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機器視覺品質效率一把抓
視覺系統邁入智慧學習新紀元

【作者: 陳韋哲】   2013年10月17日 星期四

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因應全球工業自動化需求趨勢,機器視覺技術及相關應用在各國快速升溫,由於在工業製造的過程,品管是最後產品品質最後把關的環節,在機器視覺技術未臻成熟之前,過去向以人力作業,不過產品檢測單調且冗長的作業模式,容易使操作者出現疲勞、注意力分散等問題,後期機器視覺技術逐漸精進,足以擔當產品檢測重任,因此開始被導入產線,機器視覺的引進產線,大幅提高了產能,同時也有效降低成本,在此優勢下,製造業者導入機器視覺作為檢測應用的度越來越快。


在8月28日開展的「2013台北國際自動化工業展」,現場除了展出一系列智慧自動化解決方案之外,在機器視覺技術應用方面,參展廠商同樣亦競相推出各式視覺系統整合方案,以滿足各領域應用工業自動化之多元需求。KUKA庫卡股份有限公司董事長廖啟新表示,生產線是一個十分講求高準度操作、反覆工作的嚴苛環境,透過機器視覺能夠以更快速且一致化的處理模式,來避免因人為目測發生失誤的問題。


機器視覺應用邁向普及化


而所謂的機器視覺,簡言之,便是透過機器來取代人眼,進而大幅縮短測量時間與減少人為判斷誤差。機器視覺技術就像是人類的雙眼,能夠將雙眼所視的影像畫面,完整不漏地傳送到控制晶片,最後再透過控制程式進行即時分析處理,再加上,機器視覺系統的檢測精準度相當高,不僅能在短時間內獲得大量資訊,亦能達到自動處理之需求。


以機械手臂結合機器視覺為例,由於機械手臂沒有眼睛,透過機器視覺能夠將所攝得的重要資訊予以機械手臂,判斷各種不同形狀的物件姿態,並自動以正確的角度,抓取正在輸送帶上移動的料件,進而完成自動化入料加工動作。



圖一 : 機器視覺大幅縮短測量時間與減少人為判斷誤差。(圖/www.cechina.cn)
圖一 : 機器視覺大幅縮短測量時間與減少人為判斷誤差。(圖/www.cechina.cn)


除此之外,工廠自動化需求也極速提升機器視覺、運動控制、量測儀器與電腦平台整合需求的腳步。對此,凌華量測與自動化產品事業處協理游璨銘表示,在產線自動化及工廠智慧化中,機器視覺應用將會日趨普及,而設備尺寸漸小與長距離檢測將會是發展趨勢,另一趨勢是與其他系統的整合,現在智慧工廠所要求的解決方案,多會由機器視覺及運動控制所組成,再搭配中控設備與通訊系統,四者合一,成為完整解決方案。


在新品方面,凌華這次展出了即將上市的EOS-4000 Camera Link小型嵌入式視覺系統, EOS-4000 Camera Link採用高運算效能之雙通道PoCL嵌入式視覺系統,並同時展出靜態展示全系列機器視覺整合方案,包含影像擷取卡、工業用攝像機及各種影像平台,提供客戶一次購足的全方位影像整合服務。


目前機器視覺技術應用在工業產品品質檢測已經日趨廣泛,尤其是應用在針對產品外觀缺陷以及尺寸量測的檢測上。對此,KEYENCE表示,CV-X100系列搭載智能引導式視覺系統,並配備智能學習工具,能夠讓視覺系統學習存在於良品間的偏差或個別差異。特別的是,採用趨近於人類感覺的演算法,能夠排除不穩定的要素,將現場的檢測導向成功,進一步讓檢測人員在施行檢測設定時僅需放上良品,就能免除以往傳統要求的高度專業與複雜的設定。


線性掃描也是這次自動化展中,機器視覺設備的重點展出,碁仕科技股份有限公司行銷助理徐稚婷表示,透過超高速線掃瞄攝影機持續對待測物進行即時畫面擷取,再經由影像擷取卡將所擷取的影像傳送到電腦進行影像分析處理,如此一來,便能夠針對產品檢測以及NG品判斷,並在NG判定位置標示出缺陷位置標記。


針對線掃描攝影機的優點,徐稚婷進一步說明,對於高解析度影像的應用,線掃描攝影機擁有高解析度影像處理能力,不管在取像速度與範圍、成本效益、控制性等都比面掃描來得高且優良,隨著機器視覺圖像處理技術的發展,在高速、大幅面、高精度的檢測項目中,線掃瞄攝影機發揮了特有的優勢,更快速地解決客戶的要求。


機器視覺整合數位訊號處理


從這次自動化大展中機器視覺廠商推出產品,可以看出幾個趨勢,首先是數位訊號處理,機器視覺應用層面包羅萬象,透過科技發展所產生的識別系統及應用領域,不斷推陳出新,在目前一切要求自動化、精準化以及高速化的前提下,除了許多非接觸性的自動化檢測工作都開始利用這些數位訊號處理系統來完成。


此一方式不但能配合自動化機械高速生產作業,降低生產成本;同時,利用電腦統計分析還能提供測試資訊及管理記錄,提高校正、診斷的功能,除此之外,許多在過去屬於艱困或危險的監測環境,透過視覺影像數位化處理的程序來處理,也會是最經濟有效的方式。



圖二 : 伴隨著機器視覺的介入,自動化將朝著更智慧、更快速的方向發展。(圖/ftp.gongkong.com)
圖二 : 伴隨著機器視覺的介入,自動化將朝著更智慧、更快速的方向發展。(圖/ftp.gongkong.com)

另外在這次展會上,也看到了機器視覺市場的板塊的變化,這幾年自動化市場需求,逐漸從OEM設備商轉向終端應用客戶,此一改變造成了對於硬體產品的板塊移動,過去對於OEM廠商來說,視覺產品最重要的是應用的彈性;而終端使用者則希望降低開發程序,透過穩定的設備及直覺性應用的系統來快速上手,因此這次展出的多數設備,都強調了簡易型態的操作介面。


結論


就整體來看,應用機器視覺技術的工業自動化與智慧化的相關需求日益增多,尤其台灣於自動化產業相關技術已相當成熟,伴隨著機器視覺的介入,自動化將朝著更智慧、更快速的方向發展,同時影像處理技術也將得以快速推廣,加速機器視覺更廣泛地應用於各個領域。


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