SICK 3D檢測應用多元 速度、精度、彈性三者兼具滿足市場需求
- 劉中興／台北
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檢測是產品品質的把關者，為提供消費者優質使用體驗，製造業者大力導入先進相關技術，尤其是可偵測立體結構的3D檢測，更逐漸成為高科技、電動車、鋼鐵…等產線的重要環節，台灣西克(SICK) 產品經理鄭宇指出，相較於只能檢測平面的2D技術，3D檢測由於增加高度資訊，因此檢測結果更精準，應用層面也更多元。
鄭宇進一步表示，目前市場上的主流產線檢測技術為2D檢測，這類檢測技術是由工業相機、光源、影像擷取卡組成，其運作方式是藉由影像擷取卡分析前端工業相機拍攝的畫面，快速找出產品瑕疵。2D檢測技術發展多年，技術相當成熟，不過應用有其侷限性，大多用於表面有無畫痕、髒污或平面狀態有無變形。
近幾年消費者對產品的品質要求漸高，市場發展出3D技術，用於半導體封裝BGA、晶圓凸塊(Bump)、PCBA接腳、電動車電池模組、熱軋鋼…等產品的立體表面狀態。目前3D檢測技術有兩種，一種是用傳統的影像技術，運作方式是利用特殊感測器架構做出的鏡頭，以結構光偵測物體表面，這種方式的好處是偵測面積大，因此檢測速度也更快，缺點則是易受環境影響，週邊光線或空氣中的大量灰塵，都會導致精度不佳，且攝影機無法隨意調整位置或角度。
第二種技術是線掃描，使用雷射的好處是不易受到環境光影響，並可調整線寬與光波長以達到高精度要求，其運作方式是發射線狀雷射，讓待測物或雷射模組移動，透過物體表面反射的雷射快速計算出立體形狀。如果是採用待測物移動方式，產線可在檢測時仍持續運行，無須停止動作等待，產能可因此提升。
鄭宇指出，SICK深耕自動化技術多年，旗下的工業感測器產品線完整，在3D檢測方面，該公司的ROCC、分體式架構與HDR技術，可組成目前市場上精度最佳、速度最快、彈性最高的解決方案。他接著提到，ROCC(Rapid On Chip Calculation)是SICK的特規CMOS，主要特色是可在工業相機上預處理影影像，這種邊緣運算方式，可讓系統取像速度達到業界最高的46KHz。
分體式設計則可因應不同產線需求提供客製化設計服務，鄭宇表示，一般的一體式設計由於整體架構固定，大多需要產線設計配合檢測架構，但3D檢測的產品差異極大，小從電子元件、大至鐵路軌道都有相關需求，因此應是檢測系統必須能貼合待測物與產業特色，SICK的分體化設計與客製化服務，則可解決客戶困擾。至於SICK的HDR技術，則可在不損失檢測速度的前提下進行多重曝光情，並同時針對高亮及深色的物體表面進行精確的測量，無論是速度或精度，都能滿足客戶需求。
鄭宇透露，SICK獨創的紫光雷射的三角法，其速度為每秒200毫米，檢測精度則達亞微米(Sub-Micro)等級，以晶圓製造業為例，此速度與精度可在平均15秒內完成8吋晶圓全檢，解決以往高精度檢測只能抽檢的特色，對於良率提升極有助益，另外在半導體產品上，紫光有非常穩定的光斑(Light Spot)，且紫光極短波長的特性，使其附著在「高反射」物件上之效果穩定度，高於其他可見光的3～5倍，再搭配特殊旋轉角，就可解決遮蔽問題，讓檢測更全面。
目前SICK的解決方案已被廣泛應用於科技與傳統製造業，科技業產線中，此方案可用於偵測體積細微的錫球與凸塊，鋼鐵業主要用於熱軋鋼上刻印的OCR字元辨識或平面度檢測，軌道交通多用於軌道磨耗、集電弓碳刷磨耗、底盤扣件等檢測。鄭宇表示，3D檢測的應用場域已愈來愈多元，SICK將持續精進產品效能、完善服務品質，協助客戶打造速度、精度兼具的檢測平台。
