PCB印刷油墨制造行业的自动化革新：ToF 3D相机解决方案
“油墨罐本身很重，装箱后更重，长期搬运之下，会对员工造成伤害，此外，装箱过程中的缺漏问题也是一个极需解决的痛点。我们经常在经由人工装箱出货后才发现漏放配方罐的问题，客户收到拆箱后才发现，造成经常性的客诉”
为了应对这些挑战，罗升企业为客户痛点，共同引入了机械手臂和视觉检测的全套解决方案。我们全面升级了装箱流程，不仅实现了大型油墨罐的自动化装箱，还特别引入了先进的ToF 3D检测流程系统，以确保装箱数量正确性与可追溯性。
在新的装箱流程中，机械手臂的导入实现了对油墨罐的自动化方案，解决了高荷重搬运对员工的职业伤害问题，同时也大大提高了生产效率。油墨罐与配方罐大小与装箱方式大小在少量多样的生产型态下诸多变化，一般的2D机械视觉系统可能面临景深高度的挑战，因此罗升协助客户导入了全新的ToF 3D检验流程系统，通过准确的深度感测，确保了对油墨罐与配方罐的数量正确性与可追溯性。
什么是 飞时测距 （ ToF ：Time of Flight）?
飞时测距（ToF，Time of Flight）是一项用于测量物体到摄影机之间距离的先进技术。其基本原理建立在光的传播速度上，通常使用红外光进行操作。
操作过程始于发光二极管（LED）或雷射二极管（LD）发射红外光，这些红外光照射到目标物体表面后，将反射光束反射回来，并由光学传感器捕捉。接下来，进行「时间测量」，即测量光从发射到反射再到接收的时间，这段时间差被称为「飞时」。由于光的传播速度是已知的，透过精确的时间测定，我们能够准确计算物体到摄影机的距离。总结而言，飞时测距技术利用光速已知的特性，透过时间的精确测定，提供高效而精确的距离测量，广泛应用于相机、智能手机、机器人等领域。
流程技术介绍：
- Camera : 撷像工具。
系统使用相机作为撷像工具，将捕捉到的影像用于后续俯视图面积计算的基准。
- UndistortImage : 透过ToF飞时技术，针对2D图进行失真校正。
在这个阶段，我们对从相机获得的2D影像进行失真校正，一般的2D结构光相机测定，由于深度差异，会造成部分模糊现象。罗升透过利用ToF相机，可以精确获得物体与相机之间的距离。这个过程确保了在深度变化的情况下，获得的影像数据更加清晰和精确。
- ShapeFinder : 建立多边型model寻找箱体。
通过建立多边型模型，系统能够辨识箱体的形状，进而确定油墨罐与配方罐之数量以及位置是否放置正确。
- UndistortImage_2 :针对深度图进行失真校正。
可以确保深度信息的精确性，这是为了确保检测过程中考虑到物体的实际深度。
当有大小瓶罐深度不一时
如下图所示，从深度图里可明显看出，左图为完整数量，面积值111336。
如下图所示，从深度图里可明显看出，右图有少一瓶，面积值107668。
- Area : 使用校正过的深度图，并设定合适的灰阶上/下限，寻找在灰阶上/下限范围内的画素面积为多少。
- Store : 将检测得到的画素面积值存入结果变量中，同时定义NG（不合格）的范围，以便后续的判断。
-
GPIO : 定义ToF的输出点位。
透过GPIO（通用输出输入）定义ToF相机的输出点位，以表示检测结果，即OK（合格）还是NG（不合格）的状态
应用示意图
Q&A：
为什么选择ToF相机而不是传统的2D相机？
ToF相机能够提供更精确的深度信息，传统2D相机在对象深度不同的情况下容易产生误差。
我需要自己开发软件并且整合吗?
提供DIAVision 软件，此软件包专为机器视觉应用而设计，已经有既有的使用接口方便客户使用，省去繁琐的程序开发流程，支持多种模式，包括2D基本量测与定位组件、2D VGR，以及3D手眼标定等功能。软件开发工具包 (SDK) 支持用户快速开发功能，并易于整合。
如何确保检测的准确性？
使用DIAVision软件进行检测，该软件支持多种模式，具有GenICam通讯架构，并且能够客制化设定，以确保检测的高准确性。
我的工厂环境有时候会有强光干扰，有时候会有低亮度环境？
DMV-T 具有出色的抗强光干扰特色，并能在低亮度或高明暗对比的环境中正常运作，确保在各种条件下可靠运行。
这个解决方案是否适用于其他行业？
是的，DMV-T系列的高度客制化弹性使其适用于多种应用情境，包括物流仓储、无人自走车、自动化产线等。
透过罗升企业的机械手臂与DMV-T系列的ToF相机全面应用，有效解决了漏放油墨罐的问题以及确保每一箱出货前都是可以被纪录可追溯，完整了生产履历，从自动化规划、产品验证、视觉训练到最后的产线调适，透过罗升与客户的密切合作，顺利完成了这个项目，同时也提升了生产线的质量和客户满意度。自动化技术的导入不仅使得装箱流程更加高效，更为员工提供了安全的工作环境，体现了科技在工业生产中的重要作用。
