软硬技术分进合击 AOI系统效能全面提升
- 林稼弘
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近年来智能化已成制造业趋势，作为智能化关键的机器视觉技术这几年来因而进展相当快速，应用也随之拓展。在自动化制造领域中，机器视觉扮演的角色以AOI(Automated Optical Inspection；自动光学检测)为主要功能之一。
作为产线检测中主要技术，AOI必须整合软硬两部分的技术，软件的部分包括与检测相关的影像处理与分析等功能，硬件则以各式设备为主，包括前端的工业镜头及镜头、光源与后端的运算架构等，前后端以传输缆线串连，组成完整平台。
3大特色A+ Vision提供绝佳方案
A+ Vision是一套研华针对AOI 与自动精密加工相关应用而发展的机器视觉函式库(Libraries)，目前在PC-based 架构下提供了5个主要功能，包括影像前处理( A+ Image Processor)、样版比对(A+ Pattern Matcher)、物件筛选(A+ Object Extractor)、量测(A+ Measure)以及精密对位(A+ Aligner)等。
A+ Vision有3大特色：1. 易于使用的图形化界面；2. 更智能的视觉化参数调整；3. 保留定制化弹性。这3大特色充分凸显了A+ Vision的产品差异与市场区隔。
首先，研华参酌目前市场各家产品优点，考量方便程序开发人员做2次开发的使用情境，除了容易上手的SDK(Software Development Kit)与完整使用手册以及参考程序码(Sample Code)外，A+ Vision另外提供一个直觉式的图形化界面，只要点选拉曳，就可快速完成操作，大幅降低了学习曲线与程序开发时间。
视觉化参数调整则是延伸图形化界面的优势，让使用者更快找出最佳化参数组合。在实际应用环境的参数调校过程中，欲提升检测比对准确率，不免会牺牲处理时间；而过度追求处理速度，则常会得到准确率下降的结果，如何在互相连动的各项参数中找出兼顾准确率与处理速度的最佳组合，就成了相关系统整合商最大的难题。
A+ Vision 以目前市面上绝无仅有的参数调校精灵，一步一步带领使用者以视觉化的调整方式，得以快速而准确地完成参数最佳化。此外，定制化的弹性也是A+ Vision 的重要特色之一。
目前机器视觉软件产品多来自欧美品牌，其各项功能的操作都已制式化与模块化，负责前线服务的系统整合商仅能在既有功能上尽量找出接近客户需求的产品与参数组合，无法针对客户特殊需求进行较大幅度的修改。
研华A+ Vision以成为大中华乃至于亚洲机器视觉软件之领导品牌自许，强调自有技术核心，掌握最底层之演算法，因此可针对客户需求从原始码调整程序功能，大幅提升设计弹性，让产品更贴近使用端需求。
机器视觉技术的精进，让它在制程应用上，除了工业检测外，也另外发展出其他功能，精密对位平台就是其中之一。在各项精密加工如触控面板等元件的生产，即会需要精密对位的功能，如将导电材质直接印刷在玻璃基板上成为电路，或是玻璃贴合钻孔切割等工序。
由于智能手机与平板电脑功能不断增强与轻薄短小的诉求，近年来这类制程对位精准度需求不断提高，人工对位已经渐渐无法满足良率的要求，因而衍生出升级自动对位的大量需求。
在刚结束的2013深圳国际触摸屏展会中，研华将A+Vision结合旗下的运动控制卡，搭配500万像素的工业镜头与XXY三轴对位平台展出A+ Aligner的精密对位系统完整解决方案，引起与会人士的高度关注与询问。
视觉专用界面、高速运算、丰富IO三合一的AIIS视觉专用系统
除了有齐全丰富的函数库做为逻辑的思考以外，也需要高效能的平台作为大脑的运算。以工业电脑见长的研华，结合系统产品的广泛经验与机器视觉的应用深度，针对现在工业自动化的3大趋势：小型化、专用化、以及智能化，推出Advantech IntelligentInspection System, AIIS视觉专用智能系统。
系统体积与效能往往互相违背的，大型系统负责高速运算，小台机器则是强调低耗能，AIIS 要颠覆大家的观念。透过独特的散热模块，与机器内部近乎无线材的设计，让气流导动最有效率化，把整体效能与系统体积做最完美的优化。AIIS 的体积只有3公升，外观近似一台Thin Client，但内部搭载的运算核心最高可以使用Intel Core i7 系列处理器，完全满足大面积的检测且多路摄影机高速处理的应用，如PCBA或纸张检测。
以往客户都是在组装自己的机器视觉的平台，将影像采集卡( Frame Grabber Card)I/O卡等等…组装到工业电脑中，但是不可避免的存在卡片驱动，系统平台与OS间兼容性的问题，当客户遇到这类问题的时候往往就耽搁了自动化设备研发的时程。
研华的AIIS视觉专用智能系统具有影像采集的界面 PoE&USB 3.0，控制开关的DIO 与和其他装置通讯的COM，专业且丰富的IO 是特别为机器视觉的应用所打造的。
目前机器视觉影像传输界面的主流为Power of Ethernet(PoE)与日渐遽增的USB 3.0，其优点除了带宽大之外，只需要一条线就可以同时传输数据与电源，可省去自动化设备配电与线材绕线的问题。
在目前强调自动化无人工厂的时代，智能化是个重要的关键。AIIS 全系列支持研华的平台管理软件SUSIAccess，让客户可以在线上监控所有AIIS 系统，包含观察实时的机器状况，如CPU 温度、风扇转速与电压，硬盘的寿命。当有异常发生时会主动透过邮件或信息通知到管理电脑与手机。除此之外，AIIS还内建震动感知器(G-sensor)，当自动化设备的马达与机器手臂动作异常也会提醒使用者。
市场需求提升 解决方案同步跟上
研华指出，现在生产系统的制程效率要求越来越高，精准度方面也同样重要，因此视觉检测系统的软硬两部分效能，都必须有所强化，方能因应制程所需。
在2013年研华全球夥伴会议(World PartnerConference-WPC)上，研华结合了A+ Vision软件与AIIS-1240硬件平台，搭配4部高速工业镜头，安排一套啤酒生产线检测解决方案的概念展示。充份发挥研华软硬件整合的产品优势，可以同时检测啤酒罐的4个不同位置，并在1秒内完成3？4罐的检测动作。
在更为精密的应用如前述的触控面板加工，则可利用高像素镜头来达成微米级的对位系统解决方案。由此可观察出，市场对工业检测与精密加工的需求已与以往不同，未来唯有更快速、更准确、更高解析、更具弹性的平台，才能有效协助系统整合业者，开发出符合市场期待的机器视觉产品。(本文由研华科技提供，林稼弘整理)
