當前產業隨著時代潮流的不斷進展及工業4.0的迅速蓬勃發展,落實設備自動化、製造資訊即時監控、大數據分析及結合物聯網系統達成建構所謂智慧工廠已是目前全球產業尤其是製造業必要的發展趨勢與方向,其最終目的在於提升生產效率、良率、降低人力成本與錯誤率,藉由結合智能感測設備的監控與收集相關的品質檢測資料,達成即時監控預防突發異常不良進而提升良率降低不良損耗成本,在現今國內外已經有些一些產線案例採用成熟的 XRF檢測 技術,應用在品質的控管與快速的物料篩選。
【建構XRF自動化檢測架構有幾項要素】
1. XRF檢測探頭
檢測探頭主要由X-Ray光管及螢光檢測器所組成,依據檢測待測物的特性X-Ray光管可選用不同的光管靶材以強化待測物的特徵螢光訊號,目前常見的靶材有Rh、Au、Ag、Ta、W…。螢光檢測器依據檢測靈敏度的不同可分為Si-PIN檢測器及SDD檢測器。
2. 訊號蒐集
蒐集到的螢光能量強度訊號經由放大、濾波及能量峰的篩選後,再採用多通道分析(MCA)處理技術將蒐集到的螢光能量訊號轉換成螢光能譜資訊。
3. 數據資料處理
利用螢光能譜資訊,經由能譜峰識別演算處理找出相關的元素特徵能量及其對應的能譜強度,若欲輸出含量比例濃度資訊則可透過建立元素的檢量線,進而換算出待測物中所含元素的含量比例濃度。
4. 特徵判定
利用待測物的螢光能譜資訊解讀出待測物中的元素或含量,接著採用比對技術鑑別出待測物的主要特徵包含元素組成或含量比例,在應用面上透過制定管制界限來達成物料分類的依據。
5. 輸出回應動作
完成待測物的檢測分類判定後,可透過有線、無線網路或PLC、RS485等溝通介面將分類結果傳遞至後端機台的分類控制系統進行相對應的處置,檢測的數據也可回送至資料庫系統作為後續大數據分析或趨勢預測的資料來源。
Xsmart具備完整的EDXRF檢測技術及相關軟、硬體架構,可具體實現線上即時監控的應用整合。此次檢測實例的待測物為金屬滑塊,其物料差異主要的辨別特徵為金屬滑塊內所含有的Cr元素含量,過程中物料是在類似輸送帶上持續移動的狀況下即時對物料進行檢測,並摻雜異常樣品在編號3,經由Xsmart的實際運作有效檢出編號3的樣品為異常,檢測結果如下圖所示,除了準確率高外每個樣品的檢測時間間隔也縮短到僅需2~3秒,真正達成線上整合、即時檢測、快速檢出的能力。