自动化产业升级带来工业全新生命力
的多轴加工,可以让产品更有变化性。这也是工业自动化的趋势。
机器视觉重要性日增
NI也特别强调机器视觉的重要性。在很多情况下,工厂作业员经常会因为疲劳与人类的错觉等因素,导致透过人眼检视容易出现问题。NI技术营销工程师黄翔鉎说,NI的机器视觉开发模块,便是专为开发布署机器视觉应用而设计。其中内建数百笔函式,可透过多部相机撷取影像,并透过强化影像、对象定位、识别对象、量测零件,并检验对象是否存在,以便图像处理作业。
事实上,在机器手臂上增加传感器,例如加入CCD视讯模块,来让机器正确动作与定位,或者加入传感器,让机器的运作变得更灵敏与聪明,是工业自动化重要的发展方向。目前LabVIEW机器视觉开发模块,可透过多部相机与机器视觉软件来撷取并处理影像,因此可减少维护成本与开发时间,如需更换硬件,也只要汇入现有程序代码即可。
黄翔鉎说,这套开发模块最大优点,就是能以一整套完整的算法来处理影像,不论是药品包装的光学文字辨识(OCR),或是检验太阳能面板的瑕疵,都能透过机器视觉开发模块的算法数据库,来解决各种机器视觉应用的难题。
工业以太网地位举足轻重
在一个自动化工厂中,包括工业以太网(Industrial Networking)、可程序逻辑控制器(PLC)、伺服驱动器、IO、HMI等,都是极受重视的项目。以台湾出口产品中最知名的工具机台(CNC)为例,一个完整的车床、洗床、磨床等,几乎涵盖了以上的所有关键组件。
在这些关键组件中,工业以太网的角色举足轻重。因为在工厂自动化产在线,信息的传递都是透过工业以太网来进行链接。工业以太网不只能用于工业自动化,包括运动控制、智能电网、高铁车厢、捷运闸门连贯、纺织机、工具机等,都是工业以太网的应用范围。
工业以太网的传输线与一般PC所使用的以太网络线相同。传统的工业传输线路,包括地址线、数据线与控制线等,必须采用一大捆的并行线路,但透过工业以太网,只需要一条线就可以传送命令来控制数据,不需要使用数量庞大的线材。而工业以太网也拥有工业应用所需要的容余、以及时间定时管理等功能,尽管工业以太网与家用的PC以太网并非完全相同,然而其精神是一致的。
江允贵说,对于工业以太网,各家大厂都推出自有标准。例如西门子的自有标准为ProFi NET、美国的ROCK WELL标准叫做EtherNet IP、德国Beckhoff推的是EtherCAT、奥地利的BR则主推Ethernet Powerlink,每家大厂都推出自有的协议,其心态无非希望市场都来使用自家的协议,如此一来,可以球员兼裁判,但也导致市场的标准纷乱无章。
各家厂商尽管都有自家标准,但为了市场占有率,也必须支持其他厂商的协议。只是工业以太网标准如此繁多,又该怎么做?
目前市场上存在许多解决方法,例如采用ASIC,但只能选择固定种类的协议。有些厂商则将各种不同协议做成小型的模块,因应客户需求,更改模块来支持不同协议。但缺点是必须针对不同协议,做出多种模块,不只成本提高,在管理上也不具灵活性。这些方式,尽管都能解决问题,但都不是最佳的方案。
江允贵指出,其实要解决这些问题,需要一颗FPGA就够了。FPGA由于是可程序逻辑芯片,因此要什么协议,只需要把该协议的IP写入FPGA里就能支持一次搞定,完全拥有弹性与灵活性。
无人工厂不是梦
从自动化到智能化,工业生产线的终极目标,就是要能打造出真正无人的作业环境。然而这究竟只是个梦想,还是真有实现的一天呢?其实一般来说,机器都需要透过人类的程序撰写,使其进行动作。目前已有许多机器人,开始拥有智能学习的能力,可以透过经验来使其更进化。
郭皇志说,让机器有学习功能,其实是很不容易的事,然而这都已经可以做到了。反观要达到工厂的自动化,其实比让机器自我学习,还要来得容易许多。从这样的观点来看,全自动化的无人工厂,并非遥不可及的梦想。
其实目前许多任务厂都已陆续在部分区域,采用无人化的全机器运作。这显然已经是无人工厂的初步实现,未来厂房无人化的区域势必将不断增加,让更多任务作都可以交由机器来完成。
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