多重瑕疵檢出的光學(xué)檢測(cè)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于一種光學(xué)檢測(cè)設(shè)備，尤指一種可檢出多種表面瑕疵的光學(xué)檢測(cè)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]觀之自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，可由量產(chǎn)的概念說(shuō)起。量產(chǎn)為大量生產(chǎn)(MassProduct1n)的縮寫(xiě)，其概念很早即出現(xiàn)于人類(lèi)的社會(huì)，具有低成本、高效率的優(yōu)點(diǎn)。但量產(chǎn)的實(shí)行受制于規(guī)格化的先決條件。在規(guī)格化尚未能達(dá)成之前，量產(chǎn)的對(duì)象僅限于低技術(shù)、低精密度的產(chǎn)業(yè)，如磚塊、玻璃等簡(jiǎn)單產(chǎn)品。隨著規(guī)格化的普及、分工越細(xì)，量產(chǎn)所能處理的對(duì)象也同時(shí)增多。然而隨之精密工業(yè)所帶來(lái)的高規(guī)格的需求，對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量亦需經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的檢測(cè)始可符合一般供應(yīng)鏈的標(biāo)準(zhǔn)。是以，如何對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行高精密度的檢測(cè)，以提供高質(zhì)量的產(chǎn)料輸出，為原始設(shè)備制造商(Original Equipment Manufacturer, OEM)及原始設(shè)計(jì)制造商(Original Design Manufacturer, 0DM)們共同的課題。
[0003]精密檢測(cè)，為自動(dòng)化產(chǎn)線(xiàn)中極為重要的一環(huán)，其不僅涉及產(chǎn)線(xiàn)良率的問(wèn)題，亦是判定一個(gè)產(chǎn)線(xiàn)中整體設(shè)備效率(Overall Equipment Effectiveness, 0ΕΕ)的重要指標(biāo)。隨著饑餓營(yíng)銷(xiāo)的商業(yè)模式崛起，電子產(chǎn)品已朝向精品化、高單價(jià)的形式發(fā)展。過(guò)往可于檢測(cè)中被忽略的細(xì)小缺陷，于現(xiàn)今標(biāo)榜高規(guī)的產(chǎn)品中已不能被消費(fèi)者所接受，對(duì)于任何肉眼可及的瑕疵(甚或肉眼難以察覺(jué)的瑕疵)，均必須于末端檢測(cè)中被檢出。于高精度的需求下，已知的檢測(cè)設(shè)備明顯已不能滿(mǎn)足OEM及0DM廠(chǎng)商的需求。
[0004]已知的檢測(cè)設(shè)備中，慣以使用多軸移動(dòng)載臺(tái)調(diào)整待測(cè)物品的位置、角度，藉以透過(guò)光學(xué)儀器對(duì)待測(cè)物品取像。然而透過(guò)多軸移動(dòng)載臺(tái)移動(dòng)待測(cè)物品，須于該載臺(tái)的單一方向移動(dòng)至定點(diǎn)時(shí)，始可進(jìn)行另一方向的調(diào)整，于檢測(cè)的效率上多有受限，且載臺(tái)于移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)時(shí)容易產(chǎn)生震動(dòng)，不適合用于精密檢測(cè)。是以，為提升檢測(cè)的精密度、增加表面瑕疵的檢出率，于自動(dòng)檢測(cè)中逐漸采用相對(duì)高精密度的多軸機(jī)械臂取代憶知的多軸移動(dòng)載臺(tái)。有關(guān)于多軸機(jī)械臂的技術(shù)，例如中國(guó)臺(tái)灣第Μ 445176號(hào)專(zhuān)利，該專(zhuān)利揭示一種檢測(cè)裝置，包含有影像掃描裝置、以及多軸機(jī)械臂。該多軸機(jī)械臂可拾取待測(cè)物品至該影像掃描裝置的可視區(qū)域范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)該待測(cè)物品，使影像掃描裝置能對(duì)該待測(cè)物品進(jìn)行多面檢測(cè)。基此，可提升檢測(cè)過(guò)程中的精密度、并提升整體檢測(cè)的效率。此外，于中國(guó)臺(tái)灣第Μ453145號(hào)專(zhuān)利，其揭示一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)機(jī)結(jié)構(gòu)，是于機(jī)架內(nèi)設(shè)有一用以抓取對(duì)象的六軸機(jī)械手臂，利用該六軸機(jī)械手臂進(jìn)行對(duì)象的移動(dòng)及旋轉(zhuǎn)，并藉由光學(xué)檢測(cè)模塊進(jìn)行表面檢測(cè)，藉以增加檢測(cè)作業(yè)的便利性。
[0005]又如中國(guó)第103728302號(hào)專(zhuān)利，揭示一種對(duì)象外觀的自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備。該自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備包括機(jī)架、多軸機(jī)械手臂、光學(xué)檢測(cè)模塊、置物臺(tái)、升降機(jī)構(gòu)、及翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。其中，該光學(xué)檢測(cè)模塊可藉由該多軸機(jī)械手臂帶動(dòng)產(chǎn)生位移及旋轉(zhuǎn)，藉以對(duì)對(duì)象的外觀進(jìn)行檢測(cè)，提高檢測(cè)效率。
[0006]以上均為將多軸機(jī)械臂應(yīng)用于影像檢測(cè)的實(shí)例。另外于中國(guó)臺(tái)灣第Μ454539號(hào)專(zhuān)利，揭示一種用于待測(cè)物品外觀的影像感測(cè)裝置，包含有影像傳感器、承載臺(tái)、以及影像感測(cè)軌道。該承載臺(tái)用以承載該影像傳感器，并于在該影像感測(cè)軌道上移動(dòng)時(shí)同時(shí)擷取待測(cè)物品的影像。其中，該影像感測(cè)軌道對(duì)應(yīng)于該待測(cè)物品的形狀設(shè)置，于轉(zhuǎn)折處時(shí)可針對(duì)該倒角區(qū)域等距取像，于拍攝該倒角區(qū)域時(shí)可維持相同的景深(Depth of field)，減少檢測(cè)時(shí)影像失真的情況。
[0007]以上的前案技術(shù)均可有效地提升檢測(cè)的效率及瑕疵的檢出率，惟，所述前案技術(shù)于實(shí)際上進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，針對(duì)特定瑕疵雖然能夠具備優(yōu)秀的檢出率，卻不足以應(yīng)付所有可能于待測(cè)物品表面上出現(xiàn)應(yīng)檢而未檢出的瑕疵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的，在于提供一種多重瑕疵檢出的光學(xué)檢測(cè)設(shè)備，可檢出待測(cè)物品的表面上所有可能出現(xiàn)的難檢瑕疵，藉以有效提升瑕疵產(chǎn)品的檢出率。
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種多重瑕疵檢出的光學(xué)檢測(cè)設(shè)備，用于對(duì)一待測(cè)物品進(jìn)行多面的檢測(cè)，其特點(diǎn)是，該光學(xué)檢測(cè)設(shè)備包含:多軸機(jī)械臂，包含有固定該待測(cè)物品的拾取部、以及連接于該拾取部以帶動(dòng)該待測(cè)物品移動(dòng)的機(jī)臂，該機(jī)臂帶動(dòng)該待測(cè)物品沿多維度的方向旋轉(zhuǎn)，并移動(dòng)該待測(cè)物品以進(jìn)行檢測(cè)；第一光學(xué)檢測(cè)站，包含有第一待測(cè)區(qū)、對(duì)應(yīng)于該第一待測(cè)區(qū)的第一影像掃描裝置、以及設(shè)置于該第一影像掃描裝置及該第一待測(cè)區(qū)之間并提供均勻光至該第一待測(cè)區(qū)的第一輔助照明裝置，該機(jī)臂移動(dòng)該待測(cè)物品至該第一待測(cè)區(qū)，并旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)該待測(cè)物品以供該第一影像掃描裝置檢測(cè)該待測(cè)物品的一個(gè)或數(shù)個(gè)可視平面；第二光學(xué)檢測(cè)站，包含有第二待測(cè)區(qū)、對(duì)應(yīng)于該第二待測(cè)區(qū)的第二影像掃描裝置、以及設(shè)置于該第二影像掃描裝置及該第二待測(cè)區(qū)之間并提供平行面同軸光至該第二待測(cè)區(qū)的第二輔助照明裝置，該機(jī)臂移動(dòng)該待測(cè)物品至該第二待測(cè)區(qū)，并旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)該待測(cè)物品以供該第二影像掃描裝置檢測(cè)該待測(cè)物品的一個(gè)或數(shù)個(gè)該可視平面；以及第三光學(xué)檢測(cè)站，包含有第三待測(cè)區(qū)、對(duì)應(yīng)于該第三待測(cè)區(qū)的線(xiàn)掃描攝影機(jī)、以及對(duì)應(yīng)于該第三待測(cè)區(qū)一側(cè)并提供側(cè)向線(xiàn)準(zhǔn)直光至該第三待測(cè)區(qū)的第三輔助照明裝置，該機(jī)臂移動(dòng)該待測(cè)物品至該第三待測(cè)區(qū)，并旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)該待測(cè)物品以供該線(xiàn)掃描攝影機(jī)檢測(cè)該待測(cè)物品的一個(gè)或數(shù)個(gè)該可視平面。
[0010]進(jìn)一步地，該第一輔助照明裝置包含有朝一第一方向提供面光的發(fā)光單元數(shù)組、設(shè)置于該發(fā)光單元數(shù)組的該第一方向上的擴(kuò)散板、以及設(shè)置于該擴(kuò)散板之該第一方向上的分光鏡，該擴(kuò)散板將該發(fā)光單元數(shù)組所提供的面光轉(zhuǎn)換為均勻面光，該分光鏡對(duì)應(yīng)于該第一待測(cè)區(qū)以及該第一影像掃描裝置之間，用以將該均勻面光由該第一方向轉(zhuǎn)換為與該第一影像掃描裝置的機(jī)器視覺(jué)方向平行的第二方向。
[0011]進(jìn)一步地，該第一輔助照明裝置進(jìn)一步包含有設(shè)置于該分光鏡的該第二方向上的穹形燈，該穹形燈包含有具有弧形曲面的漫射部、設(shè)置于該漫射部?jī)?nèi)并對(duì)應(yīng)至該分光鏡的開(kāi)口、以及一個(gè)或數(shù)個(gè)環(huán)設(shè)于該弧形曲面周側(cè)并向內(nèi)朝該弧形曲面方向照射的發(fā)光單元。
[0012]進(jìn)一步地，該第一輔助照明裝置為提供該均勻光的漫射光源、穹形燈(dome)、冷陰極焚光燈(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)、或環(huán)形焚光燈。
[0013]進(jìn)一步地，該第二輔助照明裝置包含有朝一第一方向提供發(fā)散光的單一光源、設(shè)置于該單一光源的該第一方向上的準(zhǔn)直透鏡、以及設(shè)置于該準(zhǔn)直透鏡的該第一方向上的分光鏡，該準(zhǔn)直透鏡將該單一光源所提供的發(fā)散光轉(zhuǎn)換為平行光，該分光鏡對(duì)應(yīng)于該第二待測(cè)區(qū)以及該第二影像掃描裝置之間，用以將該均勻面光由該第一方向轉(zhuǎn)換為與該第二影像掃描裝置的機(jī)器視覺(jué)方向平行的第二方向。
[0014]進(jìn)一步地，該第三輔助照明裝置包含有提供矩形發(fā)散光的線(xiàn)數(shù)組光源、以及對(duì)應(yīng)于該線(xiàn)數(shù)組光源設(shè)置并將該矩形發(fā)散光轉(zhuǎn)換為該側(cè)向線(xiàn)準(zhǔn)直光的準(zhǔn)直透鏡。
[0015]進(jìn)一步地，所述待測(cè)區(qū)域內(nèi)的該待測(cè)物品的可視平面設(shè)定一垂直軸，該線(xiàn)掃描攝影機(jī)的機(jī)器視覺(jué)方向與該垂直軸間的夾角介于10°至45°之間，該第三輔助照明裝置所輸出的該側(cè)向線(xiàn)準(zhǔn)直光的方向與該垂直軸間的夾角介于10°至45°之間。
[0016]進(jìn)一步地，所述待測(cè)區(qū)域內(nèi)的該待測(cè)物品的可視平面設(shè)定一垂直軸，該線(xiàn)掃描攝影機(jī)的機(jī)器視覺(jué)方向與該垂直軸間的夾角跟該第三輔助照明裝置所輸出的該側(cè)向線(xiàn)準(zhǔn)直光的方向與該垂直軸間的夾角相同。
[0017]進(jìn)一步地，該第三光學(xué)檢測(cè)站包含有移動(dòng)式載臺(tái)，該移動(dòng)式載臺(tái)包含有對(duì)應(yīng)于該第三待測(cè)區(qū)的軌道機(jī)構(gòu)、以及設(shè)置于該軌道機(jī)構(gòu)上并藉由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)以移動(dòng)于該軌道機(jī)構(gòu)上的活動(dòng)載臺(tái)，該活動(dòng)載臺(tái)上載置有所述線(xiàn)掃描攝影機(jī)以及所述第三輔助照明裝置，并藉由該驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)以朝一掃描路徑移動(dòng)，以藉由該線(xiàn)掃描攝影機(jī)拍攝該待測(cè)物品的影像。
[0018]進(jìn)一步地，該第一影像掃描裝置為面掃描攝影機(jī)。
[0019]進(jìn)一步地，該第二影像掃描裝置為面掃描攝影機(jī)。
[0020]本發(fā)明的另一目的在于提供一種多重瑕疵檢出的光學(xué)檢測(cè)設(shè)備，用于對(duì)一待測(cè)物品進(jìn)行多面的檢測(cè)。該光學(xué)檢測(cè)設(shè)備包含多軸機(jī)械臂、移動(dòng)式影像掃描裝置、第一光學(xué)檢測(cè)站、第二光學(xué)檢測(cè)站、以及第三光學(xué)檢測(cè)站。該多軸機(jī)械臂包含有固定該待測(cè)物品的拾取部、以及連接于該拾取部以帶動(dòng)該待測(cè)物品移動(dòng)的機(jī)臂。該機(jī)臂帶動(dòng)該待測(cè)物品沿多維度的方向旋轉(zhuǎn)，并移動(dòng)該待測(cè)物品移動(dòng)以進(jìn)行檢測(cè)。該移動(dòng)式影像掃描裝置包含有導(dǎo)軌、設(shè)置于該導(dǎo)軌上并藉由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)以移動(dòng)于該導(dǎo)軌上的移動(dòng)載具、以及設(shè)置于該移動(dòng)載具上的面掃描攝影機(jī)。該移動(dòng)載具可對(duì)應(yīng)的移動(dòng)至一第一位置及一第二位置。該第一光學(xué)檢測(cè)站包含有對(duì)應(yīng)于該第一位置的第一待測(cè)區(qū)、以及設(shè)置于該第一位置及該第一待測(cè)區(qū)之間并提供均勻光至該第一待測(cè)區(qū)的第一輔助照明裝置。該機(jī)臂移動(dòng)該待測(cè)物品至該第一待測(cè)區(qū)，并旋轉(zhuǎn)或翻轉(zhuǎn)該待測(cè)物品以供該面