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嵌入式機器視覺 提高自動化設備生產良率的應用

  • 魏淑芳
新漢公司處長楊景程。

DIGITIMES企劃

新漢(NEXCOM)股份有限公司處長楊景程,以「嵌入式機器視覺,提高自動化設備生產良率的應用」議題演說。他表示如何讓傳統「自己只能做自己的機器人」,走出既有欄杆框架(有限度的動作),與周遭互動,憑藉的就是機器視覺技術與數據採集。

傳統自動化機器人設備要升級,必須提供HMI人機介面(從2D變為3D、增加操作履歷與資料上傳)、機器視覺(圖形/Barcode辨識、高畫素應用、多CCD監控),與即時性控制模組(更多軸向控制)的串連與介接。接下來他將列舉幾個新漢把機器視覺應用於自動化設備的成功案例。

首先介紹的是鳳梨酥食品包裝自動化。它是一部3軸吸附式機器手臂結合影像辨識的機台,在生產線上的鳳梨酥是隨便擺放的,機器手臂藉影像辨識,判斷散佈於生產線上鳳梨擺放位置,計算抓取後旋轉多少角度後正確置入鳳梨酥的外包裝盒。隨後又因應客戶詢問包裝餅乾的需求,另外建立一些影像辨識樣板後,也加入了餅乾包裝的功能。

第二個成功案例是溼紙巾貼蓋機。現在溼紙巾抽取口會多黏一個方形塑膠扣蓋以減少水分蒸發,現今溼紙巾包裝塑膠袋機台,在包裝袋成型階段就貼上塑膠蓋,但過去機台並沒有這道外貼扣蓋製程,必須另外以人工方式加貼。新漢為客戶開發這個貼蓋機台設備,運用機器視覺技術,精準抓取並控制扣蓋進行貼合,目前做到每分鐘貼合90包,相當15個貼合人力的產能。

再來分享的案例是足球、籃球的圓度檢測。過去客戶是藉由對著燈光與產品以目測方式檢測圓度,受限人眼比對速度過慢只能抽測;新漢以一組CCD攝影機拍攝經過產線的球體,跟既有100%圓度的球體圖庫資料進行比對,做到2秒檢測一個球體,使客戶做到輸出100%全檢,進而提升產品良率。

楊處長亦分享是應用於自家鐳射光雕機實例,僅用兩隻30萬畫素CCD,對經過機台的IC透過編號辨認其方位,控制雷雕機正確雕上編號。另外還有用於檢測光學條碼器的邊緣刻痕的瑕疵應用,使用到百萬等級高畫素CCD,針對僅一元硬幣大小、可透光的光學條碼器做檢測的應用。

此外,以德國合作夥伴設計的超高速罐裝啤酒機台為例,使用新漢工控機台整合圖像辨識裝置與控制系統,做到每秒掃描5罐啤酒,挑到錯誤Barcode啤酒會自動降速揀出後,再提高至原速度繼續目檢的高速流程。

新漢應用於自家工控主機板的零件定位檢測,因為電容往往有擺放錯極性、型號或位置的問題。當初需求只要比目檢員快即可,因此僅用一隻CCD,拍攝畫面經四、九宮格區分後,逐區跟正確的PCB零件圖進行比對,並且挑出電容或零件錯誤擺放的區域。

最後,是新漢分享自主開發遠端即時遙控機器人的應用實例。這是另一種運用機器視覺技術,透過CCD攝影機,即時拍攝控制人員的肢體動作,解析其手臂動作後轉化成向量線條,轉譯成對機器人手臂的控制動作後,同步控制機器人手臂做對應的動作。