本研究計劃旨在研發一智慧型微型鑽頭檢測機，此檢測機可依使用者的設定來規劃檢測路徑與決定檢測項目並 作自動精密定位，而內部資料庫可儲存、管理不同尺寸鑽頭在量測所需的資料。此外，更利用影像檢測分析各種微型鑽頭之幾何形狀，以分類、統計鑽頭之品質。最後，可將全盤量測的結果以RS-232的傳輸方式傳送到現有之自動包裝機上，再針對合格之鑽頭進行包裝之作業。

The purpose of this project is to develop an intelligent microdrills inspection machine. The inspection path can be programmed with a great flexibility and also controlled with a high accuracy. The required specifications for measuring can be managed by inner database system. The geometries of microdrills are obtained by using a machine vision system and the features of microdrills are inspected by using image processing and analysis techniques. As a result, the qualities of microdrills can be determined and classified. Finally, the complete inspection results can be sent to an automatic packing machine by RS-232 communication, and then the good microdrills are packed in this machine.

目 錄
摘 要I
AbstractII
誌 謝III
目 錄IV
圖索引VII
表索引XI
第一章 緒論1
1.1 研究動機與目的1
1.2 文獻回顧3
1.3 本文架構6
第二章 視覺模組8
2.1 光源與照明技術10
2.2 專用之照明系統15
2.3 鏡頭(Lens)21
2.3.1 鏡頭的光學基本原理21
2.3.2 景深(Depth of filed)23
2.3.3 鏡頭的種類與特性25
2.3.4 搭配之鏡頭27
2.4 CCD攝影機28
2.5 影像擷取卡(Frame grabber)30
2.6 影像之比例校正31
第三章 影像處理分析工具與缺陷量測方法33
3.1 像素的座標與角度33
3.2 直方圖工具(Histogram Tool)35
3.3 影像增強處理36
3.3.1 影像反轉(Image negatives)37
3.3.2 對比度擴展(Contrast stretching)37
3.3.3 灰階切片(Gray-level slicing)39
3.4 影像之邊緣偵測定位工具(Caliper Tool)40
3.4.1 投射(Projections)40
3.4.2 濾波(Filtering)43
3.5 影像之辨識定位工具(PatMax Tool)45
3.5.1 影像、圖樣與特徵46
3.5.2 自由度(Degree of Freedom)48
3.5.3 特徵的大小（Size）、圖樣的粒狀度（Granularity）50
3.5.4 圖樣的極性（Polarity）52
3.5.5 PatMax的設定與說明53
3.6 微形鑽頭缺陷的分類55
3.7 微形鑽頭缺陷之量測方法59
3.8 量測流程與結果分類60
第四章 X-Y平台電控模組63
4.1.1 X-Y線性定位平台64
4.1.2 伺服馬達65
4.1.3 驅動器66
4.1.4 控制器68
4.2 伺服運動控制72
4.2.1 伺服控制迴路72
4.2.2 加減速路徑規劃74
4.2.3 實驗數據與結果76
第五章 系統整合79
5.1 檢測分析系統架構79
5.2 檢測分析軟體83
5.2.1 檢測分析系統操作流程83
5.2.2 影像校正模式86
5.2.3 批號、料號資料庫管理模式88
5.2.4 單支檢測模式90
5.2.5 全盤自動檢測模式92
5.2.6 包裝機輸出檔管理模式94
第六章 結論與未來展望96
6.1 結論96
6.2 未來展望97
參考文獻99
附錄A 包裝檔之格式102
附錄B 檢測機實體圖103
作者簡介104

參考文獻
[1]吳健，“台灣印刷電路板產業與未來趨勢”，電路板會刊，第一期，pp.6-14，1998年7月。
[2]Yang Zhaojun, Li Wei, Chen Yanghong & Wang Lijian,“Study for increasing micro-drill reliability by vibrating drilling”, Reliability Engineering & System Safety, Vol.61, No.3, pp.229-233, September 1998.
[3]孫清華，“超小孔徑鑽頭加工之面面觀”，機械技術雜誌 ，第145期，pp.90-95，1997年3月。
[4]郭禮維，”從PCB市場看鑽孔趨勢”，電路板資訊，第78期。
[5]白蓉生，”Kemmer的鑽頭及銑刀技術研討會紀實”，電路板資訊，第4期。
[6]長岡工場，“從PCB鑽頭來看小孔徑加工的現狀和課題” UNION TOOL CO., pp.1-19。
[7]A. Trivedi, P. C. H. Liu, “Machine Vision Processing/Selection in Printed Circuit Board Manufacturing,” Proceedings of the Twenty-Ninth Southeastern Symposium on System Theory, pp.190-194, March 1997.
[8]Moganti, M. & Ercal, F., “Automatic PCB inspection systems”, IEEE Potentials, Vol.14, No.3, pp.6-10, 1995.
[9]Richard E. Amotower, “Low Cost Machine Vision System Extend Manufacturing Application”, WESCON/''93. Conference Record, pp.116-119, 1993.
[10]Chingping Han, Kadel Mazouz & N. Saravanan “A Printed Circuit Board Inspection System Using Artificial Neural Network”, Proceedings SSST, pp238-242, 1993.
[11]陳澤明，“印刷電路板自動化光學檢測系統研製”， 台灣科技大學碩士論文，1998年七月。
[12]Babak H. Khalaj, Hamid K. Aghajian & Thomas Kailath, “Automated Direct Patterned Wafer Inspectioin”, IEEE, pp.266-273, 1992.
[13]Colin Graves, “Machine Vision Reaches Top Gear”, IEE Review, pp.265-267, November 1998.
[14]Georage F. Blackwell, “Machine Vision In The Tire Industry”, IEEE, Vol., No., pp.67-79, 1989.
[15]Stephen Kress,“Machine vision helps bring new medical device to market”, Assembly Automation, Vol.18, No.3, pp.209-212, 1998.
[16]Nello Zuech,“Applying Machine Vision”,Wiley, pp.45-65, 1988.
[17]Novini, A., “Fundamentals of Machine Vision Lighting”, WESCON Conference Record, pp.44 —52, 1993.
[18]Yasuo Nakagawa & Takanori Ninomiya, “The Structured Light Method for Inspection of Solder Joints and Assembly Robot Vision System”, presented at First Int. Symp. Robotics Res., Bretton Woods, NH, 1983.
[19]Takeo Kanade & Thomas M. Sommer,“An Optical Proximity Sensor for Measuring Surface Position and Orientation for Robot Manipulation”, Robot Vision and Sensor Controls, Vol.18, No.3, pp.301-308, 1983.
[20]王大庚，曹培熙譯，”光學儀器叢書”，徐氏基金會。
[21]楊建人譯，”實用通俗光學”，徐氏基金會。
[22]Ramesh Jain, Rangachar Kasturi & Brian G.. Schunck, “Machine Vision”,McGRAW-Hill, pp.112-122, pp.251-253, 1995.
[23]Gray Wagner,“Measuring Accurately”,Wiley, pp.32-37,.
[24]吳成柯，戴善榮，程湘君，雲立貴 譯，“數位影像處理”，儒林書局，pp.163-197，1996。
[25]謬邵綱，“數位影像處理”，全華科技圖書，pp.5.2-5.19，1999年3月。
[26]Tae Hyeon Kim, Young Shik Moon & Chang Soo Han, “An Efficient Method of Estimating Edge Locations With Subpixel Accuracy in Noisy Image”, IEEE Tencon, pp.589-592, 1999.
[27]官志忠，“PCB微形鑽頭電腦輔助檢測系統之研製”， 台灣科技大學碩士論文，2000年七月。
[28]陳賢義，“次像素邊緣尋找在精密齒輪量測的應用”，機械工業雜誌， pp.220-231，1980年5月。
[29]汪光夏，“機器視覺運用”，電路板會刊，第二期，pp.9-20，1998年10月。
[30]彭德保，“電腦視覺於物件檢測之應用”，影像與識別， pp.122-130，1993年9月。
[31]Fu., F., J. & Jain, R., C. , “Pattern Recognition and Computer Vision”, IEEE Computer, pp.274-282, October 1984.
[32]施慶隆，李文猷，“機電整合與運動控制”， 高立圖書公司，pp3-20，1997年。
[33]李建翔，“具有速度及加速度限制之多軸運動控制”， 台灣科技大學碩士論文，1998年七月。