工件表面检测方法及应用其工件表面检测方法的系统与流程

本发明涉及一种工件表面检测方法及应用其工件表面检测方法的系统，且特别是涉及一种可检测雾化表面的工件表面检测方法及应用其工件表面检测方法的系统。

背景技术：

为了侦测高反光度待测物表面的缺陷或进行尺寸等量测，常见方式是以消光粉等喷洒在待测物表面，以降低反光，凸显表面缺陷与显出尺寸后，以例如非接触式取像检测方式等，进行待测物表面的检测或量测。然而，此方式必须在检测后将待测物表面上的消光粉完全去除，不仅耗时、困难并且容易导致生产线的污染，故难以广泛应用。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提出一种工件表面检测方法及应用其的系统，可提升量测准确度。

为达上述目的，根据本发明的一实施例，提出一种工件表面检测方法。工件表面检测方法包括以下步骤。提供一待测物一第一环境，第一环境的一第一环境温度高于第一环境的一第一环境相对湿度所对应的一第一饱和温度；提供待测物一第二环境，第二环境的一第二环境温度低于第一环境温度，以使待测物的一本身温度降低至一可雾化温度，其中可雾化温度实质上等于或高于第二环境温度；提供待测物一雾化环境，雾化环境的一雾化环境相对湿度所对应的一雾化饱和温度等于或高于可雾化温度，以雾化待测物的一表面；以及，检测待测物雾化后的表面。

根据本发明的另一实施例，提出一种工件表面检测系统。工件表面检测系统包括一第一空调模块、一第二空调模块、一雾化空调模块及一检测模块。第一空调模块用以提供一待测物一第一环境，第一环境的一第一环境温度高于第一环境的第一环境相对湿度所对应的一第一饱和温度。第二空调模块用以提供待测物一第二环境，第二环境的一第二环境温度低于第一环境温度，以使待测物的一本身温度降低至一可雾化温度，其中可雾化温度实质上等于或高于第二环境温度。雾化空调模块用以提供待测物一雾化环境，雾化环境的一第二相对湿度所对应的一雾化饱和温度等于或高于可雾化温度，以使待测物的一表面雾化。检测模块，用以检测待测物雾化后的表面。

根据本发明的另一实施例，提出一种工件表面检测方法。工件表面检测方法包括以下步骤。提供一待测物一第一环境，第一环境的一第一环境温度高于第一环境的一第一环境相对湿度所对应的一第一饱和温度；提供待测物一气体，气体的一气体饱和温度高于待测物的本身温度，以雾化待测物的一表面；以及，检测待测物雾化后的表面。

根据本发明的另一实施例，提出一种工件表面检测系统。工件表面检测系统包括一第一空调模块、一气体提供器及一检测模块。第一空调模块用以提供一待测物一第一环境，第一环境的一第一环境温度低于第一环境的一第一环境相对湿度所对应的一第一饱和温度。气体提供器用以提供待测物一气体，气体的一气体饱和温度高于待测物的本身温度，以雾化待测物的一表面。检测模块用以检测待测物雾化后的表面。

为了对本发明的上述及其他方面有更清楚的了解，下文特举诸项实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为本发明一实施例的工件表面检测系统的示意图；

图2为本发明一实施例的工件表面检测方法的流程图；

图3为本发明一实施例的温湿度曲线图；

图4为待测物雾化后的表面的实测反射率曲线图；

图5为本发明另一实施例的工件表面检测系统的示意图；

图6为本发明另一实施例的工件表面检测方法的流程图；

图7为本发明另一实施例的温湿度曲线图。

符号说明

10：待测物

10s：表面

100、220：工件表面检测系统

110：第一空调模块

120：第二空调模块

130：雾化空调模块

140：检测模块

141：机械手臂

142：光学式检测器

150：温度感知器

220：气体提供器

220g：气体

a、b：点

c11、c12、c21、c22：曲线

e1：第一环境

e2：第二环境

ea：雾化环境

he1：第一环境相对湿度

hea：雾化环境相对湿度

heg：相对湿度

sp1：第一空间

sp2：第二空间

sp3：雾化空间

s110、s120、s130、s140、s150、s210、s220、s230、s240：步骤

te1：第一环境温度

te2：第二环境温度

ts1：第一饱和温度

tb：本身温度

tsa：雾化饱和温度

tea：雾化环境温度

tgs：气体饱和温度

具体实施方式

请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的工件表面检测系统100的示意图。工件表面检测系统100包括第一空调模块110、第二空调模块120、雾化空调模块130、检测模块140及温度感知器150。

在本实施例中，第一空调模块110、第二空调模块120及雾化空调模块130可分别提供待测物10相异的第一环境e1、第二环境e2及雾化环境ea，以改变待测物10的温度及湿度，并于雾化环境ea时雾化待测物10的表面10s，以提高检测模块140的检测精准度。

在本实施例中，第一空调模块110、第二空调模块120及雾化空调模块130分别连通第一空间sp1、第二空间sp2及雾化空间sp3，以控制此些空间的温度及湿度。在另一实施例中，第一空调模块110、第二空调模块120及雾化空调模块130可分别位于第一空间sp1内、第二空间sp2内及雾化空间sp3内。第一空间sp1、第二空间sp2及雾化空间sp3例如是一生产线中依序配置的三个工作站，或是一实验室的三个不同空间。

在另一实施例中，第一空调模块110、第二空调模块120及雾化空调模块130可以整合成单一空调模块，在此设计下，第一空间sp1、第二空间sp2及雾化空间sp3可以是同一空间，此单一空调模块可在不同时点提供该同一空间不同的温度及湿度。此外，第一空间sp1、第二空间sp2及/或雾化空间sp3可以是密闭空间或开放空间。

图2绘示依照本发明一实施例的工件表面检测方法的流程图。

在步骤s110中，请同时参考图1、图2及图3，图3为依照本发明一实施例的温湿度曲线图。当待测物10位于第一空间sp1时，第一空调模块110提供待测物10一第一环境e1。第一空调模块110可包括温度控制器及湿度控制器，以将第一环境e1的温度及湿度分别控制在第一环境温度te1及第一环境相对湿度he1，其中第一环境温度te1高于第一环境相对湿度he1所对应的第一饱和温度ts1，如此可避免待测物10的表面10s凝结成水滴。换言之，第一环境e1是一低湿环境，如此待测物10的表面10s不会凝结出水滴，进而避免任何水滴在后续制作工艺影响表面10s的雾化均匀度。

进一步举例来说，如图3所示，第一环境温度te1例如是摄氏25度，而第一环境相对湿度he1例如是30％。由于摄氏25度高于相对湿度30％所对应的第一饱和温度ts1，即摄氏6度(水平虚线往左对应到摄氏6度)，因此第一环境e1处在一低湿环境，使待测物10的表面10s不会凝结出水滴。然而，只要待测物10的表面10s不会凝结出水滴即可，本发明实施例不限定第一环境温度te1的数值及第一环境相对湿度he1的数值。

在步骤s120中，如图1及图3所示，移动待测物10至第二空间sp2，第二空调模块120提供待测物10一第二环境e2。第二空调模块120可包括温度控制器及湿度控制器，以将第二环境e2的温度控制在第二环境温度te2，其中第二环境温度te2低于第一环境温度te1，以使待测物10的本身温度tb降低至一可雾化温度。在一实施例中，可雾化温度可高于第二环境温度te2，然也可大致上等于或接近于第二环境温度te2。

在步骤s130中，以温度感知器150，例如是非接触的红外线感知器或其它非接触式温度感知器，来感测待测物10的本身温度tb是否达到可雾化温度。若是，则进入步骤s140；若否，则待测物10继续保持在第二环境e2，直到待测物10的本身温度tb降低至可雾化温度。或者，在另一实施例中，若待测物10的本身温度tb尚未达到可雾化温度，第二空调模块120可降低第二环境温度te2，以让待测物10更快达到可雾化温度。前述的可雾化温度可视雾化环境ea的雾化饱和温度tsa而定，本发明实施例不限制可雾化温度的数值范围。

在步骤s140中，雾化空调模块130提供待测物10一雾化环境ea。雾化空调模块130可包括湿度控制器及温度控制器，以将雾化环境ea的相对湿度及环境温度分别控制在雾化环境相对湿度hea及雾化环境温度tea，其中雾化环境相对湿度hea所对应的雾化饱和温度tsa等于或高于可雾化温度，以雾化待测物10的表面10s。

请再参见图3的温湿度曲线图，以可雾化温度为摄氏17度举例来说，若雾化环境温度tea为摄氏25度，雾化空调模块130可加湿雾化环境ea，让雾化环境相对湿度hea增加至70％(如图3的点a)。如此，相对湿度70％所对应的雾化饱和温度tsa(约摄氏17度)大致上等于摄氏17度，因此可雾化待测物10的表面10s。在另一实施例中，雾化空调模块130可加湿雾化环境ea，让雾化环境相对湿度hea增加至70％以上，如80％(如图3的点b)。相对湿度80％所对应的雾化饱和温度tsa(约摄氏21度)高于摄氏17度，同样也可雾化待测物10的表面10s。此外，前述的雾化环境温度tea也可以是一高于可雾化温度的其它温度值，不限于摄氏25度。

雾化后的表面10s包含数个细微水珠，其直径例如约略为0.1μm(微米)～2μm，使表面10s产生雾化效果。此外无须事先在该表面上涂布疏水剂(hydrophobe)、亲水剂(hydrophile)或荧光剂(fluorescentagent)等，因此本发明确实具有对高反光表面量测作业的正确性与便捷性。

如图4所示，其绘示待测物10雾化后的表面10s的实测反射率曲线图。当待测物10是透光率较差的透明压克力时，依据实测结果，待测物10的表面10s在雾化前的反射率低于20％(如曲线c11所示)，然在雾化后高于20％(如曲线c12所示)。当待测物10是透光率较高的反射片时，依据实测结果，待测物10的表面10s在雾化前的反射率高于80％(如曲线c21所示)，然在雾化后低于80％(如曲线c22所示)。当待测物10的表面10s的反射率调整至一合适检测范围，如介于20％至80％之间，该范围可让检测结果达到一定精准度，且可清楚地检测出表面缺陷。由于本发明实施例的雾化方法可将待测物10的表面10s的反射率调整至20％至80％之间，因此能够提高检测结果的精准度以及检测出表面缺陷。此外，反射率调整后，三维点云(pointcloud)的信号杂讯比(s/n)提高，而提升量测品质。另外，前述反射率实测例如是采用cie1301988规范完成。

在步骤s150中，检测模块140检测待测物10雾化后的表面10s。例如，检测模块140包括机械手臂141及光学式检测器142。光学式检测器142装置在机械手臂141上，以受到机械手臂141的驱动而扫描待测物10的表面10s的三维轮廓或检查表面10s是否具有缺陷。此外，检测模块140可以在雾化空间sp3内检测待测物10，然也可在雾化空间sp3外检测待测物10。

请参照图5，其绘示依照本发明另一实施例的工件表面检测系统200的示意图。工件表面检测系统200包括第一空调模块110、气体提供器220、检测模块140及温度感知器150。有别于前述实施例的工件表面检测方法方式，本实施例的工件表面检测方法是采用气体提供器220提供雾化环境。

图6为依照本发明另一实施例的工件表面检测方法的流程图。

在步骤s210中，请同时参考图7，其为依照本发明另一实施例的温湿度曲线图。当待测物10位于第一空间sp1时，第一空调模块110提供待测物10一第一环境e1。例如，第一空调模块110可包括温度控制器及湿度控制器，以将第一环境e1的温度及湿度分别控制在第一环境温度te1及第一环境相对湿度he1，其中第一环境温度te1高于第一环境相对湿度he1所对应的第一饱和温度ts1。在第一环境温度te1的作用下，待测物10的本身温度tb接近第一环境温度te1，由于第一环境温度te1高于第一饱和温度ts1，因此待测物10的本身温度tb也高于第一饱和温度ts1。由于待测物10的本身温度高于第一饱和温度ts1，因此待测物10的表面10s不会凝结出水滴，进而避免任何水滴在后续制作工艺影响表面10s的雾化均匀度。举例来说，如图7所示，第一环境温度te1例如是摄氏25度，而第一环境相对湿度he1例如是40％，其对应的第一饱和温度ts1为摄氏10度，因此只要待测物10的本身温度tb高于摄氏10度，其表面10s不会凝结出水滴。然，只要表面10s不会产生水滴即可，本发明实施例并不限定第一环境温度te1的数值及第一环境相对湿度he1的数值。

此外，第一环境相对湿度he1可控制在低于外界的相对湿度，以使第一环境e1处在一低湿环境。如此，即使待测物10的表面10s原本具有水滴，也会因为低湿环境的因素而蒸发掉。

在步骤s220中，以温度感知器150，例如红外线温度感知器或其它非接触式温度感知器，来感测待测物10的本身温度tb是否低于气体220g的气体饱和温度tgs。若是，则进入步骤s230；若否，则继续将待测物10维持在第一环境e1，直到待测物10的本身温度tb低于气体220g的气体饱和温度tgs；或者，可降低第一环境温度te1，让待测物10的本身温度tb更快降低至低于于气体220g的气体饱和温度tgs。

在步骤s230中，气体提供器220提供待测物10一雾化环境ea。例如，气体提供器220提供前述气体220g给待测物10。气体220g例如是汽体或是汽体与气体的混合。气体提供器220例如是蒸发器、喷雾器，或是其它可提供不同温度及/或相对湿度的气体的提供器。气体220g的相对湿度heg是以100％为例说明。如图7所示，由于气体220g的气体饱和温度tgs等于或高于待测物10的本身温度tb，因此可雾化待测物10的表面10s。举例来说，气体220g的气体饱和温度tgs例如是摄氏32度，其高于待测物10的本身温度tb，如摄氏25度，因此可雾化待测物10的表面10s。详言之，气体220g的气体饱和温度tgs高于待测物10的本身温度tb，因此气体220g在接触到相对低温的待测物10的表面10s时会冷凝在待测物10的表面10s。气体220g包含数个细微水珠，其直径例如约略为0.1μm～2μm，使表面10s产生雾化效果。

在步骤s240中，检测模块140检测待测物10雾化后的表面10s。例如，检测模块140包括机械手臂141及光学式检测器142。光学式检测器142装置在机械手臂141上，以受到机械手臂141的驱动而扫描待测物10的表面10s的三维轮廓或检查表面10s是否具有缺陷。此外，检测模块140可以在雾化空间sp3内检测待测物10，然也可在雾化空间sp3外检测待测物10。

综上，本发明一实施例提供一种工件表面检测方法提供待测物一干燥制作工艺(如前述第一环境)、一冷却制作工艺(如前述第二环境)及一加湿雾化制作工艺(如前述雾化环境)，在最后的加湿雾化制作工艺中，待测物的表面冷凝出细微水珠(雾化)，此可提升量测准确度。在另一实施例中，非接触式工件表面检测方法提供待测物一干燥制作工艺(如前述第一环境)及一气体，其中气体的气体饱和温度高于待测物的本身温度，使气体在接触到相对低温的待测物的表面后冷凝，以雾化待测物的表面。

综上所述，虽然结合以上诸项实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。