臺灣博碩士論文加值系統

　　　　　　　　　　　　　　　　　　摘 要
射出成型中，因模具設計不良，易產生局部缺陷，造成不良品。傳統檢驗方式為人工視覺辨視，不但檢驗速度慢，且容易產生人為判斷誤差。本研究是利用影像系統發展塑膠件檢測機構，並配合NI及LABVIEW軟體發展線上量測介面。期望能建構優質快速的檢測系統，並取代準確度低之人工的視覺量測。
本研究之視覺檢測系統利用CCD擷取影像，配合X-Y平台移動，以模擬射出件於生產線上之檢測。在影像處理中使用之方法有:影像旋轉、影像定位、殘影處理、樣本比對(Pattern match)及輪廓搜尋法等。在控制方面藉由PC3的控制器，利用LABVIEW中的VISA儀器控制協定來下指令於PC3控制器來驅動X-Y平台的移動和定位。故由本系統之簡易介面，可執行準確之樣品之比對及尺寸之量測之動作。
本論文結合平台的移動速度、移動距離、及影像處理系統，做最佳之系統整合。經本論文實驗驗證，檢測系統做樣本之比對及測試，其穩定性及可靠度皆在98%以上。本系統優於外購之檢測系統，可提供廠商做多樣商品之線上檢測。
關鍵字：視覺檢測、影像處理、影像比對、可靠度。

　　　　　　　　　　　　　　　　　Abstract
It’s easy for companies to produce the defects, splits and failed products in the injection process because of poor mold design. The traditional inspection way was manual vision examination. It not only had lower speed inspection, but also manual inspection error. This research utilizes the image vision system to develop a plastic parts inspection mechanism. This system applied NI and LABVIEW software to develop an on-line inspection interface. Therefore, an excellent and rapid inspection system was established and could replace lower accuracy of manual inspection.
The vision inspection system use CCD to capture the image, and X-Y table to move the parts that need to inspect. It can simulate on-line injection parts inspection. The image treatment had many methods such as image rotation, image positioning, ghost image treatment, pattern match and contour searching. This system was controlled by PC3 controller, VISA instrument control agreement in LABVIEW give order that PC3 controller drive the X-Y platform to move and locate. This system has a friendly interface; it can make precise identification of the products and dimension measurement.
This paper combine X-Y platform with image treatment system to set up an optimal vision integration system for parts inspection. This system was verified via practical comparison of specimen and parts, its stability and reliability are over 98%. Thus, this system is superior to other systems; it is rapidly and precisely for companies to inspect various parts on-line.

Keyword: vision inspection, image process , image match, reliability

中文摘要 ……………………………………………………………… ⅰ
英文摘要 ……………………………………………………………… ⅱ
目錄 ……………………………………………………………… ⅲ
表目錄 ……………………………………………………………… ⅶ
圖目錄 ……………………………………………………………… ⅷ
第一章 緒論………………………………………………………… 1
1.1 簡介………………………………………………………… 1
1.2 研究目的…………………………………………………… 2
1.3 文獻探討…………………………………………………… 3
1.3.1 影像檢測…………………………………………………… 3
1.3.2 射出成型與模具…………………………………………… 6
1.3.3 本研究和別的研究之差異性……………………………… 6
1.4 研究方法…………………………………………………… 7
1.5 論文架構…………………………………………………… 8
第二章 理論分析…………………………………………………… 10
2.1 影像處理…………………………………………………… 10
2.1.1 影像處理介紹……………………………………………… 10
2.1.2 比對方法…………………………………………………… 13
2.1.3 影像量測原理……………………………………………… 14
2.2 虛擬儀表軟體架構………………………………………… 15
2.3 影像感測器原理…………………………………………… 16
2.4 光電感應器………………………………………………… 19
2.5 射出件與模具……………………………………………… 20
2.5.1 射出成型原理與流程……………………………………… 20
2.5.2 模具之基本結構…………………………………………… 22
2.6 射出件損壞之分析..………………………………………. 24
2.6.1 成形品外觀不良原因與對策……………………………… 24
第三章 實驗設備…………………………………………………… 33
3.1 硬體設備…………………………………………………… 33
第四章 影像檢驗系統……………………………………………… 39
4.1 比對檢驗系統……………………………………………… 39
4.1.1 影像檢驗比對系統軟體設計……………………………… 39
4.1.2 影像旋轉及影像定位……………………………………… 41
4.1.3 殘影處理…………………………………………………… 43
4.1.4 相似度……………………………………………………… 45
4.1.5 比對檢驗介面……………………………………………… 46
4.1.6 比對影像處理流程………………………………………… 49
4.2 影像量測系統……………………………………………… 51
4.2.1 影像檢驗量測系統軟體設計……………………………… 51
4.2.2 像素間基本關係…………………………………………… 52
4.2.3 影像校正…………………………………………………… 54
4.2.4 影像邊界檢測……………………………………………… 55
4.2.5 量測介面…………………………………………………… 57
4.2.6 量測影像處理流程………………………………………… 58
4.3 不良率……………………………………………………… 60
4.3.1 常態分配…………………………………………………… 60
4.3.2 不良率管制圖……………………………………………… 61
4.3.3 不良率管制圖管制界限之計算…………………………… 62
第五章 結果與分析………………………………………………… 65
5.1 操作介面…………………………………………………… 65
5.1.1 建立比對樣本介面………………………………………… 65
5.1.2 比對檢測介面……………………………………………… 66
5.1.3 尺寸量測介面……………………………………………… 66
5.2 實務測試…………………………………………………… 67
5.2.1 影像檢驗系統比對之測試………………………………… 68
5.2.2 影像檢驗系統量測之測試………………………………… 70
5.3 評估方式…………………………………………………… 73
5.3.1 假設檢定…………………………………………………… 73
5.3.2 檢定方法…………………………………………………… 73
5.3.3 二項分配…………………………………………………… 75
5.3.4 信賴區間…………………………………………………… 75
5.4 結果分析…………………………………………………… 76
5.4.1 影像檢驗系統比對可靠度測試結果……………………… 76
5.4.2 影像檢驗系統比對檢驗可靠度評估……………………… 76
5.4.3 影像檢驗系統比對檢驗準確度測試結果………………… 77
5.4.4 影像檢驗系統比對檢驗準確度評估……………………… 77
5.4.5 程式顯示結果……………………………………………… 77
5.4.6 影像檢驗系統量測系統可靠度測試結果………………… 78
5.4.7 影像檢驗系統量測系統可靠度評估……………………… 78
5.4.8 影像檢驗系統量測系統準確度測試結果………………… 79
5.4.9 影像檢驗系統量測系統準確度評估……………………… 79
第六章 結論………………………………………………………… 81
參考文獻 ……………………………………………………………… 82
附錄一 比對系統可靠度結果……………………………………… 85
附錄二 比對系統準確度結果……………………………………… 91
附錄三 量測系統可靠度結果……………………………………… 94
附錄四 量測系統準確度結果……………………………………… 96
簡歷 ……………………………………………………………… 98

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