TWM621415U

TWM621415U - 點膠視覺檢測系統

Info

Publication number: TWM621415U
Application number: TW110208373U
Authority: TW
Inventors: 陳建安
Original assignee: 緯士登科技股份有限公司
Priority date: 2021-07-16
Filing date: 2021-07-16
Publication date: 2021-12-21

Abstract

本創作係有關一種點膠視覺檢測系統，其係在用於輸送待檢測物件之位移裝置固定端設置檢測裝置，其中，檢測裝置包含暗箱、非垂直設於暗箱內之影像擷取裝置、配置於暗箱內部之光源以及包含感測器、可程式邏輯控制器與辨識裝置之判斷系統，藉此，透過位於暗箱內呈非垂直設置之影像擷取裝置來擷取位移裝置輸送至暗箱內的待檢測物件影像，以藉由傾斜之影像擷取裝置配合光源清楚辨識物件邊緣，並利用判斷系統之辨識裝置分析物件的角度與位置以進行修正，接著運算物件與膠水之間的面積比例，進而判斷膠水量是否正常。

Description

點膠視覺檢測系統

本創作係有關一種視覺檢測系統，尤指用於檢測物件經自動點膠機執行點膠作業後，其物件之膠量是否正常的系統者。

按，自動點膠機係透過控制膠體量以自動化方式將定量膠體塗注於目標物件上，目前已廣泛應用於自動化作業之生產線上，以減少人力成本的開銷，增進自動化產線順暢度。然而，傳統自動點膠機並未於點膠過程或點膠完成後進行膠量檢測，當塗注的膠量過多、過少或缺膠時，可能導致產線暫停，甚至造成產品報廢。是以，後續業者即有研發針對點膠進行檢測之設備，目前常用的檢測設備係利用雷射感測器感測塗膠後物件之膠量，然而，選用低階雷射感測器雖有價格便宜之優點，但物件邊緣與接縫處無法準確判斷，當物件為高反光或超高反光材質時，其物件上之膠量的判斷也容易出現誤差；而選用高階雷射感測器雖可判斷高反光及超高反光物件之膠量，但無法判斷全透明材質物件之膠量，且高階雷射感測器造價高昂，造成生產線設備成本增加。

為改善上述缺失，故中華民國公告第I416063號專利，即揭露一種「影像測定膠量的方法」，其係根據複數個不同已知膠量的膠體，以影像裝置擷取光源投射至膠體分別對應裝設於杯體中的反光圖像，並建立一檢量線，接著，藉影像裝置擷取光源投射至待測物對應裝設於杯體中未知膠量的膠體之反光圖像，以獲得反光圖像之圖像參數，最後比對圖像參數與檢量線而推得待測物的膠體之膠量。

有鑑於習知檢測系統使用低階感測器無法準確判斷物件之膠量，而使用高階感測器又有造價高昂之缺失。

是以，本創作之目的係透過影像擷取裝置擷取位於暗箱內之物件影像，並利用判斷系統分析及修正物件角度及位置後，運算物件與膠水之間的面積比例，進而達成判斷膠水量是否正常之目的。

為達前述目的，本創作提供一種點膠視覺檢測系統，包含︰一位移裝置，用於輸送已完成點膠之待檢測物件；一檢測裝置，架設於位移裝置之固定端，且檢測裝置包含︰一暗箱，該暗箱內部具深色消光表面，並於位移裝置輸送待檢測物件之路徑形成一通道；一影像擷取裝置，設置於暗箱內部之上方位置，且影像擷取裝置之鏡頭與暗箱上方之水平面呈現非垂直的角度，並使影像擷取裝置於一預訂時間擷取待檢測物件之影像；一光源，配置於暗箱內部；以及一判斷系統，該判斷系統包含感測器(sensor)、可程式邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC)以及辨識裝置，該感測器偵測到待檢測物件後，透過可程式邏輯控制器以編碼計算待檢測物件經過位移裝置輸送至影像擷取裝置的拍攝位置所需距離，而辨識裝置係於接收該影像擷取裝置所擷取之影像後分析待檢測物件之角度與位置並進行修正，再運算待檢測物件與膠水之間的面積比例，以判斷膠水量是否正常。

基於上述，透過位於暗箱內非垂直設置之影像擷取裝置來擷取位移裝置輸送至暗箱內的待檢測物件影像，以藉由傾斜之影像擷取裝置及光源清楚辨識物件邊緣，並利用判斷系統之辨識裝置分析待檢測物件的角度與位置以進行修正，接著運算待檢測物件與膠水之間的面積比例，進而判斷膠水量是否正常。

為使達成本創作目的之技術內容能有更完整的揭露，茲於以下內容詳述之，並請一併參閱所揭之圖式及圖號︰

首先，請參閱第1~2圖所示，本創作之視覺檢測系統(1)包含一位移裝置(2)及一檢測裝置(3)，其中，位移裝置(2)用於輸送已完成點膠之待檢測物件，於本創作之一實施例中，位移裝置(2)為輸送帶。而檢測裝置(3)架設於位移裝置(2)之固定端(21)，且檢測裝置(3)包含一暗箱(31)、一影像擷取裝置(32)、一光源(33)以及一判斷系統(34)，其中，暗箱(31)內部塗佈有黑色消光漆，使其具深色消光表面，並於位移裝置(2)輸送待檢測物件之路徑形成一通道(311)，且於暗箱(31)上方設有一通孔(312)，位於暗箱(31)內部上方位置之通孔(312)設置影像擷取裝置(32)，且影像擷取裝置(32)之鏡頭與暗箱(31)上方之水平面呈現非垂直的角度(S)（如第3圖所示），並使影像擷取裝置(32)於一預訂時間擷取待檢測物件之影像。該光源(33)配置於暗箱(31)內部，且其光源(33)為可調光之霧面光源，於本創作之一實施例中，光源(33)為環型光源抑或由三組光源(33)組成，並將三組光源(33)分別配置於暗箱(31)之通道(311)二端及暗箱(31)內其待檢測物件之前方。

該判斷系統(34)包含感測器(sensor)(341)、可程式邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC)以及辨識裝置。其中，感測器(341)偵測到待檢測物件後，能透過可程式邏輯控制器以編碼計算待檢測物件經過位移裝置(2)輸送至影像擷取裝置(32)的拍攝位置所需距離，而辨識裝置係於接收影像擷取裝置(32)所擷取之影像後，分析待檢測物件之角度與位置並進行修正，再透過二值化判斷待檢測物件與膠水面積比例的上下限，以判斷膠水量是否正常。於本創作之一實施例中，可程式邏輯控制器包含一人機介面(342)，並可於判斷系統(34)判斷膠水量異常時，透過人機介面(342)顯示警告訊息。

其次，請參閱第4圖所示，本創作之檢測系統(1)能用於檢測無反光物件、高反光物件、超高反光物件、透明物件或半透明物件。運作時，係使完成點膠作業之待檢測物件(A)經位移裝置(2)輸送至待檢測位置，當感測器(341)偵測到物件(A)時，會將訊號傳送予判斷系統(34)之可程式邏輯控制器，以藉由編碼計算物件(A)經過位移裝置(2)輸送至影像擷取裝置(32)的拍攝位置所需距離，進而確保每一物件(A)都是在位移裝置(2)的固定位置供影像擷取裝置(32)進行拍攝。待物件(A)由暗箱(31)通道(311)位移至暗箱(31)內之待拍攝位置時（配合參閱第5圖），可透過暗箱(31)內部之深色消光表面來避免影像擷取時受到環境光影響，並利用暗箱(31)內環型設置或分設於暗箱(31)內左方、右方及前方之光源(33)提供物件(A)拍攝時所需光線，且能因應物件(A)材質表面或膠水種類調整光源(33)亮度，以防止不同物件(A)表面材質影響所擷取之影像的辨識度。

待影像擷取裝置(32)完成待檢測物件(A)之拍攝後，係將所擷取之影像傳送至判斷系統(34)，以藉判斷系統(34)之辨識裝置分析物件(A)之角度與位置並進行修正，接著，以預先設定的物件(A)塗膠範圍區域(A-1)與膠水(B)之間的面積比例為判斷基準（如第7圖所示），再透過二值化判斷物件(A)塗膠範圍區域(A-1)（即第7圖方格區域）與所塗注之膠水(B)面積比例的上下限，以進一步判斷膠水量是否過多、過少或缺膠，並於膠水量異常時，藉可程式邏輯控制器之人機介面(342)顯示警告訊息，以提醒人員進行排除，使檢測系統(1)能配合位移裝置(2)與檢測裝置(3)連續性進行物件(A)之檢測（如第6圖所示），增進產線效能。值得一提的是，影像擷取裝置(32)之鏡頭係傾斜於暗箱(31)之水平面，故能避免物件(A)為具高反光表面材質時，於物件(A)表面反射出鏡頭影像或是因鏡頭正交於具高反光表面材質之物件(A)而完全接收物件(A)表面的反射光，致使所擷取之畫面造成辨識上的誤差，提升檢測結果之準確度。

此外，以本創作之檢測系統(1)實際進行超高反光塑盒之塗膠檢測結果，請參閱第8圖所示，由第8圖可看出檢測系統(1)可清楚分辨出超高反光塑盒的邊緣，並能清楚呈現塗膠狀況；第9圖係於透明塑盒檢測透明膠水之檢測結果，由第9圖可看出檢測系統同樣能清楚呈現透明塑盒的塗膠狀況；第10圖係於白色塑盒塗注白色膠水之檢測結果，由第10圖可看出檢測系統同樣能清楚呈現白色塑盒的塗膠狀況。

是以，使用本創作之視覺檢測系統顯然能達成如下之功效︰ 1. 本創作之檢測系統係藉位於暗箱內非垂直設置之影像擷取裝置配合光源擷取位移裝置輸送至暗箱內的待檢測物件影像，使所擷取之影像能清楚辨識物件邊緣，並利用判斷系統修正物件的角度與位置後，運算物件與膠水之間的面積比例，進而達成判斷膠水量是否正常之功效。 2. 本創作之檢測系統透過暗箱內設置的光源配合非垂直設置之影像擷取裝置，以防止不同物件表面材質或與物件顏色相近之膠水影響所擷取之影像的辨識度，使檢測系統能不受物件材質或膠水種類、多寡之限制，並達成準確提供塗膠檢測結果之功效。 3. 本創作之檢測系統係藉位移裝置、感測器及可程式邏輯控制器，以編碼計算物件經過位移裝置輸送至影像擷取裝置的拍攝位置所需距離，使物件即便是緊湊排列仍能在位移裝置的固定位置供影像擷取裝置進行拍攝。 4. 本創作檢測系統係以影像擷取之視覺檢測方式來取代檢測效果較佳的高階雷射感測器，故能於達成塗膠檢測目的之同時降低產線設備的成本花費。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例，並非用以限定本創作之實施範圍，凡未脫離本創作技藝精神所為之變化與修飾，皆為本創作專利範圍所涵蓋。

綜上所述，本創作確實已突破傳統並具有改良及創新之創作內容且能具體實施，理應符合新型專利之法定要件，爰依法提出專利申請，懇請　鈞局審查委員授予合法專利權，以勵創作，至感德便。

本創作︰ 1:系統 2:位移裝置 21:固定端 3:檢測裝置 31:暗箱 311:通道 312:通孔 32:影像擷取裝置 33:光源 34:判斷系統 341:感測器 342:人機介面 A:物件 A-1:塗膠範圍區域 B:膠水 S:角度

[第1圖]係本創作之立體圖。 [第2圖]係本創作檢測裝置之俯視圖。 [第3圖]係本創作檢測裝置之前視圖。 [第4~6圖]係本創作之使用示意圖。 [第7圖]係本創作待檢測物件之示意圖。 [第8~10圖]係本創作實際檢測之示意圖。

1:系統

2:位移裝置

21:固定端

3:檢測裝置

31:暗箱

311:通道

32:影像擷取裝置

34:判斷系統

Claims

一種點膠視覺檢測系統，包含︰一位移裝置，用於輸送已完成點膠之待檢測物件；一檢測裝置，架設於該位移裝置之固定端，且該檢測裝置包含︰一暗箱，該暗箱內部具深色消光表面，並於該位移裝置輸送該待檢測物件之路徑形成一通道；一影像擷取裝置，設置於該暗箱內部之上方位置，且該影像擷取裝置之鏡頭與該暗箱上方之水平面呈現非垂直的角度，並使該影像擷取裝置於一預訂時間擷取該待檢測物件之影像；一光源，配置於該暗箱內部；以及一判斷系統，該判斷系統包含感測器(sensor)、可程式邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC)以及辨識裝置，該感測器偵測到該待檢測物件後，透過該可程式邏輯控制器以編碼計算該待檢測物件經過該位移裝置輸送至該影像擷取裝置的拍攝位置所需距離，而該辨識裝置係於接收該影像擷取裝置所擷取之影像後分析該待檢測物件之角度與位置並進行修正，再運算該待檢測物件與膠水之間的面積比例，以判斷膠水量是否正常。
如請求項1所述之點膠視覺檢測系統，其中，該可程式邏輯控制器包含一人機介面，並可於該判斷系統判斷該膠水量異常時，透過該人機介面顯示警告訊息。
如請求項1所述之點膠視覺檢測系統，其中，該位移裝置為輸送帶。
如請求項1所述之點膠視覺檢測系統，其中，該暗箱內部塗佈有黑色消光漆。
如請求項1所述之點膠視覺檢測系統，其中，該暗箱上方設有一供該影像擷取裝置穿設之通孔。
如請求項1所述之點膠視覺檢測系統，其中，該光源為可調光之霧面光源。
如請求項1所述之點膠視覺檢測系統，其中，該光源為環型光源。
如請求項1所述之點膠視覺檢測系統，其中，該光源為三組光源，且分別配置於該暗箱之通道二端及該暗箱內其待檢測物件之前方。
如請求項1所述之點膠視覺檢測系統，其中，該辨識裝置係透過二值化判斷該待檢測物件與該膠水面積比例的上下限。
如請求項1所述之點膠視覺檢測系統，其中，該物件可為無反光物件、高反光物件、超高反光物件、透明物件或半透明物件。