CN105158249B - 一种工件正反面同时检测的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种工件正反面同时检测的装置，包括轨道输送机构，上X、Y运动机构，下X、Y运动机构，上相机检测机构，下相机检测机构，支撑安装机构；上X、Y运动机构、轨道输送机构、下X、Y运动机构按从上到下位置布置，各自独立运动，所述上相机检测机构、下相机检测机构，分别置于上X、Y运动机构、下X、Y运动机构上，工件置于轨道输送机构上。上、下X、Y运动机构均能实现X、Y向运动，因此可以实现工件的正反面同时检测，操作灵活多变，提高了光学检测仪器的检测效率，减少了多次检测误差。

Description

一种工件正反面同时检测的装置

技术领域

本发明属于一种光学检测仪器，具体是关于一种能够实现物体双面检测的光学检测装置。用于印制电路板工业、表面贴装技术生产中的光学检测仪中。

背景技术

在目前的印制电路板工业(简称PCB)、表面贴装技术(简称SMT)生产中的光学检测仪(简称AOI)中，大多数采用一组独立的X、Y向运动机构，一组独立的相机检测机构，结合AOI检测软件，进行工件的正面或反面的单面次检测。工件通过输送轨道输送到待检测位置，通过AOI检测软件控制传感器检测到工件到位后，夹具机构开始运动固定工件，一组X、Y运动机构带动相机检测机构到AOI检测软件编程定义的位置检测工件。检测完成后，AOI检测软件控制夹具机构松开工件，输送机构输送己完成检测工件到下一工序，同时输送下一待检测工件到当前检测位置。

一组独立的X、Y运动机构，一组独立的相机检测机构，同一时间只能检测工件的正面或反面中的一面，不能同时检测工件的正、反面。但是PCB行业中，需检测工件的两面，一组独立的X、Y运动机构，一组独立的相机检测机构，只能进行先检测一面后，再进行另一面的检测，其效率低下，检测误差大，生产成本高，在一定成度上制约PCB行业的自动化，智能化的发展。

发明内容

为解决印制电路板或者表面贴装等生产中需要双面检测工件的问题，本发明提供一种能够实现工件正反面同时检测的装置，该装置通过两组独立的X、Y运动机构，两组独立的相机检测机构，结合AOI控制，实现了工件正、反面同时任意位置的检测，实现了生产的智能化，自动化。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种工件正反面同时检测的装置，包括轨道输送机构，上X、Y运动机构，下X、Y运动机构，上相机检测机构，下相机检测机构，支撑安装机构；

所述支撑安装机构承载着其他所有机构，它包括一安装底座，四条下安装立柱紧固安装在安装底座的顶面四角处，在四条下安装立柱上安装所述下X、Y运动机构；

自所述下X、Y运动机构向上，安装四条上安装立柱；在所述四条上安装立柱中间位置安装所述轨道输送机构，顶部安装所述上X、Y运动机构；

所述上相机检测机构安装在上X、Y运动机构上，所述下相机检测机构安装在下X、Y运动机构上；工件安装在所述轨道输送机构上；

所述上X、Y运动机构、下X、Y运动机构一样，均包括横梁、横向驱动电机、横向驱动丝杆机构、横向滑轨机构，纵梁、纵向驱动电机、纵向驱动丝杆机构、纵向滑轨机构，所述纵梁上安装纵向驱动电机、纵向驱动丝杆机构、纵向滑轨机构，所述横梁滑设在所述纵向滑轨机构上并由纵向驱动电机带动的纵向驱动丝杆机构所驱动，在所述横梁上安装横向驱动电机、横向驱动丝杆机构、横向滑轨机构，所述相机检测机构滑设在所述横向滑轨机构上并由横向驱动电机带动的横向驱动丝杆机构所驱动。

进一步讲，所述轨道输送机构，同上、下X、Y运动机构分离，独立完成调宽，进板，出板，夹板动作。

所述轨道输送机构，包括活动夹板机构、固定轨道机构、活动轨道机构、轨道安装板，所述轨道安装板有两条，沿纵向即设定的Y向，平行地搭设在四条上安装立柱之间，在两条轨道安装板之间沿横向即设定的X向，设置有所述固定轨道机构和活动轨道机构，活动轨道机构与固定轨道机构平行，其中所述活动轨道机构活动安装于轨道安装板上，所述活动夹板机构安装于所述固定轨道机构和活动轨道机构之上。

所述上相机检测机构的相机拍摄面朝向工件的正面，所述下相机检测机构的相机拍摄面朝向工件的反面。

所述上、下相机检测机构一样，包括三色环型光源，相机支板，相机支架，工业相机，光学玻璃，散热风扇机构，清洁机构，其中光学玻璃安装在三色环型光源的前沿，清洁机构对光学玻璃进行清洁，散热风扇机构对三色环型光源进行散热；相机支板下端连接三色环型光源，同时连接到相应的横向滑轨机构上；在相机支板上安装相机支架，相机支架上安装工业相机。

本装置具有以下工作特点：

1、两组独立的X、Y运动机构，两组独立的相机检测机构，可同步定点检测工件的正反面。

2、两组独立的X、Y运动机构，两组独立的相机检测机构，可分步定点检测工件的正反面。

3、两组独立的X、Y运动机构，两组独立的相机检测机构，可同步运动扫描检测工件的正反面。

4、两组独立的X、Y运动机构，两组独立的相机检测机构，可分步运动扫描检测工件的正反面。

综上所述，两组独立的X、Y运动机构，两组独立的相机检测机构，能同时检测工件的正反面，使用操作更为灵活多变，适应范围更广，提高了光学检测仪器的检测效率，减少了多次检测误差，其检测结果更加准确，降低了生产成本。

本发明的其他特征和优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1是装置的工作原理图一；

图2是装置的工作原理图二；

图3是装置立体结构图；

图4是装置主视图；

图5是装置侧视图；

图6是相机检测机构放大图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明。但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本发明技术方案作的唯一限定，凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本发明的保护范围。

参照附图1和图2，通过本装置进行正反面同时检测的工作原理是：工件10按图示通过轨道输送机构20，输送到待检测位置，上X、Y运动机构30，下X、Y运动机构40分别带动上相机检测机构50、下相机检测机构60按照AOI检测软件事先编辑好的程序同步运动到指定位置，同时进行工件正反面检测。检测完成后，(所述检测包括定点检测，扫描面检测)输送机构输送己完成检测的工件到下一工序，同时输送下一待检测工件到当前检测位置进行下一次检测。或者，工件10按图示通过轨道输送机构20，输送到待检测位置，上X、Y运动机构30，带动上相机检测机构50，按照AOI检测软件检测工件正面，下X、Y运动机构40带动下相检测机构60，按照AOI检测软件,检测工件反面，分步完成检测后，输送机构输送己完成检测的工件到下一工序，同时输送下一个待检测工件到检测位置进行下一次检测。上述原理下，可以实现上下面同时或不同时，同步或分步的检测。

本正反面同时检测装置机构的机械结构参照图3～5。本正反面同时检测装置主要由轨道输送机构20，上X、Y运动机构30，下X、Y运动机构40，上相机检测机构50，下相机检测机构60，支撑安装机构70组成。下面单独介绍各部分结构，使其更加清晰完整。

支撑安装机构70作为其他机构的支撑体，承载着所有机构的运行。它包括一安装底座71、四条下安装立柱72、四条上安装立柱73；四条下安装立柱72紧固安装在安装底座71的顶面四角处；四条上安装立柱73与四条下安装立柱72上、下位置对应，只是在四条上安装立柱73与四条下安装立柱72之间夹设着下X、Y运动机构40的运动支撑梁；在四条上安装立柱73顶部安装着上X、Y运动机构30的运动支撑梁；在四条上安装立柱73的中间部位安装着轨道输送机构20的运动支撑梁；各机构的运动支撑梁见下文详细介绍。

所述轨道输送机构20，是一套独立的运动机构，它同上、下X、Y运动机构分离，独立完成调宽，进板，出板，夹板动作。它包括活动夹板机构21、固定轨道机构22、活动轨道机构23、轨道安装板24几部分。轨道安装板24共有两条，沿纵向(设定为Y向)平行地搭设在四条上安装立柱73(前面已述)上，在轨道安装板24上设置有滑道或者长条形螺栓调节孔。固定轨道机构22，沿横向(设定为X向)紧固安装于两条轨道安装板24之间；活动轨道机构23则是通过滑道或长条形螺栓调节孔安装于轨道安装板24上，也是沿横向安装于两条轨道安装板24之间。活动轨道机构23与固定轨道机构22平行，可以调节与固定轨道机构22之间的距离。固定轨道机构22和活动轨道机构23上都有滑动机构，此机构可以是由电机驱动的联动链条机构，或者其他任何可行的方式都可以；活动夹板机构21同时滑设于固定轨道机构22和活动轨道机构23的链条机构上，因此在电机的驱动下可以沿横向(X向)来回移动，进出装置，输送工件。如果工件比较大时，就将活动夹板机构21做的大些，将活动轨道机构23与固定轨道机构22之间的距离调整的宽些，反之也可行。工件放置于活动夹板机构21上，活动夹板机构21在电机的驱动下滑动于活动轨道机构23和固定轨道机构22上时，运送工件进出装置。

所述上X、Y运动机构30，包括上横梁31、上横向驱动电机32、上横向驱动丝杆机构33、上横向滑轨机构34、上纵向驱动电机35、上纵向驱动丝杆机构36、上纵梁37、上纵向滑轨机构38。其中，上纵梁37有两条，沿纵向平行地紧固安装在四条上安装立柱73顶部；在两条上纵梁37上分别紧固安装一条上纵向滑轨机构38；所述上横梁31，两端分别滑设在两条上纵向滑轨机构38上，并且穿设在上纵向驱动丝杆机构36的丝杆上，由上纵向驱动电机35结合上纵向驱动丝杆机构36驱动，在上纵向滑轨机构38上作纵向直线滑轨运动。

同时，在所述上横梁31上，紧固安装一条上横向滑轨机构34，以及一条上横向驱动丝杆机构33，上横向驱动丝杆机构33由上横向驱动电机32驱动。所述相机检测机构50滑设在上横向滑轨机构34上，同时穿设在上横向驱动丝杆机构33的丝杆上，由上横向驱动电机32结合上横向驱动丝杆机构33驱动，在上横向滑轨机构34上作横向直线滑轨运动。所述相机检测机构50的相机朝向工件正面，在所述上X、Y运动机构30的带动下，实现了横纵两方向(即设定的X、Y方向)的平面复合运动，进行工件的正面检测。

所述下X、Y运动机构40的结构形式与上X、Y运动机构基本一致，包括下横梁41，下横向驱动电机42，下横向丝杆驱动机构43，下横向滑轨机构44，下纵向驱动机电机45，下纵向驱动丝杆机构46，下纵向滑轨机构47，下纵梁48。其中，两条下纵梁48平行地沿纵向紧固安装在四条下安装立柱72顶部与四条上安装立柱73底部之间；两条下纵向滑轨机构47分别紧固安装在两条下纵梁48上；在两条下纵向滑轨机构47之间横向搭设一下横梁41，所述下横梁41的两端分别滑设在两条下纵向滑轨机构47上，并且穿设在下纵向驱动丝杆机构46的丝杆上，由下纵向驱动电机45结合下纵向驱动丝杆机构46驱动，在下纵向滑轨机构48上作纵向直线滑轨运动。

同时，在所述下横梁41上，紧固安装一条下横向滑轨机构44，以及一条下横向驱动丝杆机构43，下横向驱动丝杆机构43由下横向驱动电机42驱动。所述相机检测机构60滑设在下横向滑轨机构44上，同时穿设在下横向驱动丝杆机构43的丝杆上，由下横向驱动电机42结合下横向驱动丝杆机构43驱动，在下横向滑轨机构44上作横向直线滑轨运动。所述相机检测机构60的相机朝向工件底面，在所述下X、Y运动机构40的带动下，实现了横纵两方向(即设定的X、Y方向)的平面复合运动，进行工件的反面检测。

所述上相机检测机构50，如图6所示，包括三色环型光源51，相机支板52，相机支架53，工业相机54，光学玻璃55，散热风扇机构56，清洁机构57。光学玻璃55安装在三色环型光源51的前沿，清洁机构57对光学玻璃55进行清洁，散热风扇机构56对三色环型光源51进行散热；相机支板52下端连接三色环型光源51，同时相机支板52连接到相应的上横向滑轨机构34上；在相机支板52上安装相机支架53，相机支架53上安装工业相机54。

所述下相机检测机构60同相机检测机构50机械结构一样。

在此装置所述结构下，将工件放置于轨道输送机构20上：

当仅需要检测工件正面的某一个点位时，可以仅开启上横向驱动电机和上纵向驱动电机，通过调整上X、Y运动机构30，使上相机检测机构50对准工件正表面的某一个检测点，然后两个电机就可以停止了。

当仅需要检测工件反面的某一个点位时，可以仅开启下横向驱动电机和下纵向驱动电机，通过调整下X、Y运动机构40，使下相机检测机构60对准工件反面的某一个检测点，然后两个电机就可以停止了。

当仅需要检测工件正面一整面或某一个区域时，先开启上横向驱动电机和上纵向驱动电机，通过调整上X、Y运动机构30，使上相机检测机构50对准工件正面待检区域，然后上纵向驱动电机停止，继续开启上横向驱动电机，相机横向扫描工件，即可完成。

当仅需要检测工件反面一整面或某一个区域时，先开启下横向驱动电机和下纵向驱动电机，通过调整下X、Y运动机构40，使下相机检测机构60对准工件正面待检区域，然后下纵向驱动电机停止，继续开启下横向驱动电机，相机横向扫描工件，即可完成。

当需要同时检测工件正、反面的某一个点或某一个区域时，分别按照上述对应的操作即可。

由此可见本发明设置两组独立的X、Y运动机构，两组独立的相机检测机构，可单独定点检测工件的正面或反面，或者同步定点检测工件的正面或反面；还可以单独运动扫描检测工件的正、反面，或者同步运动扫描检测工件的正、反面。使用操作更为灵活多变，适应范围更广，提高了光学检测仪器的检测效率，减少了多次检测误差，其检测结果更加准确，降低了生产成本。

以上所述实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种工件正反面同时检测的装置，其特征在于：包括轨道输送机构，上X、Y运动机构，下X、Y运动机构，上相机检测机构，下相机检测机构，支撑安装机构；

所述支撑安装机构承载着其他所有机构，它包括一安装底座，四条下安装立柱紧固安装在安装底座的顶面四角处，在四条下安装立柱上安装所述下X、Y运动机构；

自所述下X、Y运动机构向上，安装四条上安装立柱；在所述四条上安装立柱中间位置安装所述轨道输送机构，顶部安装所述上X、Y运动机构；

所述上相机检测机构安装在上X、Y运动机构上，所述下相机检测机构安装在下X、Y运动机构上；工件安装在所述轨道输送机构上；

所述上X、Y运动机构、下X、Y运动机构一样，均包括横梁、横向驱动电机、横向驱动丝杆机构、横向滑轨机构，纵梁、纵向驱动电机、纵向驱动丝杆机构、纵向滑轨机构，所述纵梁上安装纵向驱动电机、纵向驱动丝杆机构、纵向滑轨机构，所述横梁滑设在所述纵向滑轨机构上并由纵向驱动电机带动的纵向驱动丝杆机构所驱动，在所述横梁上安装横向驱动电机、横向驱动丝杆机构、横向滑轨机构，所述上、下相机检测机构对应地滑设在所述横向滑轨机构上并由横向驱动电机带动的横向驱动丝杆机构所驱动；

所述轨道输送机构，同上、下X、Y运动机构分离，独立完成调宽，进板，出板，夹板动作；

所述轨道输送机构，包括活动夹板机构、固定轨道机构、活动轨道机构、轨道安装板，所述轨道安装板有两条，沿纵向即设定的Y向，平行地搭设在四条上安装立柱之间，在两条轨道安装板之间沿横向即设定的X向，设置有所述固定轨道机构和活动轨道机构，活动轨道机构与固定轨道机构平行，其中所述活动轨道机构活动安装于轨道安装板上，所述活动夹板机构安装于所述固定轨道机构和活动轨道机构之上；

其中，所述上、下相机检测机构一样，包括三色环型光源，相机支板，相机支架，工业相机，光学玻璃，散热风扇机构，清洁机构，其中光学玻璃安装在三色环型光源的前沿，清洁机构对光学玻璃进行清洁，散热风扇机构对三色环型光源进行散热；相机支板下端连接三色环型光源，同时连接到相应的横向滑轨机构上；在相机支板上安装相机支架，相机支架上安装工业相机；

其中，将工件放置于轨道输送机构上：

当仅需要检测工件正面的某一个点位时，仅开启上X、Y运动机构的横向驱动电机和纵向驱动电机，通过调整上X、Y运动机构，使上相机检测机构对准工件正表面的某一个检测点，然后两个电机停止；

当仅需要检测工件反面的某一个点位时，仅开启下X、Y运动机构的横向驱动电机和纵向驱动电机，通过调整下X、Y运动机构，使下相机检测机构对准工件反面的某一个检测点，然后两个电机停止；

当仅需要检测工件正面一整面或某一个区域时，先开启上X、Y运动机构的横向驱动电机和纵向驱动电机，通过调整上X、Y运动机构，使上相机检测机构对准工件正面待检区域，然后纵向驱动电机停止，继续开启横向驱动电机，相机横向扫描工件，即可完成；

当仅需要检测工件反面一整面或某一个区域时，先开启下X、Y运动机构的横向驱动电机和纵向驱动电机，通过调整下X、Y运动机构，使下相机检测机构对准工件反面待检区域，然后纵向驱动电机停止，继续开启横向驱动电机，相机横向扫描工件，即可完成；

当需要同时检测工件正、反面的某一个点或某一个区域时，分别按照对应的操作即可。

2.根据权利要求1所述的工件正反面同时检测的装置，其特征在于：所述上相机检测机构的相机拍摄面朝向工件的正面，所述下相机检测机构的相机拍摄面朝向工件的反面。