ระบบกล้องตรวจรอยร้าวกระเบื้องหลังคาลอนคู่ 2 ไลน์ผลิต สำหรับโรงงานวัสดุก่อสร้าง
ลูกค้า: กลุ่มอุตสาหกรรมการผลิตขนาดใหญ่ในไทย
เคสนี้คือระบบ Machine Vision (ระบบตรวจด้วยกล้องและโปรแกรมประมวลผลภาพ) ที่ตรวจหารอยร้าวบนกระเบื้องหลังคาลอนคู่ขณะวิ่งบนลูกกลิ้งลำเลียง เราติดตั้งกล้องและชุดประมวลผลภาพ 8 ชุดบน 2 ไลน์ผลิตของโรงงานวัสดุก่อสร้าง ใช้ไฟ LED ที่ตั้งระดับความสว่างแยกตามสีกระเบื้อง และทดสอบเดินเครื่องที่หน้างานในปี 2560
- อุตสาหกรรม
- การผลิตทั่วไป
- ปี
- 2559–2560
- ขอบเขตงาน
- ออกแบบโครงเครื่อง วงจร และระบบไฟ LED ติดตั้งกล้องและชุดประมวลผลภาพ 8 ชุด (ไลน์ละ 4 ชุด) บน 2 ไลน์ผลิต พัฒนาโปรแกรมหารอยร้าว ตั้งค่ากระเบื้องลอนคู่ขนาด 50x120 และ 50x150 ซม. รวม 12 สี ทดสอบเดินเครื่องหน้างาน และจัดทำเอกสารส่งงานพร้อมคู่มือ ข้อกำหนดโครงการตั้งเป้าให้ตรวจพบรอยร้าวขนาดประมาณ 0.5 ซม.
สรุปสั้น
- ระบบ Machine Vision ตรวจรอยร้าวกระเบื้องหลังคาลอนคู่ติดตั้งครบทั้ง 2 ไลน์ผลิตของโรงงานวัสดุก่อสร้าง ด้วยกล้องและชุดประมวลผลภาพ 8 ชุด (ไลน์ละ 4 ชุด)
- ไฟ LED ควบคุมความสว่างแบบ PWM ตั้งระดับไฟแยกตามสีกระเบื้อง และเราจูนเซนเซอร์กับกระเบื้อง 12 สี เพราะแสงที่เหมาะกับสีหนึ่งอาจไม่เหมาะกับอีกสี
- การสั่งปรับไฟจากเครื่องกลาง (Center) ผ่านเครือข่าย LAN มีบันทึกทดสอบที่ไลน์ B ส่วนหน้าจอโปรแกรมให้เลือกรุ่นสินค้า กรอกเลขล็อต และเปิดดูรายงานผลตรวจ
- ผลทดสอบที่ยืนยันได้: ระบบผ่านการตรวจอุปกรณ์ ทดสอบเดินเครื่อง และทดสอบตามคู่มือโปรแกรมที่หน้างานในปี 2560 และโครงการปิดงานแล้ว
- ข้อกำหนดโครงการตั้งเป้าให้ตรวจพบรอยร้าวขนาดประมาณ 0.5 ซม. ชุดเอกสารมีแบบรายงาน Cpk แต่ยังไม่มีเอกสารที่ยืนยันผลทดสอบเทียบกับเป้านี้โดยตรง
โจทย์หน้างาน
โรงงานต้องการตรวจหารอยร้าวบนกระเบื้องหลังคาลอนคู่ที่วิ่งบนลูกกลิ้งลำเลียงของ 2 ไลน์ผลิตคู่กัน กระเบื้องมีหลายสี แสงที่ทำให้เห็นรอยร้าวชัดบนสีหนึ่งจึงอาจไม่เหมาะกับอีกสี
สิ่งที่เราทำ
เราออกแบบโครงเครื่องตรวจคร่อมลูกกลิ้งลำเลียงทั้ง 2 ไลน์ ติดตั้งกล้องพร้อมชุดประมวลผลภาพไลน์ละ 4 ชุด รวม 8 ชุด และใช้ไฟ LED ควบคุมความสว่างแบบ PWM ที่ตั้งระดับไฟแยกตามสีกระเบื้อง หน้าจอโปรแกรมให้เลือกรุ่นสินค้า กรอกเลขล็อต และเปิดดูรายงานผลตรวจ
ผลลัพธ์
เราติดตั้งชุดตรวจรอยร้าวครบทั้ง 2 ไลน์ผลิต จูนเซนเซอร์กับกระเบื้อง 12 สี และทดสอบเดินเครื่องตามคู่มือโปรแกรมที่หน้างานในปี 2560 งานส่งมอบพร้อมเอกสารและคู่มือ และโครงการปิดงานแล้ว
ที่มาของโจทย์
โจทย์ของเคสนี้คือการตรวจหารอยร้าวบนกระเบื้องหลังคาลอนคู่ด้วยกล้อง ขณะกระเบื้องวิ่งบนลูกกลิ้งลำเลียงของ 2 ไลน์ผลิตที่วางคู่กัน ลูกค้าคือโรงงานวัสดุก่อสร้างที่ผลิตกระเบื้องหลายสี ตั้งแต่สีเทา แดง เขียว ไปจนถึงสีประกายมุก
สีของกระเบื้องทำให้โจทย์นี้ยากกว่าการตรวจชิ้นงานสีเดียว แสงที่ทำให้เห็นรอยร้าวชัดบนกระเบื้องสีหนึ่งอาจไม่เหมาะกับอีกสี ระบบจึงต้องปรับแสงตามสินค้าที่กำลังผลิต
ข้อกำหนดและข้อจำกัด
ระบบต้องตรวจกระเบื้องขณะวิ่งบนลูกกลิ้งลำเลียง ข้อกำหนดหลักและสภาพหน้างานที่ต้องรับมือมีดังนี้
- ตรวจได้ทั้ง 2 ไลน์ผลิตที่วางคู่กัน โดยติดตั้งโครงเครื่องตรวจคร่อมลูกกลิ้งลำเลียง
- รองรับกระเบื้องลอนคู่ 2 ขนาด คือ 50x120 ซม. และ 50x150 ซม.
- รองรับกระเบื้อง 12 สี ซึ่งแต่ละสีต้องจูนเซนเซอร์และตั้งระดับไฟแยกกัน
- ข้อกำหนดโครงการตั้งเป้าให้ตรวจพบรอยร้าวขนาดประมาณ 0.5 ซม.
- แสงจากนอกตู้ต้องไม่รบกวนจุดตรวจจับกระเบื้องและจุดถ่ายภาพ เพราะหน้างานมีแสงภายนอกส่องโดนกระเบื้องในบางจุด
ระบบนี้ตรวจรอยร้าวบนกระเบื้องหลายสีอย่างไร
ระบบนี้ตรวจรอยร้าวบนกระเบื้องหลายสีโดยใช้ไฟ LED ที่ตั้งระดับความสว่างแยกตามสี แล้วให้กล้องและชุดประมวลผลภาพของแต่ละจุดหารอยร้าวจากภาพ แต่ละไลน์มีกล้องพร้อมชุดประมวลผลภาพ (Processing Unit) ไลน์ละ 4 ชุด รวม 8 ชุด ทุกชุดเชื่อมกับเครื่องกลาง (Center) ผ่านเครือข่าย LAN
เราเลือกปรับแสงแทนการใช้แสงค่าเดียวทุกสี เพราะผิวต่างสีสะท้อนแสงต่างกัน ไฟ LED ที่ควบคุมความสว่างแบบ PWM ตั้งระดับได้ละเอียดและเรียกค่าเดิมกลับมาใช้ซ้ำได้ ระบบจึงออกแบบให้เก็บค่าระดับไฟของแต่ละสีไว้ใช้ซ้ำเมื่อเปลี่ยนสีที่ผลิต
- 1
ตรวจจับกระเบื้องที่วิ่งผ่าน
เซนเซอร์แสง (Opto Sensor) ตรวจว่ามีกระเบื้องวิ่งผ่านจุดตรวจ
- 2
ส่องไฟตามสีกระเบื้อง
ไฟ LED ใช้ระดับความสว่างที่ตั้งไว้ของสีที่กำลังผลิต เครื่องกลางส่งคำสั่งปรับระดับไฟไปยังชุดประมวลผลภาพ โดยมีบันทึกทดสอบที่ไลน์ B
- 3
ถ่ายภาพและหารอยร้าว
กล้อง Image Sensor ถ่ายภาพผิวกระเบื้อง แล้วชุดประมวลผลภาพใช้โปรแกรมหารอยร้าวตรวจภาพนั้น
- 4
แสดงผลและเก็บรายงาน
หน้าจอโปรแกรมให้ผู้ใช้เลือกชื่อรุ่นสินค้า (Model Name) กรอกเลขล็อต (Lot Number) และเปิดเมนูรายงาน (Report) เพื่อดูผลตรวจ
PWM คืออะไร
PWM (Pulse Width Modulation) คือการควบคุมความสว่างของไฟ LED ด้วยการเปิดปิดไฟเร็วมาก และปรับสัดส่วนเวลาที่ไฟติด วิธีนี้ทำให้ตั้งระดับความสว่างได้ละเอียดและเรียกค่าเดิมกลับมาใช้ซ้ำได้ จึงเหมาะกับงานที่ต้องเปลี่ยนแสงตามสีหรือรุ่นของชิ้นงาน
สิ่งที่ส่งมอบ
เราส่งมอบชุดตรวจรอยร้าวสำหรับ 2 ไลน์ผลิต ตั้งแต่โครงเครื่องและวงจร จนถึงโปรแกรมและเอกสาร รายการหลักมีดังนี้
- โครงเครื่องตรวจคร่อมลูกกลิ้งลำเลียงทั้ง 2 ไลน์ ที่เราออกแบบทั้งโครงเครื่อง วงจร และการเดินสาย
- กล้อง Image Sensor และชุดประมวลผลภาพ 8 ชุด ไลน์ละ 4 ชุด
- เซนเซอร์แสง (Opto Sensor) สำหรับตรวจจับกระเบื้องที่วิ่งผ่าน
- ไฟ LED ควบคุมความสว่างแบบ PWM พร้อมค่าตั้งของกระเบื้อง 12 สี
- เครื่องกลาง (Center) ที่เชื่อมกับทุกชุดผ่านเครือข่าย LAN
- โปรแกรมหารอยร้าว และหน้าจอเลือกรุ่นสินค้า กรอกเลขล็อต และเปิดรายงานผลตรวจ
- เอกสารส่งงานพร้อมคู่มือ และแบบรายงานความสามารถของกระบวนการ (Cpk) ในชุดเอกสารงาน
ผลที่ยืนยันได้จากการทดสอบหน้างาน
ผลที่ยืนยันได้คือ เราติดตั้งชุดตรวจรอยร้าวครบทั้ง 2 ไลน์ผลิต จูนเซนเซอร์กับกระเบื้อง 12 สี และระบบผ่านการตรวจอุปกรณ์ ทดสอบเดินเครื่อง และทดสอบตามคู่มือโปรแกรมที่หน้างานในปี 2560 งานส่งมอบพร้อมเอกสารและคู่มือ และโครงการปิดงานแล้ว
เคสนี้ไม่มีตัวเลขวัดผลทางธุรกิจ เราจึงรายงานเฉพาะผลที่มีเอกสารรองรับ การสั่งปรับไฟจากเครื่องกลางมีบันทึกทดสอบที่ไลน์ B ส่วนเป้าการตรวจพบรอยร้าวขนาดประมาณ 0.5 ซม. ยังไม่มีเอกสารที่แสดงผลทดสอบเทียบกับเป้านี้โดยตรง ระบบในเคสนี้ทำหน้าที่ตรวจหารอยร้าวและแสดงรายงานผลตรวจ การคัดกระเบื้องออกจากไลน์ไม่อยู่ในผลที่ยืนยันได้ของงานนี้
Cpk คืออะไร
Cpk (Process Capability Index) คือดัชนีที่บอกว่าผลวัดของกระบวนการอยู่ในช่วงที่ยอมรับได้สม่ำเสมอแค่ไหน คำนวณจากค่าเฉลี่ย ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และขีดจำกัดบนและล่างของข้อกำหนด ในเคสนี้แบบรายงาน Cpk อยู่ในชุดเอกสารงาน แต่ไม่ได้ใช้เป็นผลผ่านเกณฑ์การตรวจรอยร้าว
สิ่งที่เราเรียนรู้
งานนี้ให้หลักการต่อไปนี้สำหรับงานตรวจผิวชิ้นงานด้วยกล้องบนไลน์ที่ผลิตหลายสี
- ค่าตั้งแสงเป็นค่าของแต่ละสินค้า ไม่ใช่ค่าของเครื่อง เมื่อไลน์เดียวกันผลิตหลายสี ต้องเก็บระดับไฟแยกตามสี และสีที่เพิ่มภายหลังต้องจูนและทดสอบใหม่ก่อนใช้งาน
- จุดตรวจจับชิ้นงานต้องอยู่ในสภาพแสงที่ควบคุมได้เช่นเดียวกับจุดถ่ายภาพ ในงานนี้แสงจากนอกตู้ที่ส่องโดนกระเบื้องทำให้เซนเซอร์แสงจับกระเบื้องไม่ได้ในบางจุด
- เป้าการตรวจต้องมาพร้อมวิธีทดสอบที่วัดค่าเดียวกับเป้า และต้องทดสอบซ้ำเมื่อขอบเขตงานเปลี่ยน ในงานนี้แบบรายงานในชุดเอกสารไม่ได้แสดงผลเทียบกับเป้าขนาดรอยร้าวโดยตรง
นำแนวทางนี้ไปใช้กับโรงงานของคุณได้อย่างไร
ถ้าโรงงานของคุณต้องตรวจรอยร้าวหรือตำหนิบนผิววัสดุแผ่นที่วิ่งบนลูกกลิ้งลำเลียง คุณใช้แนวทางเดียวกับเคสนี้ได้ คือตรวจจับชิ้นงาน ส่องไฟตามสีของสินค้า ถ่ายภาพ และหาตำหนิด้วยชุดประมวลผลภาพของแต่ละจุด ส่วนที่ต้องปรับคือระยะกล้อง ค่าตั้งแสง และวิธีตรวจ เมื่อชิ้นงานหรือตำหนิต่างจากเคสนี้
ส่วนที่ใช้ซ้ำได้ และส่วนที่ต้องปรับ
| ส่วนของระบบ | ใช้ซ้ำได้ | ต้องปรับเมื่อ |
|---|---|---|
| การจับภาพบนลูกกลิ้ง | โครงเครื่องคร่อมลูกกลิ้ง กล้อง และเซนเซอร์แสงตรวจจับชิ้นงาน | ชิ้นงานมีขนาดหรือรูปทรงต่างจากกระเบื้องลอนคู่ ต้องออกแบบระยะกล้องและจำนวนจุดกล้องใหม่ |
| แสง | ไฟ LED ควบคุมความสว่างแบบ PWM และค่าตั้งแยกตามสี | ชิ้นงานมีสีหรือผิวต่างจากเคสนี้ ต้องจูนและทดสอบกับชิ้นงานจริงทุกสี |
| การหาตำหนิ | การถ่ายภาพแล้วประมวลผลที่ชุดประมวลผลของแต่ละกล้อง | ตำหนิที่ต้องตรวจไม่ใช่รอยร้าว ต้องพัฒนาและทดสอบวิธีตรวจใหม่ |
| การสั่งงานจากจุดกลาง | เครื่องกลางที่เชื่อมทุกชุดผ่าน LAN | ต้องการปรับค่าหลายไลน์จากจุดเดียว ต้องทดสอบคำสั่งกับทุกไลน์ก่อนรับงาน |
| รายงานและการเชื่อมต่อ | หน้าจอเลือกรุ่นสินค้า เลขล็อต และรายงานผลตรวจ | ต้องส่งผลตรวจไปเครื่องจักรในไลน์หรือระบบอื่น ต้องกำหนดจุดเชื่อมสัญญาณและวิธีทดสอบไว้ในขอบเขตงาน |
- รวบรวมรายชื่อรุ่นและสีสินค้าทั้งหมดก่อนเริ่ม และใช้ชื่อเดียวกับที่โรงงานใช้จริง
- กำหนดขนาดตำหนิที่ต้องตรวจพบ และวิธีทดสอบรับงานที่วัดค่าเดียวกันตั้งแต่ต้น
- ป้องกันแสงจากภายนอกไม่ให้ถึงทั้งจุดตรวจจับชิ้นงานและจุดถ่ายภาพ
- เตรียมการดูแลสภาพหน้างาน ทั้งความร้อนภายในตู้ ฝุ่นที่ต้องทำความสะอาด และความเสถียรของสายเครือข่ายของแต่ละชุดกล้อง
- กำหนดวันอบรมผู้ใช้งานไว้ในแผนส่งมอบตั้งแต่ต้น
เตรียมตัวอย่างชิ้นงานให้ครบทุกสี
การจูนระบบต้องใช้ชิ้นงานจริงของทุกสีที่ผลิต ทั้งแผ่นปกติและแผ่นที่มีรอยร้าว ถ้าคุณเตรียมตัวอย่างครบเร็ว ทีมงานก็ตั้งระดับไฟและทดสอบโปรแกรมหารอยร้าวได้เร็วขึ้น
ภาพระบบและการทำงาน
เทคโนโลยีที่ใช้
คำถามที่พบบ่อย
ระบบนี้ใช้กับกระเบื้องเซรามิกหรือไม่
เคสนี้ไม่ใช่กระเบื้องเซรามิก ระบบตรวจรอยร้าวกระเบื้องหลังคาลอนคู่ ขนาด 50x120 ซม. และ 50x150 ซม. ถ้าคุณต้องการตรวจวัสดุชนิดอื่น เราต้องดูลักษณะผิวงานและตำหนิที่ต้องการตรวจก่อน จึงบอกได้ว่าต้องออกแบบกล้องและแสงอย่างไร
กระเบื้องหลายสีใช้ระบบเดียวกันได้อย่างไร
ระบบเก็บระดับไฟ LED แยกตามสีกระเบื้อง และในเคสนี้เราจูนเซนเซอร์กับกระเบื้อง 12 สี เครื่องกลาง (Center) ส่งคำสั่งปรับไฟ โดยมีบันทึกทดสอบที่ไลน์ B ถ้าโรงงานเพิ่มสีใหม่ ต้องเพิ่มค่าตั้งของสีนั้นเข้าระบบและทดสอบก่อนใช้งาน
ระบบคัดกระเบื้องที่ร้าวออกจากไลน์เองหรือไม่
ระบบในเคสนี้ทำหน้าที่ตรวจหารอยร้าวและแสดงรายงานผลตรวจ การคัดกระเบื้องออกจากไลน์ไม่อยู่ในผลที่ยืนยันได้ของงานนี้ ถ้าคุณต้องการส่งผลตรวจไปเครื่องจักรในไลน์ ต้องกำหนดจุดเชื่อมสัญญาณ วิธีทดสอบ และผู้รับผิดชอบการตัดสินใจไว้ในขอบเขตงานตั้งแต่ต้น
โครงการนี้ทำเมื่อไรและสถานะเป็นอย่างไร
เราดำเนินงานช่วงปี 2559–2560 ติดตั้งชุดตรวจครบทั้ง 2 ไลน์ผลิต ทดสอบเดินเครื่องตามคู่มือโปรแกรมที่หน้างานในปี 2560 และโครงการปิดงานแล้ว
ระบบลักษณะนี้ราคาเท่าไร
ระบบตรวจด้วยกล้องที่ออกแบบเฉพาะงานไม่มีราคามาตรฐาน เราประเมินราคาจากจำนวนไลน์ จำนวนจุดกล้อง ชนิดและสีของชิ้นงาน และขนาดตำหนิที่ต้องตรวจพบ ติดต่อเราเพื่อขอใบเสนอราคา
