｜機械手臂結合視覺於LED燈具組裝之應用

摘要：由於在自動化生產線上對於品質與效率越來越重視，機械視覺的應用為其中相當關鍵的技術。本文將介紹機械手臂結合機械視覺應用在LED燈具的螺絲鎖固技術，其中包含螺絲孔位置的演算方法。

Abstract: Since the quality and efficiency of automation in a production line are gradually getting increased attention, machine vision has also become a critical issue. In this paper, we introduce the technique of using industrial robot combined with machine vision for screw locking of LED lamps, including the algorithm for the positioning of screw holes..

關鍵詞：燈具組裝、機械視覺、機械手臂

Keywords：Assembly of LED lamp, Machine vision, Industrial robot

前言
近年來環保意識抬頭與電費節節升高情況下LED產業逐漸受到重視，許多組裝廠、代工廠對於需求大量人力與3K （Kitanai、Kiken、Kitsui）產業逐漸導入生產自動化系統，以增加產品產能與生產良率，並使原本從事的相關人員轉換至更有經濟價值的工作。

自動化組裝與檢測在工業應用是行之有年的技術，如電子產品、機械設備、航太工業等，都需要使用自動化組裝及檢測，在過去組裝及檢測皆是以人工執行，雖然人工具有較高的彈性及識別能力，但工作過程中每位工作人員的狀況皆不相同，相對品質管控上也較為困難，且人工組裝及檢測如果未考慮人體工學下長時間工作下來將會對於身體有所負擔。

由於PC-Base的運算控制近年來發展上十分強大，且機械視覺上的發展成熟度與穩定性已大幅提升，因此近年來大部分重複性的組裝與檢測工作皆會交付於具有機械視覺的自動化設備。

LED燈具螺絲組裝鎖固
近年來全球對於節能與環保問題的意識高漲情形中，各國政府也開始關注照明所產生的耗能問題，使的照明產業更是得到各國政府的關注，紛紛投入相關研究與補助，並有許多淘汰低效率光源措施的實施。

2.1 LED照明市場趨勢
根據圖1工研院IEK資料指出，預估LED照明市場在2016年將成長至322億歐元左右，且從2010至2016年複合成長率達46 %，市場的成長快速。在照明市場當中，住宅照明不論是現在或未來仍是LED照明的最主要應用市場，在2011年LED住宅照明市場規模約14億歐元左右，預估至2016年市場規模將成長至140億歐元，比重將達43 %左右[2]。

LED照明產品可分為LED燈具、LED模組及LED系統，本系統主要針對的是LED燈具，圖2為住宅照明中最常使用燈具中的Ｔ型燈與球泡燈，但目前燈具的成本相對於節能燈及日光燈的成本仍是較高，而依據目前LED燈具的產量要在照明市場上占一部份，進而取代節能燈及日光燈就必須在後段之燈具組裝推動自動化，以提升產品品質穩定性及成本降低，為LED產業當務之急。

LED照明產品市場目前仍屬於高度的產業投資熱潮，廠商數量龐大，LED照明市場進入者不斷，競爭相當激烈，產品的種類變化差異相當大，各家廠商設計的燈具都不相同，造成目前LED燈具組裝自動化的瓶頸，無法自動化的最大原因。依據目前燈具少量多樣的變化，要達到全部自動化一次到位的可能性很低，因此針對通用的製程自動化，再來做全線自動化才有可能達到市場上所需求的數量及價格。