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因應智慧製造需求 深化智慧視覺量測技術
2021.03.12∣瀏覽數:236

因應智慧製造需求
深化智慧視覺量測技術

工研院電光系統所 翁季萍 組長

一個以製造聞名的國家“台灣”,雖不大但有著相當卓越的精密製造技術。由傳統小零件機密加工、到高科技半導體製造。舉凡家用娛樂、紡織材料、汽車船舶甚或於航太國防等,各方領域應用甚廣,近年來製造技術更在國際上逐漸顯出超群的氣勢。

數十年來,工研院電光系統所除深耕於大家熟知的半導體產業外,更深入精密製造產業,長期致力於精密加工所需的高精度自動光學與智慧視覺應用的相關技術與系統研發,專注於協助廠商量身訂做符合其產品特性,並搭配工廠設備以滿足市售機台無法客製化的量測條件,已跨足於航太、紡織、水五金、高爾夫球頭與傳統鋼鐵製造等產業,並結合機器手臂大廠開發自動化產線上所需的視覺應用模組。隨著工業4.0演進,精密製程逐漸邁向高度智慧化、自動化及數位化,因應這些轉變,許多流程管控功能與機制更形重要,也因此智慧視覺來自各方不同的需求也應運而生,成為打造智慧工廠的重要關鍵技術之一。工研院電光系統所「智慧視覺系統組」,由2012年來成功協助國內航太扣件廠商開發數十台2.5D光學量測設備,進一步協助整合其生產線各階段製程相關參數並導入資料庫,達成其數位化管控的初步目標。也藉由
此航太產業成功案例,順利於2018與2019年相繼獲得國際航空引擎維修大廠的兩張跨海設備(如圖一所示)訂單,不斷的在技術上精益求精。以下介紹兩款為廠商客製化的系統實績。


2D+3D高精度量測系統

此機台以非接觸式、結合2D及3D光學影像量測的優勢,取得精確的工件尺寸及表面曲率資訊,並能精準的預測曲面端點位置,軟硬體均由工研院電光系統所自主開發完成。機台的量測精度可達± 25μ (6σ),並且通過航太嚴格管控標準GR&R ≦ 10%,相較於目前業界主流的接觸式量測方法,如三次元量床(CMM),在維持相同的量測精準度的條件下,其量測速度可提升至少3倍以上。可運用在自動化產線上之精密工件量測、檢測、自動導引定位等,可大幅提高生產與品管效益,邁向自動化及智能化生產之目標。詳細規格請參考表一。

高精度光學量測系統

此機台以非接觸式、結合2D及3D影像量測的優勢,取得精確的工件尺寸資訊,在量測過程中可完整呈現影像功能,有別於目前市售機台僅紀錄量測數據的方式,另可客製化量測數據並結合資料庫以預警功能,達到追蹤加工條件與品質管控的雙重效益,機台外觀與規格請參考圖二與表一。