Machine Vision คือ อะไร

ปัจจุบันการแข่งขัน กันทางธุรกิจทวีความรุนแรงขึ้นทุกขณะ ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพและราคาถูกเท่านั้นที่จะยืนต่อสู้ในสนามการแข่งขันได้ และยิ่งไปกว่านั้นยังมีมาตรการการกีดกันทางการค้า และระบบคุณภาพต่าง ๆ ที่ทำให้เกิดการได้เปรียบเสียเปรียบในทางธุรกิจ ปัจจุบันระบบคุณภาพที่เข้ามามีบทบาทในวงการอุตสาหกรรมอย่างมากได้แก่ ระบบคุณภาพ ISO (International Organization for Standardization) ซึ่งระบบคุณภาพ ISO นั้นได้ควบคุมคุณภาพตั้งแต่กระบวนการของการได้มาซึ่งวัตถุดิบตลอดไปจนกลาย เป็นผลิตภัณฑ์ออกสู่ตลาด ในอดีตผู้ผลิตหลายรายได้ใช้ระบบตรวจสอบคุณภาพแบบสุ่มเช็ค(Random) ซึ่งบางครั้งสินค้าที่ไม่ได้มาตรฐานอาจเล็ดลอดกระบวนการตรวจเช็คไปสู่ลูกค้า ได้ทำให้เกิดความเสียหายกับธุรกิจ ทั้งผู้ผลิตและลูกค้า บางรายอาจถึงขั้นเปลี่ยนไปซื้อสินค้าจากผู้ผลิตรายอื่นก็มี

ระบบวิชั่น (Vision System) หรือบางคนอาจเรียกว่า แมชชีนวิชั่น (Machine Vision) จึงเข้ามามีบทบาทในการตรวจเช็คคุณภาพ เนื่องจากระบบนี้สามารถตรวจเช็คได้ 100% ของผลิตภัณฑ์ และมีความละเอียดแม่นยำกว่าสายตามนุษย์ สามารถควบคุมคุณภาพได้สม่ำเสมอต่างจากสายตามนุษย์ที่อาจมีความเหนื่อยล้า เป็นสาเหตุทำให้เกิดความผิดเพี้ยนได้ นอกจากนี้ระบบนี้ยังสามารถตรวจเช็คคุณภาพชิ้นงานได้ตั้งแต่ช่วงแรก ๆ ของกระบวนการผลิตซึ่งบางกระบวนการคนไม่สามารถเข้าไปในพื้นที่นั้น ๆ ได้ ทำให้สามารถคัดแยกชิ้นงานที่เสียออกแต่เนิ่น ๆ ไม่ต้องปล่อยให้เสร็จสิ้นกระบวนการถึงจะมีการตรวจเช็ค เพราะถึงเวลานั้นชิ้นงานมีมูลค่าที่สูง

ระบบวิชั่นใช้ งานอะไรได้บ้าง

• ตรวจ เช็คตำแหน่งของวัตถุ เช่นตำแหน่งของอุปกรณ์ต่างๆบนแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ หรือ ตรวจสอบว่ามีอุปกรณ์ครบถ้วนสมบูรณ์หรือไม่ เป็นต้น
• ตรวจสอบความผิดพลาดของชิ้นงาน เช่น รอยแตกร้าวที่ผิวชิ้นงาน, การติดฉลากบนภาชนะอาหาร-เครื่องดื่ม, ปริมาณหรือระดับของเครื่องดื่มที่บรรจุขวด,สีและขนาดของผลิตภัณฑ์ที่ผิด เพี้ยน, การพิมพ์รูปและตัวอักษร, ตรวจเช็คสิ่งปนเปื้อนที่ผิวชิ้นงาน เป็นต้น
• วัด ขนาดของชิ้นงาน
• นำ ทางไห้หุนยนต์ เช่นในงานเชื่อมแนว ,งานยกของ, งานหยอดกาว

รูปที่ 1 การประยุกต์ใช้งานระบบวิชั่น

หลายคนอาจจะเคยได้ยินเกี่ยวกับระบบวิชั่นมาบ้างแล้ว แต่ก็ยังคงมีคำถามในใจมากมายเช่น ผลิตภัณฑ์ของตนจะใช้ระบบวิชั่นตรวจเช็คได้มั้ย? หากต้องการจะใช้ควรจะเริ่ม ต้นอย่างไร ? เทคโนโลยีใหม่นี้ยากง่ายแค่ไหนจะมีคนในองค์กรดูแลได้มั้ย ? หรือมีคนภายนอกที่ไหนจะให้คำปรึกษาได้บ้าง ? บทความต่อไปนี้จะช่วยท่านคลี่คลายคำถามเหล่านี้ อีกทั้งช่วยให้ท่านเข้าใจและมองภาพระบบวิชั่น ชัดเจนขึ้น


ระบบวิชั่นหรือแปลเป็นภาษาไทยว่าระบบการมองเห็น แต่ในที่นี้ผู้เขียนจะขอใช้ทับศัพท์ ทั้งนี้เนื่องจากเป็นที่คุ้นเคยและเข้าใจง่ายกว่า ระบบวิชั่นประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก ๆ สองส่วนคือ กล้องถ่ายรูป อาจจะเป็นแบบอะนาลอกหรือดิจิตอลก็ได้ และชุดประมวลผลสัญญาณภาพ ระบบวิชั่นที่เราคุ้นเคย และเห็นกันบ่อย ๆ เช่น โทรทัศน์วงจรปิดตามห้างสรรพสินค้า และร้านค้าต่าง ๆ ระบบนี้เป็นเพียงการจับสัญญาณภาพด้วยกล้องวีดีโอแบบอะนาลอกที่มีความละเอียด ไม่มากนัก แล้วนำสัญญาณที่ได้แสดงออกหน้าจอ ในส่วนนี้ผู้เขียนจะไม่ขอกล่าวถึงในรายละเอียด แต่จะกล่าวถึงเฉพาะในส่วนของระบบวิชั่นที่ใช้งานในอุตสาหกรรม ซึ่งปัจจุบันนิยมใช้กล้องดิจิตอลที่มีความละเอียดสูงมีชุดประมวลผลที่สามารถ โปรแกรมได้ เราสามารถแบ่งกล้องดิจิตอลที่ใช้ในงานอุตสาหกรรมออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆตามลักษณะโครงสร้างคือ

1. 1. Intelligent Digital Camera กล้องประเภทนี้จะมี CPU หรือชุดประมวลผล และ ชุดควบคุม ( Controller ) อยู่ในตัวกล้อง ผู้ใช้สามารถเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ผ่านทางพอร์ตอนุกรม ( Serial Port ) เพื่อเขียนโปรแกรมจากคอมพิวเตอร์แล้วโหลดโปรแกรมใส่ในหน่วยความจำของกล้อง ดังนั้นเวลาใช้งานจึงไม่ต้องมีคอมพิวเตอร์ การใช้งานทำได้ง่ายมีฟังก์ชั่นไม่ซับซ้อน แต่จะมีข้อจำกัดกับงานที่ต้องการความละเอียดสูงๆ หรืองานที่ซับซ้อน และงานต้องเชื่อมโยงกันเป็นเครือข่าย
   2. Standard Digital Camera จะเป็นกล้องดิจิตอลธรรมดาทั่วไปการใช้งานผู้ใช้ต้องเชื่อมต่อกับชุดควบคุม อีกทีหนึ่งซึ่งชุดควบคุมนั้นอาจจะเป็นคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PC) โดยติดตั้งการ์ดที่จะติดต่อกับกล้อง (Frame grabber ) เพิ่มเติม แบบนี้เรียกว่า PC Base Vision system ระบบนี้ต้องใช้คอมพิวเตอร์เป็นตัวประมวลและวิเคราะห์สัญญาณภาพทำให้มี ประสิทธิภาพสูงผู้ใช้สามารถใช้ฟังก์ชั่นการใช้งานได้หลากหลาย ปัจจุบันมีซอท์ฟแวร์ที่ใช้ในการวิเคราะห์สัญญาณภาพที่มีประสิทธิภาพหลาย โปรแกรม แต่ระบบนี้จะมีราคาแพง และการใช้งานค่อนข้างซับซ้อนจึงเหมาะกับงานที่ต้องการความละเอียดสูงและ อัตราการประมวลผลเร็ว เช่นงานในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ อุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์ยา อีกแบบหนึ่งเป็นชุดควบคุมเฉพาะที่บริษัทผู้ผลิตได้ผลิตขึ้นมา ลักษณะคล้ายกับ PLC การใช้งานจะคล้ายกับ Intelligent Digital Camera เพียงแต่เป็นการนำชุดประมวลผลมาไว้นอกตัวกล้อง

(ก) (ข)

รูป ที่ 2 ก) Intelligent Digital Camera ข) Standard digital Camera และชุดควบคุมเฉพาะ

ระบบวิชั่นที่กำลังเข้ามามีบทบาทในงานตรวจสอบคุณภาพเป็นอย่างมากในปัจจุบัน นี้อาจเนื่องมาจากการแข่งขันกันมากขึ้น หรือถูกบังคับโดยระบบคุณภาพต่าง ๆ ก็ตาม แต่ความเป็นจริงแล้วผลประโยชน์ตกกับบริษัทผู้ผลิตเอง เช่น ของเสียลดลง นั่นหมายถึงต้นทุนการผิดลดลง ลูกค้ามั่นใจในคุณภาพ ทำให้ขายผลิตภัณฑ์ได้มากขึ้นทั้งนี้ตัวเทคโนโลยีระบบวิชั่นเองไม่ยุ่งยากซับ ซ้อนมากนักซึ่งผู้ใช้สามารถศึกษาได้ทั่วไป ทั้งจากตำราและจากศูนย์ฝึกอบรมต่างๆนอกจากนี้ยังอาจ