多重瑕疵检出的光学检测设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明有关于一种光学检测设备，尤指一种可检出多种表面瑕疵的光学检测设备。
【背景技术】
[0002]观之自动控制技术的发展，可由量产的概念说起。量产为大量生产(MassProduct1n)的缩写，其概念很早即出现于人类的社会，具有低成本、高效率的优点。但量产的实行受制于规格化的先决条件。在规格化尚未能达成之前，量产的对象仅限于低技术、低精密度的产业，如砖块、玻璃等简单产品。随着规格化的普及、分工越细，量产所能处理的对象也同时增多。然而随之精密工业所带来的高规格的需求，对于产品的质量亦需经过严密的检测始可符合一般供应链的标准。是以，如何对产品进行高精密度的检测，以提供高质量的产料输出，为原始设备制造商(Original Equipment Manufacturer, OEM)及原始设计制造商(Original Design Manufacturer, 0DM)们共同的课题。
[0003]精密检测，为自动化产线中极为重要的一环，其不仅涉及产线良率的问题，亦是判定一个产线中整体设备效率(Overall Equipment Effectiveness, 0ΕΕ)的重要指标。随着饥饿营销的商业模式崛起，电子产品已朝向精品化、高单价的形式发展。过往可于检测中被忽略的细小缺陷，于现今标榜高规的产品中已不能被消费者所接受，对于任何肉眼可及的瑕疵(甚或肉眼难以察觉的瑕疵)，均必须于末端检测中被检出。于高精度的需求下，已知的检测设备明显已不能满足OEM及0DM厂商的需求。
[0004]已知的检测设备中，惯以使用多轴移动载台调整待测物品的位置、角度，藉以透过光学仪器对待测物品取像。然而透过多轴移动载台移动待测物品，须于该载台的单一方向移动至定点时，始可进行另一方向的调整，于检测的效率上多有受限，且载台于移动、旋转时容易产生震动，不适合用于精密检测。是以，为提升检测的精密度、增加表面瑕疵的检出率，于自动检测中逐渐采用相对高精密度的多轴机械臂取代忆知的多轴移动载台。有关于多轴机械臂的技术，例如中国台湾第Μ 445176号专利，该专利揭示一种检测装置，包含有影像扫描装置、以及多轴机械臂。该多轴机械臂可拾取待测物品至该影像扫描装置的可视区域范围内旋转该待测物品，使影像扫描装置能对该待测物品进行多面检测。基此，可提升检测过程中的精密度、并提升整体检测的效率。此外，于中国台湾第Μ453145号专利，其揭示一种自动光学检测机结构，是于机架内设有一用以抓取对象的六轴机械手臂，利用该六轴机械手臂进行对象的移动及旋转，并藉由光学检测模块进行表面检测，藉以增加检测作业的便利性。
[0005]又如中国第103728302号专利，揭示一种对象外观的自动检测设备。该自动检测设备包括机架、多轴机械手臂、光学检测模块、置物台、升降机构、及翻转机构。其中，该光学检测模块可藉由该多轴机械手臂带动产生位移及旋转，藉以对对象的外观进行检测，提高检测效率。
[0006]以上均为将多轴机械臂应用于影像检测的实例。另外于中国台湾第Μ454539号专利，揭示一种用于待测物品外观的影像感测装置，包含有影像传感器、承载台、以及影像感测轨道。该承载台用以承载该影像传感器，并于在该影像感测轨道上移动时同时撷取待测物品的影像。其中，该影像感测轨道对应于该待测物品的形状设置，于转折处时可针对该倒角区域等距取像，于拍摄该倒角区域时可维持相同的景深(Depth of field)，减少检测时影像失真的情况。
[0007]以上的前案技术均可有效地提升检测的效率及瑕疵的检出率，惟，所述前案技术于实际上进行检测时，针对特定瑕疵虽然能够具备优秀的检出率，却不足以应付所有可能于待测物品表面上出现应检而未检出的瑕疵。
【发明内容】
[0008]本发明的目的，在于提供一种多重瑕疵检出的光学检测设备，可检出待测物品的表面上所有可能出现的难检瑕疵，藉以有效提升瑕疵产品的检出率。
[0009]为达到上述目的，本发明提供一种多重瑕疵检出的光学检测设备，用于对一待测物品进行多面的检测，其特点是，该光学检测设备包含:多轴机械臂，包含有固定该待测物品的拾取部、以及连接于该拾取部以带动该待测物品移动的机臂，该机臂带动该待测物品沿多维度的方向旋转，并移动该待测物品以进行检测；第一光学检测站，包含有第一待测区、对应于该第一待测区的第一影像扫描装置、以及设置于该第一影像扫描装置及该第一待测区之间并提供均匀光至该第一待测区的第一辅助照明装置，该机臂移动该待测物品至该第一待测区，并旋转或翻转该待测物品以供该第一影像扫描装置检测该待测物品的一个或数个可视平面；第二光学检测站，包含有第二待测区、对应于该第二待测区的第二影像扫描装置、以及设置于该第二影像扫描装置及该第二待测区之间并提供平行面同轴光至该第二待测区的第二辅助照明装置，该机臂移动该待测物品至该第二待测区，并旋转或翻转该待测物品以供该第二影像扫描装置检测该待测物品的一个或数个该可视平面；以及第三光学检测站，包含有第三待测区、对应于该第三待测区的线扫描摄影机、以及对应于该第三待测区一侧并提供侧向线准直光至该第三待测区的第三辅助照明装置，该机臂移动该待测物品至该第三待测区，并旋转或翻转该待测物品以供该线扫描摄影机检测该待测物品的一个或数个该可视平面。
[0010]进一步地，该第一辅助照明装置包含有朝一第一方向提供面光的发光单元数组、设置于该发光单元数组的该第一方向上的扩散板、以及设置于该扩散板之该第一方向上的分光镜，该扩散板将该发光单元数组所提供的面光转换为均匀面光，该分光镜对应于该第一待测区以及该第一影像扫描装置之间，用以将该均匀面光由该第一方向转换为与该第一影像扫描装置的机器视觉方向平行的第二方向。
[0011]进一步地，该第一辅助照明装置进一步包含有设置于该分光镜的该第二方向上的穹形灯，该穹形灯包含有具有弧形曲面的漫射部、设置于该漫射部内并对应至该分光镜的开口、以及一个或数个环设于该弧形曲面周侧并向内朝该弧形曲面方向照射的发光单元。
[0012]进一步地，该第一辅助照明装置为提供该均匀光的漫射光源、穹形灯(dome)、冷阴极焚光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)、或环形焚光灯。
[0013]进一步地，该第二辅助照明装置包含有朝一第一方向提供发散光的单一光源、设置于该单一光源的该第一方向上的准直透镜、以及设置于该准直透镜的该第一方向上的分光镜，该准直透镜将该单一光源所提供的发散光转换为平行光，该分光镜对应于该第二待测区以及该第二影像扫描装置之间，用以将该均匀面光由该第一方向转换为与该第二影像扫描装置的机器视觉方向平行的第二方向。
[0014]进一步地，该第三辅助照明装置包含有提供矩形发散光的线数组光源、以及对应于该线数组光源设置并将该矩形发散光转换为该侧向线准直光的准直透镜。
[0015]进一步地，所述待测区域内的该待测物品的可视平面设定一垂直轴，该线扫描摄影机的机器视觉方向与该垂直轴间的夹角介于10°至45°之间，该第三辅助照明装置所输出的该侧向线准直光的方向与该垂直轴间的夹角介于10°至45°之间。
[0016]进一步地，所述待测区域内的该待测物品的可视平面设定一垂直轴，该线扫描摄影机的机器视觉方向与该垂直轴间的夹角跟该第三辅助照明装置所输出的该侧向线准直光的方向与该垂直轴间的夹角相同。
[0017]进一步地，该第三光学检测站包含有移动式载台，该移动式载台包含有对应于该第三待测区的轨道机构、以及设置于该轨道机构上并藉由驱动装置驱动以移动于该轨道机构上的活动载台，该活动载台上载置有所述线扫描摄影机以及所述第三辅助照明装置，并藉由该驱动装置驱动以朝一扫描路径移动，以藉由该线扫描摄影机拍摄该待测物品的影像。
[0018]进一步地，该第一影像扫描装置为面扫描摄影机。
[0019]进一步地，该第二影像扫描装置为面扫描摄影机。
[0020]本发明的另一目的在于提供一种多重瑕疵检出的光学检测设备，用于对一待测物品进行多面的检测。该光学检测设备包含多轴机械臂、移动式影像扫描装置、第一光学检测站、第二光学检测站、以及第三光学检测站。该多轴机械臂包含有固定该待测物品的拾取部、以及连接于该拾取部以带动该待测物品移动的机臂。该机臂带动该待测物品沿多维度的方向旋转，并移动该待测物品移动以进行检测。该移动式影像扫描装置包含有导轨、设置于该导轨上并藉由驱动装置驱动以移动于该导轨上的移动载具、以及设置于该移动载具上的面扫描摄影机。该移动载具可对应的移动至一第一位置及一第二位置。该第一光学检测站包含有对应于该第一位置的第一待测区、以及设置于该第一位置及该第一待测区之间并提供均匀光至该第一待测区的第一辅助照明装置。该机臂移动该待测物品至该第一待测区，并旋转或翻转该待测物品以供该面