雷射感測調光模組於合板缺陷檢測系統之應用

摘要：為因應雷射工業之快速發展以及雷射應用產業之需求，本文提出一種結合雷射感測之曝光調節裝置應用在檢測系統上，此系統針對合板缺陷檢測用。利用線掃描相機擷取透射與反射過合板之白光影像，我們可以很容易分辨Line scan Camera擷取影像之合板缺陷。此外在系統中使用雷射感測曝光調節裝置，對於厚度與表面粗糙度不一的合板缺陷檢測非常有效，此檢測系統可滿足合板製造廠商生產線上等級分類與篩選之需求。

Abstract: The development of industrial lasers and their applications is becoming more and more important. A novel inspection system combining a tunable exposure unit with a laser based detector for inspecting defect of veneers is proposed. With white light transmitting through and reflecting on veneers, clear inspection images can be captured by a line scan camera and then used to detect crack, open holes and blackening. Certain algorithms are applied to precisely distinguish either cracks or blackening from the images. This inspection system is especially effective when the thickness and surface roughness of the veneers is not constant. Furthermore, the system is also useful for controlling quality in the veneer production line.

關鍵詞：雷射應用、合板、線掃描、瑕疵檢測

Keywords：Laser Application, Veneer, Line Scan, Defect Detection

前言
1960~1980年代台灣木製家具業蓬勃發展，也帶動台灣木工機械業的發達，台灣木工機械產業有完整的產業鏈，優良的電子技術，能快速因應客戶要求並提供客製化服務，加以品質好、價格合理，產業實力在國際市場有口皆碑，台灣木工機械產業已發展成完整的產業聚落，技術及產品的質與量突飛猛進。從傳統的木工機械到結合先進科技的CNC機械，以及整廠規劃諮詢等，無論是設計、製造、組裝等方面，其技術、管理，以及行銷等各方面，都已相當成熟。目前台灣木工機械、週邊設備，及刀具等廠商共約300家，大多屬中小型規模。85 %的廠商集中在台灣中部的豐原、神岡、后里、潭子等地，其餘則散佈在台灣北部與南部等地區。是全世界第4大木工機械出口國，僅次於德國、義大利，及中國大陸。

由台灣機械出口資料（表1）顯示，台灣機械產業在出口外銷比例為內銷的三倍，外銷比例將近75 %，這更可顯示木工機這產業在外銷的重要性。木工機的種類繁多，木工機需要高度自動化，台灣木工機競爭力在於交期短，從下單到交貨最短只需1個月至1個半月，最長只需3個月，日本及德國交期至少要半年以上，以往台灣木工機每年出口2百萬台，隨DIY低價木工機移往大陸生產，出口量雖降至1百多萬台，產值卻持續攀升。就台灣對中國、美國及香港的出口值就佔台灣木工機械對外出口值的一半以上，這正可以顯示中國、美國及香港對台灣木工機械產業的重要性；而前十大出口市場合計佔全部出口78.41 %，主要外銷市場是大陸、北美、東南亞、歐聯、東北亞等市場（表2）。

台灣合板產業發展於1940年代末期，當時從菲律賓、印尼等國進口柳安木經加工製造合板外銷，以外材賺外財方式成為對外貿易的開拓先鋒，於1979年達巔峰時期，外銷金額高達4億2千萬美元，為台灣外銷產業第三名，是台灣出口創匯的前十大產業。合板製程中，木片原料是將浸泡於水中保存的原木刨開，形成一片片的薄木片原料，厚度約0.3 mm~4 mm，可進行合板壓製的木片原料必須經過烘乾設備將含水濕度控制在7 %以下，並且依照不同的木片原料表面破損與平整情況將原料木片區分為表面材料、中間夾層版以及背板材料等種類。木片瑕疵目前有裂痕、缺角、貫孔、樹結、雜點、與樹紋漸層過大等，如圖1所示。