PCB印刷油墨製造行業的自動化革新：ToF 3D相機解決方案

油墨罐本身很重，裝箱後更重，長期搬運之下，會對員工造成傷害，此外，裝箱過程中的缺漏問題也是一個極需解決的痛點。我們經常在經由人工裝箱出貨後才發現漏放配方罐的問題，客戶收到拆箱後才發現，造成經常性的客訴

為了應對這些挑戰，羅昇企業為客戶痛點，共同引入了機械手臂和視覺檢測的全套解決方案。我們全面升級了裝箱流程，不僅實現了大型油墨罐的自動化裝箱，還特別引入了先進的ToF 3D檢測流程系統，以確保裝箱數量正確性與可追溯性。

在新的裝箱流程中，機械手臂的導入實現了對油墨罐的自動化方案，解決了高荷重搬運對員工的職業傷害問題，同時也大大提高了生產效率。油墨罐與配方罐大小與裝箱方式大小在少量多樣的生產型態下諸多變化，一般的2D機械視覺系統可能面臨景深高度的挑戰，因此羅昇協助客戶導入了全新的ToF 3D檢驗流程系統，通過準確的深度感測，確保了對油墨罐與配方罐的數量正確性與可追溯性。

什麼是飛時測距（ ToF ：Time of Flight）?

飛時測距（ToF，Time of Flight）是一項用於測量物體到攝影機之間距離的先進技術。其基本原理建立在光的傳播速度上，通常使用紅外光進行操作。

操作過程始於發光二極體（LED）或雷射二極體（LD）發射紅外光，這些紅外光照射到目標物體表面後，將反射光束反射回來，並由光學感測器捕捉。接下來，進行「時間測量」，即測量光從發射到反射再到接收的時間，這段時間差被稱為「飛時」。由於光的傳播速度是已知的，透過精確的時間測定，我們能夠準確計算物體到攝影機的距離。總結而言，飛時測距技術利用光速已知的特性，透過時間的精確測定，提供高效而精確的距離測量，廣泛應用於相機、智能手機、機器人等領域。

流程技術介紹：

1. Camera : 擷像工具。

系統使用相機作為擷像工具，將捕捉到的影像用於後續俯視圖面積計算的基準

2. UndistortImage : 透過ToF飛時技術，針對2D圖進行失真校正。

在這個階段，我們對從相機獲得的2D影像進行失真校正，一般的2D結構光相機測定，由於深度差異，會造成部分模糊現象。羅昇透過利用ToF相機，可以精確獲得物體與相機之間的距離。這個過程確保了在深度變化的情況下，獲得的影像數據更加清晰和精確

3. ShapeFinder : 建立多邊型model尋找箱體。

通過建立多邊型模型，系統能夠辨識箱體的形狀，進而確定油墨罐與配方罐之數量以及位置是否放置正確

4. UndistortImage_2 :針對深度圖進行失真校正。

可以確保深度資訊的精確性，這是為了確保檢測過程中考慮到物體的實際深度。

當有大小瓶罐深度不一時

如下圖所示，從深度圖裡可明顯看出，左圖為完整數量，面積值111336。

如下圖所示，從深度圖裡可明顯看出，右圖有少一瓶，面積值107668。

5. Area : 使用校正過的深度圖，並設定合適的灰階上/下限，尋找在灰階上/下限範圍內的畫素面積為多少。

6. Store : 將檢測得到的畫素面積值存入結果變數中，同時定義NG（不合格）的範圍，以便後續的判斷。

7. GPIO : 定義ToF的輸出點位。

透過GPIO（通用輸出輸入）定義ToF相機的輸出點位，以表示檢測結果，即OK（合格）還是NG（不合格）的狀態

應用示意圖

Q&A：

透過羅昇企業的機械手臂與DMV-T系列的ToF相機全面應用，有效解決了漏放油墨罐的問題以及確保每一箱出貨前都是可以被紀錄可追溯，完整了生產履歷，從自動化規劃、產品驗證、視覺訓練到最後的產線調適，透過羅昇與客戶的密切合作，順利完成了這個專案，同時也提升了生產線的品質和客戶滿意度。自動化技術的導入不僅使得裝箱流程更加高效，更為員工提供了安全的工作環境，體現了科技在工業生產中的重要作用。