TW200907331A - Multiple surface inspection system and method - Google Patents

Description

200907331 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 法，===%蝴檢測設備與方 【先前技術】 現；===== 此，此5又備與方法若非解析度很低，即是 ; 生不同影像資料之系統。 疋而要此有不冋焦距產 【發明内容】 基此’本發明之方法與設備可以進行零件多 克服方法與系統已知之零件多重表面檢測。 / 尤指高解析度，且鱗魅—組各表面之 衫像貝料’而不需補償不同之焦距。 f ’現提供―_零件之設備，本棱鏡包 第一^、一第一反射表面、以及一第二反射表 3。、稜鏡之第-端位於與一個或多個待測物件之平面平行而轴 向/刀離，影像肓料設備置於稜鏡之第二端之後，並產生一個或 多個待測物件，包括至少-個待測物件之頂部表面以及至少一 ，待測物件之至少-侧面。—檢·件輸送設備，如檢取放 ^工具或輸送帶，將多侧寺測物件移動通過檢測區經之 第一端。 本發明提供許乡重要之技術優點，其技碰狀一為使用 具兩個反射面之稜償兩個檢·面之焦距差，並允許檢測 表面互相置於附近，以便增加影像資料之解析度。 熟悉此技藝之人士在閱讀詳細說明盥圖式德，务万迤一 步了解本發明之優點與優良之特性。^ " 200907331 【實施方式】 以下說明中’相似之零件在規格與圖樣使用相同之象 碼，圖樣可能不符合比例，且某些零件為清晰與簡便之^ g 能以一般或圖式形式顯示並以商業名稱標示。 、 圖1為依照本發明實施例用於檢測物件之設 備100允許使用一單組影像資料檢測一物件之頂 ^ 詳細說明中將ϋ吏用/‘頂視”一詞，並用於表達零件直接$ 向照相機或其他影像資料產生設備之表面。 設備100包括待測物件102與稜鏡1〇4，稜鏡 可以反射虛線1G6路徑顯示之光線，使得待 之 可以從稜鏡1〇4之底面118看到。如此，產 貝J面 機或其他裝置，可以產生待測物件1〇2之頂視目 ，如同從稜賴之底面118看到虛線⑽箭 頂部視 由於稜鏡1〇4可以用於調整焦距 102表面之直接影像至視框116之 待測物件 底面118看到之側面影像與待測物g 1〇2頂部^， 因此允許迅速產生—單組影像_使用ί檢 檢視件ΐ之側面影像，則 102之頂部與從待測物件1〇2側面之要為從待測物件 像，包括從_細度之影 面⑽之待測物件m之側面過稜鏡m之底. 200907331 如圖1所示’ a角定義稜鏡i〇4之反射表面108與110間 之關係，a角測量平行於第一反射表面反射點之平面與待測物 件102反射點之平面。第一反射表面1〇8之平面與平行於待測 物件102反射點之平面之角度關係為45。+ a，而第一反射表 面|〇8與第二反射表面11〇之角度關係為45。_ a/2，使a角 之範圍為20。至50。。另外可以知道，包含稜鏡1〇4頂部之平 面與包含待測物件102頂部之平面之間，存在一光隙112。光 隙112需要夠大，以允許一低角度光源n4可以照射待測物件 ^02之頂面與側面。因此，稜鏡1〇4之使用提供較傳統技藝之 设備更大光隙112之增加優點。 ，2為依照本發明實施例之稜鏡2〇〇之圖式，與稜鏡1〇4 具有三個鈍，與兩個銳角之五邊稜鏡不同，稜鏡2〇〇為一六邊 稜鏡，包括三個鈍角、一個直角、與兩個銳角。稜鏡2⑽包括 一由線條202A與202B標示之視野，如圖2所示，沿一待測物 件邊緣之A與B點會透過稜鏡2〇4沿虛線206與208而反射， 結果在稜鏡204底部之影像會反轉A與B點之位置，使A點位 於B點之左邊。如此，待測項目側邊顯示之位置會盥使用單一 鏡面檢視待測項目側邊顯示之位置相反。同樣，棱^謝内顯 不之虛線’表示稜鏡204多個侧邊之相對位置，稜鏡2〇4射 表面之角度關係與圖1顯示者相似。 、 操作時’稜鏡204可以用來產生一待測物件之一 許一待測物件之頂部與側面可以獲取成為單一組之 料。由於從影像物件側面透過稜鏡2〇4之路徑之隹距^領 ί隹i配it待測物件頂部直接至影健料產生設傷之路Ϊ 设備，同時聚焦於待測項目之側面影像與頂部影像。〜象 /共本發明實施例之檢導件設備300之圖式，設 傷300.包括影像麵與漏。於影 胸 輸送設備如輸送帶搬以箭頭A之方向移動中攜帶 200907331 304A至獅通過-檢測區。稜鏡綱A至3_取得從待 件304A S 304D側面之影像資料，影像資料產生設備3〇8置』於 形成稜鏡306A i 306D頂部表面之檢視區上方，與待測件 304A至jG4D移動至影像資料產生設備時，其正上方之檢視區。 、所τ ’稜鏡3Q6A至3_之焦距，等於當待測物 f影f貧料產生設備308之檢視區時，從待測物件斯A至 氣之焦距。如此’影像資料產生設備3〇8可以產生 Γ至3_頂部與侧面之影像資料。低角 =零:r部與侧面，如同使用 同売度數值’或其他適合之方式。 31__綱魅設備 308， 合，，可以包括-恭奸、^士 =與其同源詞如“連接”或“結 電路之-個或多個半導體零件） 透過積體 實施例中…軌媒介可以/網 測』括側面檢測檢 3場可程式邏=、或之 其他適合之軟體架乍m應;^夕、兩行或多行程式碼、或 於-通雜體細合之倾架構操作 木作糸統、以及一或多行程式碼或其他 200907331 適合ίί體架構操作於一特定目的軟體應用。 之‘ f生設備_ 於-實=== 序爱如_中所示%b實例中 影像資料，可以包括一待測物件:二U叹備308士產生之 待利物件之頂部與側邊可以產生，而從影僳資料連& =r件_谓觀察路徑==以 料例如使關雜配、群、畫素崎資料、或其他: 幻^ 4為依照本發明實施例之檢測設備400之圖式，檢、>1执 == 於影像4嶋與侧。如影像侧所^ ί測設備娜。影像資料產生設備41_見野 1=ί機件之頂面如制物件414Β與414G之實ί圖 二或域他至侧以觀察待測物件之側面方式，產 生涵盖夕個待測物件414Α至·之影 》 明設備418以不會過度照明-零件側面或頂面的方式度= =零=:=ί_數排發光二= 如棚Α所示’影像資料產生設備41〇產生之實例圖示包 200907331

括待測物件414B與414C之頂面以及待測物件414B =、透過稜鏡412C各待測物件414B與414C之一側面、、费、M 牙文鏡412A之待測物件4UC之側面、以及透 = 4HB ^ 414C 〇 ，側面’剌物件追蹤設備遍可以辨認與追 物件有關聯。在—個實施例中，當使用待:= ΐίί Ϊΐίΐ紅具416依箭頭A方向移動待測物件ΐ 匕切在衫像貝料產生設備41〇之視野下經過掃描。影 ^測設備402接收影像資料_過稜鏡4m至獅辨二 件、其頂面與側面，且從待測物件之表φ直接觀察樣’、 可，透過相關稜鏡輸送側面祕資料進行合適之補償處J樣: ΐΐΪ頂，測設備4〇8用來分析影像資料，以決 =像貝否表讀測物件可以接受。待測物件 =側;，_ 406與頂面織備408接受‘影;ίΪ f吉果，並決定待測物件之所有四邊與頂部之完整資 測設諸產生不可接受之物件=㈡ 、、則控制拾起與放置卫具416以釋放未通過ί 動之位置，可以產生一操作員通知以允許該物件 手動檢測、或使用其他合適之處理。 τ洲千 圖5為依照本發明之實施例，一方法5〇〇不需以三 物件之流程圖。方法500 i m’;3檢測物件移動至多面稜鏡上方、多面稜鏡ΐ 幹送？式’依檢測物件以一拾起與放置工具、- 貝枓之處。在-個實施例中，影像資 ^^ 於506 ’此處決定檢視區是否有多 有多個物件_測，賊綠_ _， 200907331 資料’並進行-個或多個影像資料分析處 像資，側面與頂面影像資料可以分析與確定影 ⑽象、可喊生畫权統計資料、 測檢測，如果物件未通過檢 可一 進至5 2而物件被退回。在一個實施例中， 件，秋二S給拾起與放置㈣工具，以將物件放入不良 動檢i、指示給操*員’以將此物件移除並進行手 件二二吏用Γ他適合之處理。同樣，如果確定在510此物 件通過檢測，則此方法回到502。 5uH^t5G6多飾件已經檢舰，麻方法前進至 日腺T^irt b 4处產生多個待測物件之頂面與側面影像資料， σί^、侧面影像分類。在一個實施例中，如果同時呈現多 與侧面影像’射能不只f要將頂部與側面影像資料， 將一待測物件之側面影像資料與其相關之頂部影像資 ，一組。此方法接著前進至516，此處進行影像資料之檢 測。在-個實施例中’頂部與側面影像㈣組可以使用一般檢 測處理如統計制、預賴檢驗、或其他合叙龍做檢驗， 然後此方法前進至518，此處追蹤通過或失敗之結果。在此實 ^例中，通過或失敗結果之追縱，允許在各待^件通過檢測 °又備時產生一元整之影像資料組，因此允許在它們從一位置側 面移動至第一個位置時，及時檢驗待測物件，而不必將待測物 件沿第二軸方向側面移動，如進入檢測設備之方向。 此 法前進至520。 於520 ’此處決定是否已收到一待測物件之一組完整檢測 舅料。如果尚未收到一組完整貧料，則此方法回到'別2，並移 動待測物件直到產生一組完整之影像資料，否則，此方法前進 至522，此處決定是否待測物件通過測試。如果待測物件通過 測试，則方法回到502 ,否則，此方法前進至524，此處咳失 11 200907331 退回’且進行-適合之處理或產生-指示，然 區時進行檢谢方物件在通過一檢測設儀之檢視 面置於檢測設備之要將待測物件依轴向移動以將側 續移動，並影像資料’以允許在作業中連 雖然本發明之設備與方法之實施例已詳細說明，熟悉此技 人士可以更換多個轉並修改設備料離開 範 圍與精神。 12 200907331 【圖式簡單說明】 圖1顯示一依照本發明實施例之檢測物件設備。 圖2顯示一依照本發明實施例之稜鏡圖。 圖3顯示一依照本發明實施例之檢測零件設備。 圖4顯示一依照本發明實施例之檢測物件設備。 圖5顯示一依照本發明實施例使用一不需待測物件沿轴向移 動之棱鏡檢測設備方法之流程圖。 【主要元件符號說明】 設備100 待測物件102 稜鏡104 虛線106 底面118 視框116

第一反射表面108 第二反射表面110 光隙112 低角度光源114 棱鏡200 線條202A 線條202B A B

棱鏡204 虛線206 虛線208 設備300 影像300A 13 200907331 影像300B • 輸送帶302

待測物件 304A、304B、304C、304D 稜鏡 306A、306B、306C、306D 影像資料產生設備308 低角度環狀照明設備316 影像補償與檢測設備310 側面檢測設備312 頂面檢測設備314 待測物件304 設備400 影像400A 影像400B 影像補償與檢測設備402 待測物件追縱設備404 側面檢測設備406 頂面檢測設備408 影像資料產生設備410

待測物件 414A、414B、414C、414D

稜鏡 412A、412B、412C、412D 低角度環狀照明設備418 拾起與放置工具416 500 502 504 506 508 510 512 14 200907331 514 516 518 520 522 524 15

Claims (1)

1. 200907331 申請專利範圍 第二反射表面，魅^ 一 .··端、—第—反射表面、與一 、一種檢測零件之設備，包括 '棱鏡，具一第一端、一第二坤 面平行與娜、1 悔鱗測物件^平 一影像資料設備，係置於稜鏡之第二 -個或多個影像資料包括至少一個待 -個待測物件之至少-侧面；及爾仟之項孩面與至少 一檢測物件輸送設備，係用於移動多個 測區通過稜鏡之第一端。 寺J物件透過一檢 2、 依據申請專利範圍第1項所述 測物件之-個或多個側面之焦距以待 頂部表面之-焦距。 件之—個或多個 3、 依據中請專利範圍第丨項所述之 像貢料設備接受影像資料，且從少步匕括從影 開之影像資料分開至少—個待測物;之 與檢測設備。 删千之頂孩面之—影像補償 4、 依射料利範圍第3項所述之， 檢職備進—步包括-側面檢測設備，接^至;補償與 之側面之影像·並產生通過/紐備 y —個待測物件 5、 依射請專利範圍第3項所述^ 檢測設備進-步包括—頂面檢測設備工:補償與 之頂部之影像資料並產生通過/失敗資料。夕個待測物件 像補償與^設 步包括-影 多個待測物件之側面之影料並從—個或 部表面之縣龍。 4/7開—個或夕個待測物件之頂 7、依據申請專利範圍第j項所述之設備， k測設備進—步包括與二個或多個待測物件之· 16 200907331 影像資料及對應之從二個或多個待測物件之側面之各個 料相關之一影像物件追蹤設備。 、 8、 依據申請專利範圍第1項所述之設備，其中稜鏡之 反射表面與稜鏡之第二反射表面以45。- a/2之角度分開，1 中a為位於平行於一個或多個待測物件之平面之第二 巧面之-反射點之-平面，與位於—個或多個待測物件之側 面上之一點之間之一角，且其中a介於20。與5〇。之間。 9、 依據申請專利範圍第丨項所述之設 a ，，於與轴向分開之一個或多個待測 仃於一個或多個待測物件之最上方表面之一第二平面。，、千 10、 一種檢測零件之方法，包括； 移動待職件通過位於—多面稜鏡之第 區，各稜鏡有至少兩個反射表面； 之私測 於夕個側面之多面稜鏡之第二端盘一個夕 之-頂部表面產生影像資料；及 〃丨夕個待測物件 進行多個側面之各個影像資料盥一個 部表面影《料之影職料分析。七、㈣讀剌物件之頂 11、 依據申請專利範圍第1〇項所述之方 之各個影像資料與一個或多個二2頂;:進行多個 料之影像資料分析，包括進行多個側面之 面影像資 或多=待測物件之頂部表面影 料與兩個 12、 依據申請專利細第丨丨 析。 側面之各個影像資料與 待 /、、中進行多個 料之影像資料分析，包括====件之頂部表面影像資 料1其=兩個或多個待測物面影像資 料之衫像資料分析，包 ^ 夕、牛之頂部表面影像資 物分開其他。 17 200907331 影像資料分析。 14、依據申請專利範圍第11項所述之方法，苴中 '隹"夕加 側面之各個影像資料與個;=夕個 與兩1或多=測物件之頂部表面=過已/產失 面之各個 面之，糾於多個側 資錢細之各师像:祕與頂縣面之影像 16、一種檢測零件之系統，包括： ，鏡表示用於產生一待測物件之側面 使用超過稜鏡之方法表示用私^ 料，包括待測物件之至少其巾一用^^南貝物件之影像資 至少其中-個之至少一側面IV固之頂。陳面與至待測物件之 鏡之頂部表 面通過檢測區 件輸送系統移動多個待測物件經過棱 17、 依據申請專利範圍第⑺項所述之 ，補償’或多個待測物件之—個、=稜鏡方法 5 —^或多個铜物件之—個或多個頂部^^】、距，以配 18、 依據申請專利範圍第16項所述之系:焦距。 =少-個待測物件之側面之影像資料與忿二= 影像資料設細’進—步包括從 =像分開兩個或多個待測物件 進一步包括照 之方法 明—翻第16項所述之系統， 2卜-種用於立即檢測零件之設備，係包括： 18 200907331 一稜鏡結構設於一檢測項目輸送路徑之下； 一影像資料設備設於稜鏡結構之下；及 -，明組合用於提供—第一光源照明—待測項目之多個側 面與一第二光源照明待測項目之底部。 22、 依據申請專利範圍第21項所述之設備，其中照人 包括一通道涵蓋待測項目之輸送路徑。 、、σ 23、 依據申請專利範圍第21項所述之 直 包括-圓頂光源。 ^ ^ ^ 24、 依據申請專利範圍第21項所述之設備，其中待測項目 之輸送路徑為一度空間。 、 25、 依據申請專利範圍第21項所述之設備，其中待測項目 之輸送路徑不需要在第二度空間移動。 、 26、 =據申請專利範圍帛21項所述之設備，其中梭鏡結構 Ε括多面稜鏡。 27、 依據申請專利範圍第21項所述之設備，其中棱鏡結構 J括一個或多個有—第—反射表面其方向在第-反射表面之? 二面，平行於待測項目之一平面之間形成反射點45。+ a之棱 鏡’其中a介於20。〜50。間。 —28、依據申請專利範圍第27項所述之設備，進一步包括第 —反=表面與-第二反射表面之間之角度關係為45。― a/2。 申請專利範圍第21項所述之設備，其中第一光源 ^括夕個料二極體置於翻組合内且與制項目輸送路徑相 包括^丨請專利範圍第21項所述之設備，其中第二光源 項目輸送路徑下方之一環狀排列之發光二極體。 31、一種立即檢測零件之方法包括： 移動一待測項目通過一照明組合中之一通道； 使用一，一照明光源照明待測項目之側面；及 使用一第一照明光源照明待測項目之一底部。 19 200907331 32、 依據申請專利範圍第31項所述之方法，t 項目通過照明組合中之通道包括僅以一方向移動待剛j待測 33、 依據申請專利範圍第31項所述之方法，進一牛。. =動多個待測項目通過照明組合中之通道；及v匕括. 當待測項目通過一稜鏡組合時，產生各個待 側面之影像資料。 , 竹州項目之多個 34、 依據申請專利範圍第31項所述之方法，罝 之多個側面包括使用第- 35、 一種檢測零件之一稜鏡，包括： —第一端； —第一反射表面指向介於第一反射表面 第一端反射點45。+ a以外之一待測項目，ί =與平行於 50。間； τ…曰具中a介於2〇。~ 關係^第-反射表面與-第二反射表面45。—a/2之一環狀 與第:S:其中第一反射表面與第二反射表面置於第-端 诚由依據申請專利範圍第35項所述之稜鏡，進-+勺㈣ 據申5月專利範圍第35項所述之多面稜鏡。進步包括根 37、依據申請專利範圍第36項所述 配置成當從第二端之外觀❹面棱鏡時^夕面棱鏡 多個側面之影像。 k供待测項目之 包括邪、依射請專利範圍第36項所述之稜鏡，其中多面棱鏡 之稜鏡Y ^ 一待測項目左方與右方影像之第_對位於直徑兩端 之稜鏡提Γ制項目前方與後方影像之第二對位於直徑兩端 20 200907331 個稜鏡 率而指向中央二 對棱鏡之第五 39、一種檢測儀器，包括： —具有一第一反射表面盘—盆_ e 6 製成之形狀當置於重疊於第：：平稜鏡，此稜鏡 動之待檢物件從-檢第二 與第二平面之間確定』 備，其; 項目之影像資料，待測項目備產生待測 像資料設備。 权供得測項目之至少一側面之影像至影 第39項所述之儀器，進-步包括: 少-表ί。原置於大致相鄰於檢測平面以照明待測項目之至 41、依據申請專利範圍第卯項 至少-側面之-焦距以大致上配^^項目儀中^鏡補償 上之一點被反射： 角其中待檢項目至少一側面 明從儀器’財低角度照 致上平行與重疊於待檢項目之基二間隙提供’第-平面大 之基項所述之儀器，其中待檢彻 21 200907331 45、一種檢測設備，包括： —多面稜鏡，多面稜鏡之各個稜鏡具有—第—反射表面盘一 弟二反^表面，棱鏡之形狀與配置使第一反射表面與第面 重疊，第-反射表面與第-平面大致平行，第—反射表面因從 一具有-檢測位置確定之檢測平面位移而使—待測項目於 ^定第—平面纽平行檢測平面且在檢測平面與第二平面之^ 料 設備 衫像資料设備，置於第二平面插於第一平面與影像資 輸送设備’用於沿著輸送軸輸送待測項目確定大 ^測平面且與檢測位置重疊，而輸送設備為—度 ΙΐΪΪΪ ίΐ與輸送通過時，由影像資料設備產生，_ 至少—個基底與多個制項目之側面，多 膽與尺寸與配合影職料設備之·與檢測平面以 目沿輸送輪送時，制項目之影像倾可以當待^ 提供待測項目之至少多個側面影像至影像資料設備、 目之至 少一表面 46、依據申請專利細第45項所述之設備，進—步 —f少-光源置於大致相鄰於檢測平面供照明待測項 至少4多7個細第45項所述之設備，其中稜鏡補償 -、依細專利 a/2JJ ί面::上面ίΛίί?:::與一延伸介於待測項目之多個 明從45項所述之•其=照 致上_提供，第—平面大 22 200907331 之基項所述之設備夢項目 牛用據申請專利範圍第45項所述之設備，輸送設備進一 步用=大致上阻止制項目從輪送轴位移。 祕t依據申請專利範圍第45項所述之設備，多面棱鏡之各 狀大小並置轉近—中央軸之第二反射表面與位於 與檢:平ίί疊反射表面’中央軸大致垂直於檢測平面且大致 23