TWM595755U - Aoi(自動光學檢測)應用在雷射蝕薄銅線圈的設備 - Google Patents

Abstract

一種AOI(自動光學檢測)應用在雷射蝕薄銅線圈的設備，其適用於至少一雷射加工單元、掃描模組、影像分析單元與程式單元，該方法大致係透過掃描模組針對有瑕疵的待加工產品(漲縮、變形、凸點)進行逐片掃描，並將掃描後的影像傳送至影像分析單元，並透過影像分析單元分析出較優的加工路徑，並將優化後的加工路徑轉換成圖檔傳送至程式單元，程式單元再依照該優化後的圖檔對雷射加工單元進行加工指令，以減少雷射加工製程中因為待加工產品本身不良所造成的加工不良率。

Description

AOI(自動光學檢測)應用在雷射蝕薄銅線圈的設 備

本新型係關於一種雷射蝕薄銅線圈的設備；更詳而言之，特別是一種AOI(自動光學檢測)應用在雷射蝕薄銅線圈的設備。

目前大多數雷射加工設備主要加工方式係由工程師提供設計好的雷射加工路徑圖檔，並將此圖檔存入程式單元，雷射加工單元便依照此加工路徑圖檔進行雷射加工。

接續前述的加工方式，一旦待加工產品本身就有所不良，例如待加工產品尺寸漲縮、不規則變形、異常凸點或其他狀況時，該雷射加工單元依然會照著原始存入之加工路徑圖檔進行加工，也就是說當雷射加工單元在依照原始加工路徑進行雷射切割時，可能導致雷射加工單元沒有切割到不良的待加工產品的切割溝槽內，最終造成雷射切割異常而增加待加工產品的不良率。

有鑑於此，本案申請人遂依其多年從事相關領域之研發經驗，針對前述之缺失進行深入探討，並依前述需求積極尋求解決之道，歷經長時間的努力研究與多次測試，終於完成本新型。

本新型之主要目的在於提供一種雷射蝕薄銅線圈的設備，特別是一種AOI(自動光學檢測)應用在雷射蝕薄銅線圈的設備。

為達上述之目的，本新型AOI(自動光學檢測)應用在雷射蝕薄銅線圈的設備，其大致上包含有雷射加工單元、與雷射加工單元連接的掃描模組、與掃描模組連接的影像分析單元、以及與影像分析單元及雷射加工單元連接程式單元。

本新型AOI(自動光學檢測)應用在雷射蝕薄銅線圈的方法，該方法大致包含：待加工產品進入掃描模組底下；透過掃描模組掃描後獲取待加工產品的影像，掃描模組將該影像資料傳送至影像分析單元；影像分析單元針對該影像資料進行分析，先行確認待加工產品之切割溝槽邊界，再比較原本的雷射加工路徑設計圖檔，以此判斷該待加工產品不良之處；該影像分析單元藉由周圍的點與距離等資訊，針對待加工產品的不良之處自行模擬出改善的最佳路徑，並轉換成優化後的加工路徑圖檔，將該優化後的加工路徑圖檔傳送至程式單元；將待加工產品移動到雷射加工單元下方，由程式單元提供雷射加工單元指令，依照該優化後的加工路徑圖檔對待加工產品進行改良加工。

1:AOI(自動光學檢測)應用在雷射蝕薄銅線圈的設備

11:雷射加工單元

12:掃描模組

13:影像分析單元

14:程式單元

2:待加工產品

A~E:步驟

圖1：本新型較佳實施例的方法示意圖；圖2：本新型較佳實施例的設備示意圖；圖3-1：本新型較佳實施例的正確成品示意圖；圖3-2：本新型較佳實施例的正確成品剖視示意圖；圖4：本新型較佳實施例原本的雷射加工路徑局部放大示意圖；圖5：本新型較佳實施例第一種不良態樣的待加工產品進行優化雷射加工路徑局部放大示意圖；圖6：本新型較佳實施例第二種不良態樣的待加工產品進行優化雷射加工路徑局部放大示意圖；圖7：本新型較佳實施例第三種不良態樣的待加工產品進行優化雷射加工路徑局部放大示意圖；圖8：本新型較佳實施例具有三種不良態樣的待加工產品進行優化雷射加工路徑局部放大示意圖。

期許本新型之目的、功效、特徵及結構能夠有更為詳盡之瞭解，茲舉較佳實施例並配合圖式說明如後。

請參閱圖1、圖2，圖1為本新型較佳實施例的方法示意圖，圖2為本新型較佳實施例的設備示意圖。

本新型較佳實施例之AOI(自動光學檢測)應用在雷射蝕薄銅線圈的設備1，其大致上包含有雷射加工單元11、掃描模組12、影像分析單元13、以及程式單元14。

所述雷射加工單元11，係依照程式單元14所發出的加工路徑指令對待加工產品2進行雷射加工。

所述掃描模組12，係與雷射加工單元11連接，用以清晰拍攝該待加工產品2的切割溝槽邊界，並將影像資料傳送至影像分析單元13。

所述影像分析單元13，係與掃描模組12連接，用以接收來自掃描模組12的影像資料，透過尋找影像資料之黑白對比度來確認待加工產品2之切割溝槽邊界，再比較原本的雷射加工路徑設計圖檔，以此判斷該待加工產品2不良之處(例如：變形、斷裂、凸點等)，再藉由周圍的點與距離等資訊，針對待加工產品2的不良之處自行模擬出改善的最佳路徑，並轉換成優化後的加工路徑圖檔，將該優化後的加工路徑圖檔傳送至程式單元14。

所述程式單元14，係與影像分析單元13及雷射加工單元11連接，用以提供雷射加工單元11指令，使雷射加工單元11依照該指令進行加工作動。

其中，該掃描單元12可以為CCD相機(電荷耦合元件相機)。

其中，該待加工產品2可以係薄銅線圈，更可以係指應用於無線充電之薄銅線圈，其尺寸可以小於40mm，厚度小於300um。

本新型較佳實施例之AOI(自動光學檢測)應用在雷射蝕薄銅線圈的方法，該方法大致包含步驟A~E：步驟A：待加工產品2進入掃描模組12底下；步驟B：透過掃描模組12獲取待加工產品2的影像，掃描模組12將該影像資料傳送至影像分析單元13；步驟C：影像分析單元13針對該影像進行分析(例如：尺寸漲縮、不規則變形、異常凸點等)，透過尋找影像之黑白對比度來確認待加工產品2之切割溝槽邊界，再比較原本的雷射加工路徑設計圖檔，以此判斷該待加工產品2不良之處(例如：變形、斷裂、凸點等)；步驟D：該影像分析單元13再藉由周圍的點與距離等資訊，針對待加工產品2的不良之處自行模擬出改善的最佳路徑，並轉換成優化後的加工路徑圖檔，將該優化後的加工路徑圖檔傳送至程式單元14；步驟E：將待加工產品2移動到雷射加工單元11下方，由程式單元14提供雷射加工單元11指令，依照該優化後的加工路徑圖檔對待加工產品2進行改良加工。

請參閱圖3-1、圖3-2、圖4，圖3-1為本新型較佳實施例的正確成品示意圖，圖3-2為本新型較佳實施例的正確成品剖視 示意圖，圖4為本新型較佳實施例原本的雷射加工路徑局部放大示意圖。

本新型較佳實施例係以螺旋切割加工薄銅的製程為例說明，待加工產品2即為螺旋切割的薄銅；其中，初始的雷射加工方式係透過原本的加工路徑圖檔，針對螺旋切割溝槽進行加工，如圖3-2中黑色的部分就是雷射加工單元11要進行切割的部分，圖4中的黑色的部分係原本的雷射加工路徑。

然而，個別的待加工產品2之螺旋切割溝槽可能因製程產生變形、漲縮等些微不良態樣，當待加工產品2的螺旋切割溝槽產生不良的態樣時，若雷射加工單元11(請參閱圖2)仍然用原本的加工圖檔進行雷射切割加工的話，很可能會造成沒有切割到真正的螺旋切割溝槽位置，最終導致待加工產品2雷射切割失敗而不良率提高的情形，所以本新型即是針對雷射切割具有不良態樣的加工產品2所研發出來的方法及設備。

請參閱圖4、圖5、圖6、圖7，圖4為本新型較佳實施例原本的雷射加工路徑局部放大示意圖，圖5為本新型較佳實施例第一種不良態樣的待加工產品進行優化雷射加工路徑局部放大示意圖，圖6為本新型較佳實施例第二種不良態樣的待加工產品進行優化雷射加工路徑局部放大示意圖，圖7為本新型較佳實施例的第三種不良態樣的待加工產品進行優化雷射加工路徑局部放大示意圖。

藉由圖1、圖2所示之本新型較佳實施例的方法及設備進行本實施例的作動，本實施例中以三種常見的待加工產品不良之處為例進行說明，分別為：待加工產品2不良之處為凸點態樣(圖5)、待加工產品2不良之處為斷點態樣(圖6)、待加工產品2不良之處為變形態樣(圖7)；圖5、圖6、圖7中，斜線的部分為掃描模組12與影像分析單元13拍攝與分析出該待加工產品2之不良態樣，黑色部分為模擬後優化的新加工路徑。

該影像分析單元13分析其不良態樣的方式係透過尋找掃描模組12拍攝的影像資料之黑白對比度，進而確認待加工產品2之部分不良態樣為何種不良態樣(如圖5、圖6、圖7斜線部分)。

當待加工產品2經掃描模組12及影像分析單元13分析後確定其待加工產品2具有凸點態樣或是變形態樣的情形(如圖5、圖7斜線部分)，該影像分析單元13會依照該不良態樣計算出符合該態樣的加工路徑，進而重新模擬可針對該凸點的地方或是變形的部分進行加工的路徑(如圖5、圖7黑色部分為新的加工路徑)。

進一步而言，該影像分析單元13針對待加工產品2具有凸點態樣或是變形態樣，其可以先透過模擬切割溝槽邊界之中點線做為改善後的新加工路徑，再透過對照原本的加工路徑模擬與凸起的部分的差異，並模擬出與該凸起的部分相同斜率的平滑曲線，如此修正後的新加工路徑轉換成新的加工路徑圖檔傳送至程式單元14後，該雷射加工單元11進行切割時就可以確實切割到待加工產品2的切割溝槽內，若是按照原本的加工路徑圖進行切 割，則可能會沒有切割到待加工產品2之切割溝槽的部分，因此本新型經過影像分析單元13的調整後再進行雷射切割，就可避免沒有確實切割到待加工產品2之切割溝槽的問題，達成良率提升的效果。

若待加工產品2經掃描模組12及影像分析單元13透過前述尋找影像資料之黑白對比度來確認待加工產品2之不良態樣，經影像分析單元分析確定該待加工產品2具有斷點態樣後(如圖6斜線部分)，其可以先透過模擬該待加工產品2之切割溝槽邊界的中點線做為改善後的新加工路徑，再對照原本的加工路徑模擬與不良態樣之影像資料之路徑的斜率差異，進而模擬出較為接近待加工產品2不良之處斜率的平滑曲線，以及計算該斷接的兩端位置、距離以及斜率的延伸數據資訊，最後影像分析單元13即可模擬出補足斷接的加工路徑(如圖6中黑色部分為新的加工路徑)，接著，影像分析單元13將修正後的新加工路徑轉換成新的加工路徑圖檔傳送至程式單元14，該雷射加工單元11進行切割時就可以按照新的加工路徑圖檔進行切割，如此雷射加工單元11即可確實切割到待加工產品2的切割溝槽內；若是按照原本的加工路徑圖進行切割，則可能會產生雷射加工單元11切割待加工產品2時不一定能切割到切割溝槽的誤差，因此本新型經過影像分析單元13的調整後再進行雷射切割，就可避免沒有確實切割到待加工產品2之切割溝槽的問題，達成良率提升的效果。

請參閱圖8，圖8為本新型較佳實施例具有三種不良態樣的待加工產品進行優化雷射加工路徑示意圖。

藉由掃描模組12及影像分析單元13判斷及分析待加工產品2所有不良之處，即可分析出如圖8中斜線部分的待加工產品2之不良之處的各種態樣，該待加工產品2同時具有凸點、變形、斷點之多種不良態樣，此時影像分析單元13同樣透過尋找掃描模組12拍攝的影像資料之黑白對比度，進而確認待加工產品2之各部分的不良態樣為何種不良態樣，接著模擬該帶加工產品2之兩溝槽邊界的中點線做為改善後的新加工路徑，再對照原本的加工路徑模擬與不良態樣之影像資料之路徑的斜率差異，進而模擬出較為接近待加工產品2不良之處斜率的平滑曲線，並且計算斷接部分的兩端位置、距離以及斜率的延伸數據資訊，最後影像分析單元13即可模擬出補足斷接的加工路徑(如圖8中黑色部分為新的加工路徑)，接著影像分析單元13會將修正後的新加工路徑轉換成新的加工路徑圖檔傳送至程式單元14，該雷射加工單元11進行切割時就可以按照新的加工路徑圖檔進行切割，如此雷射加工單元11即可確實切割到待加工產品2的切割溝槽內；若是按照原本的加工路徑圖進行切割，則可能會產生雷射加工單元11切割待加工產品2不一定能切割到切割溝槽的誤差，因此本新型經過影像分析單元13的修正後再進行雷射切割，就可避免沒有確實切割到待加工產品2之切割溝槽的問題，達成良率提升的效果。

綜合上述，本新型AOI(自動光學檢測)應用在雷射蝕薄銅線圈的設備其優點在於：

1.可快速找到待加工產品的不良處：透過掃描模組及影像分析單元可在雷射加工製程中，提供偵測良率以及協助快速找到待加工產品的不良之處。

2.自動模擬優化路徑：影像分析單元可將不良之處自動模擬最佳之加工路徑，並轉換為加工路徑圖檔，再傳送至程式單元，使雷射加工單元可以依照該優化的加工路徑進行改良加工。

3.減少不良率：因雷射加工單元皆係以優化後的加工路徑進行加工，因此在雷射加工製程中，就比較不會發生原產品本身不良而導致加工品質不佳的情形發生。

故，本新型在同類產品中具有極佳之進步性以及實用性，同時查遍國內外關於此類結構之技術資料文獻後，確實未發現有相同或近似之構造存在於本案申請之前，因此本案應已符合『創作性』、『合於產業利用性』以及『進步性』的專利要件，爰依法提出申請之。

唯，以上所述者，僅係本新型之較佳實施例而已，舉凡應用本新型說明書及申請專利範圍所為之其它等效結構變化者，理應包含在本新型之申請專利範圍內。

1:AOI(自動光學檢測)應用在雷射蝕薄銅線圈的設備

11:雷射加工單元

12:掃描模組

13:影像分析單元

14:程式單元

2:待加工產品

Claims (4)

1. 一種AOI(自動光學檢測)應用在雷射蝕薄銅線圈的設備，其大致上包含有雷射加工單元、掃描模組、影像分析單元、以及程式單元；所述雷射加工單元，係依照程式單元所發出的加工路徑指令對待加工產品進行雷射加工；所述掃描模組，係與雷射加工單元連接，用以拍攝該待加工產品，並將影像資料傳送至影像分析單元；所述影像分析單元，係與掃描模組連接，用以接收來自掃描模組的影像資料，針對待加工產品的不良之處自行模擬出改善的最佳路徑，將該優化後的加工路徑資訊傳送至程式單元；所述程式單元，係與影像分析單元及雷射加工單元連接，用以提供雷射加工單元指令，使雷射加工單元依照該指令進行加工作動。
2. 如請求項第1項所述之AOI(自動光學檢測)應用在雷射蝕薄銅線圈的設備，其中，該待加工產品係薄銅線圈。
3. 如請求項第2項所述之AOI(自動光學檢測)應用在雷射蝕薄銅線圈的設備，其中，該待加工產品係應用於無線充電之薄銅線圈。
4. 如請求項第3項所述之AOI(自動光學檢測)應用在雷射蝕薄銅線圈的設備，其中，該無線充電之薄銅線圈尺寸係小於40mm，厚度小於300um。

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