กล้องวัดขนาดชิ้นงาน (Dimension Measurement): วัดอะไรได้ แม่นยำแค่ไหน และเลือกระบบอย่างไร
กล้องวัดขนาดชิ้นงาน (Dimension Measurement Camera) คือระบบ Machine Vision ที่วัด ความกว้าง ความยาว เส้นผ่านศูนย์กลางใน/นอก (ID/OD) ความสูง มุม ระยะห่าง ตำแหน่งรู และโปรไฟล์โค้ง โดยไม่สัมผัสชิ้นงาน ซอฟต์แวร์จะหาขอบชิ้นงานในภาพ แปลงพิกเซลเป็นมิลลิเมตรด้วยการคาลิเบรต แล้วเทียบกับค่าพิกัดความเผื่อ (Tolerance) เพื่อตัดสิน OK / NG และบันทึกค่าทุกชิ้น ความแม่นยำขึ้นกับขนาดพื้นที่ภาพ ความละเอียดกล้อง เลนส์ และแสง ตัวอย่างจากเคส HIKROBOT คือวัดชิ้นส่วนเกียร์ (ID/OD/ความสูง/ความกว้าง) ด้วยความแม่นยำ 60 ไมครอน รอบชิ้น 360° และวัดระยะโค้งหมวกกันน็อกที่ 60 ชิ้นต่อนาที
กล้องวัดขนาดชิ้นงาน คืออะไร?
กล้องวัดขนาดชิ้นงาน หรือระบบ Vision Gauging คือการใช้กล้องอุตสาหกรรมแทนเวอร์เนียร์ ไมโครมิเตอร์ หรือเกจวัด ในการวัดมิติชิ้นงานบนสายการผลิต ระบบถ่ายภาพชิ้นงาน หาขอบด้วยซอฟต์แวร์ แล้วคำนวณระยะหรือมุมที่ต้องการ เอกสาร Introduction to Machine Vision ของ HIKROBOT จัดงานนี้อยู่ในกลุ่ม Gauging ซึ่งครอบคลุมการวัดขนาดแบบแม่นยำ การวัดและบันทึกข้อมูลอัตโนมัติ และการตรวจให้อยู่ในพิกัดความเผื่อ เช่น เส้นผ่านศูนย์กลาง ช่องว่าง บูช และเกลียว
ข้อดีคือวัดได้ทุกชิ้นด้วยความเร็วของไลน์ ไม่ต้องสุ่มตรวจ ไม่สัมผัสหรือทำให้ชิ้นงานเสียหาย และได้ข้อมูลตัวเลขไปทำ SPC ได้ทันที ถ้าต้องการทำความรู้จักกล้องแต่ละประเภทก่อน อ่าน กล้องตรวจจับชิ้นงานมีกี่ประเภท
กล้องวัดขนาดชิ้นงาน วัดอะไรได้บ้าง?
| สิ่งที่วัด | ตัวอย่างจากเคส HIKROBOT | เครื่องมือ / อุปกรณ์ที่เหมาะ |
|---|---|---|
| ความยาว ความกว้าง ขนาดภายนอก | ขนาดภายนอกก้อนสบู่ · ความกว้างชิ้นส่วนเกียร์ | Edge / Measurement tool · ไฟหลัง |
| เส้นผ่านศูนย์กลางใน/นอก (ID / OD) | ชิ้นส่วนเกียร์ ความแม่นยำ 60 ไมครอน | Circle fitting · ไฟหลัง · เลนส์เทเลเซนตริก |
| ความสูง | ความสูงชิ้นส่วนเกียร์ (ถ่ายด้านข้าง) | กล้องด้านข้าง หรือกล้อง 3D |
| มุม | มุมคันเกียร์ ความแม่นยำ ±2° | Line fitting · Smart Camera |
| ระยะห่าง แนวตรง ตำแหน่ง | แนวเส้นเทียบกับตัวเลขบนหัวเกียร์ · การเลื่อนของตัวเลข | Match + Measurement tool |
| ขนาดและตำแหน่งรอย/รู | ขนาดรอยตัดบนชิ้นส่วนเกียร์โลหะ | Match + Blob tool |
| ระยะโค้ง โปรไฟล์ | ระยะโค้งหมวกกันน็อก รอบชิ้น 360° ที่ 60 ชิ้น/นาที | กล้องอุตสาหกรรมหลายมุม · ซอฟต์แวร์บน PC |
| ขนาดฟันเฟือง | ความแปรผันของขนาดฟันชิ้นส่วนเกียร์ | ความละเอียดสูง · ตรวจรอบชิ้น 360° |
กล้องวัดขนาดชิ้นงานทำงานอย่างไร?
- ถ่ายภาพ เซนเซอร์ทริกเกอร์เมื่อชิ้นงานมาถึง กล้องถ่ายภาพภายใต้แสงที่ทำให้ขอบชิ้นงานคมชัด มักใช้ไฟหลัง
- หาตำแหน่งและหาขอบ ใช้ Match tool หาตำแหน่งชิ้นงาน แล้วใช้ Edge tool หาขอบในระดับต่ำกว่า 1 พิกเซล (Sub-pixel)
- แปลงหน่วย ใช้ค่าคาลิเบรตจากแผ่นคาลิเบรตหรือชิ้นงานมาตรฐาน แปลงพิกเซลเป็นมิลลิเมตร
- คำนวณมิติ วัดระยะ วงกลม มุม หรือระยะห่าง ตามแบบงาน
- ตัดสินและบันทึก เทียบกับค่าพิกัดความเผื่อ ส่งผล OK / NG ให้ PLC และบันทึกค่าทุกชิ้นเพื่อทำ SPC
กล้องวัดขนาดชิ้นงาน แม่นยำแค่ไหน?
ความแม่นยำไม่ได้ขึ้นกับกล้องอย่างเดียว แต่ขึ้นกับขนาดพื้นที่ภาพ (Field of View) ความละเอียดกล้อง คุณภาพเลนส์ แสง และการคาลิเบรต จุดเริ่มต้นคือคำนวณว่า 1 พิกเซลเท่ากับกี่มิลลิเมตร
- ขนาดพิกเซล = พื้นที่ภาพ ÷ จำนวนพิกเซล เช่น พื้นที่ภาพกว้าง 60 มม. กล้องกว้าง 3,072 พิกเซล ได้ประมาณ 0.02 มม. ต่อพิกเซล
- Sub-pixel ซอฟต์แวร์หาขอบได้ละเอียดกว่า 1 พิกเซล เอกสาร HIKROBOT ระบุว่าเครื่องมือ Match ให้ความแม่นยำตำแหน่ง 0.1 พิกเซลและมุม 0.05°
- แนวทางทั่วไป ความละเอียดของการวัดควรละเอียดกว่าช่วงพิกัดความเผื่ออย่างน้อยหลายเท่า (หลายโรงงานใช้หลัก 1 ใน 10) ถ้าพื้นที่ภาพใหญ่เกินไป ให้แบ่งใช้หลายกล้องหรือเพิ่มความละเอียด
- ยืนยันผลด้วยชิ้นงานมาตรฐาน วัดซ้ำกับเกจบล็อกหรือชิ้นงานที่รู้ค่า เพื่อดูความเที่ยงตรงและความซ้ำ (Repeatability) ก่อนใช้งานจริง
เลนส์และแสงสำหรับงานวัดขนาด
- ไฟหลัง (Backlight) ได้ภาพเงาขาวดำคมชัด ขอบไม่ถูกรบกวนจากสีหรือผิว เหมาะที่สุดกับงานวัดความยาว เส้นผ่านศูนย์กลาง และโปรไฟล์
- เลนส์เทเลเซนตริก (Telecentric) ขนาดภาพไม่เปลี่ยนเมื่อชิ้นงานขยับใกล้หรือไกลกล้องเล็กน้อย ลดความคลาดเคลื่อนจากมุมมอง เหมาะกับงานวัดละเอียด
- ไฟโคแอกเชียล ใช้วัดขอบหรือตำแหน่งบนผิวเรียบที่สะท้อนแสง เช่น แผ่นโลหะ
- กล้อง 3D ใช้เมื่อต้องวัดความสูง ความเรียบ หรือปริมาตร ซึ่งภาพ 2D ทำไม่ได้
อ่านงานตรวจอื่นในโรงงานชิ้นส่วนยานยนต์ เช่น การประกอบ ตำหนิ และรหัส DPM ที่ กล้องตรวจสอบชิ้นส่วนรถยนต์
ตัวอย่างงานจริง: เคสวัดขนาดจาก HIKROBOT
- ชิ้นส่วนเกียร์: วัด ID / OD / ความสูง / ความกว้าง และความแปรผันของขนาดฟัน รอบชิ้น 360° ด้วยความแม่นยำ 60 ไมครอน พร้อมตรวจรอยบุบ รอยขีดข่วน และครีบในเกลียวใน ด้วยกล้องอุตสาหกรรม (อ่านเรื่องตำหนิเพิ่มที่ กล้องตรวจสอบตำหนิและรอยขีดข่วน)
- หมวกกันน็อก: วัดระยะโค้งและตรวจผิว รอบชิ้น 360° ที่รอบเวลา 60 ชิ้นต่อนาที ด้วยกล้องอุตสาหกรรมกับซอฟต์แวร์ Vision บน PC
- คันเกียร์: วัดมุมคันเกียร์และมุมระหว่างด้าน ความแม่นยำ ±2° พร้อมตรวจตำแหน่งและการมีอยู่ ด้วย Smart Camera
- ก้อนสบู่: วัดขนาดภายนอก ตรวจการมีอยู่ของเครื่องหมายบนก้อน และแยกหลายรุ่น ด้วย Smart Camera
- หัวเกียร์: ตรวจแนวเส้นเทียบกับตัวเลข และการเลื่อนของตัวเลข ด้วย Match และ Measurement tool ส่งผลให้ PLC ผ่าน TCP
กล้องวัดขนาด เทียบกับเครื่องมือวัดแบบสัมผัส
| หัวข้อ | กล้องวัดขนาด (Vision) | เครื่องมือวัดแบบสัมผัส / CMM |
|---|---|---|
| จำนวนที่วัด | ทุกชิ้นบนสายการผลิต | สุ่มตรวจ |
| ความเร็ว | ตามรอบเวลาไลน์ เช่น 60 ชิ้นต่อนาทีในเคสหมวกกันน็อก | ช้ากว่า ต้องยกชิ้นงานออกมาวัด |
| การสัมผัส | ไม่สัมผัส ไม่ทำให้ผิวเสีย | สัมผัสชิ้นงาน |
| ข้อมูล | บันทึกค่าอัตโนมัติ ทำ SPC ได้ทันที | ต้องจดหรือส่งออกข้อมูลแยก |
| เหมาะกับ | คัดชิ้นงานบนไลน์ 100% | งานตรวจละเอียดในห้องวัด และใช้ยืนยันระบบกล้อง |
ในทางปฏิบัติ หลายโรงงานใช้ทั้งสองแบบร่วมกัน คือใช้กล้องคัดทุกชิ้นบนไลน์ และใช้เครื่องมือวัดในห้อง QC ตรวจยืนยันเป็นระยะ
Smart Camera, ระบบบน PC หรือกล้อง 3D?
- Smart Camera เหมาะกับงานวัด 2D ที่ไม่ซับซ้อน ไลน์เดียว เช่น วัดมุมคันเกียร์ ±2° หรือขนาดภายนอกก้อนสบู่
- กล้องอุตสาหกรรมกับซอฟต์แวร์บน PC เหมาะกับงานความละเอียดสูง หลายกล้องรอบชิ้นงาน หรือวัดรอบ 360° เช่น ชิ้นส่วนเกียร์และหมวกกันน็อก
- กล้อง 3D เหมาะกับงานวัดความสูง ความเรียบ และปริมาตร
ดูวิธีเริ่มเลือกกล้องตามข้อมูลหน้างานที่ วิธีเลือกกล้องตรวจจับชิ้นงาน
เริ่มโปรเจกต์กล้องวัดขนาดชิ้นงานอย่างไร?
- เตรียมแบบงานและพิกัดความเผื่อ ระบุมิติที่ต้องวัดและค่า ± ของแต่ละมิติ
- เตรียมชิ้นงานตัวอย่าง ทั้งชิ้นดี ชิ้นที่ใกล้ขอบพิกัด และชิ้นที่เกินพิกัด พร้อมค่าที่วัดด้วยเครื่องมือมาตรฐาน
- กำหนดพื้นที่ภาพและความเร็ว ขนาดชิ้นงาน จำนวนชิ้นต่อนาที และด้านที่ต้องวัด
- เลือกกล้อง เลนส์ และแสง คำนวณขนาดพิกเซล แล้วทดสอบถ่ายภาพจนขอบคมชัด
- คาลิเบรตและยืนยันผล วัดซ้ำกับชิ้นงานมาตรฐาน ตรวจความซ้ำ แล้วจึงติดตั้งบนไลน์ ถ้าต้องเชื่อมระบบคัดแยกหรือสายพาน ดู ออกแบบระบบอัตโนมัติในโรงงาน
สรุป
กล้องวัดขนาดชิ้นงานช่วยวัดความยาว ความกว้าง ID/OD ความสูง มุม ระยะห่าง ตำแหน่งรู และโปรไฟล์ได้ทุกชิ้นโดยไม่สัมผัสชิ้นงาน ความแม่นยำขึ้นกับพื้นที่ภาพ ความละเอียด เลนส์ แสง และการคาลิเบรต เริ่มจากคำนวณขนาดพิกเซลเทียบกับพิกัดความเผื่อ ใช้ไฟหลังและเลนส์เทเลเซนตริกกับงานละเอียด แล้วยืนยันผลกับชิ้นงานมาตรฐาน Better Code ตัวแทนจำหน่ายอย่างเป็นทางการของ HIKROBOT ในประเทศไทย ช่วยทดสอบวัดกับชิ้นงานจริง เลือกกล้อง เลนส์ และแสง พร้อมติดตั้งและบริการหลังการขาย
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับกล้องวัดขนาดชิ้นงาน
กล้องวัดขนาดชิ้นงาน คืออะไร?
ระบบ Machine Vision ที่วัดความยาว ความกว้าง เส้นผ่านศูนย์กลาง ความสูง มุม ระยะห่าง และตำแหน่งรูของชิ้นงานโดยไม่สัมผัส แล้วเทียบกับพิกัดความเผื่อเพื่อตัดสิน OK / NG และบันทึกค่าทุกชิ้น
กล้องวัดขนาดชิ้นงานแม่นยำแค่ไหน?
ขึ้นกับขนาดพื้นที่ภาพ ความละเอียดกล้อง เลนส์ แสง และการคาลิเบรต ตัวอย่างจากเคส HIKROBOT วัดชิ้นส่วนเกียร์ได้ความแม่นยำ 60 ไมครอน และวัดมุมคันเกียร์ ±2° ควรทดสอบกับชิ้นงานจริงเพื่อยืนยันค่า
คำนวณความละเอียดของกล้องวัดขนาดอย่างไร?
นำความกว้างพื้นที่ภาพหารด้วยจำนวนพิกเซลของกล้อง เช่น 60 มม. ÷ 3,072 พิกเซล ≈ 0.02 มม. ต่อพิกเซล ซอฟต์แวร์หาขอบระดับ sub-pixel ช่วยให้ละเอียดขึ้น และควรให้ความละเอียดการวัดละเอียดกว่าพิกัดความเผื่อหลายเท่า
ทำไมงานวัดขนาดมักใช้ไฟหลัง?
ไฟหลังทำให้ได้ภาพเงาที่ขอบคมชัด ไม่ถูกรบกวนจากสี ลาย หรือการสะท้อนของผิวชิ้นงาน ซอฟต์แวร์จึงหาขอบได้แม่นและสม่ำเสมอ เหมาะกับการวัดความยาว เส้นผ่านศูนย์กลาง และโปรไฟล์
เลนส์เทเลเซนตริกจำเป็นไหม?
ไม่จำเป็นทุกงาน แต่ช่วยมากเมื่อต้องวัดละเอียดและชิ้นงานอาจขยับใกล้หรือไกลกล้อง เพราะขนาดภาพจะไม่เปลี่ยนตามระยะ ลดความคลาดเคลื่อนจากมุมมอง
กล้องวัดขนาดใช้แทนเครื่อง CMM ได้ไหม?
ใช้แทนการสุ่มวัดบนไลน์ได้ เพราะวัดได้ทุกชิ้นและเร็วตามรอบไลน์ แต่งานวัดละเอียดมากในห้อง QC ยังควรใช้เครื่องมือวัดมาตรฐานหรือ CMM ตรวจยืนยันเป็นระยะ หลายโรงงานใช้ทั้งสองแบบร่วมกัน
ซื้อกล้องวัดขนาดชิ้นงาน HIKROBOT ในประเทศไทยได้ที่ไหน?
ติดต่อ Better Code (บริษัท เบทเตอร์ โค้ด จำกัด) ตัวแทนจำหน่ายอย่างเป็นทางการของ HIKROBOT ในประเทศไทย ทาง LINE @bettercode หรือโทร 02-170-9611 ทีมงานช่วยทดสอบวัดกับชิ้นงานจริง เลือกกล้อง เลนส์ และแสง พร้อมติดตั้งและบริการหลังการขาย
แหล่งข้อมูล
- HIKROBOT – Introduction to Machine Vision: กลุ่มงาน Gauging (วัดขนาด เส้นผ่านศูนย์กลาง ช่องว่าง บูช เกลียว และการบันทึกข้อมูล) และความแม่นยำเครื่องมือ Match 0.1 พิกเซล / 0.05°
- HIKROBOT – Smart Product Application Cases (ธ.ค. 2021): เคสชิ้นส่วนเกียร์ 60 ไมครอน 360°, หมวกกันน็อก 60 ชิ้น/นาที, มุมคันเกียร์ ±2°, ขนาดก้อนสบู่ และแนวเส้นหัวเกียร์
อยากรู้ว่ากล้องวัดชิ้นงานของคุณได้แม่นแค่ไหน?
ส่งแบบงาน ค่าพิกัดความเผื่อ ชิ้นงานตัวอย่าง และความเร็วไลน์ ทีม Better Code ช่วยคำนวณพื้นที่ภาพ ทดสอบกล้อง HIKROBOT เลนส์ และแสง แล้วแนะนำระบบที่เหมาะกับไลน์ของคุณ
