軟硬技術分進合擊 AOI系統效能全面提升
- 林稼弘
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近年來智能化已成製造業趨勢，作為智能化關鍵的機器視覺技術這幾年來因而進展相當快速，應用也隨之拓展。在自動化製造領域中，機器視覺扮演的角色以AOI(Automated Optical Inspection；自動光學檢測)為主要功能之一。
作為產線檢測中主要技術，AOI必須整合軟硬兩部分的技術，軟體的部分包括與檢測相關的影像處理與分析等功能，硬體則以各式設備為主，包括前端的工業相機及鏡頭、光源與後端的運算架構等，前後端以傳輸纜線串連，組成完整平台。
3大特色A+ Vision提供絕佳方案
A+ Vision是一套研華針對AOI 與自動精密加工相關應用而發展的機器視覺函式庫(Libraries)，目前在PC-based 架構下提供了5個主要功能，包括影像前處理( A+ Image Processor)、樣版比對(A+ Pattern Matcher)、物件篩選(A+ Object Extractor)、量測(A+ Measure)以及精密對位(A+ Aligner)等。
A+ Vision有3大特色：1. 易於使用的圖形化介面；2. 更智慧的視覺化參數調整；3. 保留客製化彈性。這3大特色充分凸顯了A+ Vision的產品差異與市場區隔。
首先，研華參酌目前市場各家產品優點，考量方便程式開發人員做2次開發的使用情境，除了容易上手的SDK(Software Development Kit)與完整使用手冊以及參考程式碼(Sample Code)外，A+ Vision另外提供一個直覺式的圖形化介面，只要點選拉曳，就可快速完成操作，大幅降低了學習曲線與程式開發時間。
視覺化參數調整則是延伸圖形化介面的優勢，讓使用者更快找出最佳化參數組合。在實際應用環境的參數調校過程中，欲提升檢測比對準確率，不免會犧牲處理時間；而過度追求處理速度，則常會得到準確率下降的結果，如何在互相連動的各項參數中找出兼顧準確率與處理速度的最佳組合，就成了相關系統整合商最大的難題。
A+ Vision 以目前市面上絕無僅有的參數調校精靈，一步一步帶領使用者以視覺化的調整方式，得以快速而準確地完成參數最佳化。此外，客製化的彈性也是A+ Vision 的重要特色之一。
目前機器視覺軟體產品多來自歐美品牌，其各項功能的操作都已制式化與模組化，負責前線服務的系統整合商僅能在既有功能上盡量找出接近客戶需求的產品與參數組合，無法針對客戶特殊需求進行較大幅度的修改。
研華A+ Vision以成為大中華乃至於亞洲機器視覺軟體之領導品牌自許，強調自有技術核心，掌握最底層之演算法，因此可針對客戶需求從原始碼調整程式功能，大幅提升設計彈性，讓產品更貼近使用端需求。
機器視覺技術的精進，讓它在製程應用上，除了工業檢測外，也另外發展出其他功能，精密對位平台就是其中之一。在各項精密加工如觸控面板等元件的生產，即會需要精密對位的功能，如將導電材質直接印刷在玻璃基板上成為電路，或是玻璃貼合鑽孔切割等工序。
由於智慧型手機與平板電腦功能不斷增強與輕薄短小的訴求，近年來這類製程對位精準度需求不斷提高，人工對位已經漸漸無法滿足良率的要求，因而衍生出升級自動對位的大量需求。
在剛結束的2013深圳國際觸摸屏展會中，研華將A+Vision結合旗下的運動控制卡，搭配500萬畫素的工業相機與XXY三軸對位平台展出A+ Aligner的精密對位系統完整解決方案，引起與會人士的高度關注與詢問。
視覺專用介面、高速運算、豐富IO三合一的AIIS視覺專用系統
除了有齊全豐富的函數庫做為邏輯的思考以外，也需要高效能的平台作為大腦的運算。以工業電腦見長的研華，結合系統產品的廣泛經驗與機器視覺的應用深度，針對現在工業自動化的3大趨勢：小型化、專用化、以及智能化，推出Advantech IntelligentInspection System, AIIS視覺專用智能系統。
系統體積與效能往往互相違背的，大型系統負責高速運算，小台機器則是強調低耗能，AIIS 要顛覆大家的觀念。透過獨特的散熱模組，與機器內部近乎無線材的設計，讓氣流導動最有效率化，把整體效能與系統體積做最完美的優化。AIIS 的體積只有3公升，外觀近似一台Thin Client，但內部搭載的運算核心最高可以使用Intel Core i7 系列處理器，完全滿足大面積的檢測且多路攝影機高速處理的應用，如PCBA或紙張檢測。
以往客戶都是在組裝自己的機器視覺的平台，將影像採集卡( Frame Grabber Card)I/O卡等等…組裝到工業電腦中，但是不可避免的存在卡片驅動，系統平台與OS間相容性的問題，當客戶遇到這類問題的時候往往就耽擱了自動化設備研發的時程。
研華的AIIS視覺專用智能系統具有影像採集的介面 PoE&USB 3.0，控制開關的DIO 與和其他裝置通訊的COM，專業且豐富的IO 是特別為機器視覺的應用所打造的。
目前機器視覺影像傳輸介面的主流為Power of Ethernet(PoE)與日漸遽增的USB 3.0，其優點除了頻寬大之外，只需要一條線就可以同時傳輸資料與電源，可省去自動化設備配電與線材繞線的問題。
在目前強調自動化無人工廠的時代，智能化是個重要的關鍵。AIIS 全系列支援研華的平台管理軟體SUSIAccess，讓客戶可以在遠端監控所有AIIS 系統，包含觀察實時的機器狀況，如CPU 溫度、風扇轉速與電壓，硬碟的壽命。當有異常發生時會主動透過郵件或訊息通知到管理電腦與手機。除此之外，AIIS還內建震動感知器(G-sensor)，當自動化設備的馬達與機器手臂動作異常也會提醒使用者。
市場需求提升 解決方案同步跟上
研華指出，現在生產系統的製程效率要求越來越高，精準度方面也同樣重要，因此視覺檢測系統的軟硬兩部分效能，都必須有所強化，方能因應製程所需。
在2013年研華全球夥伴會議(World PartnerConference-WPC)上，研華結合了A+ Vision軟體與AIIS-1240硬體平台，搭配4部高速工業相機，安排一套啤酒生產線檢測解決方案的概念展示。充份發揮研華軟硬體整合的產品優勢，可以同時檢測啤酒罐的4個不同位置，並在1秒內完成3？4罐的檢測動作。
在更為精密的應用如前述的觸控面板加工，則可利用高畫素相機來達成微米級的對位系統解決方案。由此可觀察出，市場對工業檢測與精密加工的需求已與以往不同，未來唯有更快速、更準確、更高解析、更具彈性的平台，才能有效協助系統整合業者，開發出符合市場期待的機器視覺產品。(本文由研華科技提供，林稼弘整理)
