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利用人工智能技術檢測樞紐軸承外觀瑕疵的方法與系統

專利簡介

本案是一套以人工智能(深度學習)檢測樞紐軸承外觀瑕疵的方法與系統,目的在於改善傳統人工或單一角度光學檢測效率不彰、僅能抽檢且容易誤判的問題。在系統運作上,先由入料設備預置樞紐軸承,經輸送帶將其送至檢測位置,再由六軸機械手臂帶動影像擷取模組與光源,從多個不同角度拍攝軸承以取得多角度檢測影像;接著以深度學習訓練而成的瑕疵檢測模型,依據這些影像判斷軸承的瑕疵類型與程度,據以將軸承分類為良品與不良品,最後再由出料設備送出。檢測結果並可於圖形介面上呈現待測物的六面檢測圖、總量、良品與不良品數量與良率,以及孔位異常、定位異常、疊片異常、雷雕異常等檢測項目,從而達成全面檢測、降低人工誤判並提升產線效率的目的。

如何取得專利

本案於初審階段收到審查意見通知函,審查委員引用四件中國專利前案作為引證:引證 1(CN215066100U)為一種 2D 圖像採集設備及軸承三維缺陷檢測裝置,引證 2(CN113884299A)為基於人工智能的滾塑機械故障檢測方法,引證 3(CN113205499A)為基於機器視覺的軸承缺陷模組化檢測裝置與方法,引證 4(CN110632081A)則為基於 2D 及 3D 視覺的軸承外觀檢測設備。審查委員認為,本案全部十項請求項(含第 1、6 項兩項獨立項)所界定的技術內容,已分別為上述引證所揭示,或可由其輕易組合而成,相對於先前技術不具進步性,不符專利法第 22 條第 2 項之規定。

答辯時,首先針對兩項獨立請求項進行修正,將「以六軸機械手臂帶動影像擷取模組,從多個不同的拍攝角度拍攝該樞紐軸承」此一技術特徵明確界定入獨立項,並據此與引證 1 區隔。答辯中指出,引證 1 的相機係固定設置於轉盤正上方,僅能在軸承旋轉時對同一頂面重複拍攝、藉光影差異輔助分析,本質上屬於「二維平面旋轉」的單一拍攝角度,無法在同一程序中取得軸承側面等其他面向的影像;本案則藉由六軸機械手臂帶動影像擷取模組,能真正從多個不同的三維角度拍攝,達成全面性的外觀瑕疵檢測,二者在拍攝角度的技術手段上具有本質差異。

引證1單一拍攝角度與本案六軸機械手臂多角度之比較
左:引證 1 的相機固定於轉盤上方,僅能在同一平面旋轉、單一角度拍攝;右:本案以六軸機械手臂帶動鏡頭,從多個不同角度拍攝。

其次,針對引證 2,答辯中逐段檢視審查意見所引用的段落,指出引證 2 僅揭示判斷軸承的瑕疵「程度」(例如內外環圓周缺陷程度、中心偏移度等量化參數),而完全未揭示判斷瑕疵「類型」的技術內容。答辯中進一步說明,瑕疵「類型」必須同時綜合評估多項參數方能判定——例如須同時評估漏打、移位與歪斜程度,才能判定為雷雕瑕疵——因此縱使引證 2 能取得各項參數的程度,若缺乏一種能綜合判斷的方法,仍無從得到瑕疵類型的結果;而能判斷瑕疵類型,對於統計生產數據、針對數量較多的瑕疵類型改良製程具有實益,是一項重要且具進步性的技術特徵。

此外,針對另一獨立項所對應的引證 4,答辯中亦指出引證 4 係採固定拍攝角度搭配翻轉機構翻面取像,對於非對稱結構的軸承難以適用,與本案以六軸機械手臂多角度取像的手段同樣有別。

引證4以固定角度搭配翻轉機構翻面取像
引證 4 採固定拍攝角度,並以翻轉機構(元件 56)將軸承翻面取像。
非對稱結構軸承無法以翻轉機構翻面
本案可檢測各種非對稱結構的軸承(左);引證 4 的翻轉方式則無法翻轉非對稱軸承(右)。

經由上述修正與逐項論述,說明本案各請求項的技術特徵均未為引證所揭示、亦非所屬技術領域者依引證所能輕易完成,最終獲審查委員認同其進步性。本案經一次審查意見答辯即獲核准公告。

相關文件

上列審查文件檔案均已公開於專利主管機關網站,任何人皆可自行查閱。