TW201342261A - 產品品質自動化控管系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種產品品質自動化控管系統及方法，安裝並運行於電腦中。該系統包括資料庫建立模組、影像獲取模組、產品分析模組及產品篩選模組。於使用本系統之前，管理員需預先建立一個用於檢驗產品品質的產品樣本資料庫，並將該產品樣本資料庫儲存於電腦的儲存裝置中。利用安裝於自動化產線檢驗區域內的輸送帶兩側之深度攝影機針對通過自動化產線檢驗區域內的產品進行拍攝來取得產品3D影像畫面，並將產品3D影像畫面與產品樣本資料庫中之3D影像資料進行比對分析篩選出不良品，以達到自動進行產品品質控管作業之目的。

Description

產品品質自動化控管系統及方法

本發明涉及一種產品品質控管系統，尤其係關於一種應用3D資訊比對技術之產品品質自動化控管系統及方法。

傳統之產品品質控管系統未具備三維（3D）資訊比對技術，僅能依賴品檢人員以人力目視等方式進行產品品質之檢驗作業，而此種以人力對產品品質進行檢驗之方式較為耗時。為了讓人力檢驗速度與生產線生產速度能夠相配合，產線對人力資源的需求也較大。因此，無形中便提高了產品之生產成本，且人員在長時間重複進行檢驗作業下，亦容易產生注意力不集中、疲勞等情形，進而造成人員在產品檢驗作業發生錯誤、疏忽等狀況，導致產品品質控管之成效下降或不穩定。

鑒於以上內容，有必要提供一種產品品質自動化控管系統及方法，能夠自動對通過自動化產線檢驗區域內之產品進行品質控管作業，而無需品檢人員進行產品品質之檢驗作業。

所述之產品品質自動化控管系統，安裝並運行於電腦中。該系統包括：資料庫建立模組，用於建立一個用於檢驗產品品質的產品樣本資料庫，並將該產品樣本資料庫儲存於電腦的儲存裝置中；影像獲取模組，用於發送初始化指令開啓安裝於自動化產線檢驗區域內的輸送帶兩側之深度攝影機，利用每一個深度攝影機針對通過自動化產線檢驗區域內的產品進行拍攝來取得產品各方向、角度之XY方向影像資訊及其Z方向景深資訊之3D影像畫面；產品分析模組，用於將攝取之產品各方向、角度之3D影像畫面與儲存裝置內之產品樣本資料庫中產品良品各方向、角度之3D影像資料進行比對分析，及根據比對分析結果判斷產品差異是否超過預先設置之容許值；及產品篩選模組，用於當通過自動化產線檢驗區域之產品被判別為不良品時，啟動安裝於自動化產線檢驗區域之瑕疵品篩選裝置將不良品直接推送至自動化產線瑕疵品區域。

所述之產品品質自動化控管方法，應用於電腦中。該方法包括步驟：建立一個用於檢驗產品品質的產品樣本資料庫，並將該產品樣本資料庫儲存於電腦的儲存裝置中；發送初始化指令開啓安裝於自動化產線檢驗區域內的輸送帶兩側之深度攝影機；利用每一個深度攝影機針對通過自動化產線檢驗區域內的產品進行拍攝來取得產品各方向、角度之XY方向影像資訊及其Z方向景深資訊之3D影像畫面；將攝取之產品各方向、角度之3D影像畫面與儲存裝置內之產品樣本資料庫中產品良品各方向、角度之3D影像資料進行比對分析；根據比對分析結果判斷產品差異是否超過預先設置之容許值；當通過自動化產線檢驗區域之產品被判別為不良品時，啟動安裝於自動化產線檢驗區域之瑕疵品篩選裝置將不良品直接推送至自動化產線瑕疵品區域。

相較於習知技術，本發明所述之產品品質自動化控管系統及方法能夠主動對產品進行品質控管作業，不僅大幅提高傳統由人員進行產品檢驗作業之速度，並解決品檢人員可能因疲勞等因素所產生之品檢疏忽或錯誤，有效維持產品品質控管作業之正確與穩定性，避免瑕疵產品進入產線下一流程或出貨至客戶端。

如圖1所示，係為本發明產品品質自動化控管系統10較佳實施例之架構圖。於本實施例中，所述之產品品質自動化控管系統10安裝並運行於電腦1中。該電腦1還包括，但不僅限於，儲存裝置11及微處理器12。該產品品質自動化控管系統10能夠自動判別自動化產線之產品是否為不良產品，並將不良產品直接推送至自動化生產線瑕疵品區域進行重工或報廢等作業，進而達到自動對產品進行品質控管作業之目的。

參考圖2所示，係為一條自動化生產線之實體架構示意圖。於本實施例中，電腦1與安裝於自動化產線檢驗區域4的輸送帶兩側之深度攝影機（Depth-sensing Camera）2相連接，並與安裝於自動化產線檢驗區域4的瑕疵品篩選裝置3相連接。於本實施例中，至少兩組以上深度攝影機2安裝於自動化產線檢驗區域4的輸送帶兩側，其用於分別針對自動化產線檢驗區域4內的產品進行拍攝，進而取得產品各方向、角度之XY方向影像畫面及其Z方向景深資訊之3D影像畫面。

所述之深度攝影機2為一種具有3D攝影功能的TOF（Time of Flight）攝影機裝置，可取得產品影像範圍內各點之水準方向（XY方向）影像資訊，亦可取得產品影像各點距離攝影機鏡頭之縱深方向（Z方向）距離資訊。該深度攝影機2主要利用光照針對被攝產品發射參考光束，藉由計算返回光束的時間差或相位差來進行攝影機鏡頭與被攝產品之間的距離換算，進而產生一組深度距離資訊，即Z方向距離資訊。

所述之瑕疵品篩選裝置3安裝於自動化產線檢驗區域4內，用於當自動化產線檢驗區域4內之產品為不良產品時將不良品推離自動化產線檢驗區域4並直接送入自動化產線瑕疵品區域進行重工或報廢等作業。

於本實施例中，所述之產品品質自動化控管系統10包括資料庫建立模組101、影像獲取模組102、產品分析模組103及產品篩選模組104。本發明所稱之模組係指一種能夠被電腦1之微處理器12所執行並且能夠完成固定功能之一系列電腦程式段，其儲存於電腦1之儲存裝置11中，關於各模組之功能將於圖3之流程圖中作具體描述。

參考圖3所示，係本發明產品品質自動化控管方法較佳實施例之流程圖。於本實施例中，該方法能夠自動判別自動化產線檢驗區域4內產品是否為不良產品，將不良產品直接推送至自動化產線瑕疵品區域進行重工或報廢等作業，進而達到自動對產品進行品質控管作業之目的。

步驟S31，資料庫建立模組101建立一個用於檢驗產品品質的產品樣本資料庫，並將該產品樣本資料庫儲存於電腦1的儲存裝置11中。於使用本系統之前，需先由系統維護人員對待測產品進行產品品質檢驗影像樣本之建置、設定作業，以便作為判別產品品質之控管依據。

參考圖4所示，係為建立用於檢驗產品品質的產品樣本資料庫之示意圖。於本實施例中，系統維護人員利用安裝於自動化生產線輸送帶兩側之各深度攝影機2，針對待檢測產品良品之各方向、角度（包括產品正面、側面及背面）同時進行拍攝，資料庫建立模組101將以各鏡頭所取得良品之各方位Z方向景深資訊影像建立一個用於檢驗產品品質的產品樣本資料庫，並將該產品樣本資料庫儲存存放於儲存裝置11中。

步驟S32，影像獲取模組102發送初始化指令開啓安裝於自動化產線檢驗區域4內的輸送帶兩側之深度攝影機2。於本實施例中，系統維護人員將至少兩組以上深度攝影機2安裝於自動化產線檢驗區域4的輸送帶兩側。

步驟S33，影像獲取模組102利用每一個深度攝影機2針對通過自動化產線檢驗區域4內的產品進行拍攝來取得產品各方向、角度之XY方向影像資訊及其Z方向景深資訊之3D影像畫面。

步驟S34，產品分析模組103將攝取之產品各方向、角度之3D影像畫面與儲存裝置11內之產品樣本資料庫中產品良品各方向、角度之3D影像資料進行比對分析，以確認通過自動化產線檢驗區域4之產品3D影像畫面與產品樣本資料庫內之良品3D影像資料是否出現差異。

步驟S35，產品分析模組103根據比對結果判斷產品差異是否超過預先設置之容許值。於本實施例中，該容許值可根據產品合格率要求預先設置，例如，將產品3D影像畫面與良品3D影像資料之間差異的容許值設置為10%。若產品差異超過容許值，產品分析模組103確定該產品為不良品，則執行步驟S36；若產品差異未超過容許值，產品分析模組103確定該產品為良品，則返回步驟S33繼續進入生產線下一作業流程。

步驟S36，產品篩選模組104啟動安裝於自動化產線檢驗區域4的瑕疵品篩選裝置3將不良品直接推送至瑕疵品區域。於本實施例中，自動化產線設置有存放不良品之瑕疵品區域以及用於存放良品的良品區域。

參考圖5所示，係為利用瑕疵品篩選裝置分離自動化產線檢驗區域4内良品與不良品之示意圖。於本實施例中，當通過自動化產線檢驗區域4的產品被判別為不良品時，產品篩選模組104發送產品篩選指令來開啟瑕疵品篩選裝置3將不良品送離自動化生產線輸送帶，直接將不良品送入瑕疵品區域進行重工或報廢等作業，避免不良品進入後續產品生產流程或出貨至客戶端。當通過自動化產線檢驗區域4的產品被判別為良品時，產品篩選模組104立即將良品隨著自動化產線輸送帶離開自動化產線檢驗區域4從而直接送入良品區域。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，且已達廣泛之使用功效，凡其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成之均等變化或修飾，均應包含於下述之申請專利範圍內。

1．．．電腦

10．．．產品品質自動化控管系統

101．．．資料庫建立模組

102．．．影像獲取模組

103．．．產品分析模組

104．．．產品篩選模組

11．．．儲存裝置

12．．．微處理器

2．．．深度攝影機

3．．．瑕疵品篩選裝置

4．．．自動化產線檢驗區域

圖1係為本發明產品品質自動化控管系統較佳實施例之架構圖。

圖2係為一條自動化生產線之實體架構示意圖。

圖3係為本發明產品品質自動化控管方法較佳實施例之流程圖。

圖4係為建立用於檢驗產品品質的產品樣本資料庫之示意圖。

圖5係為利用瑕疵品篩選裝置分離自動化產線檢驗區域内良品與不良品之示意圖。

1．．．電腦

10．．．產品品質自動化控管系統

101．．．資料庫建立模組

102．．．影像獲取模組

103．．．產品分析模組

104．．．產品篩選模組

11．．．儲存裝置

12．．．微處理器

Claims (10)

1. 一種產品品質自動化控管系統，安裝並運行於電腦中，該系統包括：
   資料庫建立模組，用於建立一個用於檢驗產品品質的產品樣本資料庫，並將該產品樣本資料庫儲存於電腦的儲存裝置中；
   影像獲取模組，用於發送初始化指令開啓安裝於自動化產線檢驗區域內的輸送帶兩側之深度攝影機，利用每一個深度攝影機針對通過自動化產線檢驗區域內的產品進行拍攝來取得產品各方向、角度之XY方向影像資訊及其Z方向景深資訊之3D影像畫面；
   產品分析模組，用於將攝取之產品各方向、角度之3D影像畫面與儲存裝置內之產品樣本資料庫中產品良品各方向、角度之3D影像資料進行比對分析，及根據比對分析結果判斷產品差異是否超過預先設置之容許值；及
   產品篩選模組，用於當通過自動化產線檢驗區域之產品被判別為不良品時，啟動安裝於自動化產線檢驗區域之瑕疵品篩選裝置將不良品直接推送至自動化產線瑕疵品區域。
2. 如申請專利範圍第1項所述之產品品質自動化控管系統，所述之深度攝影機為一種具有3D攝影功能的TOF攝影機裝置，用於取得產品影像範圍內各點之XY方向影像資訊及產品影像各點距離攝影機鏡頭之Z方向景深資訊。
3. 如申請專利範圍第1項所述之產品品質自動化控管系統，所述之深度攝影機至少有兩組以上安裝於自動化產線檢驗區域之輸送帶兩側。
4. 如申請專利範圍第1項所述之產品品質自動化控管系統，若產品差異未超過容許值，則產品分析模組確定該產品為良品，若產品差異超過容許值，則產品分析模組確定該產品為不良品。
5. 如申請專利範圍第1項所述之產品品質自動化控管系統，當通過自動化產線檢驗區域之產品被判別為良品時，產品篩選模組將良品隨著自動化產線輸送帶離開自動化產線檢驗區域直接送入良品區域。
6. 一種產品品質自動化控管方法，應用於電腦中，該方法包括步驟：
   建立一個用於檢驗產品品質的產品樣本資料庫，並將該產品樣本資料庫儲存於電腦的儲存裝置中；
   發送初始化指令開啓安裝於自動化產線檢驗區域內的輸送帶兩側之深度攝影機；
   利用每一個深度攝影機針對通過自動化產線檢驗區域內的產品進行拍攝來取得產品各方向、角度之XY方向影像資訊及其Z方向景深資訊之3D影像畫面；
   將攝取之產品各方向、角度之3D影像畫面與儲存裝置內之產品樣本資料庫中產品良品各方向、角度之3D影像資料進行比對分析；
   根據比對分析結果判斷產品差異是否超過預先設置之容許值；及
   當通過自動化產線檢驗區域之產品被判別為不良品時，啟動安裝於自動化產線檢驗區域之瑕疵品篩選裝置將不良品直接推送至自動化產線瑕疵品區域。
7. 如申請專利範圍第6項所述之產品品質自動化控管方法，所述之深度攝影機為一種具有3D攝影功能的TOF攝影機裝置，用於取得產品影像範圍內各點之XY方向影像資訊及產品影像各點距離攝影機鏡頭之Z方向景深資訊。
8. 如申請專利範圍第6項所述之產品品質自動化控管方法，所述之深度攝影機至少有兩組以上安裝於自動化產線檢驗區域之輸送帶兩側。
9. 如申請專利範圍第6項所述之產品品質自動化控管方法，若產品差異未超過容許值，則產品分析模組確定該產品為良品，若產品差異超過容許值，則產品分析模組確定該產品為不良品。
10. 如申請專利範圍第6項所述之產品品質自動化控管方法，當通過自動化產線檢驗區域之產品被判別為良品時，產品篩選模組將良品隨著自動化產線輸送帶離開自動化產線檢驗區域直接送入良品區域。