車燈遮光罩上要裝一個小零件，再鎖 2 顆螺絲。動作很簡單，一天重複幾百次，問題就跟著出現：零件忘了裝、裝成背面朝上、左駕（LHD）和右駕（RHD）版本裝反、螺絲沒鎖到底。這些錯誤單看一件都不難發現，但放在快節拍的產線上，靠人眼一件一件看，很難保證一件都不漏。這篇用一個實際評估中的車燈零件鎖附案例，說明視覺檢測怎麼一站把這些問題抓出來。
要抓的 5 類問題
- 缺裝：零件根本沒裝。
- 翻面：零件背面朝上裝進去。
- 版本不符：LHD／RHD 裝錯，和工單不一致。
- 螺絲異常：螺絲缺、型號錯、歪斜。
- 高度異常：螺絲浮鎖、零件單邊翹起。
前 4 類從正上方就看得出來，最後一類是高度問題，從正上方幾乎看不出差別。這決定了相機要怎麼擺。
一俯一斜，兩支相機分工
- 俯視相機 CAM1：5MP 彩色相機加 16 mm 鏡頭，距零件約 840 mm，視野約 300 × 225 mm。負責「有沒有、對不對」：定位、缺裝、翻面、版本、螺絲。
- 斜視相機 CAM2：5MP 黑白相機加 35 mm 鏡頭，斜 35° 看零件，視野約 80 × 60 mm。負責「平不平、鎖到底沒有」：螺絲浮鎖、零件翹起。
搭配的設備包括：環形光加四分區條光、頻閃分時點亮（一次循環拍多張不同打光的影像，各取所長）；V 型定位加定位銷的治具，讓每次擺放位置一致；黑色遮光罩隔絕環境光；電動起子輸出鎖附計數與扭力 OK 訊號。滑牙、扭力不足這種影像看不到的問題，交給起子把關，不硬要相機去猜。
整個檢測循環約 1 秒：放外殼 → 放零件 → 鎖 2 顆螺絲 → 起子 OK 加治具到位自動觸發 → 兩支相機取像 → 判定 → OK 放行，NG 亮紅燈，零件放進 NG 盒才能做下一件。
每一類問題怎麼抓
缺裝：和「空殼」比相似度
把螺絲柱附近的區域和一張「空殼」標準影像比對。沒裝零件時，兩者幾乎一模一樣（相似度 1.00）；有裝零件時，相似度降到 0.46 以下，差距非常明顯。
翻面：看肋條紋理
零件正面有一排水平肋條，背面是平的。計算這一塊的「肋條紋理強度」，正面約 23–28，背面只有 4–6，差了約 4 倍，一個門檻就分得開。
版本不符：看零件方向，不讀刻印字
零件上有刻印字標示版本，很直覺會想到「讀字」。但實際拍下來，字高只有約 1.5 mm，又是和零件同色的淺浮雕，影像中拍不清楚，讀字的分數和背面、空殼的分數分不開，不能拿來判定。
換個角度看：這個零件轉 180° 安裝，就是另一個版本（箭頭朝右是 LHD、朝左是 RHD）。所以只要判斷零件的方向，再和工單帶入的版本比對就好。系統用「0° 樣板」和「180° 樣板」各比一次，分數高的就是實際方向。如果將來遇到外形完全相同、只差刻印的料號，再評估加一支近拍相機專門讀字，這在導入的第一階段用實驗決定。
螺絲異常：亮點、十字槽、頭部輪廓
在每個螺絲位置檢查有沒有金屬亮點、十字槽、頭部直徑與顏色，判斷螺絲缺不缺、型號對不對；歪斜則看螺絲頭的輪廓。扭力和滑牙交給電動起子的訊號。
浮鎖、翹起：斜著看，高度變位移
從正上方看，零件浮高 0.3 mm 幾乎沒有變化。斜視相機從 35° 看過去，高度差會變成影像中的上下位移：0.3 mm 浮高約移動 5–6 像素，和 OK 樣本的上緣位置比較就能判斷。如果客戶需要量出確切的浮高 mm 數，可以再加裝結構光 3D 感測（Z 解析 ≤ 0.05 mm）。
拍得穩，比演算法更重要
從客戶提供的樣本照片，我們先看到幾個取像上的問題，這些不先解決，演算法再好也不穩：
- 擺放偏移、旋轉：徒手擺放偏移可達 80 像素、旋轉約 2°。用治具粗定位，加上軟體特徵對位，讓所有檢查區域跟著外殼走。
- 視野太緊：外殼幾乎塞滿畫面，上下只剩約 40 像素。視野放大到 300 × 225 mm，保留擺放餘量。
- 反光、陰影、色偏：螺絲反光、凹槽陰影、環境光偏暖。用遮光罩加頻閃光源，環形光、條光分時各拍一張。
- 斜視景深不夠、視線被擋：斜看時零件前後深度差約 14 mm，超過鏡頭景深，用 Scheimpflug 傾斜轉接環讓對焦面貼合零件；外殼凸台和殼壁會擋住視線，斜視方向要實拍後定案。
規則和 AI 怎麼分工
- 規則判定：上面每一類問題都有明確的特徵和門檻，判定結果講得出原因，上線第一天就能用。
- AI 判定：分類模型辨識各類缺陷；異常偵測模型只用 OK 樣本訓練，專門抓「沒看過的異常」，例如異物、破損。
- 兩軌併用：任一軌判 NG 就是 NG；兩者意見不同時標記人工複判，影像回收再訓練。
- 大型語言模型只放在離線工作：NG 說明、標註輔助、日報與週報，不放在線上判定，確保結果穩定、可重現。
每一件都留下影像、分數和 NG 原因，可以串接 MES，出問題時查得到是哪一件、為什麼判 NG。
目前驗證到哪裡
我們用客戶提供的 5 張實拍組裝樣本（OK、反向、翻面 2 張、缺裝）驗證檢測原理，5 張全部判對。但要老實說：5 張樣本太少，只能證明方法可行，正式的準確率要在收集足夠樣本後才能驗證。
因此我們建議的驗收標準（需和客戶確認）是：
- 漏檢 0 件（驗證集至少 300 件 NG）
- 誤判 ≤ 0.5%
- 同一件重複取放，判定一致 100%
- 每件判定 ≤ 1.0 秒
導入流程
- P0（1–2 週）：尺寸量測、打光與斜視角度實驗、讀字實驗
- P1（2–3 週）：治具、機架、相機與光源安裝
- P2（2–3 週）：收樣、門檻調整、AI 訓練
- P3（2 週）：產線試跑，串接 PLC、電動起子、MES
- P4：量產與持續學習
導入前，先準備這些資料
如果您的產線也有類似的組裝檢查需求，先準備好下面這些資料，評估會快很多：
- 外殼與零件的圖面、實際尺寸
- 螺絲規格與浮鎖允收值（mm），決定要不要加 3D 感測
- 各版本怎麼區分，以及工單的版本資訊從哪裡帶入
- 有沒有外形相同、只差刻印的料號（決定要不要讀字）
- 工站形式、節拍要求、MES 介面
- 樣品：OK 與各類 NG，最好包含浮鎖限度樣品（例如 0.2／0.3／0.5 mm）
看 3D 工作站配置與完整方案簡介
這個案例的 3D 互動工作站頁面（可旋轉查看相機、光源、治具位置）和方案簡介 PDF，都放在案例頁：
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