行智慧升級時不可或缺的重要角色。


主要應用類別

目前在智慧製造中,機器視覺系統主要分為三大類應用:


自動化系統整合

透過機械視覺導引機械手臂進行組裝、取放料、點銲、塗膠等製程,以及整合伺服馬達的運動控制等設備應用。


產品辨識/資訊收集

在智慧製造中非常重要的一環,就是工廠端的生產資訊蒐集。針對生產中的工件和產品,控管記錄其製程狀態,需要透過條碼來辨別產品/工件身份、記錄目前工件在每一個生產工作站的生產情形;另外還有生產標籤的所有資訊。這些都需要導入視覺檢測、讀碼系統才能有效的完成。


品質把關

在整個生產過程,機器視覺系統可協助進行產品品質檢測,減少不良品外流,全面提產品品質與穩定性。


產品佈局

因應市場趨勢和客戶需求,台達建構完整的視覺相關產品線,包括:視覺SENSOR產品、嵌入式2D視覺產品、3D立體視覺系統,可以解決並滿足目前在各行業以及各領域中所需要的視覺檢測需求。



圖2 : 台達3D機械視覺解決方案。(source:台達)
圖2 : 台達3D機械視覺解決方案。(source:台達)

在應用方面,台達機械視覺產品佈局涵蓋一般應用、視覺整合應用以及行業專用的高階視覺解決方案:


一般視覺應用

功能比較單一、應用較基本的識別檢測產品。包括:影像讀碼器DAH系列(手持式)和DFS系列(固定式),可應用於工廠作業的條碼檢測需求;以及VISION SENSOR產品VIS,可以滿足單一且功能簡易的視覺檢測需求。


視覺系統整合應用

台達的嵌入式機器視覺檢測系統,包括DMV1000以及DMV2000系列,可應用於設備或產線上的自動化視覺系統需求,實現品質檢測、定位引導、識別以及尺寸量測等功能,是實現智能製造的最大助力。


高階行業專用視覺檢測應用

針對工業機器人導引系統、PC-Based系統整合等高階的功能應用需求,台達的3D視覺檢測方案可提供物流行業進行貨品3D立體檢測;另外,也推出在智能製造中非常重要的結構光立體視覺系統、以及應用於機械手臂上的3D機械人立體視覺,可針對具高低差、複雜度高的工件進行立體檢測,滿足行業專機精密加工的需求。


實現高端智造

目前全球製造業皆面臨缺工問題,再加上高精密產線工序(如:產品外觀瑕疵檢測、焊接、塗膠等)費時耗力,且人工品質不穩,因此許多工作複雜度高、精密度高,例如像是曲面、外型不規則、或是PCB板件等無法有效得到高度資訊等問題,導致在生產製程上無法實現完全自動化。此外,當機械手臂開始大量運用時,相關路徑參數需要調整時,就需要再重新教導點位,確認手臂相關動作不會干涉到機構等問題點,亦是產線上真正急需解決的問題。


因此台達推出3D機器視覺系統,為客戶解決問題、實現靈活製造。主要方案和應用領域:


3D雙目立體視覺

主要針對需要3D資訊的自動化分類檢測。例如:需要高度資訊的工件、以及進行非接觸式的量測等應用,可有效應用於物流行業上的材積量測、碼垛解?等。


3D機械人視覺

可應用於高度自動化、智慧生產線,尤其是目前複雜度最高的電子製造業。透過台達3D機器人視覺系統,可以即時掃描物件3D外觀與尺寸資訊,並快速傳遞機械人所需的路徑資訊,立即進行自動化工作,可有效完成如:自動化點銲、點膠以及自動化鎖螺絲等複雜度高的作業。



圖3 : 台達3D機械視覺解決方案為客戶實現工作複雜度高、精密度高的精密檢測,例如曲面、外型不規則、或是PCB板件等。(source:台達)
圖3 : 台達3D機械視覺解決方案為客戶實現工作複雜度高、精密度高的精密檢測,例如曲面、外型不規則、或是PCB板件等。(source:台達)

目前台達3D機械視覺主要可以應用在汽車製造業、消費性電子產業以及倉儲與物流產業,應用領域和效益舉例如下:


汽車行業

主要應用在零件取放、入料檢測、以及材積量測等,導入後的可有效替客戶節省15%以上的人力成本,並且打造彈性、高精、快速的自動化生產線。


製鞋業

透過台達3D結構光立體視覺,動態量測鞋墊的外觀尺寸、瑕疵等,量測完成後可以自動產生點雲資料,並且快速提供上位控制系統進行鞋墊的資訊蒐集與分類,確保後續製程正確性。


台達善用深厚自動化市場know-how和技術,研發智造相關產品和方案,並以自家產線、工廠作為練兵場,在上市前先導入試用,並根據實際應用情況與使用者回饋進行調整,確保符合應用需求,進而實現「智慧製造?創變產業新未來」。


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