CN105758439A - 机器人检测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化技术领域，公开了一种机器人检测装置及系统。本发明中，机器人检测装置包含：机器人、不良品输送机构、上料机构、出料机构与若干个检测机构；所有检测机构环绕设置在机器人周围；上料机构用于给机器人输送待检物品；机器人按照预设的指令将接收的若干个待检物品分别放置于对应的检测机构中，并从检测机构中取出已检测的物品，同时根据检测结果将不良品放置到不良品输送机构上输出，将检测合格的物品放置到出料机构输出；其中，预设的指令包含各待检物品的检测工序；检测机构对接收的待检物品的待检测指标进行检测，并将检测结果反馈至机器人。这样，可以节约人工成本，而且对待检物品的检测更客观，避免了人工检测引入的误差。

Description

机器人检测装置及系统

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，特别涉及一种机器人检测装置及系统。

背景技术

电子产品PCBA(PrintedCircuitBoard+Assembly，即PCB空板经过SMT((SurfaceMountTechnology，表面组装技术))上件，再经过DIP(DualInline-pinPackage，双列直插式封装)插件的整个制程)测试作业流程复杂，所涉及到的工种较多，耗费人力及劳动成本较高。

而且，由人工操作，往往会因依赖于主观判断而不可避免地引入误差。同时，特别是在电子产品制造业，工作人员对操作环境有较高的要求，这无疑增加了生产的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人检测装置及系统，可以节约人工成本，而且，对待检物品的检测更客观准确，避免了人工检测引入的误差。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种机器人检测装置，若干个检测机构、一个机器人、一个不良品输送机构、一个上料机构与一个出料机构；

所述若干个检测机构分别环绕设置在所述机器人周围；

所述上料机构，用于给所述机器人输送待检物品；

所述机器人，用于按照预设的指令将接收的若干个待检物品分别放置于对应的检测机构中，并从所述检测机构中取出已检测的物品，同时根据检测结果将不良品放置到所述不良品输送机构上传送出去，将检测合格的物品放置到所述出料机构输出；其中，所述预设的指令包含各待检物品的检测工序；

所述检测机构，用于对接收的待检物品的待检测指标进行检测，并将所述检测结果反馈至所述机器人。

本发明的实施方式还提供了一种机器人检测系统，包含：N个如权利要求1至10任一项所述的机器人检测装置；其中，N为大于1的自然数；

每个机器人检测装置中对待检物品检测的指标不同；N个机器人检测装置依次相连组成一条检测线；其中，前一个机器人检测装置的出料机构与后一个机器人检测装置的上料机构相连；所述检测线首端的上料机构作为装料机构，相连的出料机构与上料机构作为相邻机器人检测装置间的输送机构，所述检测线末端的出料机构作为卸料机构；

所述装料机构，用于向第一个机器人检测装置传送待检物品；其中，所述待检物品放置在料盘中；

所述机器人检测装置，用于根据检测结果将检测指标合格的物品放置到所述输送机构上或者所述卸料机构上；

所述输送机构，用于将接收的物品传送至下一个机器人检测装置，直至最后一个机器人检测装置；

所述卸料机构，用于将检测指标合格的物品放置到空料盘上。

本发明实施方式相对于现有技术而言，是利用N个机器人检测装置依次连接，组成一条检测线，对待测物品的各检测指标依次进行检测；其中，在每一个机器人检测装置中，包含若干个检测机构、一个机器人、一个不良品输送机构、一个上料机构与一个出料机构，所有检测机构分别环绕设置在机器人周围，机器人按照预设的指令将从上料机构接收到的若干个待检物品分别放置于对应的检测机构中进行检测，检测机构对待检物品检测完毕后，将检测结果反馈至机器人，机器人根据检测结果将已检测的物品分为两类：检测指标合格的物品与不良品，然后，机器人将不良品放置到不良品输送机构上传送出去，将检测指标合格的物品放置到输送机构上传送给下一个机器人检测装置进行其他检测指标的检测，直至最后一个机器人检测装置对接收到的待检物品检测完毕。利用机器人对待检物品进行流水检测，无需人工干预，不但可以节约人工成本，而且，对待检物品的检测更客观准确，避免了人工检测引入的误差。

进一步地，所述机器人包含一个定位机构；所述机器人，通过吸取所述待检物品将各待检物品分别放置于对应的检测机构中；所述定位机构，用于矫正所述机器人吸取所述待检物品的位置。利用定位机构对机器人吸取的待检物品的位置进行矫正，可以使机器人将待检物品放置在机器人检测装置中的正确位置，避免因待检物品放置错位导致的检测失误或者损失。

进一步地，所述机器人包含一个视觉扫码机构；所述待检物品上贴有标识符；其中，所述标识符用于唯一标示所述待检物品；所述视觉扫码机构，用于扫描所述待检物品上的标识符，获取所述待检物品的身份信息。利用标识符对待检物品进行标记，并利用视觉扫码机构扫描标识符获取待检物品的身份信息，简单方便，易于实现，并保证了本发明实施方式的可行性。

进一步地，根据所述待检物品的待检测指标的数目与所述待检物品的数目设置所述检测机构的数目。这样，增加了本发明实施方式的灵活性。

进一步地，所述机器人可以为四轴机器人、五轴机器人或者六轴机器人。四轴机器人成本低，六轴机器人灵活性好，五轴机器人在成本和灵活性上居中；在实际应用时，可以根据实际情况进行选择，这样，增加了本发明实施方式的灵活性。

进一步地，各待检物品的检测工序不同。在每一个机器人检测装置中可以同时对不同工序的待检物品进行检测而相互之间没有干扰，兼容性好。

进一步地，所述输送机构为异步双轨式中装缓存输送机构。异步双轨式中装缓存输送机构可以同时传送两种不同生产工序的待检物品，降低各机器人检测装置间取、放料时工作节拍不一致导致的效率损失。

进一步地，还包含机器人客户端可视化编程机构；所述机器人客户端可视化编程机构与所有机器人相连，用于根据待检物品的种类编辑所述机器人中预设的指令；其中，所述预设的指令与所述待检物品的种类一一对应。利用机器人客户端可视化编程机构可以编辑检测的不同种类的待检物品的不同工作逻辑，满足不同种类的待检物品的生产测试加工的需求，增加了本发明实施方式的实用性。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的机器人检测装置结构示意图；

图2是根据本发明第一实施方式的机器人检测装置电路示意图；

图3是根据本发明第一实施方式中的自动装料机构结构示意图；

图4是根据本发明第一实施方式中的自动卸料机构结构示意图；

图5是根据本发明第二实施方式的机器人检测系统结构示意图；

图6是根据本发明第二实施方式中的异步双轨式中装缓存输送机构结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种机器人检测装置，具体如图1～4所示，包含：6个检测机构2、一个机器人1、一个不良品输送机构5、一个上料机构3、一个出料机构4与可编程逻辑控制器(PLC)。

其中，6个检测机构2分别环绕设置在机器人1周围，在机器人1可触及的范围之内。在本实施方式中，待检物品为上件的印刷电路板(PCBA)；检测机构2为屏蔽箱，屏蔽箱内设有对上件的印刷电路板(PCBA)进行测试的夹具。

上料机构3，用于给机器人1输送待检物品。在本实施方式中，上料机构3为自动装料机(L)，具体如图3所示，用于向机器人1传送待检物品；其中，待检物品放置在料盘(Tray盘)中。自动装料机把装满待检物品的Tray盘叠放到自动装料机的装料位K1，由装料位K1逐层把装满待检物品的Tray盘在气缸在作用下推向机器人的取料位L1，当机器人把产品逐一吸取完成后，由机器人发送指令给自动装料机的控制单元，该控制单元解析指令后控制吸取位的空Tray盘下降至空Tray盘的暂存位M1，当暂存位M1的空Tray数量到达设定空Tray数量时，在气缸在作用下把空Tray盘由M1位置推至到达空Tray盘回收位N1，并报警提示，最终由人工取出。重复上述过程，可以周而复始地完成待检物品的装料工作。

机器人采用4轴机器人。该4轴机器人内包含一个定位机构(未示出)、一个视觉扫码机构(未示出)、一个控制单元与6个测试程序(测试程序1、测试程序2、……测试程序6)，其中，6个测试程序与6个屏蔽箱一一对应。具体地说，机器人利用控制单元根据6个测试程序将对应的PCBA放置到对应的屏蔽箱，并根据测试程序控制对应的屏蔽箱。而且，PCBA上贴有标识符；其中，标识符用于唯一标示各PCBA，记载PCBA的身份信息。在本实施方式中，标识符为条形码。

视觉扫码机构为一个扫码相机，用于扫描待PCBA上的条形码，获取PCBA的身份信息。利用条形码对PCBA进行标记，并利用扫码相机扫描条形码获取PCBA的身份信息，简单方便，易于实现，并保证了本发明实施方式的可行性。

机器人在扫描条形码后吸取PCBA并移动至定位机构上方，对PCBA的吸取位进行矫正。具体地说，在本实施方式中，定位机构为一个位置矫正用相机。这样，可以使机器人将PCBA放置在屏蔽箱中的正确位置，避免因PCBA放置错位导致的检测失误或者损失。

机器人在对PCBA的吸取位矫正后，将PCBA按照预设的检测工序放置于对应的屏蔽箱中进行检测。其中，6个PCBA的检测工序可以不同。比如说，本实施方式中，6个屏蔽箱分别对PCBA(PCBA1、PCBA2、……、PCBA6)的6个检测指标(检测指标1、检测指标2、……、检测指标6)同时进行检测。其中，PCBA1的检测工序为：检测指标1、检测指标2、……、检测指标6，PCBA2的检测工序为：检测指标2、检测指标3、……、检测指标6、检测指标1，PCBA3的检测工序为：检测指标3、检测指标4、……、检测指标1、检测指标2，……，PCBA6的检测工序为：检测指标6、检测指标1、……、检测指标4、检测指标5。这样，同时对6个不同的PCBA进行同时检测，且互不干扰，提高了检测效率。

屏蔽箱在对PCBA检测后将检测结果输出至机器人的控制单元，机器人根据接收到的检测结果将已检测的PCBA分为两类：检测指标合格的PCBA与不良品；机器人将不良品放置到不良品输送机构上传送出去，进行维修，并将检测指标合格的PCBA取出，并放置于另一个屏蔽箱中对另一个待检测指标进行检测，直至检测结束后将检测指标合格的PCBA取出放置在出料机构传送出去。

在本实施方式中，出料机构采用自动卸料机(UL)，如图4所示，把空Tray盘叠放到自动卸料机的装料位K2，由装料位K2逐层把空Tray盘在气缸在作用下推向机器人放料位L2，当机器人把产品逐一放料完成后，由机器人的控制单元发送指令给自动卸料机的控制单元，自动卸料机的控制单元解析指令后控制放料位空Tray盘下降至良品的Tray盘暂存位M2，当暂存位M2的空Tray数量到达设定空Tray数量时，在气缸在作用下把Tray盘由M2位置推至到达检测合格的物品的出料位N2并报警提示，最终由人工取出。重复上述的过程，可以周而复始完成产品的卸料工作。

在本实施方式中，机器人可以每次对6个PCBA进行检测，且对6个PCBA的检测是独立的，相互之间没有干预，增强了本实施方式的兼容性。

可编程逻辑控制器(PLC)一端与机器人相连，另一端与6个屏蔽箱相连，机器人通过PLC与6个屏蔽箱进行通信。一方面，PLC接收机器人的指令，并根据指令控制对应的屏蔽箱；另一方面，PLC接收屏蔽箱的信息，并输出至机器人。

以上对本实施方式中的机器人检测装置进行了详细介绍，下面对其工作过程进行详细介绍：

首先，开启机器人检测装置的电源，建立通讯。

接着，机器人接到6个待检PCBA后，机器人的控制单元(RobotControl)等待接收执行各测试程序(TESTTOOL)的指令。

接着，根据对PCBA加工流程的设定，由测试程序1(TESTTOOL—PC1)至测试程序6(TESTTOOL—PC6)依次按设定发送指令给机器人的控制单元(RobotControl)，机器人的控制单元(RobotControl)根据接收到的指令，执行扫描PCBA的条形码、吸取PCBA、矫正吸取位、放PCBA到对应的屏蔽箱(ShieldingBox)的动作。放入后，由机器人的控制单元(RobotControl)发送屏蔽箱(shieldingbox)关闭信号给PLC，由PLC控制对应的屏蔽箱(shieldingbox)关闭。

接着，屏蔽箱(ShieldingBox)关闭后回复已关闭的信号给PLC，再由PLC通过TCP/IP发送给机器人的控制单元(RobotControl)。

接着，机器人的控制单元(RobotControl)接收到屏蔽箱(shieldingbox)已关闭的信号后，通过TCP/IP发送产品压合OK信号给对应的测试程序(TestTool)。

接着，测试程序接收产品压合OK信号后，通过TCP/IP依次发送屏蔽箱夹具上电、开机指令给机器人的控制单元(RobotControl)，机器人的控制单元(RobotControl)收到指令后，发送指令给PLC，再由PLC打开对应屏蔽箱。

接着，屏蔽箱进入测试模式，开始测试PCBA。

最后，屏蔽箱测试完毕后，屏蔽箱发送检测结果至机器人；其中，检测结果包含：检测指标合格的PCBA与不良品，分别对应OK信号与NG信号；机器人接收到OK信号后，吸取对应的PCBA从对应的屏蔽箱中取出，以放置于另一个屏蔽箱中对另一个待检测指标进行检测，直至检测结束后将检测指标合格的PCBA取出放置在出料机构传送出去；机器人接收到NG信号后，机器人吸取对应的PCBA搬运至不良品输送机构上传送出去，进行维修。

需要说明的是，在实际应用时，可以根据待检物品的待检测指标的数目与待检物品的数目设置屏蔽箱的数目，不局限于本实施方式中的6个屏蔽箱。

与现有技术相比，是利用机器人检测装置对待测物品的各检测指标进行检测；其中，在每一个机器人检测装置中，包含若干个检测机构、一个机器人、一个不良品输送机构、一个上料机构与一个出料机构，所有检测机构分别环绕设置在机器人周围，机器人，按照预设的检测工序将从上料机构接收到的若干个待检物品分别放置于对应的检测机构中进行检测，检测机构对待检物品检测完毕后，将检测结果反馈至机器人，机器人根据检测结果将已检测的物品分为两类：检测指标合格的物品与不良品，然后，机器人将不良品放置到不良品输送机构上传送出去，将检测指标合格的物品取出放置在出料机构上传送出去。利用机器人对待检物品进行流水检测，无需人工干预，不但可以节约人工成本，而且，对待检物品的检测更客观准确，避免了人工检测引入的误差。

本发明的第二实施方式涉及一种机器人检测系统，具体如图5所示，包含4个第一实施方式中的机器人检测装置(R1、R2、R3与R4)、可移动式仪器放置平台(未示出)与机器人客户端可视化编程机构(未示出)。

其中，前一个机器人检测装置的出料机构与后一个机器人检测装置的上料机构相连；检测线首端的上料机构作为装料机构(L)，相连的出料机构与上料机构作为相邻机器人检测装置间的输送机构，检测线末端的出料机构作为卸料机构(UL)。在本实施方式中，包含3个输送机构(S1、S2与S3)，且均为异步双轨式中装缓存输送机构。如图5所示，R1、S1、R2、S2、R3、S3与R4依次相连，组成一条检测线；L与R1相连，UL与R4相连。

机器人客户端可视化编程机构与所有机器人相连，用于根据待检物品的种类编辑机器人中预设的指令；其中，预设的指令与待检物品的种类一一对应。利用机器人客户端可视化编程机构可以编辑检测不同种类的待检物品的不同工作逻辑，满足不同种类的待检物品的生产测试加工的需求，增加了本发明实施方式的适用性。

装料机构(L)为自动装料机，卸料机构(UL)为自动卸料机，二者分别与第一实施方式中的自动装料机与自动卸料机相同，在此不再赘述。

每个机器人检测装置中对待检物品检测的指标不同，比如，一个待检物品PCBA，在R1中被检测的是检测指标1、检测指标2、……、检测指标6的功能，在R2中被检测的是检测指标7、检测指标8、……、检测指标12的功能，在R3中检测的是检测指标13、检测指标14、……、检测指标18的功能，在R4中被检测的是检测指标19、检测指标20、……、检测指标24的功能。

机器人检测装置，根据检测结果将检测指标合格的物品放置到异步双轨式中装缓存输送机构上传送至下一个机器人检测装置，直至最后一个机器人检测装置，并将不良品放置到不良品输送机构，以供维修。比如，当一个PCBA在R1中完成检测后，若检测指标均合格，便被C1传送到R2进行其他检测指标的检测，若在R2检测为不良品，则会被传送至不良品输送机构，以供维修。

机器人检测装置中的检测机构放置于可移动式仪器放置平台上，该可移动式仪器放置平台包含热插拔快速接口，该热插拔快速接口与机器人相连，用于控制检测机构与机器人间的相互通讯。异步双轨式中装缓存输送机构，如图6所示，采用分段式双轨道(如A1、A2)双层设计，设计有4个独立的缓存区，分别为D1、D2、H1、H2。机器人检测装置运行后与该异步双轨式中装缓存输送机构建立通讯完成，并由机器人检测装置(图5中的R1)把测试好的A工序产品放入轨道A2点位载具(未示出)内，并由A2点位逐步向B2、C2、E2传送，最终到达机器人检测装置(图5中的R2)的取料位F2，机器人检测装置(图5中的R2)收到取料位F2的信号后，吸取载具内的待检物品进行下一轮工序测试，F2位置的空载具降落到G点位，最终重新到达F2点位，进行往复工作(B工序产品放入B轨道(未示出)，工作方式同A工序产品)。当图5中的R2某工位出现异常时，图5中的R1的产能将大于图5中的R2的产能，导致前后两个生产节拍失去平衡，此时由图5中R1多产出的待检物品将被暂存入临时缓存区D2，避免了机器人检测装置某工序的短时间故障导致设备停机报警。反之，当图5中的R1的产能小于图5中的R2的产能时，缓冲区D2的待检物品将被逐步释放。重复上述过程，以循环完成连续工作。异步双轨式中装缓存输送机构同时传送两种不同生产工序的待检物品，可以降低各机器人检测装置间取、放料时工作节拍不一致导致的效率损失。

与现有技术相比，是利用N个机器人检测装置与N-1个中装缓存输送机构相间连接，组成一条检测线，对待测物品的各检测指标依次进行检测；其中，在每一个机器人检测装置中，包含若干个检测机构、一个机器人与一个不良品输送机构，所有检测机构分别环绕设置在机器人周围，机器人按照预设的指令将接收到的若干个待检物品分别放置于对应的检测机构中进行检测，检测机构对待检物品检测完毕后，将检测结果反馈至机器人，机器人根据检测结果将已检测的物品分为两类：检测指标合格的物品与不良品，然后，机器人将不良品放置到不良品输送机构上传送出去，将检测指标合格的物品放置到中装缓存输送机构上传送给下一个机器人检测装置进行其他检测指标的检测，直至最后一个机器人检测装置对接收到的待检物品检测完毕。利用机器人对待检物品进行流水检测，无需人工干预，不但可以节约人工成本，而且，对待检物品的检测更客观准确，避免了人工检测引入的误差。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种机器人检测装置，其特征在于，包含：若干个检测机构、一个机器人、一个不良品输送机构、一个上料机构与一个出料机构；

所述若干个检测机构分别环绕设置在所述机器人周围；

所述上料机构，用于给所述机器人输送待检物品；

所述机器人，用于按照预设的指令将接收的若干个待检物品分别放置于对应的检测机构中，并从所述检测机构中取出已检测的物品，同时根据检测结果将不良品放置到所述不良品输送机构上传送出去，将检测合格的物品放置到所述出料机构输出；其中，所述预设的指令包含各待检物品的检测工序；

所述检测机构，用于对接收的待检物品的待检测指标进行检测，并将所述检测结果反馈至所述机器人。

2.根据权利要求1所述的机器人检测装置，其特征在于，所述机器人包含一个定位机构；

所述机器人，通过吸取所述待检物品将各待检物品分别放置于对应的检测机构中；

所述定位机构，用于矫正所述机器人吸取所述待检物品的位置。

3.根据权利要求1所述的机器人检测装置，其特征在于，所述机器人包含一个视觉扫码机构；所述待检物品上贴有标识符；其中，所述标识符用于唯一标示所述待检物品；

所述视觉扫码机构，用于扫描所述待检物品上的标识符，获取所述待检物品的身份信息。

4.根据权利要求3所述的机器人检测装置，其特征在于，所述标识符为条形码或者二维码。

5.根据权利要求1所述的机器人检测装置，其特征在于，还包含一个可编程逻辑控制器PLC；

所述机器人通过所述PLC与所述检测机构进行通信。

6.根据权利要求1所述的机器人检测装置，其特征在于，根据所述待检物品的待检测指标的数目与所述待检物品的数目设置所述检测机构的数目。

7.根据权利要求1所述的机器人检测装置，其特征在于，所述机器人为四轴机器人、五轴机器人或者六轴机器人。

8.根据权利要求1所述的机器人检测装置，其特征在于，所述检测机构为屏蔽箱。

9.根据权利要求1所述的机器人检测装置，其特征在于，所述待检物品为上件后的印刷电路板PCBA。

10.根据权利要求1所述的机器人检测装置，其特征在于，各待检物品的检测工序不同。

11.一种机器人检测系统，其特征在于，包含：N个如权利要求1至10任一项所述的机器人检测装置；其中，N为大于1的自然数；

每个机器人检测装置中对待检物品检测的指标不同；N个机器人检测装置依次相连组成一条检测线；其中，前一个机器人检测装置的出料机构与后一个机器人检测装置的上料机构相连；所述检测线首端的上料机构作为装料机构，相连的出料机构与上料机构作为相邻机器人检测装置间的输送机构，所述检测线末端的出料机构作为卸料机构；

所述装料机构，用于向第一个机器人检测装置传送待检物品；其中，所述待检物品放置在料盘中；

所述机器人检测装置，用于根据检测结果将检测指标合格的物品放置到所述输送机构上或者所述卸料机构上；

所述输送机构，用于将接收的物品传送至下一个机器人检测装置，直至最后一个机器人检测装置；

所述卸料机构，用于将检测指标合格的物品放置到空料盘上。

12.根据权利要求11所述的机器人检测系统，其特征在于，所述输送机构为异步双轨式中装缓存输送机构。

13.根据权利要求11所述的机器人检测系统，其特征在于，还包含机器人客户端可视化编程机构；

所述机器人客户端可视化编程机构与所有机器人相连，用于根据待检物品的种类编辑所述机器人中预设的指令；其中，所述预设的指令与所述待检物品的种类一一对应。