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机器视觉走向多元智慧应用
扮演产业升级要角
[作者 台達電子]   2018年10月30日 星期二 浏览人次: [8825]


自2012年德国首次提出工业4.0概念,掀起了一波「智慧制造」的工业改革浪潮,直接影响全球制造业。综观美国的先进制造(AMP)、中国制造2025、台湾的5+2产业创新等各国发展策略,皆为「以网路通讯串联工厂设备与生产机台,并透过数位化、可视化的远端管理平台,连结云端进行大数据分析,并依分析结果进行预防性诊断及维修,减少停机时间;同时藉由透明化监控,实现即时工单、物料、产线、产线的调度/排程,大幅提高生产效率和产品良率,建构客户为中心、少量多样/客制化的灵活高效生产」。简而言之,就是实现「智慧制造」。



图1 : 台达3D机械视觉检测系统应用於结构复杂的工件检测应用。(source:台达)
图1 : 台达3D机械视觉检测系统应用於结构复杂的工件检测应用。(source:台达)

「智慧制造」由许多要素组成,而要打造智能制造,首要任务就是必需要有灵活、智慧的生产线。近年来,市场上开始导入机器人取代人力,许多重要制程、设备即开始「智慧化」,以实现高效灵活的生产。无论是何种机器人或设备,在应用时若无机器视觉系统的协助,便如同眼盲一般无法精确执行作业。因此,近年来机器视觉系统成为各行业进行智慧升级时不可或缺的重要角色。


主要应用类别

目前在智慧制造中,机器视觉系统主要分为三大类应用:


自动化系统整合

透过机械视觉导引机械手臂进行组装、取放料、点焊、涂胶等制程,以及整合伺服马达的运动控制等设备应用。


产品辨识/资讯收集

在智慧制造中非常重要的一环,就是工厂端的生产资讯搜集。针对生产中的工件和产品,控管记录其制程状态,需要透过条码来辨别产品/工件身份、记录目前工件在每一个生产工作站的生产情形;另外还有生产标签的所有资讯。这些都需要导入视觉检测、读码系统才能有效的完成。


品质把关

在整个生产过程,机器视觉系统可协助进行产品品质检测,减少不良品外流,全面提产品品质与稳定性。


产品布局

因应市场趋势和客户需求,台达建构完整的视觉相关产品线,包括:视觉SENSOR产品、嵌入式2D视觉产品、3D立体视觉系统,可以解决并满足目前在各行业以及各领域中所需要的视觉检测需求。



图2 : 台达3D机械视觉解决方案。(source:台达)
图2 : 台达3D机械视觉解决方案。(source:台达)

在应用方面,台达机械视觉产品布局涵盖一般应用、视觉整合应用以及行业专用的高阶视觉解决方案:


一般视觉应用

功能比较单一、应用较基本的识别检测产品。包括:影像读码器DAH系列(手持式)和DFS系列(固定式),可应用於工厂作业的条码检测需求;以及VISION SENSOR产品VIS,可以满足单一且功能简易的视觉检测需求。


视觉系统整合应用

台达的嵌入式机器视觉检测系统,包括DMV1000以及DMV2000系列,可应用於设备或产线上的自动化视觉系统需求,实现品质检测、定位引导、识别以及尺寸量测等功能,是实现智能制造的最大助力。


高阶行业专用视觉检测应用

针对工业机器人导引系统、PC-Based系统整合等高阶的功能应用需求,台达的3D视觉检测方案可提供物流行业进行货品3D立体检测;另外,也推出在智能制造中非常重要的结构光立体视觉系统、以及应用於机械手臂上的3D机械人立体视觉,可针对具高低差、复杂度高的工件进行立体检测,满足行业专机精密加工的需求。


实现高端智造

目前全球制造业皆面临缺工问题,再加上高精密产线工序(如:产品外观瑕疵检测、焊接、涂胶等)费时耗力,且人工品质不稳,因此许多工作复杂度高、精密度高,例如像是曲面、外型不规则、或是PCB板件等无法有效得到高度资讯等问题,导致在生产制程上无法实现完全自动化。此外,当机械手臂开始大量运用时,相关路径叁数需要调整时,就需要再重新教导点位,确认手臂相关动作不会干涉到机构等问题点,亦是产线上真正急需解决的问题。


因此台达推出3D机器视觉系统,为客户解决问题、实现灵活制造。主要方案和应用领域:


3D双目立体视觉

主要针对需要3D资讯的自动化分类检测。例如:需要高度资讯的工件、以及进行非接触式的量测等应用,可有效应用於物流行业上的材积量测、码倜解?等。


3D机械人视觉

可应用於高度自动化、智慧生产线,尤其是目前复杂度最高的电子制造业。透过台达3D机器人视觉系统,可以即时扫描物件3D外观与尺寸资讯,并快速传递机械人所需的路径资讯,立即进行自动化工作,可有效完成如:自动化点焊、点胶以及自动化锁螺丝等复杂度高的作业。



图3 : 台达3D机械视觉解决方案为客户实现工作复杂度高、精密度高的精密检测,例如曲面、外型不规则、或是PCB板件等。(source:台达)
图3 : 台达3D机械视觉解决方案为客户实现工作复杂度高、精密度高的精密检测,例如曲面、外型不规则、或是PCB板件等。(source:台达)

目前台达3D机械视觉主要可以应用在汽车制造业、消费性电子产业以及仓储与物流产业,应用领域和效益举例如下:


汽车行业

主要应用在零件取放、入料检测、以及材积量测等,导入後的可有效替客户节省15%以上的人力成本,并且打造弹性、高精、快速的自动化生产线。


制鞋业

透过台达3D结构光立体视觉,动态量测鞋垫的外观尺寸、瑕疵等,量测完成後可以自动产生点云资料,并且快速提供上位控制系统进行鞋垫的资讯搜集与分类,确保後续制程正确性。


台达善用深厚自动化市场know-how和技术,研发智造相关产品和方案,并以自家产线、工厂作为练兵场,在上市前先导入试用,并根据实际应用情况与使用者回??进行调整,确保符合应用需求,进而实现「智慧制造?创变产业新未来」。


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