泛用型影像線上分類系統與其硬體周邊裝置之整合
Generalized machine vision
system for an on-line detecting device
執行期間： 91 年 4 月 1 日至
92 年 12月 31日
個別型計劃: 計劃主持人 ：林宸生
執行單位：逢甲大學 自動控制工程學系（所）
核定金額: 331,500 元
計畫摘要內容：
連山企業有限公司原從事於文教用品之製造批發，近年來開始跨足自動化科學實驗裝置之生產與代理販售領域，於去年就有相當良好之業績，在自動化科學實驗裝置之生產與代理販售方面營業額約二千萬元。連山企業有限公司有鑑於近年文教用品之營業額呈萎縮的趨勢。因此希望能進行自動化科學實驗裝置之改良，於原有之自動化實驗機台加裝泛用型影像線上分類系統，並與其硬體周邊裝置之整合，以提高自動化實驗裝置之單價，獲得較高之利潤。在未來，所研發之泛用型影像與自動化輸送帶、機器手臂裝置之整合線上分類系統，除了可以用之於教學，亦可用於工業生產線。本研究主要是結合泛用機器視覺辨識分類系統與步進馬達機械手臂機構，其中機器視覺辨識分類系統主要由CCD攝影機、影像擷取卡、個人電腦組成。攝影機擷取輸送帶上工件之影像，透過影像擷取卡將訊號傳輸至電腦，利用數位影像處理的技術辨識工件之類別、尺寸、良率檢測等資訊，接著依照辨識結果傳送控制碼至PLC可程式控制器中；步進馬達機械手臂機構主要是由PLC可程式控制器、直流馬達、步進馬達、輸送機構、機器手臂、極限開關、工件置放架等組成。PLC可程式控制器可控制步進馬達機械手臂所有的流程，從工件放至於輸送機上讓泛用機器視覺系統辨識分類，接收電腦傳來的辨識訊號之後，便驅動機器手臂將工件移置正確的置放架上。機械手臂是由吸盤、真空產生器、氣壓缸所組成，可吸起所有之工件，結合步進馬達將其移置適當的地方。本系統泛用型機器視覺軟體，主要是利用C++程式語言，撰寫數位影像辨識分類工件與RS232控制PLC可程式控制器，不需特定之影像擷取卡，系統整合之後，便可達到自動化工件分類、傳輸的目的。本計畫將開發的基本的線上分類系統，此系統可以增進機器視覺影像辨識的操作效能，運用在科教及產業市場，預計將大概在2003的6月份完成發展，將在2003年的第二、三季推出，屆時，連山公司可以經由此項產品來獲取利潤。
簡述本計畫研究背景及國內外之技術評估:
1. 機器視覺系統是一項集光學、電子、機械及材料技術整合的科技，它的應用層面包羅萬象，而近來廣泛地應用於生產線上，電腦視覺(computer vision)在生產線工件外觀檢視也有長足的進步。
2. 一般機器視覺軟體，皆需特定之影像擷取卡，缺乏彈性。
3. 國內外之機器視覺系統成本高、價格昂貴，無法為國內高工、職校大量採用為實驗設備，亦難打進國內一些小型企業之生產線。
4. 一般機器視覺系統皆為CASE BY CASE，無法達到泛用的功能。
計畫創新重點:
1. 泛用型影像線上分類工件功能
2. 控制電腦與PLC之通訊
3. 步進馬達機械手之控制
4. 系統整合、系統性能最佳化
5. 連山公司已簽訂技轉備忘錄。
6. 連山公司92年後於原有之自動化實驗機台加裝泛用型影像線上分類系統，並與其硬體周邊裝置之整合，以提高自動化實驗裝置之單價，每台獲得利潤較原有提高約十萬元，預估五年後每年增加一千萬元之利益。
7. 未來五年後，連山公司等待市場成熟以及繼續研發目前正在開發的全新的線上分類系統，此系統可以增進電腦的操作效能，運用在產業市場，屆時，公司可以經由此項產品來獲取更大量的利潤，每台獲得利潤將可較原有自動化裝置提高約五十萬元，預估每年增加五千萬元之利益。