全球製造業(yè)從自動化走向智慧化需求趨勢,機器視覺技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用在各國快速升溫,由於工業(yè)製造過程中,品管向來是最後產(chǎn)品品質(zhì)最後把關(guān)的環(huán)節(jié),在機器視覺技術(shù)未臻成熟前,過去向以人力作業(yè),不過產(chǎn)品檢測單調(diào)且冗長的作業(yè)模式,容易使操作者出現(xiàn)疲勞、注意力分散等問題,後期機器視覺技術(shù)逐漸精進,足以擔(dān)當產(chǎn)品檢測重任,因此開始被導(dǎo)入產(chǎn)線,機器視覺的引進產(chǎn)線,大幅提高了產(chǎn)能,同時也有效降低成本,在此優(yōu)勢下,製造業(yè)者導(dǎo)入機器視覺作為檢測應(yīng)用的度越來越快。
機器視覺顧名思義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(shù)就像是人類的雙眼,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(tǒng)的檢測精準度相當高,不僅能在短時間內(nèi)獲得大量資訊,亦能達到自動處理之需求。
以近年來市場開始出現(xiàn)的機械手臂整合機器視覺為例,過去機械手臂並沒有視覺設(shè)計,其動作必須在事前精準設(shè)定,再配合輸送帶上料件的準確擺放,讓機械手臂正確取放,整合機器視覺後,機械手臂可以自動判斷料件的擺放位置,調(diào)整夾具位置抓取料件,此一作法將可大量縮短輸送帶上的作業(yè)時間。
除此機械手臂外之外,機器視覺也開始積極整合運動控制、量測儀器與電腦平臺,市場人士指出,在產(chǎn)線自動化及工廠智慧化中,機器視覺應(yīng)用將會日趨普及,而設(shè)備尺寸漸小與長距離檢測將會是發(fā)展趨勢,另一趨勢是與其他系統(tǒng)的整合,現(xiàn)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(shè)備與通訊系統(tǒng),四者合一,成為完整解決方案。
目前機器視覺技術(shù)在工業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)檢測已趨廣泛,尤其是應(yīng)用在針對產(chǎn)品外觀缺陷以及尺寸量測的檢測上,企業(yè)可透過結(jié)合高階機器視覺技術(shù)的測量檢測設(shè)備自動調(diào)整待測物位置、方向以及量測設(shè)定的點,避免因量測點、對準邊緣、調(diào)整焦距等容易人為因素所導(dǎo)致的量測誤差,為產(chǎn)品品質(zhì)把關(guān),進一步提昇企業(yè)在市場上的競爭力。
技術(shù)精進 市場板塊移動
線性掃描也是這幾年機器視覺設(shè)備的重點發(fā)展,其作法是透過超高速線掃瞄攝影機,持續(xù)對待測物進行即時畫面擷取,再經(jīng)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(chǎn)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。
線掃描攝影機的優(yōu)點,在於高解析度影像的應(yīng)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(yōu)良,隨著機器視覺圖像處理技術(shù)的發(fā)展,在高速、大幅面、高精度的檢測項目中,線掃瞄攝影機發(fā)揮了特有的優(yōu)勢,更快速地解決客戶的要求。
從近年來的機器視覺發(fā)展可以看出幾個趨勢,首先是數(shù)位訊號處理,機器視覺應(yīng)用層面包羅萬象,透過科技發(fā)展所產(chǎn)生的識別系統(tǒng)及應(yīng)用領(lǐng)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(shù)位訊號處理系統(tǒng)來完成。
此一方式不但能配合自動化機械高速生產(chǎn)作業(yè),降低生產(chǎn)成本;同時,利用電腦統(tǒng)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(jiān)測環(huán)境,透過視覺影像數(shù)位化處理的程序來處理,也會是最經(jīng)濟有效的方式。
另外機器視覺的市場板塊也有變化,這幾年自動化市場需求,逐漸從OEM設(shè)備商轉(zhuǎn)向終端應(yīng)用客戶,此一改變造成了對於硬體產(chǎn)品的板塊移動,過去對於OEM廠商來說,視覺產(chǎn)品最重要的是應(yīng)用的彈性;而終端使用者則希望降低開發(fā)程序,透過穩(wěn)定的設(shè)備及直覺性應(yīng)用的系統(tǒng)來快速上手,因此這次展出的多數(shù)設(shè)備,都強調(diào)了簡易型態(tài)的操作介面。
精準要求漸趨嚴苛
就整體來看,應(yīng)用機器視覺技術(shù)的工業(yè)自動化與智慧化的相關(guān)需求日益增多,尤其臺灣於自動化產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)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(fā)展,而使用者對於「精度」與「準確」上的要求也會越來越嚴苛,未來機器視覺的發(fā)展,將會導(dǎo)向應(yīng)用面與整合需求的兩個不同領(lǐng)域,一方面是在應(yīng)用層面包括檢測、 測量、 產(chǎn)品識別、 表面檢測等,規(guī)格的競爭將愈趨激烈, 廠商思考的問題將會在提供品質(zhì)穩(wěn)定的影像、完整支援的介面產(chǎn)品線、要求高性價比的產(chǎn)品以及容易整合的後端軟體為其重點。
而在基礎(chǔ)工廠自動化控制定位工作,由於動作需求為簡單亦具重複性工作,講求「反應(yīng)速度迅速」,這類產(chǎn)品僅需簡單分析元件即可執(zhí)行,將以價格為市場導(dǎo)向,另一方面,針對不同應(yīng)用面向亦需要高度彈性整合與技術(shù)支援,可提供簡單的擷取後端分析的需求。
在控制定位市場,視覺產(chǎn)品的標準必須設(shè)定簡單、堅固及耐用;此外支援不同的軟體控制介面,透過簡單得程式碼即可整合至生產(chǎn)線系統(tǒng)中;此外,基於此類應(yīng)用的「獨立」需求,部分廠商推出Smart Camera設(shè)備,這類產(chǎn)品除了前述的設(shè)定簡單、堅固、耐用及適用於各種不同環(huán)結(jié)外,由於其直接將分析演算元件整合在攝影機中,不需外接後端分析設(shè)備,直接變身成為機器手臂的「眼睛」。由於這類產(chǎn)品體積較小,亦可獨立運作,亦成為使用者矚目的產(chǎn)品。
總體而言,不論技術(shù)如合多元發(fā)展,所有業(yè)者仍一致同意,不同的技術(shù)應(yīng)用仍針對使用者不同的需求來進行選擇,如何提供最適化的組合,才是機器視覺廠商首先必須注意的面向,所有業(yè)者都同意,重點在於「後端的解決方案」,一味追求高階發(fā)展或價格優(yōu)勢,並無意義。