該制造商目前探測瑕疵的方法是通過一位操作人員對(duì)高射投影儀投射到墻上的圖像作出評(píng)估來實(shí)現(xiàn)的。該操作員要在膜片上圈出瑕疵,再將膜片放到附有膠片相機(jī)的顯微鏡下對(duì)其進(jìn)行拍攝,然后根據(jù)其他經(jīng)過校準(zhǔn)的照片來評(píng)估瑕疵區(qū)域的范圍大小,并把所有信息記錄在一份手寫日志里,接著,再把照片按瑕疵的類別保存到“相冊(cè)”里。整個(gè)流程十分費(fèi)時(shí)而且只能偶然為之,因?yàn)橐粋€(gè)人在其8小時(shí)的工作班次里,連10個(gè)樣本也不見得能完成。
National Instruments公司的PXI IMAQ 1422板
顯示為亮點(diǎn)的瑕疵
MicroCraft修改了這家制造商原來的測試工序,布置了一個(gè)正交偏振光場,并引入了視覺和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。這樣一來,材料里原本均衡的聚合物鏈一旦發(fā)生扭曲就會(huì)顯示為一個(gè)亮點(diǎn),這就是瑕疵。操作員會(huì)在兩臺(tái)視野不同放大倍數(shù)不同的相機(jī)(分別為廣角×0.3倍和窄角×6.
首先,將一塊表面覆有偏光板的背光桌面放到2軸直線導(dǎo)軌系統(tǒng)上,以控制該制造商的8英寸直徑樣品的移動(dòng)和照明。所有的運(yùn)動(dòng)、圖像控制和數(shù)據(jù)采集是由一塊National Instruments公司的PXI-7324動(dòng)作板和兩塊PXI IMAQ板統(tǒng)一控制的。
在操作員把樣品正確定位后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)掃描其16個(gè)2平方英寸的“象限”。操作員通過廣角相機(jī)來尋找瑕疵。在通過視覺分析虛擬工具(VI)確定一個(gè)疑似瑕疵的中心點(diǎn)后,PXI系統(tǒng)會(huì)繼續(xù)移動(dòng)桌面以保證每個(gè)可能的瑕疵都在高放大倍數(shù)的視野內(nèi)出現(xiàn)過。在此期間,系統(tǒng)會(huì)使用多個(gè)圖像分析VI來應(yīng)對(duì)常見的透鏡問題,譬如枕形失真。同時(shí),動(dòng)作分析VI則能通過計(jì)算,制定出能不差分毫地將瑕疵區(qū)域直接定位于窄角相機(jī)下的算法。
當(dāng)操作員將窄角相機(jī)移動(dòng)到受懷疑的區(qū)域時(shí),一幅清晰的實(shí)時(shí)圖像就會(huì)出現(xiàn)。如果只是一粒灰塵,操作員可以立即刪除這個(gè)畫面,否則他就需要將該瑕疵歸類并對(duì)其范圍、長、寬進(jìn)行精確的測量。窄角相機(jī)的分辨率由National Instruments公司的機(jī)器視覺系統(tǒng)Vision Builder實(shí)時(shí)計(jì)算所得,最高可達(dá)美國空軍標(biāo)準(zhǔn)的1.17微米/像素超高分辨率。在如此高精度的分辨率幫助下,系統(tǒng)完全可以實(shí)現(xiàn)制造商所提出的對(duì)10-100微米范圍內(nèi)的瑕疵進(jìn)行探測并確定其數(shù)量的要求。現(xiàn)在,每件樣品的檢查只需大約15分鐘就能完成一個(gè)操作員每班次能夠檢測多達(dá)30件樣品。