TWM620528U - 智慧型備針覆核系統 - Google Patents

Abstract

本創作揭露一種智慧型備針覆核系統，其包鑽孔機、影像擷取裝置、備針覆核裝置以及資料輸出裝置。鑽孔機包含備針盤以放置複數個鑽針。影像擷取裝置設置朝向備針盤，拍攝複數個鑽針的針盤影像。備針覆核裝置連接於影像擷取裝置，備針覆核裝置包含處理器及記憶體，記憶體儲存鑽頭備針表及針盤影像，處理器存取記憶體以執行備針覆核程序，辨識針盤影像並與鑽頭備針表比對以取得覆核結果。資料輸出裝置連接於備針覆核裝置，將覆核結果輸出。

Description

智慧型備針覆核系統

本創作是關於一種智慧型備針覆核系統，特別是關於一種依據針盤影像覆核鑽針準備是否正確的智慧型備針覆核系統。

在利用鑽孔機加工工件時，使用的鑽頭是直接影響加工結果的主要因素，在設定的加工程序中，若是使用錯誤的鑽頭，除了造成加工尺寸誤差外，還可能造成機台損壞的問題，影響產線產能也增加製程的生產成本。為避免上述問題，使用的鑽頭都必須再次確認無誤後才能上線操作，確保鑽孔加工能符合客戶要求。

不過，執行這些覆核程序多為人工執行，在鑽頭的尺寸差異難以肉眼辨識下，並不易辨識不同型號的差異，即便加上不同顏色的套環，由於檢查數量與密集程度的關係，仍難免有人為的疏失，加上人工疲勞與檢驗數量龐大的影響，使得這些檢核人力難以完善的完成覆核工作，進而影響實際加工的品質。

有鑑於此，目前人工覆核方式有其侷限性，為了能針對鑽孔機的備針進行有效的覆核，本創作之創作人思索並設計一種智慧型備針覆核系統，針對現有技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於上述習知技術之問題，本創作之目的就是在提供一種智慧型備針覆核系統，以解決習知之人工覆核的操作耗費成本且無法確保其正確性的問題。

根據本創作之一目的，提出一種智慧型備針覆核系統，其包鑽孔機、影像擷取裝置、備針覆核裝置以及資料輸出裝置。其中鑽孔機包含備針盤以放置複數個鑽針。影像擷取裝置設置朝向備針盤，拍攝複數個鑽針的針盤影像。備針覆核裝置連接於影像擷取裝置，接收針盤影像，備針覆核裝置包含處理器及記憶體，記憶體儲存鑽頭備針表及針盤影像，處理器存取記憶體以執行備針覆核程序，辨識針盤影像的複數個針孔位置及對應的複數個鑽針型號，並與鑽頭備針表比對以取得覆核結果。資料輸出裝置連接於備針覆核裝置，將覆核結果輸出。

較佳地，備針覆核程序可包含由處理器執行以下的複數個運算模組：針盤定位模組、針盤座標模組、針環取色模組、針柄取色模組以及鑽針判定模組。其中，針盤定位模組當備針盤到達定位時，確認影像擷取裝置參數，拍攝備針盤以取得待分析影像。針盤座標模組將待分析影像經由影像特徵處理後進行霍夫圓環檢測以取得鑽針座標影像。針環取色模組，將鑽針座標影像以第一焦距提取針環取像，並將針環取像中的複數個針環座標分割為複數個擷取點，計算複數個擷取點的灰階值，判斷各複數個針環座標的針環顏色。針柄取色模組，將鑽針座標影像以第二焦距提取針柄取像，重複針環取色模組的分割及擷取過程以判斷各複數個針環座標的針柄顏色。鑽針判定模組利用針環顏色 及針柄顏色建立備針盤之針環針柄模型，通過針環針柄模型辨識備針盤中的複數個針孔位置及對應的複數個鑽針型號

較佳地，影像擷取裝置可包含相機及光源，係朝向備針盤以拍攝針盤影像。

較佳地，影像擷取裝置可通過無線網路傳輸方式將針盤影像即時傳送至備針覆核裝置。

較佳地，影像特徵處理可包含將待分析影像轉為灰階，並將灰階影像進行模糊化及平滑化處理。

較佳地，針環取色模組可包含將複數個鑽針座標影像中的圓分為31等分，以每一等分與圓的中心點距離80%半徑距離的點作為複數個擷取點。

較佳地，覆核結果可包含確認鑽針及異常鑽針，異常鑽針的位置以警示顏色標示於鑽針備針表上以通知操作人員進行判讀。

較佳地，資料輸出裝置可包含顯示器，鑽針備針表及覆核結果顯示於顯示器。

較佳地，資料輸出裝置可包含移動裝置，移動裝置安裝應用程式，通過應用程式介面讀取鑽針備針表及覆核結果。

較佳地，備針覆核裝置可統計異常鑽針的位置，標示異常發生頻率高於預設值的位置以提醒操作人員。

承上所述，依本創作之智慧型備針覆核系統，其可具有一或多個下述優點：

(1)此智慧型備針覆核系統能在鑽針插件後分析備針盤的插針是否正確，避免備針盤上線後造成加工錯誤或機台損壞的問題，提升產品良率及製程加工品質。

(2)此智慧型備針覆核系統能通過影像分析辨識鑽針位置及鑽針種類，減少人工檢核的浪費，降低人力成本同時增加覆核效率。

(3)此智慧型備針覆核系統能通過針環針柄顏色來辨識鑽針插件是否產生異常，並通過修正針環針柄模型及異常位置提示來確保辨識的正確性，提升覆核結果的準確率。

10,30:智慧型備針覆核系統

11,31:鑽孔機

12:影像擷取裝置

13,23,33:備針覆核裝置

14:資料輸出裝置

32:相機

91:針盤影像

92:鑽頭備針表

93:待分析影像

94:鑽針座標影像

95:針環顏色

96:針柄顏色

97:覆核結果

111,211,311:備針盤

131:處理器

132:記憶體

231:針盤定位模組

232:針盤座標模組

233:針環取色模組

234:針柄取色模組

235:鑽針判定模組

341:顯示螢幕

342:移動裝置

為使本創作之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效更為顯而易見，茲將本創作配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下：第1圖係為本創作實施例之智慧型備針覆核系統之方塊圖。

第2圖係為本創作實施例之備針覆核裝置之示意圖。

第3圖係為本創作實施例之智慧型備針覆核系統之示意圖。

為利貴審查委員瞭解本創作之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本創作配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本創作實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本創作於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

本文所使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本創作所屬技術領域的通常知識者通常理解的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本創作的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地如此定義。

請參閱第1圖，其係為本創作實施例之智慧型備針覆核系統之方塊圖。如圖所示，智慧型備針覆核系統10包含鑽孔機11、影像擷取裝置12、備針覆核裝置13以及資料輸出裝置14。鑽孔機11包含對各種加工件進行鑽孔的加工機台，其包含加工件的承載台，板材耗材(例如墊板或金屬板材)可置於承載台上，通過輸送裝置將加工件置於承載台的墊板上。對加工件進行鑽孔的鑽頭，則放置於鑽針的備針盤111當中，當鑽孔機11依據生產型號設定加工程序後，鑽孔機11會由備針盤111中選取對應鑽頭，對加工件進行鑽孔加工。鑽孔加工時，不同產品或相同產品的不同加工位置需要不同尺寸的鑽頭來加工，備針盤111會配置多種尺寸的鑽頭，或者因為鑽孔作業中鑽頭耗損需要更換，備針盤111會配置多個相同尺寸的鑽頭以供替換。

在鑽孔加工的前置作業當中，準備備針盤111為重要的程序，操作人員在收到工單後，會依據工單當中所需的鑽頭種類及數量，從倉庫領用對應的鑽頭，並且依據鑽頭備針表將領用鑽頭插入備針盤111的針孔中。備針盤111可包含6個備針區域，每區包含5行10列的50個孔位，數量眾多的孔位容易使作業人員在插針時發生錯誤位置或錯誤鑽頭的問題。為增加鑽頭辨識度，鑽頭會加上不同顏色的套環來區分不同型號，但完成備針盤111的人工插件後，仍需進行覆核以避免錯誤的鑽頭造成機台或加工件的損壞。傳統的覆核作業是以人工 方式重新檢核鑽頭備針表與備針盤111，但人工作業上的成本及人為操作的失誤，無法確保覆核的正確性，因此本實施例藉由影像分析方式進行覆核。

當備針盤111完成插針後，將備針盤置於檢測區域或鑽孔機11的上料區，朝向備針盤111的影像擷取裝置12拍攝備針盤111的針盤影像91。影像擷取裝置12可為固定式的相機，搭配光源拍攝備針盤所有孔位的俯視照片，再傳送到備針覆核裝置13。影像擷取裝置12可以無線網路傳輸方式傳送照片檔案至備針覆核裝置13，或者影像擷取裝置12與備針覆核裝置13都安裝於鑽孔機11上，通過鑽孔機11傳輸線路呼叫相機對備針盤進行拍攝，再將照片檔案傳送到備針覆核裝置13。

備針覆核裝置13包含處理器131及記憶體132，其可為獨立操作的電腦、工作站、伺服器等，或者是以軟體程式操作鑽孔機11當中的處理裝置與儲存裝置。當接收到針盤影像91，可將影像資料儲存於記憶體132當中，記憶體132可包含唯讀記憶體、快閃記憶體、磁碟或是雲端資料庫等，記憶體132除了儲存針盤影像91，還可依據加工品型號儲存對應的鑽頭備針表92。處理器131則可包含電腦或伺服器當中的中央處理器、圖像處理器、微處理器等，其可包含多核心的處理單元或者是多個處理單元的組合。處理器131通過各種執行指令來存取記憶體132，執行備針覆核程序，通過一連串的影像處理與分析程序後，判斷針盤影像91的複數個針孔位置及對應的複數個鑽針型號，將這些資料與記憶體132儲存的鑽頭備針表92進行比對，判斷覆核結果。最後得到的覆核結果，再傳送到資料輸出裝置14，由資料輸出裝置14輸出。資料輸出裝置14可以包含顯示器，例如鑽孔機11本身的操作顯示螢幕，或者獨立的顯示螢幕，將覆核結果呈現給操作人員。在另一實施例中，操作人員也可通過移動裝置的應用程式連 接置備針覆核裝置13，由應用程式的介面取得覆核結果，於移動裝置的顯示螢幕顯示。

覆核結果主要是標示異常孔位的部分，即呈現正確無誤的確認鑽針，再以警示顏色標示有問題的異常鑽針，讓操作人員能進行判讀。這裡的異常鑽針可能是插入的鑽頭錯誤，也可能是判讀時無法確認鑽頭型號，這些異常需要覆核人員進一步確認，對標示警示顏色的針孔位置進行檢核，更換錯誤的鑽針，或者確認無法辨識的孔位是否異常。覆核過的備針盤111可直接確認上料，或者重新經過影像判讀方式重新進行覆核程序。備針覆核裝置13會記錄異常鑽針位置，統計發生異常的位置，並將實際插件錯誤與辨識錯誤的結果也記錄存檔，當發生異常次數或發生頻率超過設定標準時，發出異常訊息通知操作人員，並於鑽頭備針表92或備針盤111標示須注意之孔位。至於備針覆核裝置13當中執行的備針覆核程序，將在以下實施例進一步說明。

請參閱第2圖，其係為本創作實施例之影像處理裝置之示意圖。如圖所示，影像擷取裝置朝向備針盤211以拍攝針盤影像，如前述實施例所述，處理器存取記憶體中的多個控制指令，執行針盤定位模組231、針盤座標模組232、針環取色模組233、針柄取色模組234以及鑽針判定模組235的備針覆核程序以分析備針盤211當中所插入的鑽頭位置與鑽頭種類是否正確。

首先針盤定位模組231在備針盤211到達拍攝定位時，開啟拍攝光源，確認相機拍攝參數，例如光圈、曝光直、快門等，將控制訊號傳送至相機對備針盤211進行拍攝，取得待分析影像93。由於備針盤211的尺寸大小可依鑽孔機不同而有所差異，在另一實施例中，也可移動相機於設定的多個拍攝位置進行拍攝，或者以多個相機同時進行拍攝，再將多個拍攝影像合併，組合成初 步的待分析影像93。待分析影像93可呈現備針盤211所有插針孔位俯視角度的影像，或者依據備針盤211使用量，呈現部分分區的孔位影像。

待分析影像93可輸入至針盤座標模組232，通過影像處理來加強待分析影像的影像特徵，例如將原本彩色圖片轉換成灰階圖片，在通過影像模糊化及平滑化的處理，消除可能的雜訊，以利後續分析。經過影像特徵處理後，通過霍夫圓環(Hough Circle)檢測方式，檢測影像中圓形的位置，取得其中心點及半徑資訊，即對應於每個針孔的座標位置。以各個圓形座標位置作為鑽針位置，輸出鑽針座標影像94。

接著鑽針座標影像94進入針環取色模組233，將鑽針座標影像94以第一焦距提取針環取像，將針環取像中的每一個圓，也就是各個針環座標分割為複數個擷取點，計算複數個擷取點的灰階值。在本實施例中，圓可分為31等分，以每一等分與圓的中心點距離80%半徑距離的點作為複數個擷取點，即利用這31個擷取點的灰階值來判斷各個針環座標的針環顏色。判斷方式是將這些灰階值以直方圖分布方式找出最多的一群為準，選擇群中的一點，對應原待分析圖中的座標提取得點的RGB值，再轉換成亮度(HSV)後以RGBHSV的方式輸出各個針環座標的針環顏色95。

另一方面，由於每一鑽針包覆的色環與針柄間的差異，除了辨識針環顏色95外，也針對針柄進行辨識。其程序類似於針環取色模組233，將鑽針座標影像94輸入針柄取色模組234，利用與第一焦距不同的第二焦距來提取針柄影像。再重複針環取像的步驟，將取像中的各個圓進行分割，擷取複數個擷取點以及依據灰階值出現最多個擷取點對應的顏色，判斷並輸出各個針柄座標的針柄顏色96。

將取得的針環顏色95及針柄顏色96輸入鑽針判定模組235，建立該備針盤111之針環針柄模型，即包含備針盤111各個孔位位置及對應孔位的針環針柄顏色。此針環針柄模型可依據每次取得的顏色數值進行微調及修正，經由多次學習與訓練程序來提升模型的正確性。由於記憶體中會儲存正確的鑽頭備針表，將上述孔位位置與顏色與鑽頭備針表進行比對，確認每個孔位的顏色是否相符，若是相符，則確認針孔孔位為插入正確鑽針型號的位置，若顏色不相符，則判斷為異常鑽針，於鑽頭備針表的對應位置標示警示顏色，輸出覆核結果97提醒覆核人員確認。

經由上述備針覆核裝置23執行備針覆核程序後，可以確認原本備針盤211上的插針是否正確，迅速找出顏色異常的位置已進行異常排除。相較於人工核對每個孔位，本實施例確實能有效提升檢核效率及檢核的正確率。另一方面，對於常發生異常的位置，也可依據異常發生頻率標示容易發生錯誤的位置，提醒插件者注意插件過程，提升製程品質。

請參閱第3圖，其係為本創作實施例之備針覆核系統之示意圖。如圖所示，備針覆核系統30包含鑽孔機31、相機32、備針覆核裝置33以及輸出裝置，在本實施例中，輸出裝置可為鑽孔機31的顯示螢幕341也可為移動裝置342的顯示螢幕。鑽孔機31的備針盤311可通過插針人員將鑽頭插入各個針孔後，工鑽孔機31取用，備針盤311的正確性會影響鑽孔機31的鑽孔作業，因此，在備針盤311完成插件後，由相機32拍攝備針盤311的針盤影像，傳送到備針覆核裝置33進行覆核。

備針覆核裝置33可為獨立的電腦裝置，也可於鑽孔機31上安裝覆核程式，通過鑽孔機31的處理單元及儲存單元來執行覆核程式。針盤影像在備 針覆核裝置33進行影像分析及辨識後，判斷各個孔位的針環針柄顏色，比對鑽頭備針表中的顏色，判斷各個孔位位置的鑽針是否為正確型號，若有不符則標示位置後由覆核人員確認是否更換鑽頭。確認後的備針盤311可上線進行鑽孔操作，覆核程序取得的覆核結果可傳送到鑽孔機31或是操作者的移動裝置342。覆核結果除了經由輸出裝置輸出外，針對備針盤311經常出現異常的孔位位置，也可在工單或鑽頭備針表中標示以提醒插針人員注意特定孔位位置。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本創作之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

10:智慧型備針覆核系統

11:鑽孔機

12:影像擷取裝置

13:備針覆核裝置

14:資料輸出裝置

91:針盤影像

92:鑽頭備針表

111:備針盤

131:處理器

132:記憶體

Claims (10)

1. 一種智慧型備針覆核系統，其包含：一鑽孔機，係包含一備針盤以放置複數個鑽針；一影像擷取裝置，係設置朝向該備針盤，拍攝該複數個鑽針的一針盤影像；一備針覆核裝置，係連接於該影像擷取裝置，接收該針盤影像，該備針覆核裝置包含一處理器及一記憶體，該記憶體儲存一鑽頭備針表及該針盤影像，該處理器存取該記憶體以執行一備針覆核程序，辨識該針盤影像的複數個針孔位置及對應的複數個鑽針型號，並與該鑽頭備針表比對以取得一覆核結果；以及一資料輸出裝置，係連接於該備針覆核裝置，將該覆核結果輸出。
2. 如請求項1所述之智慧型備針覆核系統，其中該備針覆核程序包含由該處理器執行以下的複數個運算模組：一針盤定位模組，當該備針盤到達定位時，確認該影像擷取裝置參數，拍攝該備針盤以取得一待分析影像；一針盤座標模組，將該待分析影像經由影像特徵處理後進行霍夫圓環檢測以取得一鑽針座標影像；一針環取色模組，將該鑽針座標影像以一第一焦距提取一針環取像，並將該針環取像中的複數個針環座標分割為複數個擷取點，計算該複數個擷取點的灰階值，判斷各該複數個針環座標的一針環顏色； 一針柄取色模組，將該鑽針座標影像以一第二焦距提取一針柄取像，重複該針環取色模組的分割及擷取過程以判斷各該複數個針環座標的一針柄顏色；以及一鑽針判定模組，利用該針環顏色及該針柄顏色建立該備針盤之一針環針柄模型，通過該針環針柄模型辨識該備針盤中的該複數個針孔位置及對應的該複數個鑽針型號。
3. 如請求項2所述之智慧型備針覆核系統，其中該影像特徵處理包含將該待分析影像轉為灰階，並將灰階影像進行模糊化及平滑化處理。
4. 如請求項2所述之智慧型備針覆核系統，其中該針環取色模組包含將該複數個鑽針座標影像中的圓分為31等分，以每一等分與圓的中心點距離80%半徑距離的點作為該複數個擷取點。
5. 如請求項1所述之智慧型備針覆核系統，其中該影像擷取裝置包含一相機及一光源，係朝向該備針盤以拍攝該針盤影像。
6. 如請求項5所述之智慧型備針覆核系統，其中該影像擷取裝置通過無線網路傳輸方式將該針盤影像即時傳送至該備針覆核裝置。
7. 如請求項1所述之智慧型備針覆核系統，其中該覆核結果包含一確認鑽針及一異常鑽針，該異常鑽針的位置以一警示顏色標示於該鑽針備針表上以通知操作人員進行判讀。
8. 如請求項7所述之智慧型備針覆核系統，其中該資料輸出裝置包含一顯示器，該鑽針備針表及該覆核結果顯示於該顯示 器。
9. 如請求項7所述之智慧型備針覆核系統，其中該資料輸出裝置包含一移動裝置，該移動裝置安裝一應用程式，通過應用程式介面讀取該鑽針備針表及該覆核結果。
10. 如請求項7所述之智慧型備針覆核系統，其中該備針覆核裝置統計該異常鑽針的位置，標示異常發生頻率高於預設值的位置以提醒操作人員。

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