TWM494301U - 元件外表面檢驗裝置 - Google Patents

Description

元件外表面檢驗裝置

本創作係關於一種元件外表面檢驗裝置，尤指一種可用於檢驗工件或緊固件等待測物件之外表面，可達到快速檢查並篩選符合標準的檢驗裝置。

諸如螺絲、螺帽、插銷或鉚釘等元件於工業上之應用範圍相當廣泛，舉凡機械、製造、電子、醫療或營建等各式產業均需大量採用所述元件。近年來，自動化生產線日漸興盛，加速了各式產業的產能，然而，在自動化生產線中，一旦上述元件存在瑕疵而導致生產流程中任一步驟無法進行，將直接造成整條生產線停擺，造成業者鉅額損失；甚或，終端客戶在使用上，會因為上述元件存在瑕疵，而導致無法彌補的損失，輕者機器設備運作停擺，重者危及人身生命安全。因此，自動化生產與精密科技的發展，使得業界對於所述元件的品質要求大幅提升。

為此，生產上述元件之廠商除了提升產品良率之外，也加強篩檢上述元件的瑕疵品，以確保交予客戶之產品瑕疵比例降到最低。以螺絲為例，傳統螺絲廠商主要仰賴人力進行產品檢驗，通常係透過肉眼辨識螺絲是否存在瑕疵，或者利用螺紋環規(Ring Thread Gauge)對螺絲進行抽驗。然而，肉眼辨識存在人為判斷誤差的問題，其準確度早已不符合業界需求；而螺紋環規雖然具有較佳之準確度，但在檢測過程中可能對螺紋造成損傷，容易帶來無謂的損失。況且，所述人力檢驗方式效率不彰，對於產量較大的廠商而言通常僅能對產品進行分批抽驗，無法確實對每一顆生產的螺絲進行檢驗，因此，產品瑕疵比例仍難以降低。

請參照第1及2圖，係中華民國專利公告第M461051號「物件外表面的檢測裝置」專利案所揭示之習用檢測裝置9，可用於檢測一待測元件S之外表面，該習用檢測裝置包含一殼座91，設有一入口911及一出口912，該殼座91具有一內部空間913，該入口911與該出口912與該內部空間913連通，該內部空間913具有一檢測區域B，該待測元件S可藉由一轉盤95運送至該殼座91之入口911，通過該檢測區域B後，再由該出口912送出；一光源單元92，位於該殼座91下方；一取像單元93，可擷取投射而來的影像；及一反射鏡單元94，安裝於該殼座91內並將光線朝該檢測區域B反射，且將位於該檢測區域B的待測元件S的外表面所投射而來的影像反射至該取像單元93。其中，該反射鏡單元94包含一反射件941及兩個反射鏡組，該兩個反射鏡組分別為一第一鏡組942及一第二鏡組943，藉由該第一鏡組942與該第二鏡組943分別獲得兩個視角的影像，該二影像即為該待測元件S之外表面。

將該二影像合併所獲得該待測元件S的外表面全影像時，該二影像之交界處會因為視角的關係，而不易辨識該交界處的瑕疵，因此，該習用檢測裝置9需再另設置一第三鏡組944及一第四鏡組 945，共以四種視角取得四個影像，以合併成該待測元件S的外表面全影像。如此，才能夠確認該待測元件S之外表面是否存在瑕疵，而不會因為取得影像之視角而造成誤判。

雖然該習用檢測裝置9可藉由該等反射鏡組942、943、944、945，以取得該待測元件S於不同角度下的影像，然而，該習用檢測裝置9仍有以下不便之處：(1)該習用檢測裝置9至少需要如第2圖所示的七片反射鏡，造成安裝上的困難；(2)由於該檢測區域B必須位於該等反射鏡組942、943、944、945的中央位置，使得機台操作人員的安裝與校對步驟較為繁複；(3)該等反射鏡組942、943、944、945係環繞於該檢測區域B的周圍，較不易提供足夠光源至該檢測區域B；及(4)該等反射鏡組942、943、944、945係藉由多次反射而於該取像單元93處成像，然而，多次反射造成清晰度下降。

有鑑於此，亟需提供一種進一步改良之元件外表面檢驗裝置，取得一待測元件之外周面於各個角度下的影像，據以檢驗該待測元件之瑕疵的裝置，以提升元件瑕疵檢驗之準確率，確保廠商所生產之元件品質能夠符合業界日漸嚴苛的需求。

本創作之一目的係提供一種元件外表面檢驗裝置，藉由光學折射原理，在一次折射及/或一次反射的條件下，對一待測元件外周面之局部取像至少一次，以進行重複檢查。

本創作之又一目的係提供一種元件外表面檢驗裝置，藉由光學折射原理，減少整體裝置之構件(例如：反射鏡)數量。

本創作之再一目的係提供一種包含前述之元件外表面檢驗裝置的元件檢測機台，對一待測元件進行自動化檢驗。

為達到前述創作目的，本創作所運用之技術手段包含有：一種元件外表面檢驗裝置，用以檢驗一待測元件之外表面，包含：一載台，具有一承置面，承置該待測元件，該載台將該待測元件輸送至一第一預定區域；一取像模組，包含至少一調整座、一稜鏡及一攝像單元，該稜鏡活動地結合於該調整座，該稜鏡可將該待測元件之複數個視角折射成像，該攝像單元包含一攝影裝置，該攝影裝置連接一鏡頭，該鏡頭朝向一第二預定區域對焦；及一光源組件，用以提供光線至該第一預定區域。

本創作元件外表面檢驗裝置中，該第二預定區域較佳係與該第一預定區域重疊。

本創作元件外表面檢驗裝置中，該取像模組之調整座可以選擇設有一第一軌道及一第二軌道，該第一軌道與一軸向方向平行，該第二軌道較佳係垂直於該軸向方向，且該第一軌道活動地設於該第二軌道上，該調整座上設有至少一個支架，該至少一支架活動地結合於該第一軌道，該稜鏡及該光源組件較佳係分別活動地結合於該調整座之至少一支架。

本創作元件外表面檢驗裝置中，該稜鏡與該攝像單元之間的光學反射路徑上較佳係設置一反射鏡，該反射鏡具有一反射面，該反射面用以將該待測元件經稜鏡折射後的影像，反射至該第二預定區域。

本創作元件外表面檢驗裝置中，該稜鏡可以選擇為三角柱， 該三角柱具有兩個底面及三個側面，該二底面為三角形，與該底面之長邊連接之側面為第一側面，與該底面之一短邊連接之側面為第二側面，與該底面之另一短邊連接之側面為第三側面，該第二側面與該第三側面之間具有一夾角，該夾角較佳為90~120度；更佳地是，該夾角為90度。

本創作元件外表面檢驗裝置中，該取像模組之調整座設有一第一軌道及一第二軌道，該第一軌道與一軸向方向平行，該第二軌道垂直於該軸向方向，且該第一軌道活動地設於該第二軌道上，該調整座上設有至少一個支架，該至少一支架活動地結合於該第一軌道，該稜鏡、該反射鏡及該光源組件分別活動地結合於該調整座之至少一支架。

一種外觀檢測機台，係用以檢驗數個待測元件之外表面，包含：一如前所述之元件外表面檢驗裝置；一送料裝置，將數個待測元件分別置入該載台之承置面上；一運算裝置，將所述影像與資料庫之數據進行比對，得出一判定訊號；及一分料裝置，依照該判定訊號，將該等待測元件分類成若干群組之裝置。

本創作實施例之元件外表面檢驗裝置，藉由該稜鏡設置於該待測元件與該攝像單元之間，而可於單一光學角度下，同時看見該待測元件之兩種視角，且該攝像單元可取得該二視角的影像，如此，整體裝置的構件數量縮減，達到降低整體裝置之體積的功效；再者，該二視角的影像具有部分的重疊，如此，可對該待測元件之局部外表面進行重複檢查，達到提高檢驗準確率的功效。

應用本創作實施例之元件外表面檢驗裝置的外觀檢測機台，係可整合該送料裝置、該元件外表面檢驗裝置、該分料裝置及 該運算裝置等，不僅可節省人力檢驗作業程序，還能於一自動化檢驗作業下，對一批待測元件完成一連貫檢驗作業，達到提高批次檢驗速率及檢驗準確率等功效。

1‧‧‧載台

11‧‧‧轉軸

12‧‧‧承載盤

121‧‧‧承置面

2‧‧‧取像模組

21‧‧‧調整座

21a‧‧‧第一調整座

21b‧‧‧第二調整座

211‧‧‧第一軌道

212‧‧‧第二軌道

213‧‧‧支架

22‧‧‧稜鏡

221‧‧‧底面

222‧‧‧第一側面

223‧‧‧第二側面

224‧‧‧第三側面

23‧‧‧攝像單元

231‧‧‧攝影裝置

232‧‧‧鏡頭

3‧‧‧光源組件

4‧‧‧載台

41‧‧‧轉軸

42‧‧‧承載盤

421‧‧‧承置面

5‧‧‧取像模組

51‧‧‧調整座

511‧‧‧第一軌道

512‧‧‧第二軌道

513‧‧‧支架

513a‧‧‧支架

513b‧‧‧支架

513c‧‧‧支架

52‧‧‧稜鏡

521‧‧‧底面

522‧‧‧第一側面

523‧‧‧第二側面

524‧‧‧第三側面

53‧‧‧攝像單元

531‧‧‧攝影裝置

532‧‧‧鏡頭

54‧‧‧反射鏡

541‧‧‧反射面

6‧‧‧光源組件

7‧‧‧外觀檢測機台

71‧‧‧送料裝置

72‧‧‧分料裝置

721‧‧‧第一分料道

722‧‧‧第二分料道

723‧‧‧二次檢驗道

8‧‧‧外觀檢測機台

81‧‧‧送料裝置

82‧‧‧分料裝置

821‧‧‧第一分料道

822‧‧‧第二分料道

823‧‧‧二次檢驗道

9‧‧‧習用檢測裝置

91‧‧‧殼座

911‧‧‧入口

912‧‧‧出口

913‧‧‧內部空間

92‧‧‧光源單元

93‧‧‧取像單元

94‧‧‧反射鏡單元

941‧‧‧反射件

942‧‧‧第一鏡組

943‧‧‧第二鏡組

944‧‧‧第三鏡組

945‧‧‧第四鏡組

95‧‧‧轉盤

A‧‧‧第一預定區域

A’‧‧‧第二預定區域

B‧‧‧檢測區域

H‧‧‧高度

P‧‧‧平面

S‧‧‧待測元件

X‧‧‧軸向方向

θ₁ ‧‧‧夾角

第1圖係一種習用元件檢測裝置之側視示意圖。

第2圖係一種習用元件檢測裝置之俯視示意圖。

第3圖係本創作第一實施例之外觀示意圖。

第4圖係本創作第一實施例之側視示意圖。

第5圖係本創作第一實施例之俯視示意圖。

第6圖係本創作第一實施例之稜鏡22外觀示意圖。

第7圖係本創作第一使用例之外觀檢測機台之外觀示意圖。

第8圖係本創作第一使用例之外觀檢測機台之俯視示意圖。

第9圖係本創作第二實施例之外觀示意圖。

第10圖係本創作第二實施例之側視示意圖。

第11圖係本創作第二實施例之俯視示意圖。

第12圖係本創作第二實施例之稜鏡52外觀示意圖。

第13圖係本創作第二使用例之外觀檢測機台之外觀示意圖。

為讓本創作之上述及其它目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本創作之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 請參照第3至5圖所示，係本創作第一實施例之元件外表面檢驗裝置，包含一載台1、一取像模組2及一光源組件3。該載台1、該取像模組2及該光源組件3可以選擇共同設置於一平台P上。

該載台1供承置並輸送一待測元件S至一第一預定區域A，在本實施例中，該載台1包含相互結合之一轉軸11及一承載盤12。該轉軸11可以耦接一動力元件(圖未繪示)，以受該動力元件之驅動而旋轉，且該動力元件較佳驅動該轉軸11相對一軸向方向X樞轉，該軸向方向X較佳垂直於水平面。該承載盤12具有一承置面121可供承置該待測元件S，且該承載盤12之中心係結合於該轉軸11，因此可以隨著該轉軸11一併旋轉，使得該待測元件S隨著該承載盤12於垂直該軸向方向X之平面上移動，以輸送該待測元件S。惟，該載台1除了由所述轉軸11與承載盤12所構成外，亦可由其他習用輸送裝置(例如：輸送帶)取代，本創作並不以此為限。

該取像模組2設於該載台1之周圍，以取得該待測元件S之複數個視角的影像，並記錄該影像。在本實施例中，該取像模組2包含至少一調整座21、一稜鏡22及一攝像單元23。該至少一調整座21用以支撐該稜鏡22、該攝像單元23及該光源組件3；舉例而言，該調整座21設有一第一軌道211及一第二軌道212，該第一軌道211較佳與該軸向方向X平行，該第二軌道212較佳垂直於該軸向方向X，且該第一軌道211活動地設於該第二軌道212上，該調整座21上設有至少一個支架213，該支架213活動地結合於該第一軌道211。舉例而言，本實施例中，該取像模組2包含兩個調整座21，分別為第一調整座21a及第二調整座21b，其中，該第一調整座21a具有兩個支 架213，該稜鏡22及該光源組件3分別活動地結合於該第一調整座21a之二支架213，藉此可分別調整該稜鏡22與該待測元件S之相對位置，以及該光源組件3與該待測元件S之相對位置；該第二調整座21b具有一個支架213，該攝像單元23活動地結合於該第二調整座21b之支架213，如此，可更有彈性地調整該攝像單元3與該稜鏡22之間的距離，達到提昇操作便利性之功效。

該稜鏡22可將該待測元件S之複數個視角折射成像，更詳言之，該稜鏡22活動地結合於該調整座21。請參照第6圖，於幾何學上，該稜鏡22為三角柱，該三角柱具有兩個底面221及三個側面222、223、224，該二底面221為三角形，與該底面221之長邊連接之側面為第一側面222，與該底面221之一短邊連接之側面為第二側面223，與該底面221之另一短邊連接之側面為第三側面224，該第二側面223及該第三側面224可將該待測元件S之二個視角折射成像，本實施例中，該待測元件S所反射的光線，依序通過該稜鏡22之第一側面222與第二側面223之間的折射路徑I，形成影像I，另一方面，該待測元件S所反射的光線，依序通過該稜鏡22之第一側面222與第三側面224之間的折射路徑Ⅱ，形成影像Ⅱ，如此，只需要一個稜鏡即可對一待測元件S完成多視角的影像，而達到減少整體裝置構件數量之功效；該稜鏡22具有一高度H，該高度H之長度可依據該待測元件S之長度決定，以獲得該待測元件S之完整影像。本實施例中，該稜鏡22之第二側面223與該第三側面224之間具有夾角θ₁ ，該夾角θ₁ 較佳為90~120度，依照待測元件S之直徑，可選擇適合角度的稜鏡，當該夾角θ₁ 之角度越大，則可獲得該待側元件S之視角也越大；本實施例中，該夾角θ₁ 選擇為90度。本實施例 之稜鏡較佳係由任何波長可穿透之材質製成的稜鏡，舉例而言，可以選擇為由二氧化矽(SiO₂ ，俗稱石英)或聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl-methacrylate，縮寫為PMMA，俗稱壓克力)製成。

該攝像單元23用以拍攝一第二預定區域A’處的影像。更詳言之，該攝像單元23包含一攝影裝置231，該攝影裝置231連接一鏡頭232，該鏡頭232係朝向該第二預定區域A’對焦，該第二預定區域A’與該第一預定區域A重疊；更詳言之，藉由該鏡頭232取得該第二預定區域A’的影像，且該影像係包含經由該稜鏡22之折射路徑I及折射路徑Ⅱ的影像I及影像Ⅱ，由該攝影裝置231轉換成數位資料傳至一主機(圖未繪示)，並將該數位資料與一資料庫之設定參數比對，以判斷該待測元件S是否屬於瑕疵品，關於上述鏡頭、攝影裝置及資料庫均為本創作所屬領域中具有通常知識者均能輕易理解之習知技術，容不贅述。

該光源組件3用以提供光線至該第一預定區域A，使該待測元件S可獲得光線，確保該攝影裝置231所獲得之影像可足以清晰辨識其瑕疵。更詳言之，該光源組件3活動地結合於該調整座21，該光源組件3可以選擇自該待測元件S之上方、下方或側面投射至該待測元件S之表面，更佳地是，該光源組件3較佳係自該待測元件S之上方或下方投射至該待測元件S之表面，可節省元件外表面檢驗裝置之整體體積，亦可確保該攝影裝置231所取得的影像可清晰呈現該待測元件S之表面。舉例而言，該光源組件3可以選擇為光源產生器(例如：發光二極體光源)、或以光源產生器搭配導光器(例如：光纖)組成；更詳言之，該光源組件3之光源可以選擇為環形光源，均勻地朝向該待測元件S投 射光線，係本創作所屬領域中具有通常知識者所能輕易理解實施。

本實施例中，前述該稜鏡22、該攝像單元23或該光源組件3，較佳係可活動且可樞轉地與該調整座之支架213結合，以供使用者便於調整折射角度、光源投射路徑或影像投射路徑等，使經反射的影像可到達預定位置。

請參照第7及8圖所示，本創作實施例之元件外表面檢驗裝置可用於檢測緊固件、醫療用品、電子元件或容器等物品的外表面檢驗，舉例而言，本創作實施例之元件外表面檢驗裝置實際使用於螺絲檢測時，可以裝設於一外觀檢測機台7上，該外觀檢測機台7另包含一送料裝置71(例如：震動盤)及一分料裝置72，經由該送料裝置71依序將數個待測元件S分別置入該載台1之承置面121上，該載台1之轉軸11所耦接之動力元件較佳為伺服馬達(圖未繪示)，使該待測元件S經過該第一預定區域A之速度恒定，更佳地是，該伺服馬達配合一減速機(圖未繪示)，以確保該待測元件S之運送速度穩定；再者，該待測元件S到達該第一預定區域A之前，可另設置一偵測器(圖未繪示)，係可感測該待測元件S之移動位置，當偵測器偵測到待測元件S時，即可啟動該攝影裝置231取得該待測元件S之影像。

此時，如第4圖所示，該光源組件3朝向該第一預定區域A投射光線，當該待測元件S通過該第一預定區域A時，該待測元件S可將光線反射至該稜鏡22，光線分別經由該稜鏡22所折射形成之折射路徑I及折射路徑Ⅱ，使該影像I及該影像Ⅱ於該第一預定區域A處呈像；同時，該取像模組2之攝像單元23所對焦之第二預定區域A’與該第一預 定區域A重疊，使該取像模組2之攝像單元23拍攝取得該第一預定區域A之影像。以本實施例待測元件S的中心為基準，將該待測元件S旋轉一圈時，可見該待測螺絲之360度外表面；而以本實施例之稜鏡22觀察該待測元件S時，由該稜鏡22之第二側面223及第三側面224，分別可取得該待測元件S之180度角的影像I及影像Ⅱ，縱使該影像I及影像Ⅱ之邊緣處會發生變形(distortion)，且該影像I與該影像Ⅱ約有90度的重疊處，但仍可取得該待測元件S約220度角的影像，不僅增加了檢視的面積，對於影像I及影像Ⅱ之重疊部分還重複檢查了兩次，達到提升檢測準確率功效。

該攝像單元23拍攝取得該待測元件S之外表面於各個角度下的影像後，可以經由電腦或工作站等運算裝置(圖未繪示)，將所述影像與資料庫之數據進行比對，得出一判定訊號，依照該判定訊號，將該等待測元件分類成若干群組，舉例而言，判斷該待測元件S是否存在瑕疵。在本實施例當中，該待測元件S係為螺絲，由該影像能夠有效檢驗該待測元件S之頭部直徑、桿身直徑、牙距等規格是否小於公差，並且偵測該待測元件S是否存在缺角、牙尖擴展或牙鋒寬度異常等問題。

為了取得該待測元件S之完整360度角的外表面影像，請參照第8圖，在本創作元件外表面檢驗裝置之使用例中，可於該承載盤12承載該待測元件S時，其預定行經之路徑周圍設置兩個取像模組2，該二取像模組2係分別取得該待測元件S之相對應視角的影像，且該二取像模組2所獲得之二個影像，即可合併得到該待測元件S之360度外表面；再者，該二取像 模組2、5所獲得之二個影像也具有約80度左右的重疊處，因此，亦能夠對該重疊處進行重複檢查，達到提升檢測準確率功效。關於上述二取像模組2與該載台1之承載盤12的設置，為本創作所屬領域中具有通常知識者均能輕易理解之習知技術，容不贅述。

該外觀檢測機台7之分料裝置72可依據上述運算裝置之判定訊號，將該待測元件S撥至一第一分料道721(例如歸類為良品之通道)、一第二分料道722(例如歸類為不良品之通道)或二次檢驗道723(例如歸類為需要再次判定之待測元件)，而完成該待測元件S之自動化判定作業，達到節省人力檢驗作業程序人力檢驗作業程序、提升篩檢速度及提高檢驗準確率等功效。

請參照第9至11圖所示，係本創作第二實施例之元件外表面檢驗裝置，包含一載台4、一取像模組5及一光源組件6。該載台4、該取像模組5及該光源組件6可以選擇共同設置於一平台P上。

該載台4供承置並輸送一待測元件S至一第一預定區域A，在本實施例中，該載台4包含相互結合之一轉軸41及一承載盤42。該轉軸41可以耦接一動力元件(圖未繪示)，以受該動力元件之驅動而旋轉，且該動力元件較佳驅動該轉軸41相對一軸向方向X樞轉，該軸向方向X較佳垂直於水平面。該承載盤42具有一承置面421可供承置該待測元件S，且該承載盤42之中心係結合於該轉軸41，因此可以隨著該轉軸41一併旋轉，使得該待測元件S隨著該承載盤42於垂直該軸向方向X之平面上移動，以輸送該待測元件S。惟，該載台1除了由所述轉軸41與承載盤42所構成外，亦可由其他習用輸送裝置(例如：輸送帶)取 代，本創作並不以此為限。

該取像模組5設於該載台4之周圍，以取得該待測元件S之複數個視角的影像，並記錄該影像。在本實施例中，該取像模組5包含至少一調整座51、一稜鏡52、一攝像單元53及一反射鏡54。該調整座51用以支撐該稜鏡52、該攝像單元53、該反射鏡54及該光源組件6；舉例而言，該調整座51設有一第一軌道511及一第二軌道512，該第一軌道511較佳與該軸向方向X平行，該第二軌道512較佳垂直於該軸向方向X，且該第一軌道511活動地設於該第二軌道512上，該調整座51上設有至少一個支架513，該支架513活動地結合於該第一軌道511。舉例而言，本實施例中，該調整座51具有三個支架513，該三支架513分別為第一支架513a、第二支架513b、第三支架513c，其中，該攝像單元53可活動地結合於該第一支架513a，該稜鏡52與該反射鏡54可活動地結合於該第二支架513b，該光源組件6可活動地結合於該第三支架513c，藉此可更有彈性地調整該稜鏡52、該攝像單元53、該反射鏡54及該光源組件6等構件之間、或者其與該待測元件S的相對位置，達到提昇操作便利性之功效。

該稜鏡52可將該待測元件S之複數個視角折射成像，更詳言之，該稜鏡52活動地結合於該調整座51。請參照第12圖，於幾何學上，該稜鏡52為三角柱，該三角柱具有兩個底面521及三個側面522、523、524，該二底面521為三角形，與該底面521之長邊連接之側面為第一側面522，與該底面521之一短邊連接之側面為第二側面523，與該底面521之另一短邊連接之側面為第三側面524，該第二側面523及該第三側面524可將該待測元件S之二個視角折射成像，本實施例中，該待測元件S所反射的光線，依序通 過該稜鏡52之第一側面522與第二側面523之間的折射路徑I，形成影像I，另一方面，該待測元件S所反射的光線，依序通過該稜鏡52之第一側面522與第三側面524之間的折射路徑Ⅱ，形成影像Ⅱ，如此，只需要一個稜鏡即可對一待測元件S完成多視角的影像，而達到減少整體裝置構件數量之功效；該稜鏡52具有一高度H，該高度H之長度可依據該待測元件S之長度決定，以獲得該待測元件S之完整影像；舉例而言，該稜鏡52之底面52可以選擇為直角等腰三角形。本實施例中，該稜鏡52之第二側面523與第三側面524之間具有夾角θ₁ ，該夾角θ₁ 較佳為90~120度，依照待測元件S之直徑，可選擇適合角度的稜鏡，當該夾角θ₁ 之角度越大，則可獲得該待側元件S之視角也越大；本實施例中，該夾角θ₁ 選擇為90度。本實施例之稜鏡較佳係由任何波長可穿透之材質製成的稜鏡，舉例而言，可以選擇為由二氧化矽(SiO₂ ，俗稱石英)或聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，縮寫為PMMA，俗稱壓克力)製成。

該攝像單元53用以拍攝一第二預定區域A’處的影像。更詳言之，該攝像單元53包含一攝影裝置531，該攝影裝置531連接一鏡頭532，該鏡頭532係朝向該第二預定區域A’對焦，本實施例中，藉由該鏡頭532取得的影像，且該影像係包含經由該稜鏡52之折射路徑I及折射路徑Ⅱ的影像I及影像Ⅱ，由該攝影裝置531轉換成數位資料傳至一主機(圖未繪示)，並將該數位資料與一資料庫之設定參數比對，以判斷該待測元件S是否屬於瑕疵品，關於上述鏡頭、攝影裝置及資料庫均為本創作所屬領域中具有通常知識者均能輕易理解之習知技術，容不贅述。

該反射鏡54位於該稜鏡52與該攝像單元53之間的光學反射 路徑上，該反射鏡54具有一反射面541，該反射面541用以將該待測元件經該稜鏡52折射後的影像，反射至該第二預定區域A’，以供該攝像單元53拍攝獲得經反射的影像。本實施例中，該反射鏡54與該稜鏡52較佳係活動地結合於該調整座51之支架513b，如此，可確保該反射鏡54與該稜鏡52係位於同一水平面上，僅需調整該反射鏡54與該稜鏡52之高度，並確保該反射鏡54之出射角對位於該攝像單元53之鏡頭531即可。

該光源組件6用以提供光線至該第一預定區域A，使該待測元件S可獲得光線，確保該攝影裝置531所獲得之影像可足以清晰辨識其瑕疵。更詳言之，該光源組件6活動地結合於該調整座51，該光源組件6可以選擇自該待測元件S之上方、下方或側面投射至該待測元件S之表面，更佳地是，該光源組件6較佳係自該待測元件S之上方或下方投射至該待測元件S之表面，可節省元件外表面檢驗裝置之整體體積，亦可確保該攝影裝置531所取得的影像可清晰呈現該待測元件S之表面。舉例而言，該光源組件3可以選擇為光源產生器(例如：發光二極體光源)、或以光源產生器搭配導光器(例如：光纖)組成；更詳言之，該光源組件3之光源可以選擇為環形光源，均勻地朝向該待測元件S投射光線，係本創作所屬領域中具有通常知識者所能輕易理解實施。本實施例中，該稜鏡、該攝像單元53、該反射鏡54及該光源組件6較佳與同一個調整座51結合，不僅可節省空間，可省去該等構件於軸向上的對位步驟，達到節省操作步驟的功效。

本實施例中，前述該稜鏡52、該攝像單元53、該反射鏡54或該光源組件6，較佳係可活動且可樞轉地與該調整座之支架513結合，以 供使用者便於調整折射角度、反射角度、光源投射路徑或影像投射路徑等，使經反射的影像可到達預定位置。

請參照第13圖所示，本創作實施例之元件外表面檢驗裝置可用於檢測緊固件、醫療用品、電子元件或容器等物品的外表面檢驗，舉例而言，本創作實施例之元件外表面檢驗裝置於實際使用於螺絲檢測時，可以裝設於一緊固件之外觀檢測機台8上，該外觀檢測機台8另包含一送料裝置81(例如：震動盤)及一分料裝置82，經由該送料裝置81依序將數個待測元件S分別置入該載台4之承置面421上，該載台4之轉軸41所耦接之動力元件較佳為伺服馬達(圖未繪示)，使該待測元件S經過該第一預定區域A之速度恒定，更佳地是該伺服馬達配合一減速機(圖未繪示)，以確保該待測元件S之運送速度穩定；再者，該待測元件S到達該第一預定區域A之前，可另設置一偵測器(圖未繪示)，係可感測該待測元件S之移動位置，當偵測器偵測到待測元件S時，即可啟動該攝影裝置531取得該待測元件S之影像。

此時，如第10圖所示，該光源組件6朝向該第一預定區域A投射光線，當該待測元件S通過該第一預定區域A時，該待測元件S可將光線反射至該稜鏡52，且光線分別經由該稜鏡52所折射形成之折射路徑I及折射路徑Ⅱ，使該影像I及該影像Ⅱ於該第一預定區域A處呈像；同時，該反射鏡54之反射面541將該影像I及該影像Ⅱ，反射至該攝像單元53之鏡頭532所對焦之第二預定區域A’，使該取像模組5之攝像單元53拍攝取得該第一預定區域A之影像。以本實施例待測元件S的中心為基準，將該待測元件S旋轉一圈時，可見該待測螺絲之360度外表 面；而以本實施例之稜鏡52觀察該待測元件S時，由該稜鏡52之第二側面523及第三側面524分別可取得180度角的影像I及影像Ⅱ，縱使該影像I及影像Ⅱ之邊緣處會發生變形(distortion)，且該影像I與該影像Ⅱ約有90度的重疊處，但仍可取得該待測元件S約220度角的影像，不僅增加了檢視的面積，對於影像I及影像Ⅱ之重疊部分還重複檢查了兩次，達到提升檢測準確率功效。

該攝像單元53拍攝取得該待測元件S之外表面於各個角度下的影像後，可以經由電腦或工作站等運算裝置(圖未繪示)，將所述影像與資料庫之數據進行比對，得出一判定訊號，依照該判定訊號，將該等待測元件分類成若干群組，舉例而言，判斷該待測元件S是否存在瑕疵。在本實施例當中，該待測元件S係為螺絲，由該影像能夠有效檢驗該待測元件S之頭部直徑、桿身直徑、牙距等規格是否小於公差，並且偵測該待測元件S是否存在缺角、牙尖擴展或牙鋒寬度異常等問題。

為了取得該待測元件S之完整360度角的外表面影像，並達到節省整體元件外表面檢驗裝置體積之目的，請再參照第13圖，在本創作元件外表面檢驗裝置之使用例中，可於該承載盤12承載該待測元件S時，其預定行經之路徑周圍，分別設置本創作第一實施例之取像模組2與第二實施例之取像模組5，該二取像模組2、5可分別取得該待測元件S之相對應視角的影像，且該二取像模組2、5所獲得之二個影像，即可合併得到該待測元件S之360度角的外表面；再者，該二取像模組2、5所獲得之二個影像也具有約80度左右的重疊處，因此，亦能夠對該重疊處進行重複檢查，達到提 升檢測準確率功效。關於上述二取像模組2、5與該載台1、4之承載盤12、42的設置，為本創作所屬領域中具有通常知識者均能輕易理解之習知技術，容不贅述。

該外觀檢測機台8之分料裝置82可依據上述運算裝置之判定訊號，將該待測元件S撥至一第一分料道821(例如歸類為良品之通道)、一第二分料道822(例如歸類為不良品之通道)或二次檢驗道823(例如歸類為需要再次判定之待測元件)，而完成該待測元件S之自動化判定作業，達到節省人力檢驗作業程序、提升篩檢速度及提高檢驗準確率等功效。

綜上所述，本創作實施例之元件外表面檢驗裝置，藉由該稜鏡設置於該待測元件與該攝像單元之間，而可於單一光學角度下，同時看見該待測元件之兩種視角，且該攝像單元可取得該二視角的影像，如此，整體裝置的構件數量縮減，達到降低整體裝置之體積的功效。

本創作實施例之元件外表面檢驗裝置，藉由該稜鏡設置，可於單一光學角度下，同時看見該待測元件之兩種視角，且該二視角的影像具有部分的重疊，如此，可對該待測元件之局部外表面進行重複檢查，達到提高檢驗準確率的功效；此外，藉由至少二個本創作實施例之元件外表面檢驗裝置，可取得該待測元件之360度全方位影像，更對一待測元件進行360度全方位之外觀檢測，達到提高全方位檢測之檢驗率的功效。

應用本創作實施例之元件外表面檢驗裝置的外觀檢測 機台，係可整合該送料裝置、該元件外表面檢驗裝置、該分料裝置及該運算裝置等，不僅可節省人力檢驗作業程序，還能於一自動化檢驗作業下，對一批待測元件完成一連貫檢驗作業，達到提高批次檢驗速率及檢驗準確率等功效。

雖然本創作已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技藝者在不脫離本創作之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本創作所保護之技術範疇，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧載台

12‧‧‧承載盤

121‧‧‧承置面

2‧‧‧取像模組

21a‧‧‧第一調整座

21b‧‧‧第二調整座

211‧‧‧第一軌道

212‧‧‧第二軌道

213‧‧‧支架

22‧‧‧稜鏡

23‧‧‧攝像單元

231‧‧‧攝影裝置

232‧‧‧鏡頭

3‧‧‧光源組件

S‧‧‧待測元件

Claims (10)

1. 一種元件外表面檢驗裝置，用以檢驗一待測元件之外表面，包含：一載台，具有一承置面，承置該待測元件，該載台將該待測元件輸送至一第一預定區域；一取像模組，包含至少一調整座、一稜鏡及一攝像單元，該稜鏡活動地結合於該調整座，該稜鏡可將該待測元件之複數個視角折射成像，該攝像單元包含一攝影裝置，該攝影裝置連接一鏡頭，該鏡頭朝向一第二預定區域對焦；及一光源組件，用以提供光線至該第一預定區域。
2. 如申請專利範圍第1項所述之元件外表面檢驗裝置，其中，該第二預定區域與該第一預定區域重疊。
3. 如申請專利範圍第2項所述之元件外表面檢驗裝置，其中，該稜鏡為三角柱，該三角柱具有兩個底面及三個側面，該二底面為三角形，與該底面之長邊連接之側面為第一側面，與該底面之一短邊連接之側面為第二側面，與該底面之另一短邊連接之側面為第三側面，該第二側面與該第三側面之間具有一夾角，該夾角為90~120度。
4. 如申請專利範圍第3項所述之元件外表面檢驗裝置，其中，該夾角為90度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之元件外表面檢驗裝置，其中，該稜鏡與該攝像單元之間的光學反射路徑上設置一反射鏡，該反射鏡具有一反射面，該反射面用以將該待測元件經稜鏡折射後的影像，反射至該第二預定區域。
6. 如申請專利範圍第5項所述之元件外表面檢驗裝置，其中，該稜鏡為三角柱，該三角柱具有兩個底面及三個側面，該二底面為三角形， 與該底面之長邊連接之側面為第一側面，與該底面之一短邊連接之側面為第二側面，與該底面之另一短邊連接之側面為第三側面，該第二側面與該第三側面之間具有一夾角，該夾角為90~120度。
7. 如申請專利範圍第6項所述之元件外表面檢驗裝置，其中，該夾角為90度。
8. 如申請專利範圍第1項所述之元件外表面檢驗裝置，其中，該取像模組之調整座設有一第一軌道及一第二軌道，該第一軌道與一軸向方向平行，該第二軌道垂直於該軸向方向，且該第一軌道活動地設於該第二軌道上，該調整座上設有至少一個支架，該至少一支架活動地結合於該第一軌道，該稜鏡及該光源組件分別活動地結合於該調整座之至少一支架。
9. 如申請專利範圍第5項所述之元件外表面檢驗裝置，其中，該取像模組之調整座設有一第一軌道及一第二軌道，該第一軌道與一軸向方向平行，該第二軌道垂直於該軸向方向，且該第一軌道活動地設於該第二軌道上，該調整座上設有至少一個支架，該至少一支架活動地結合於該第一軌道，該稜鏡、該反射鏡及該光源組件分別活動地結合於該調整座之至少一支架。
10. 一種外觀檢測機台，係用以檢驗數個待測元件之外表面，包含：一如申請專利範圍第1至9項任一項所述之元件外表面檢驗裝置；一送料裝置，將數個待測元件分別置入該載台之承置面上；一運算裝置，將所述影像與資料庫之數據進行比對，得出一判定訊號；及一分料裝置，依照該判定訊號，將該等待測元件分類成若干群組之裝置。