使用机器视觉测量窄下凹特征部的方法_4

文档序号:9476020阅读:来源:国知局
组件22及24相同比例绘制。为方便起见,成像器70展示 为具有与视域80相同的横截面积;然而,在一些实施例中,成像器70具有比视域80面积大 很多的尺寸且使用一放大透镜W揃取间隙20的一影像。 阳078] 在一些另外或追加实施例中,视域80具有比间隙20宽度大的一直径或宽度尺寸 112 (例如与间隙20的第一短轴30共面)。在一些另外或追加实施例中,宽度尺寸112比 间隙20宽度大至少两倍。在一些另外或追加实施例中,宽度尺寸112比间隙20宽度大至 少=倍。在一些另外或追加实施例中,宽度尺寸112比间隙20宽度短五倍。 阳0巧]在一些实施例中,视域80可具有介于1ym与5000ym之间的宽度尺寸112。在一 些实施例中,宽度尺寸112短于2000ym且大于1ym。在一些实施例中,宽度尺寸112短 于1000m且大于5ym。在一些实施例中,宽度尺寸112短于500ym且大于5ym。在其它 实施例中,宽度尺寸112短于250ym且大于5ym。在又其它实施例中,宽度尺寸112短于 100ym且大于5ym。在又其它实施例中,宽度尺寸112短于50ym且大于5ym。在一些其 它实施例中,宽度尺寸112可大于5000ym。
[0080] 在检查过程的一些实施例中,工件26定位在一检查台的一检查区域中,因此间隙 20在成像器70的视域80内对准。此操作可通过一工件处理或定位系统予W执行。在一些 另外或追加实施例中,检查台包含一个或多个导引壁(未示出)W邻接工件26的外表面, 例如外壳组件24的外表面。在一些另外或追加实施例中,工件26可经重力馈送至检查台 中W邻接导引壁。在一些另外或追加实施例中,工件可在一指引夹具上(例如通过一传送 带或一装载或卸载系统传送)移动至检查位置,且工件可预对准到指引夹具或在检查的前 对准。在一些另外或追加实施例中,可使用一光学对准系统W判定工件26是否充分对准用 于检查,且工件处理或定位系统可调整工件26相对于视域80的位置。
[0081] 在一些另外或追加实施例中,检查模块42或成像器70可通过一模块定位系统移 动W与工件26之间隙20对准。在一些另外或追加实施例中,一工件处理及定位系统与模块 42的一定位系统协作使用。在一些另外或追加实施例中,工件26定位在一检查台中使得多 个间隙位置(例如间隙位置201至208)与多个检查模块42(例如模块421至428)对准。 在一些另外或追加实施例中,每个线性间隙20的至少一个间隙位置(201、203、205、207)对 准W待检查。在一些另外或追加实施例中,每个线性间隙20的至少两个间隔开的间隙位置 (201至208)对准W待检查。在一些另外或追加实施例中,工件26的每一侧使用至少一个 检查模块42。在一些另外或追加实施例中,工件26的每一侧使用至少两个检查模块42。
[0082] 图3A是其中间隙位置201至208与多个各自模块421至428的视域80对准W容 许同时检查多个间隙201至208的一实施例的俯视图。在一些另外或追加实施例中,间隙 位置201至208中的一些横向对准。在一些另外或追加实施例中,间隙位置201至208的 每者定位于一单独成像器70的一视域80内。在一些另外或追加实施例中,一成像器70可 经定位(例如)在线性对准间隙位置201至208的两者间,因此成像器70的视域80可通 过一分光镜用多数个折迭镜沿着发散成像路径被转向,使得两个或两个W上间隙位置201 至208可通过成像器70上的不同成像域同时成像。关于分光镜及发散成像路径的使用的 详细信息可见于美国专利第8, 322, 621号中,其正文W引用方式并入本文中。
[0083] 图3B是其中组件22相对于组件24未对准使得间隙20在间隙位置201至208处 的宽度不同的一实施例的俯视图。测量多个间隙位置201至208处的间隙获得了关于组件 22相对于组件24未对准的性质的信息,因此可校正该未对准或因此在不满足质量标准的 情况下可使工件26不合格。
[0084] 图4A至图4D是工件26的组件22与组件24之间的间隙20的先前技术影像,其 经由区域照明照亮,该区域照明的福射图案基本上照射形成间隙20的各自组件22及24的 整个上表面52及54。习知地,区域照明由正好定位在工件26上方的一圈点光源所供应。 此照明系统易产生阴影且造成噪音。如影像中图标,间隙20底部56可使用区域照明予W 成像,但底部56与相邻组件22及24之间的对比度低,阻碍精确判定侧壁32及36的位置, 借此阻碍精确判定间隙20的宽度。
[00化]图5A是经由方向照明照亮的工件26的组件之间的间隙20的一影像,该方向照明 的福射图案100基本上仅照射成像器70的视域80内的间隙20。图5B是经由方向光照亮 的工件26的两个邻接组件22及24的一影像,该方向光的福射图案基本上照射成像器70 的视域80外部的工件26。此等影像通过W关于图2A至图2F描述的方式照亮工件26且接 着使用成像器70揃取反射光的影像而获得。如图5A及图5B中所示,间隙20底部56与相 邻于间隙20的组件22及24的上表面52及54之间的对比度比图4A至图4D中所示的对 比度高,使得更易于在充分判定间隙20的宽度。
[0086] 虽然通过使用多个方向光形成的影像极大改良了间隙20与组件22及24之间的 对比度,但在一些情况下,间隙20底部56处的微粒或表面不完整性可使底部56的影像显 得不均匀。
[0087] 为了提高间隙宽度测量的可靠性及精确度,由成像器70揃取的影像可经空间整 合W改良间隙20底部56与相邻于间隙20的工件26区域之间的成像对比度差,且确保成 像对比度差大得合适且沿着间隙20长度是均匀的。
[0088] 在一些另外或追加实施例中,空间整合可使用已知数学及/或软件技术予W实 施。举例而言,在一些另外或追加实施例中,成像器70包含沿着列及行的像素数组,其传送 影像的灰阶或强度信息。该灰阶或强度信息可通过像素列分组W利于判定边缘34与38之 间的间隔。分析可包含W相对于长轴成一角度来将像素列分组,W及平行于长轴46将像素 列分组,W判定间隙20的边缘34及38是否相互平行。
[0089] 对于一些另外或追加实施例,间隙20经分析W判定一给定工件26的间隙宽度是 否全部具有落入预定范围内的值。在一些另外或追加实施例中,可接受的间隙宽度是从 Oym至250ym。在一些另外或追加实施例中,可接受的间隙宽度是从Oym至200ym。在 一些另外或追加实施例中,可接受的间隙宽度是从0ym至150ym。在一些另外或追加实施 例中,可接受的间隙宽度的预定范围是从10ym至175ym。在一些另外或追加实施例中,可 接受的间隙宽度的预定范围是从20ym至150ym。在一些另外或追加实施例中,可接受的 间隙宽度的预定范围是从30ym至125ym。在一些另外或追加实施例中,可接受的间隙宽 度的预定范围是从40ym至100ym。
[0090] 在一些另外或追加实施例中,对比度可经加权或转变成一位双调影像。在一些另 外或追加实施例中,灰阶可被指定在从0至1的色标,其中零表示黑色且1表示白色(或相 反)。在一些另外或追加实施例中,灰阶可被指定在从0至100的标度。在一些另外或追加 实施例中,灰阶可被指定在从0至256的标度。在一些另外或追加实施例中,灰阶可使用8 位、16位或32位予W执行。在一些另外或追加实施例中,灰阶可并入色度数据。
[0091] 在一些另外或追加实施例中,间隙20与边缘34及38之间的对比度大于50%。在 一些另外或追加实施例中,间隙20与边缘34及38之间的对比度大于75%。在一些另外或 追加实施例中,间隙20与边缘34及38之间的对比度大于80%。在一些另外或追加实施例 中,间隙20与边缘34及38之间的对比度大于90%。
[0092] 在一些另外或追加实施例中,像素群组的灰阶或强度信息可经平均化。像素群组 的平均可接着被相互比较W利于判定边缘34与38之间的间隔。举例而言,较亮强度列将 比较暗强度列具有更大且更易于辨别的对比度。
[0093] 在一些另外或追加实施例中,工件26与成像器70之间沿着长轴46的相对移动可 在成像器70揃取影像时执行W利于判定边缘34与38之间的间隔。在一些另外或追加实 施例中,成像器70可被固定在一位置且工件26可移动。在一些另外或追加实施例中,工件 26可被固定在一位置且成像器70可移动。
[0094] 图6图标类似于图2中示意性图示的一工件26的组件22与24之间的间隙20的 一空间整合影像。为了方便或参考,空间整合影像用图2B的工件的截面图的对准示意图覆 盖。空间整合影像通过W关于图2描述的方式照亮间隙20底部56且沿着长轴46的一部 分移动检查系统44的模块42而获得,如先前论述。如所示,间隙20底部56与相邻于间隙 20的工件26的各自组件22及24的边缘34及38之间的对比度比图4或图5中所示的对 比度高,进一步利于判定间隙20的宽度。
[00巧]参考图1,组件22及24可经组装使得组件22的上表面52可具有的高度可与组件 24的上表面54的高度相同或不同。在一些另外或追加实施例中,检查系统44可经调适W 照亮并揃取影像来判定上表面52与54之间的高度差化」。在一些另外或追加实施例中,上 表面52与54之间的高度差可被视为组件22的上表面52在组件24的上表面54上方的突 出部120。黏附层28(或其它组装步骤或过程)中的厚度变动或缺陷可造成上表面52中的 高度改变。此等高度变动可被人肉眼所见或可由人触摸辨别且可减损工件26的装饰吸引 力。
[0096] 将了解本文仅举实例针对可由检查系统44照亮及成像的不同特征部介绍间隙20 及突出部120。此外,一特征部可指一个或多个裂缝、凸块、间隙、脊状物、沟渠、孔桐、狭槽、 纹理、表面抛光物、可见标记或类似物或其组合。在一些另外或追加实施例中,不同特征部 中的两个或两个W上定位在横切面上。在一些另外或追加实施例中,无法从一单一方向充 分观察到不同特征部。此外,在一些另外或追加实施例中,仅可从不同方向
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