手机保护面板之自动化光学检测系统 - AOIEA 自动光学检测设备联盟.PDF

手機保護面板之自動化光學檢測系統 黃凱豐 唐永新 台灣科技大學 台灣科技大學 M9603221@mail.ntust.edu.tw ystarng@mail.ntust.edu.tw 摘要 本研究之系統為一光機電整合系統，以 90 度分度之圓盤式工作站模式帶動檢測面板，在取像設 計上將正背光源與攝影機合併於同一站，透過軟體整合機構、電控及影像模組，並開發影像演算法及 人機介面，藉由機器視覺技術，針對手機保護面板中的針孔、粉塵、Logo 異常及刮痕等，進行瑕疵 檢測。影像處理依光源種類，可分為背光影像處理及正光影像處理兩大步驟；背光影像中以檢測針孔 瑕疵為主，藉由邊緣偵測得到外圍輪廓座標，依座標值建構出虛擬邊界，以便將邊緣針孔與背景分離， 最後使用二值化及顆粒分析，定義出針孔瑕疵；正光源影像處理中，藉由圖形匹配技術來判別 Logo 異常與否，並將面板分割為透明與塗料區，藉由二值化、形態學、顆粒分析及相關判別式，定義出粉 塵與刮痕之瑕疵。 關鍵字：機器視覺，影像瑕疵檢測，手機面板瑕疵檢測 壹、前言 通訊科技的發達，手機已成為全球最普遍的通訊工具，手機市場不斷的蓬勃發展且出陳更新，手 機產業每年產能相當驚人！本研究探討的主題為手機螢幕最外層之手機保護面板，保護面板主要成分 為 PMMA 壓克力材質，採用印刷油墨技術將塗料印製於面板上，過程中會因壓克力表面髒汙造成油 墨無法吸附，或油墨噴嘴溫度控制不均造成脫墨之現象，亦或在搬運過程中的外在環境所造成的瑕疵 缺陷。 表 1: 瑕疵分類表 1 有鑑於此，生產線上的品管必須針對面板瑕疵做檢測。目前生產線上仍然採用大量人工目測之方 式來檢測面板瑕疵，採用人工檢測，一來必須花上至少一段時間才能訓練出一個檢測員，再者長時間 的專注在檢測作業上，對人類眼睛來說是個相當耗費眼力與時間的工作，且人工檢測並無法保證其檢 測之準確度。 本研究旨在發展一手機保護面板之自動化光學檢測系統，藉由充分整合視覺、機構、電控與軟體 四大領域技術，如圖 1.3 ，研發出一套可落實應用於生產線上之自動化檢測系統，以取代人工檢測， 提升檢測速度與品管品質，創造更高的市場競爭力。 圖 1: 系統核心圖 貳、研究方法 本研究架構，包括機構模組、電控模組、取像模組、視覺處理模組等，最後透過程式語言整合系 統軟硬體，開發出一套人機操作介面。 一、 機構模組 機構模組包括馬達圓盤模組(1) 、正光源模組(2) 、背光源模組(3) 、CCD 機構模組(4 )，如圖 2所示。 馬達圓盤模組由步進馬達、圓盤治具及 L 型支架所組成，圓盤治具上每隔 90 度之方形中空凹槽為固 定面板用，藉由步進馬達帶動圓盤，達到 90 度定位之分度動作。 光源設計上，正背光源與 CCD 結合於一個站別中，當面板進入檢測站別後，依序先拍攝背光影 像，拍攝完畢後由氣壓缸帶動擋光片，接著開啟正光源並拍攝正光影像，即完成正背光影像之擷取， 依此流程循環。此光源之設計方式，與傳統兩站式的擷取方式比較，除了只需用到一隻 CCD 即可擷 取到所需之影像資訊，更能確保兩張影像之面板影像定位點一致，簡化後續影像處理程序。 2 4 2 1 3