TWI473989B - 牙線棒瑕疵自動光學檢測系統 - Google Patents

Description

牙線棒瑕疵自動光學檢測系統

本發明是關於一種自動光學檢測系統，特別是關於一種可辨識牙線棒之缺料、線傷及髒污等瑕疵影像訊號之自動光學檢測系統。

隨著經濟的發展，現代人不僅重視飲食上的健康，同時也更注重個人的口腔的健康狀況，因此人們往往會使用牙線棒在齒縫間進行清潔，各種具有清潔齒縫功能的牙線棒便應運而生。而牙線棒因為屬於個人衛生用品，所以在產品的潔淨程度及製作品質方面，與一般的塑膠射出成形製品比起來更受到消費者的要求。

牙線棒產品由於製造成本的考量，業界方面對於瑕疵品的檢查及剔除等工作，大多是採用人工的方式來進行，因此在檢查過程當中瑕疵品的判定標準難以達到一致性，同時檢驗工作的進行效率端賴於檢驗人員的專注力，因此不確實的瑕疵管理使得產品的良率與品質受到限制。

塑膠射出成型加工是典型的現代大量生產方法之一，其優點有加工產品一致性高、生產速度快，是生產消耗性用品常見的加工方法，在量大生產又快速運作的生產線上，如何有效率及可靠地的檢驗每個產品是否發生瑕疵，是自工業化以來每個大規模生產者所關心的課題，在電腦技術發達的今日，使用電腦並搭配各種感測器來感知及判斷瑕疵，同時使用電腦控制的運動機構來排除或收集瑕疵品，乃是今日生產線上瑕疵檢驗程序常見的樣態。

另一方面，在習知工業自動化檢測中，常利用自動光學檢測設備(Automated Optical Inspection；AOI)查驗一待測物之表面瑕疵。自動光學檢測設備是藉由一影像擷取裝置(Charge Coupled Device；以下簡稱CCD)擷取待測平面顯示器之一檢測影像。在影像擷取過程中，係使陣列式CCD沿一影像擷取路徑在複數個定點之間移動，並在每一定點對一單位擷取範圍擷取一單位檢測影像。該等單位檢測影像組合為一完整檢測影像以進行比對檢測。比對該檢測影像即可檢測該待測物是否具有缺陷瑕疵。工業用自動光學檢測設備具有精密度高，沒有人工目測的限制，再者檢測速度快的功效。然而，它的成本就必然相對的比較高。

因此，有必要提供一種可辨識牙線棒瑕疵的影像訊號之自動光學檢測系統，能夠遠比一般工業用光學檢測設備較為廉價，同時在光學檢驗的精密度上，可以達到正確檢驗民生用塑膠射出產品的要求。

本發明之主要目的在於提供一種自動光學檢測裝置，適用於檢測一牙線棒的瑕疵，且是以現有的射出成形生產線為基礎，對現有設備的最小變更為前提，實現在生產程序當中加入射出成形品的全自動光學檢測功能。因此本設計使用個人電腦作為控制基礎，並使用網路攝影機(WEBCAM)作為取像媒介，在設備的建構成本上，能夠遠比一般工業用光學檢測設備較為低廉，同時在光學檢驗的精密度上，可以達到正確檢驗民生用塑膠射出產品的要求。

為達成上述目的，本發明提供一種自動光學檢測裝置，適用於檢測一牙線棒的瑕疵，該自動光學檢測裝置包含：一輸送單元，承載一整片包含複數個待檢測之牙線棒朝一輸送方向運送；一控制單元，負責該輸送單元的起始、停止與暫停的控制；一取像單元，用以擷取整片牙線棒之大範圍影像與複數個檢測裝置個別牙線棒之小範圍影像；一資訊處理單元，用以處理該取像單元擷取之該牙線棒之影像訊號的輸入、瑕疵影像的辨識、以及該牙線棒的移動控制；以及一結構支架平台，集合並承載以上所有元件(即輸送單元、控制單元、取像單元與資訊處理單元)及運送該牙線棒的功能，使得牙線棒的瑕疵之自動光學檢測可輕易完成。

本發明之特色，是利用網路攝影機(WEBCAM)，作為量測影像之拍攝媒介，搭配交流馬達提供運送目標物之動力，以及具有乘載所有元件、運送目標物功能的結構支架平台，並以個人電腦實現訊號整合及控制，在現有的生產流程當中，形成一個中間工作站，檢測目標物的各種缺陷，並作資料紀錄或發出警報供作業人員參考。

本發明之自動光學檢測裝置，雖然較佳適用於檢測一牙線棒的瑕疵，但並不以此為限，只要待測物的瑕疵特性可以被光學檢測設備所拍攝及顯現者，便可以運用在各種的塑膠或電子產品之上，所辨識的瑕疵形式可以是待測物的表面髒污、輪廓缺角或零件移位等等。

在本發明之一實施例中，該輸送單元包含一裝設於該結構支架平台之一馬達與連繫該馬達之一皮帶輪模組，該馬達為一變頻馬達，能夠在一定距離範圍內調整轉速。

在本發明之一實施例中，該控制單元包括裝設於該結構支架平台之上能夠提供非接觸式訊號作為牙線棒定位依據的複數個近接開關、與連繫該輸送單元與該資訊處理單元的一輸入輸出控制卡。

在本發明之一實施例中，該取像單元包含複數台網路攝影機，該網路攝影機其中之一負責該整片牙線棒之一大範圍取像，其餘以複數個並排方式擷取該整片牙線棒之複數排個別牙線棒。

在本發明之一實施例中，該資訊處理單元為一個人電腦。

在本發明之一實施例中，該資訊處理單元更包含一啟動判斷應用軟體程式，判斷該整片牙線棒是否完整呈現在大範圍影像之範圍內、與一輸入應用軟體程式，負責輸入該整片牙線棒影像訊號。

在本發明之一實施例中，該資訊處理單元更包含一影像處理軟體之一辨識函式庫，用來辨識該牙線棒缺料、線傷及髒污瑕疵等影像訊號。

在本發明之一實施例中，該結構支架平台更包含一導正板，該導正板限制該牙線棒的自由度，確保該整片牙線棒的送入能夠被本檢測裝置偵測出來。

在本發明之一實施例中，該缺料為牙線棒半成品在射出成型階段所造成流料無法完整充填模穴，所形成缺料之瑕疵；該線傷包含所用線材之斷裂、鬆弛、及粗細不均之瑕疵；以及該髒污為模具的頂針滲入之油汙導致牙線棒半成品的頂出部位所造成汙點之瑕疵。

在本發明之一實施例中，該資訊處理單元是藉由一影像處理軟體之一辨識函式庫來辨識該整片牙線棒影像的該缺料瑕疵與辨識該待比對牙線棒影像之該線傷及該髒污瑕疵。

在本發明之一實施例中，該資訊處理單元辨識該整片牙線棒的缺料瑕疵之影像包括以下步驟：利用該辨識函式庫的圖塊比對模組依據預先設定之一標準牙線棒圖像搜尋出相同之每一待比對牙線棒之位置；將該標準牙線棒與該待比對之牙線棒作影像相減；以及利用該辨識函式庫的分析模組得到該待比對之牙線棒的缺料瑕疵資料。

在本發明之一實施例中，該資訊處理單元於辨識該待比對牙線棒的線傷瑕疵之影像，更包括以下步驟：由該辨識函式庫的邊緣偵測模組針對該待比對牙線棒之一線材之四周邊緣部位之影像進行偵測，得到該待比對牙線棒之該線材所佔有之區域；由該辨識函式庫的二值化模組針對該線材區域之影像進行二值化，並統計其灰度值，得到該待比對牙線棒之該線材在該二值化圖像中之一面積；以該線材之面積除以該線材之長度，得到該待比對線材之寬度；以及由該事先儲存之標準線材之寬度與該待比對線材之寬度之比對，即可得到該線傷瑕疵資料。

在本發明之一實施例中，該資訊處理單元於辨識該待比對牙線棒的髒污瑕疵之影像，更包括以下步驟：在一打光環境下對該待比對牙線棒取像，得到一黑色汙點之初步影像；由該辨識函式庫的二值化模組針對該黑色汙點之初步影像進行二值化；以及利用該辨識函式庫的分析模組得出該圖像中所有的分析參數，再扣除事先儲存之標準分析參數，即可得到該汙點所形成之分析參數。

在本發明之一實施例中，該資訊處理單元針對避免該影像相減後於該缺料影像邊緣所造成之殘留影像，更包括以下步驟：由該辨識函式庫的像素增加模組擴大該缺料圖像中該待比對牙線棒邊緣的界線；利用該辨識函式庫的反向二值化模組使黑白兩色缺料影像互換；利用該辨識函式庫的影像除法模組將該反向二值化後的缺料影像除以預先儲存之標準完整影像，得到一缺料部位的灰階值維持原值之完整圖像；將該缺料灰階值圖像與該反向二值化後的缺料影像相減，得到一缺料部位的灰階低於周遭之結果圖像；以及利用該辨識函式庫的分析模組得出該缺料部位的分析數值，便可進一步作該瑕疵的判斷、分類與儲存。

有關本發明之特徵、實現與功效，配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

牙線棒，其材料通常包含有塑膠與尼龍線兩部份，在其製造過程中所需的加工機有塑膠射出成形機與切斷機，且其製造流程首先要將牙線的線材置入塑膠射出模具的模穴之中，此手續稱之為拉線，拉線過程的實施媒介通常是由一個單一自由度的機械臂來擔任，在此一置入過程當中線材有可能放置歪斜或拉力不均，而造成線材方面的瑕疵，比如線材的鬆弛、移位或者是不同程度的斷裂，如第6A圖至第6B圖所示。

當線材放置完成後，模具進行封模並開始充填，加熱加壓將塑膠料充填入模穴之中，待充填完畢並冷卻後要使射出完成品脫離模穴時，在模具當中會有頂出針的設計，而此頂出針因為要在針孔中進行伸縮的動作，所以在其周圍會發生摩擦的部位注入潤滑油，此潤滑油有可能在塑膠充填程序中，滲入模穴之中造成髒汙瑕疵，如第7A圖至第7B圖所示。

充填模穴的過程當中，也有可能因為模具部分的加熱或加壓不足，造成塑膠料沒有完整地充滿於模穴之中，而在牙線棒的尖腳部位形成棒體體積不完全的缺料瑕疵，或者脫模過程的不順利也可能產生尖腳部位的彎曲，如第5A圖至第5B圖所示。

請參閱第1圖並一併參考第2圖。第1圖為本發明一實施例之自動光學檢測裝置之平面示意圖。第2圖為本發明一實施例之自動光學檢測裝置之立體組合圖。

第1圖與第2圖所示之自動光學檢測裝置10，適用於辨識一牙線棒的瑕疵，自動光學檢測裝置10包含：一輸送單元100，承載一整片牙線棒60包含複數個待檢測之牙線棒朝一輸送方向運送；一控制單元200，負責輸送單元100的起始、停止與暫停的控制；一取像單元300，用以擷取整片牙線棒60之大範圍影像與複數個檢測裝置個別牙線棒之小範圍影像；一資訊處理單元400，用以處理該取像單元300擷取之牙線棒影像訊號的輸入、瑕疵影像的辨識以及牙線棒的移動控制；以及一結構支架平台500，集合並承載以上所有元件(即輸送單元100、控制單元200、取像單元300與資訊處理單元400)及運送牙線棒。

請參閱第1圖並一併參考第2圖所示之自動光學檢測裝置10，其中第1圖之輸送單元100包含一裝設於該結構支架平台之一馬達110與連繫該馬達之一皮帶 輪模組120，如第2圖所示，所包含之馬達110為一變頻馬達，能夠在一定距離範圍內調整轉速。

請參閱第3圖並一併參考第1圖。第3圖為本發明一實施例之近接開關210之立體示意圖，其中控制單元200包括裝設於結構支架平台500之上能夠提供非接觸式訊號作為牙線棒定位依據的複數個近接開關210、與連繫輸送單元100與資訊處理單元400的一輸入輸出控制卡(未示於圖中)。然而，本發明亦可改變控制單元200上提供非接觸式訊號作為牙線棒定位依據的近接開關210為達成相同功能之感測器，並不以本發明所揭露之實施例為限。

如第1圖所示之自動光學檢測裝置10，其中取像單元300包含複數台網路攝影機，該網路攝影機其中之一負責整片牙線棒60之一大範圍取像，其餘以複數個並排方式擷取整片牙線棒60之複數排個別牙線棒。值得注意的是，本實施例所使用的網路攝影機，於各種實際使用時機並不以此為限，本發明可根據實際使用需求而選用不同的攝影機種類。

本發明一實施例所述之自動光學檢測裝置10，其中資訊處理單元400為一個人電腦。資訊處理單元400包含一啟動判斷應用軟體程式，判斷整片牙線棒60是否完整呈現在大範圍影像之範圍內、與一輸入應用軟體程式，負責輸入整片牙線棒60之影像訊號。資訊處理單元400更包含一影像處理軟體之一辨識函式庫，用來辨識牙線棒缺料、線傷及髒污瑕疵等影像訊號。

請參閱第4圖。第4圖為本發明一實施例之導正板之示意圖。本實施例所述之自動光學檢測裝置10，其中結構支架平台500更包含一導正板510，導正板510限制牙線棒的自由度，確保整片牙線棒60的送入能夠被本檢測裝置偵測出來，本發明可根據實際使用需求而選用不同的導正板種類。。

本發明一實施例之辨識牙線棒的瑕疵之自動光學檢測方法，於自動光學檢測裝置10設定後，包括以下步驟：以一取像單元300擷取一標準牙線棒，取得一標準影像，作為待比對牙線棒之瑕疵判定的依據；以取像單元300擷取一整片牙線棒60是否完全進入包含該整片牙線棒60之一大範圍影像的範圍內；以一輸送單元100輸送整片牙線棒60，朝一輸送方向運送；利用一控制單元200控制輸送單元100暫停於一個以上之取像位置；藉由取像單元300擷取整片牙線棒60之所有待比對牙線棒於一個以上之取像位置，以取得所有待比對牙線棒之小範圍影像；以一資訊處理單元400處理整片牙線棒60之大範圍影像，以辨識整片牙線棒60的缺料瑕疵，繼而輸入小範圍影像，以辨識待比對之牙線棒影像，決定待比對之牙線棒的線傷及髒污瑕疵；以及針對特定種類之瑕疵，由檢測值比對預先儲存之標準值，以得到瑕疵之完整資料。

請參閱第5A圖至第7B圖。第5A圖為本發明一實施例之牙線棒半成品在射出成型階段所造成流料無法完整充填模穴所形成缺料瑕疵之影像。第5B圖為本發明一實施例之牙線棒半成品之缺料圖與完整圖直接進行影像相減之結果，牙線棒輪廓邊緣產生殘留像素之影像。第6A圖為本發明一實施例之牙線棒包含所用線材之鬆弛的瑕疵之影像。第6B圖為本發明一實施例之牙線棒包含所用線材之斷裂的瑕疵之影像。第7A圖為本發明一實施例之牙線棒因模具的頂針滲入之油汙導致牙線棒半成品的頂出部位所造成汙點等的髒污瑕疵之影像。第7B圖為本發明一實施例之牙線棒的髒污瑕疵經二值化之圖像，髒污部位呈現黑色之影像。

本發明一實施例之自動光學檢測方法，如第5A圖與第5B圖所示，其中缺料為牙線棒半成品在射出成型階段所造成流料無法完整充填模穴，所形成缺料之瑕疵；如第6A圖與第6B圖所示，其中線傷包含所用線材之斷裂、鬆弛、及粗細不均之瑕疵；以及如第7A圖與第7B圖所示，其中髒污為模具的頂針滲入之油汙導致牙線棒半成品的頂出部位所造成汙點之瑕疵。

請參閱第5A圖至第7B圖。本發明一實施例之自動光學檢測方法，其中資訊處理單元400是藉由一影像處理軟體之一辨識函式庫來辨識整片牙線棒60影像的缺料瑕疵與辨識待比對牙線棒影像之線傷及髒污瑕疵。

請參閱第5A圖與第5B圖並一併參考第5C圖。第5C圖為本發明一實施例之牙線棒的缺料瑕疵辨識流程圖。本發明一實施例之自動光學檢測方法，其中，資訊處理單元400辨識整片牙線棒60的缺料瑕疵之影像包括以下步驟：利用辨識函式庫的圖塊比對模組依據預先設定之一標準牙線棒圖像搜尋出相同之每一待比對牙線棒之位置；將標準牙線棒與待比對之牙線棒作影像相減；以及利用辨識函式庫的分析模組得到待比對之牙線棒的缺料瑕疵資料。然而，本發明亦可以相似功能之缺料瑕疵辨識軟體來完成，並不以本發明所揭露之實施例為限。

請參閱第6A圖至第6D圖。第6C圖為本發明一實施例之牙線棒的線傷瑕疵，經換算的線材平均寬度值，圖像當中的線傷部位得到偏高值之影像。第6D圖為本發明一實施例之牙線棒的線傷瑕疵辨識流程圖。檢驗影像中線傷的發生與否，所使用的程式邏輯為，將待辨識線材在影像中所佔的面積，除以線材在影像中所佔的長度，如此得到線材在影像中的平均寬度，而具有線傷的線材，其平均寬度會遠高或低於正常線材的平均寬度值，如第6C圖。本發明一實施例之自動光學檢測方法，其中，資訊處理單元400於辨識待比對牙線棒的線傷瑕疵之影像中，更包括以下步驟：由辨識函式庫的邊緣偵測模組針對待比對牙線棒之一線材之四周邊緣部位之影像進行偵測，得到待比對牙線棒之線材所佔有之區域；再由辨識函式庫的二值化模組針對線材區域之影像進行二值化，並統計其灰度值，得到待比對牙線棒之線材在二值化圖像中之一面積；以線材之面積除以線材之長度，得到待比對線材之寬度；以及由事先儲存之標準線材之寬度與待比對線材之寬度之比對，即可得到線傷瑕疵完整的資料。然而，本發明亦可以相似功能之線傷瑕疵辨識軟體來完成，並不以本發明所揭露之實施例為限。

請參閱第7A圖與第7B圖並一併參考第7C圖。第7C圖為本發明一實施例之牙線棒的髒污瑕疵辨識流程圖。本發明一實施例之自動光學檢測方法，其中資訊處理單元400於辨識待比對牙線棒的髒污瑕疵之影像，更包括以下步驟：在一打光環境下對待比對牙線棒取像，得到一黑色汙點之初步影像；由辨識函式庫的二值化模組針對黑色汙點之初步影像進行二值化；以及利用辨識函式庫的分析模組得出圖像中所有的分析參數，再扣除事先儲存之標準分析參數，即可得到汙點所形成之分析參數。然而，本發明亦可以相似功能之髒污瑕疵辨識軟體來完成，並不以本發明所揭露之實施例為限。

請參閱第8A圖、第8B圖與第8C圖。第8A圖為本發明一實施例之牙線棒之原始之缺料圖(第5A圖)經過像素增長擴大缺料圖中牙線棒的邊緣界線之影像。第8B圖為本發明一實施例之牙線棒經過像素增長及反向二值化處理之圖像結果之影像。第8C圖為本發明一實施例之牙線棒經過像素增長及反向二值化處理，再與完整圖作影像相減後的結果之影像。

於本實施例中資訊處理單元400針對避免影像相減後於缺料影像邊緣所造成之殘留影像，更包括以下步驟：由辨識函式庫的像素增加模組擴大缺料圖像中待比對牙線棒邊緣的界線；利用辨識函式庫的反向二值化模組使黑白兩色缺料影像互換；利用辨識函式庫的影像除法模組將反向二值化後的缺料影像除以預先儲存之標準完整影像，得到一缺料部位的灰階值維持原值之完整圖像；將缺料灰階值圖像與反向二值化後的缺料影像相減，得到一缺料部位的灰階低於周遭之結果圖像；以及利用辨識函式庫的分析模組得出缺料部位的分析數值，便可進一步作瑕疵的判斷、分類與儲存。

於本實施例之自動光學檢測方法，其中兩張不同的圖像在進行影像相減時，由於拍攝物體放置角度的些微不同，相減後的圖像會在拍攝物的邊緣處產生殘留像素，並成為影像雜訊妨礙辨識工作的進行。為了避免影像相減後的邊緣殘留像素，所使用的邏輯方法為，擴大目標物的邊緣界線，邊緣以內令其為忽略區域，如此一來在進行影像相減時，原本在目標物邊緣會殘留像素的部位，將會被擴大的忽略區域所覆蓋，因而在影像相減後，成為無殘留像素的處理結果。因此處理步驟首先要使用辨識函式庫的像素增長功能，擴大缺料圖中牙線棒的邊緣界線。

請參閱第9圖。第9圖為本發明一實施例之加強辨識牙線棒的細絲線傷瑕疵之影像。其中，加強辨識細絲線傷瑕疵之步驟由辨識函式庫模組的二值化針對細絲偵測區域處理，繼而由辨識函式庫模組分析模組取得細絲偵測區域白點細絲像素資料。

詳細而言，檢驗影中細絲線傷的發生與否，所使用的程式邏輯為，將線材白點總數除以線材長度得到之數值，為原本判斷線材瑕疵的數值依據，將該數值乘以線材長度會得到一個長方形的面積，此長方形就是代表線材所有的白點向中心線集縮而形成的區域，所以一個正常的線材在此區域之外不會存在任何白點，而具有細絲瑕疵的線材卻不然，因此利用這種現象來設計新的辨識邏輯，也就是針對線材集縮區域之外進行細絲偵測，取得白點統計及分類處理。

請參閱第10圖。第10圖為本發明一實施例之加強辨識牙線棒的髒污瑕疵之影像。其中，加強辨識髒污瑕疵之步驟如下：辨識函式庫的圖像比對模組取得待比對牙線棒頂出區域之位置；利用辨識函式庫的邊緣強化模組針對牙線棒頂出區域進行邊緣強化；利用辨識函式庫的反像二值化模組使黑色髒污與白色背景影像互換；以及利用辨識函式庫的分析模組得出頂出部位髒污的分析計算數值，做為頂出部髒汙的判定依據。

在加強髒汙檢測的性能驗證方面所使用邏輯首先在有效的打光環境下對牙線棒取像，對待測牙線棒頂出區域位置與事先儲存好的牙線棒頂出區域位置進行圖塊比對，確保檢測處理框能正確設定到待測影像的相對位置，之後將檢測框內進行邊緣強化，使得髒污特徵與牙線棒交接處黑白分明，並將已處理區域進行反向二值化，簡化影像計算環境，最後統計檢測框內白色像素點除於總面積像素並乘於百分比，分析白點像素(即為黑色頂出髒污)佔總頂出部位百分比，在無髒污的情況下白色像素為零，而零除於任意數皆等於零，零則做為判定正常的依據，所以當偵測到髒污瑕疵時，經過計算後所得知數值如為常數時，判定為頂出部髒污瑕疵。

請參閱第11圖。第11圖為本發明一實施例之加強辨識牙線棒尾端的缺料瑕疵之影像。其中，加強辨識牙線棒尾端的缺料瑕疵之步驟如下：辨識函式庫的圖像比對模組取得待比對牙線棒尾端區域之位置；利用辨識函式庫的二值化模組針對牙線棒尾端區域之影像進行二值化；利用辨識函式庫的邊緣偵測模組取得牙線棒尾端區域的像素長度；以及由事先儲存之標準尾端區域之寬度與待比對之尾端區域之比對，即可得到尾端缺料完整的資料。

針對辨識此種瑕疵本發明採用的辨識方法大致上分為兩個步驟，一為將待測件與完整件進行圖塊比對處理，取得牙線棒尾端相對位置並進行有效檢測框設定，其次將牙線棒尾端檢測框進行左白右黑邊緣偵測，取得白色X座標像素到檢測框原點X座標，計算得知牙線棒尾像素長度。一般牙線棒尾端缺料其白色像素長度，通常小於正常牙線棒尾端白色像素值，藉由大量正常牙線棒測試，取得正常牙線棒白色像素做為指標依據，如果小於指標數即為缺料情況。

本發明之另一實施例所述之自動光學檢測裝置，從研究中得知以個人電腦為平台可以實現由一個程式整合五台網路攝影機(WEBCAM)的視訊擷取並對所拍攝圖片作影像處理，同時透過I/O卡進行外部設備的自動控制程序。在瑕疵辨識的性能驗證方面，於生產線上試行運轉並調整至最佳參數後，可量測出面積大於0.09mm² 之線傷與灰度差35以上之髒汙瑕疵，以及長度大於3mm的缺料瑕疵，並且透過統計十件牙線棒測試件的實測結果後發現，系統的瑕疵檢出率為線傷90.4%、髒污80.5%、缺料84.8%。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．自動光學檢測裝置

100．．．輸送單元

110．．．馬達

120．．．皮帶輪模組

200．．．控制單元

210．．．近接開關

220．．．輸入輸出控制卡

300．．．取像單元

400．．．資訊處理單元

500．．．結構支架平台

510．．．導正板

60．．．一整片牙線棒

第1圖為本發明一實施例之自動光學檢測裝置之平面示意圖。

第2圖為本發明一實施例之自動光學檢測裝置之立體組合圖。

第3圖為本發明一實施例之近接開關之立體示意圖。

第4圖為本發明一實施例之導正板之示意圖。

第5A圖為本發明一實施例之牙線棒半成品在射出成型階段所造成流料無法完整充填模穴所形成缺料之瑕疵之影像。

第5B圖為本發明一實施例之牙線棒半成品之缺料圖與完整圖直接進行影像相減之結果，牙線棒輪廓邊緣產生殘留像素之影像。

第5C圖為本發明一實施例之牙線棒的缺料瑕疵辨識流程圖。

第6A圖為本發明一實施例之牙線棒包含所用線材之鬆弛的瑕疵之影像。

第6B圖為本發明一實施例之牙線棒包含所用線材之斷裂的瑕疵之影像。

第6C圖為本發明一實施例之牙線棒的線傷瑕疵，經換算的線材平均寬度值，圖像當中的線傷部位得到偏高值之影像。

第6D圖為本發明一實施例之牙線棒的線傷瑕疵辨識流程圖。

第7A圖為本發明一實施例之牙線棒因模具的頂針滲入之油汙導致牙線棒半成品的頂出部位所造成汙點等的髒污之瑕疵之影像。

第7B圖為本發明一實施例之牙線棒的髒污之瑕疵經二值化之圖像，髒污部位呈現黑色之影像。

第7C圖為本發明一實施例之牙線棒的髒污瑕疵辨識流程圖。

第8A圖為本發明一實施例之牙線棒之原始之缺料圖第5A圖經過像素增長擴大缺料圖中牙線棒的邊緣界線之影像。

第8B圖為本發明一實施例之牙線棒經過像素增長及反向二值化處理之圖像的結果之影像。

第8C圖為本發明一實施例之牙線棒經過像素增長及反向二值化處理再與完整圖作影像相減後的結果之影像。

第9圖為本發明一實施例之加強辨識牙線棒的細絲線傷瑕疵之影像。

第10圖為本發明一實施例之加強辨識牙線棒的髒污瑕疵之影像。

第11圖為本發明一實施例之加強辨識牙線棒尾端的缺料瑕疵之影像。

10．．．自動光學檢測裝置

60．．．一整片牙線棒

100．．．輸送單元

200．．．控制單元

300．．．取像單元

400．．．資訊處理單元

500．．．結構支架平台

Claims (13)

1. 一種自動光學檢測裝置，用於辨識一牙線棒的瑕疵，該自動光學檢測裝置包含：一輸送單元，承載自動光學檢測裝置朝一輸送方向運送；一控制單元，負責該輸送單元的起始、停止與暫停的控制；一取像單元，用以擷取一整片牙線棒之大範圍影像與針對個別牙線棒之小範圍影像，其中該取像單元包含複數台網路攝影機，該網路攝影機其中之一負責該整片牙線棒之大範圍影像的擷取，其餘以複數個並排方式擷取該整片牙線棒之複數排個別牙線棒；一資訊處理單元，用以處理該取像單元擷取之該牙線棒之影像訊號的輸入、瑕疵影像的辨識以及該牙線棒的移動控制；以及一結構支架平台，集合並承載該輸送單元、控制單元、取像單元與資訊處理單元，以及運送該牙線棒。
2. 如請求項1所述之自動光學檢測裝置，其中該輸送單元包含一裝設於該結構支架平台之一馬達與連繫該馬達之一皮帶輪模組，該馬達為一變頻馬達，用以在一定距離範圍內調整轉速。
3. 如請求項1所述之自動光學檢測裝置，其中該控制單元包括裝設於該結構支架平台之上用以提供非接觸式訊號作為牙線棒定位依據的複數個近接開關、與連 繫該輸送單元與該資訊處理單元的一輸入輸出控制卡。
4. 如請求項1所述之自動光學檢測裝置，其中該資訊處理單元更包含一啟動判斷應用軟體程式，以判斷該整片牙線棒是否完整呈現在該大範圍影像之範圍內、與一輸入應用軟體程式，負責輸入該整片牙線棒之影像訊號。
5. 如請求項1所述之自動光學檢測裝置，其中該資訊處理單元更包含一影像處理軟體之一辨識函式庫，用來辨識該牙線棒缺料、線傷及髒污瑕疵之影像訊號。
6. 如請求項1所述之自動光學檢測裝置，其中該結構支架平台更包含一導正板，該導正板限制該牙線棒的自由度，確保該整片牙線棒的送入能夠被本檢測裝置偵測出來。
7. 一種辨識牙線棒的瑕疵之自動光學檢測方法，包括以下步驟：以一取像單元擷取一標準牙線棒，取得一標準影像，作為待比對牙線棒之瑕疵判定的依據；以該取像單元擷取一整片牙線棒是否完全進入包含該整片牙線棒之一大範圍影像的範圍內；以一輸送單元輸送該整片牙線棒，朝一輸送方向運送；利用一控制單元控制該輸送單元暫停於一個以上之取像位置； 藉由該取像單元擷取該整片牙線棒之所有該待比對牙線棒於該一個以上之取像位置，以取得所有該待比對牙線棒之小範圍影像；以一資訊處理單元處理該整片牙線棒之該大範圍影像，以辨識該整片牙線棒的缺料瑕疵，繼而輸入該小範圍影像，以辨識該待比對之牙線棒影像，決定該待比對之牙線棒的線傷及髒污瑕疵；以及針對該特定種類之瑕疵，由該檢測值比對其標準值，以得到該瑕疵之完整資料。
8. 如請求項8所述之自動光學檢測方法，其中該缺料為牙線棒半成品在射出成型階段所造成流料無法完整充填模穴，所形成缺料之瑕疵；該線傷包含所用線材之斷裂、鬆弛、及粗細不均之瑕疵；以及該髒污為模具的頂針滲入之油汙導致牙線棒半成品的頂出部位所造成汙點之瑕疵。
9. 如請求項8所述之自動光學檢測方法，其中該資訊處理單元是藉由一影像處理軟體之一辨識函式庫來辨識該整片牙線棒影像的該缺料瑕疵與辨識該待比對牙線棒影像之該線傷及該髒污瑕疵。
10. 如請求項8所述之自動光學檢測方法，其中該資訊處理單元辨識該整片牙線棒的缺料瑕疵之影像包括以下步驟：利用該辨識函式庫的圖塊比對模組依據預先設定之一標準牙線棒圖像搜尋出相同之每一待比對牙線棒 之位置；將該標準牙線棒與該待比對之牙線棒作影像相減；以及利用該辨識函式庫的分析模組得到該待比對之牙線棒的缺料瑕疵資料。
11. 如請求項8所述之自動光學檢測方法，其中該資訊處理單元於辨識該待比對牙線棒的線傷瑕疵之影像，更包括以下步驟：由該辨識函式庫的邊緣偵測模組針對該待比對牙線棒之一線材之四周邊緣部位之影像進行偵測，得到該待比對牙線棒之該線材所佔有之區域；由該辨識函式庫的二值化模組針對該線材區域之影像進行二值化，並統計其灰度值，得到該待比對牙線棒之該線材在該二值化圖像中之一面積；以該線材之面積除以該線材之長度，得到該待比對線材之寬度；以及由該事先儲存之標準線材之寬度與該待比對線材之寬度之比對，即可得到該線傷瑕疵資料。
12. 如請求項8所述之自動光學檢測方法，其中該資訊處理單元於辨識該待比對牙線棒的髒污瑕疵之影像，更包括以下步驟：在一打光環境下對該待比對牙線棒取像，得到一黑色汙點之初步影像；由該辨識函式庫的二值化模組針對該黑色汙點之初 步影像進行二值化；以及利用該辨識函式庫的分析模組得出該圖像中所有的分析參數，再扣除事先儲存之標準分析參數，即可得到該汙點所形成之分析參數。
13. 如請求項11所述之自動光學檢測方法，其中該資訊處理單元針對避免該影像相減後於該缺料影像邊緣所造成之殘留影像，更包括以下步驟：由該辨識函式庫的像素增加模組擴大該缺料圖像中該待比對牙線棒邊緣的界線；利用該辨識函式庫的反向二值化模組使黑白兩色缺料影像互換；利用該辨識函式庫的影像除法模組將該反向二值化後的缺料影像除以預先儲存之標準完整影像，得到一缺料部位的灰階值維持原值之完整圖像；將該缺料灰階值圖像與該反向二值化後的缺料影像相減，得到一缺料部位的灰階低於周遭之結果圖像；以及利用該辨識函式庫的分析模組得出該缺料部位的分析數值，便可進一步作該瑕疵的判斷、分類與儲存。