CN105880174A - 一种片式元件检测分选一体化检测机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种片式元件检测分选一体化检测机构，包括内层排列机构、外层检测机构和筛选机构三大部分，所述内层排列机构、外层检测机构和筛选机构均置于环形基座上，所述底座通过底座支架和中央主轴轴套一支撑，所述轴套一压在变速装置上。只需从中间的入料处倒入散乱元件，便可从多条轨道上同时输出排列好的元件并进行检测。整机运行顺畅，检测效率较传统检测机构大大提高。同时，综合运用工业相机与超声波探测头进行检测，可检测的方面更多，对元件质量的判断更全面，误判率更低。元件检测过程无需停顿，避免了取料器取料出料时对元件的伤害。此外，还可实现不合格元件的集中。

Description

一种片式元件检测分选一体化检测机构

技术领域

本发明涉及贴片元件检测技术领域，具体为一种片式元件检测分选一体化检测机构。

背景技术

随着信息产业革命的迅速发展，电子设备和系统的复杂程度越来越高，所需要的电子元件数量也在不断增多。从可靠性的角度上说，对电子元件的质量要求也越来越高。

而SMD元件作为目前电子设备中最主要的元件，其质量的筛选对于提高电子设备的可靠性具有重要的作用。而现阶段用于在线元件检测的机器主要是编带机附带的,而且检测时需要将元件置于透明检测平台上，待检测完后再通过机械手把元件放回传送带上进行编带工作。在测试站的等待时间和从传送带逐个转移到测试站的时间使得这种方法效率极低。

中国专利CN203286984U[一种用于检测SMD元件合格率的自动智能测试机构]提出了一种用于检测SMD元件合格率的自动智能测试机构，运料轨道一端接有空气入料装置,另一端设有取料位连废料抛弃装置。该方案通过气动装置实现了多工位同时检测，且能有效避免SMD元件多工序检测造成的针脚二次变形。但该机构本身无法对散落的元件堆进行排列，且若元件排列紧密，挡料杆在分料时可能会造成有的元件直立甚至翻转。

台湾专利TWI372135[电子元件测试分类机的测试装置]，其主要目的也是为了缩短测试装置的等待时间，该发明利用了两个取料装置，轮流进行取料，以减少测试站的待机时间，但是两个取料器切换时也会占据一定的时间。随着对电子元件的检测速度的要求越来越高，以及摄像头曝光时间的限制，在针对散装的电子元器件进行高效快速测试时，上述专利所载的技术手段则无法达到要求。

以上两种方案均是通过改变取料方式以改善传统逐个取料方式效率低的问题，但仍然无法做到检测过程无停歇，且均需在检测前另外添加元件排列整理机器。同时无法解决现有相关装置检测效率低、集成功能少的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种片式元件检测分选一体化检测机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种片式元件检测分选一体化检测机构，包括内层排列机构、外层检测机构和筛选机构三大部分，所述内层排列机构、外层检测机构和筛选机构均置于环形基座上，所述底座通过底座支架和中央主轴轴套一支撑，所述轴套一压在变速装置上。

优选的，所述内层排机构整体位于振动台上，所述振动台通过沿圆周均匀分布的多个弹簧架起在底座上，所述振动台下表面靠近中心的地方沿圆周均匀设置了多个小型振动器，其中一半主要负责竖直方向振动，另外一半主要负责水平方向振动。

所述内层排列机构从上至下依次为上层拨动叶片、中间层导轨盘和底层拨动叶片，其中驱动装置位于整台机器中心底部，包括主驱动电机及变速装置，驱动装置通过中央主轴及扇毂一、扇毂二分别与内层排列机构的上层拨动叶片和底层拨动叶片相连，所述中央主轴上安装有具备过载保护功能的安全联轴器，所述中间层导轨盘空套在中央主轴上，且通过多根支柱支撑在底座上，与上层、底层拨动叶片均有一定空隙，而上层、底层拨动叶片则通过轴套二分隔开，所述内层排列机构还设有一玻璃防护罩以防止有元件散落到外层，该防护罩悬在中间层导轨盘上，并通过多个斜支架及螺钉固定在底座上，所述防护罩下边缘均匀开有多个半圆小口，每个小口分别与中间层导轨盘的16道导轨槽外侧出口相对应，共同构成内层排列机构出口。

优选的，所述各内层排列机构出口各接一条传送轨道，且传送轨道的传送带借助两侧的机架架起在底座上，所述机架从内侧至外侧左右对称地依次装有一对前红外计数器基座、一对相机基座、一对后红外计数器基座，所有基座均通过螺钉与机架相连，所述机架上还设有挡板基座，所述传送带上用于限位的两条透明挡板的两端通过螺杆螺母与挡板基座相连，所述前红外计数器发射端和接收端分别插在左右两侧的计数器基座上，所述后红外计数器的发射端和接收端也类似安放，在透明挡板相应地方开有小孔让红外线通过，且左右两侧设置相机一、相机二分别插在左右两边的相机基座上，且通过数据线与各自的显示端相连，并可在显示端实时显示所拍摄图像，所述超声波探测头通过自身外壳上刻有的螺纹与滑块的悬臂端相连，所述滑块装在跨接在两侧相机基座上的横梁上，且通过滑块上的齿轮与横梁上的齿条的啮合，所述滑块可在电机的带动下在横梁上往复运动。

优选的，所述上层及底层拨动叶片的扇叶曲线按照正弦加速运动规律设计，可避免推动过程的刚性冲击及柔性冲击，有利于元件的顺利推动。所述上层和底层拨动叶片安装在同一传动轴上，且上层拨动叶片初始位置沿逆时针方向超前底层拨动叶片一定角度，当下拨片推动电子元件前进时，上拨片可以盖压住电子元件所在导轨槽，保证元件平躺着被推出。

优选的，所述上层拨动叶片末端设置有细长弹性条，在非出口处为弯曲状态。当上层拨动叶片末端转至导轨槽出口处时，所述弹性条突然弹直，可将直立的元件推倒。

优选的，所述上、底层拨动叶片所在传动轴上设有摩擦式安全联轴器，并设定一定的扭力值，以起到过载保护和防卡死的作用。

优选的，所述中间层导轨盘的导轨槽右侧导轨壁设置有一斜面，当出现元件堆叠时，这一结构将有助于上层拨动叶片把堆叠在上层的元件扫走。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该片式元件检测分选一体化检测机构，完全代替人工实现SMD元件自动化连续检测。可自动完成从散乱元件的整理到元件检测再到元件筛选的全过程。只需从中间的入料处倒入散乱元件，便可从16条轨道上同时输出排列好的元件并进行检测。整机运行顺畅，检测效率较传统检测机构大大提高。同时，综合运用工业相机与超声波探测头进行检测，可检测的方面更多，对元件质量的判断更全面，误判率更低。元件检测过程无需停顿，避免了取料器取料出料时对元件的伤害。此外，还可实现不合格元件的集中。

所述筛选机构根据筛选需求可有两种方案：其一，若仅需对不合格元件进行收集，合格元件以整齐的排列运送出去，所述筛选电机放在电机机架上，电机两侧及后边设有挡板以限制电机的大幅晃动，所述筛选电机的输出轴接击打杆，所述底座的外边缘装有环形废料槽，所述击打杆左右两侧均设有元件挡板，以防止元件飞得过远。

其二，若需要对合格元件与不合格元件分别进行集中，则筛选电机输出轴连接由偏心轮、击打杆和相关连杆构成的曲柄滑块机构，所述筛选电机机架上设有卡槽对上述曲柄滑块机构进行限位，使曲柄滑块机构只能在竖直方向运动。

附图说明

图1为本发明结构主视图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为实施例1的内层排列机构装配主视图；

图4为实施例1的内层排列机构装配俯视图；

图5为实施例1的外层检测机构及筛选机构装配主视图；

图6为实施例1的外层检测机构及筛选机构装配俯视图；

图7为实施例2的外层检测机构及筛选机构装配主视图；

图8为实施例2的外层检测机构及筛选机构装配俯视图；

图9为中间导轨盘结构图；

图10为实施例1的筛选机构不同工作状态图示；

图11为实施例2的筛选机构不同工作状态图示。

图中：1内层排列机构、2外层检测机构、3筛选机构、4底座、5主驱动电机、6变速装置、7中央主轴、8扇毂一、9扇毂二、10中间层导轨盘、11防护罩、12斜支架、13-1前红外计数器发射端、13-2后红外计数器发射端、13-3前红外计数器接收端、13-4后红外计数器接收端、14超声波探测头、15-1相机一、15-2相机二、16筛选电机、17元件挡板、18传送带一、19底座支架、20轴套一、21安全联轴器、22小型振动器、23振动台、24弹簧、25上层拨动叶片、26底层拨动叶片、27弹性条、28支柱、29轴套二、30挡板基座、31-1计数器基座、31-2后计数器基座、32透明挡板、33相机基座、34横梁、35齿条、36齿轮、37滑块、38机架、39电机机架、40击打杆、41环形废料槽、42挡板、43偏心轮、44连杆、45击打杆、46卡槽、47内层料槽、48外层料槽、49传送带二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-6及图10所示的实施例1提供一种技术方案：一种片式元件检测分选一体化检测机构，包括内层排列机构1、外层检测机构2和筛选机构3三大部分，所述内层排列机构1、外层检测机构2和筛选机构3均置于环形基座4上，所述底座4通过底座支架19和中央主轴轴套一20支撑，所述轴套一20压在变速装置6上。

所述内层排机构1整体位于振动台23上，所述振动台23通过沿圆周均匀分布的多个弹簧24架起在底座4上，所述振动台23下表面靠近中心的地方沿圆周均匀设置了多个小型振动器22，其中一半主要负责竖直方向振动，另外一半主要负责水平方向振动。

所述内层排列机构1从上至下依次为上层拨动叶片25、中间层导轨盘10和底层拨动叶片26，其中驱动装置位于整台机器中心底部，包括主驱动电机5及变速装置6，驱动装置通过中央主轴7及扇毂一8、扇毂二9分别与内层排列机构的上层拨动叶片25和底层拨动叶片26相连，所述中央主轴7上安装有具备过载保护功能的安全联轴器21，所述中间层导轨盘10空套在中央主轴7上，且通过多根支柱28支撑在底座4上，与上层、底层拨动叶片均有一定空隙，而上层、底层拨动叶片则通过轴套二29分隔开，所述内层排列机构还设有一玻璃防护罩11以防止有元件散落到外层，该防护罩11悬在中间层导轨盘10上，间隙极小，并通过多个斜支架12及螺钉固定在底座4上，所述防护罩下边缘均匀开有多个半圆小口，每个小口分别与中间层导轨盘10的多道导轨槽外侧出口相对应，共同构成内层排列机构出口。

所述各内层排列机构出口各接一条传送轨道，且传送轨道的传送带18借助两侧的机架38架起在底座4上，所述机架38从内侧至外侧左右对称地依次装有一对前红外计数器基座31-1、一对相机基座33、一对后红外计数器基座31-2，所有基座均通过螺钉与机架38相连，所述机架38上还设有挡板基座30，所述传送带18上用于限位的两条透明挡板32的两端通过螺杆螺母与挡板基座30相连，所述前红外计数器发射端13-1和接收端13-3分别插在左右两侧的计数器基座31-1上，所述后红外计数器的发射端13-2和接收端13-4也类似安放在后计数器基座31-2上，在透明挡板相应地方开有小孔让红外线通过，且左右两侧设置相机一15-1、相机二15-2分别插在左右两边的相机基座33上，且通过数据线与各自的显示端相连，并可在显示端实时显示所拍摄图像，所述超声波探测头14通过自身外壳上刻有的螺纹与滑块37的悬臂端相连，所述滑块37装在跨接在两侧相机基座33上的横梁34上，且通过滑块37上的齿轮36与横梁上的齿条35的啮合，所述滑块37可在电机的带动下在横梁34上往复运动。

所述筛选机构3的电机机架39横跨过传送轨道安装在底座4上，所述筛选电机16放在电机机架39上，电机两侧及后边设有挡板42以限制电机的大幅晃动，所述筛选电机16的输出轴接击打杆40，所述底座4的外边缘装有环形废料槽41，所述击打杆40左右两侧均设有元件挡板17，以防止元件飞得过远。

所述上层及底层拨动叶片的扇叶曲线按照正弦加速运动规律设计，可避免推动过程的刚性冲击及柔性冲击，有利于元件的顺利推动。所述上层和底层拨动叶片安装在同一传动轴上，且上层拨动叶片25初始位置沿逆时针方向超前底层拨动叶片26一定角度，当下拨片推动电子元件前进时，上拨片可以盖压住电子元件所在导轨槽，保证元件平躺着被推出。

所述上层拨动叶片25末端设置有细长弹性条27，在非出口处为弯曲状态。当上层拨动叶片25末端转至导轨槽出口处时，所述弹性条27突然弹直，可将直立的元件推倒。

所述上、底层拨动叶片所在传动轴上设有摩擦式安全联轴器21，并设定一定的扭力值，以起到过载保护和防卡死的作用。

所述中间层导轨盘10的导轨槽右侧导轨壁设置有一斜面，当出现元件堆叠时，这一结构将有助于上层拨动叶片25把堆叠在上层的元件扫走。

所述筛选机构3的电机机架39横跨过传送轨道安装在底座4上，所述筛选电机16放在电机机架39上，电机两侧及后边设有挡板42以限制电机的大幅晃动，所述筛选电机16的输出轴接击打杆40，所述底座4的外边缘装有环形废料槽41，所述击打杆40左右两侧均设有元件挡板17，以防止元件飞得过远。

本发明实施例1的工作流程如下：

整台机器安装好后，散落的元件从中间倒入内层排列机构1，散落的元件堆。开动机器，主驱动电机5经变速装置6后通过中央主轴7、上层拨动叶片25和底层拨动叶片26逆时针转动，上层拨动叶片25先将散落的元件扫入中间层导轨盘10的导轨槽内，在振动器22的辅助作用下，将散落的元件排列整齐（元件平躺，其长度方向沿导轨槽径向）。紧跟着，底层拨动叶片26将落入导轨槽内的元件推出至外层检测机构2的传送带18上。

本实施例可以实现边运转边入料，由于上层拨动叶片25的上表面为斜面，即使所倒入元件落于上层拨动叶片25的上表面，随着上层拨动叶片25的旋转，这些元件也将沿斜面滑下来，不会出现元件始终滞留在上层拨动叶片25上的情况。

当传送带18-1上的元件经过前红外计数器发射端13-1和接收端13-3时，红外射线被挡住，启动计数器工作。延时一段时间后，依次启动超声波探测头14和左右两侧的相机一15-1、相机二15-2，对元件左右侧表面进行拍照。延时时间为元件从前红外计数器到超声波探测头处所用时间。超声波探测头滑块37的驱动电机带动齿轮36转动，进而使探测头滑块沿横梁34作左右往复运动，再加上传送带18上元件的运动，实现对元件上下两个表面的TAMI扫描。而上述相机则分别对元件左右侧面进行拍照。超声波扫描所得图像和相机拍摄所得图像均实时传入中央计算机，并在各自的显示端实时显示出来。中央计算机对所得图像进行图像分割与缺陷识别，某元件任意一表面的图像中识别出有缺陷，即可判定该元件不合格。

当传送带上的元件经过后红外计数器的发射端13-2和接收端13-4时，启动计数器工作，当某时刻计数结果恰好等于不合格元件的序号时，启动筛选机构3工作，筛选机构3的击打杆40在通常状态下处于水平位置，当有不合格元件经过时，筛选电机16带动击打杆40转动，将传送带18上的元件向侧边打出，并最终落于下方的废料槽41中。好的元件则继续随传送带18送出。传送带18末端则可根据需要接编带机或其他机器。

当需要检测另一种宽度不同的元件时，只需更换中间层导轨盘10，然后通过转动透明挡板32两端的螺杆以调整两条透明挡板的间距，使之适应元件宽度。再调整好相关检测设备在其基座上的位置即可。

实施例2：

如图7、8、11所示，实施例2与实施例1基本一致，仅仅是外层检测机构末端及筛选机构有所不同，此处仅对不同之处进行阐述。

传送带49完全位于底座4上，其末端（外侧端）略突出底座4外边缘一些。同时，本实施例筛选机构3的击打机构悬在传送带18末端的外侧。

筛选电机16的输出轴接偏心轮43，偏心轮外套有连杆44，连杆44接击打杆45，击打杆45为一矩形框，其下表面为击打部位，左右两条边则嵌在击打卡槽46中，可沿卡槽46在竖直方向上运动。

当元件传送到传送带18外侧末端时，若是合格元件，则顺利从传送带18末端飞至外层料槽48中，若是不合格元件飞过时，筛选电机16带动偏心轮43顺时针转动，进而带动击打头45沿卡槽46竖直向下运动，将元件竖直向下打入内层料槽47中。从而实现对合格元件及不合格元件的分类收集。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，这些变化和改进都应落入本发明的保护范围之内。本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种片式元件检测分选一体化检测机构，其特征在于：包括内层排列机构（1）、外层检测机构（2）和筛选机构（3）三大部分，所述内层排列机构（1）、外层检测机构（2）和筛选机构（3）均置于环形基座（4）上，所述底座（4）通过底座支架（19）和中央主轴轴套一（20）支撑，所述轴套一（20）压在变速装置（6）上。

2.根据权利要求1所述的一种片式元件检测分选一体化检测机构，其特征在于：所述内层排机构（1）整体位于振动台（23）上，所述振动台（23）通过沿圆周均匀分布的多个弹簧（24）架起在底座（4）上，所述振动台（23）下表面靠近中心的地方沿圆周均匀设置了多个小型振动器（22），其中一半主要负责竖直方向振动，另外一半主要负责水平方向振动；

所述内层排列机构（1）从上至下依次为上层拨动叶片（25）、中间层导轨盘（10）和底层拨动叶片（26），其中驱动装置位于整台机器中心底部，包括主驱动电机（5）及变速装置（6），驱动装置通过中央主轴（7）及扇毂一（8）、扇毂二（9）分别与内层排列机构的上层拨动叶片（25）和底层拨动叶片（26）相连，所述中央主轴（7）上安装有具备过载保护功能的安全联轴器（21），所述中间层导轨盘（10）空套在中央主轴（7）上，且通过多根支柱（28）支撑在底座（4）上，与上层、底层拨动叶片均有一定空隙，而上层、底层拨动叶片则通过轴套二（29）分隔开，所述内层排列机构还设有一玻璃防护罩（11）以防止有元件散落到外层，该防护罩（11）悬在中间层导轨盘（10）上，并通过多个斜支架（12）及螺钉固定在底座（4）上，所述防护罩下边缘均匀开有多个半圆小口，每个小口分别与中间层导轨盘（10）的多道导轨槽外侧出口相对应，共同构成内层排列机构出口。

3.根据权利要求1所述的一种片式元件检测分选一体化检测机构，其特征在于：所述各内层排列机构出口各接一条传送轨道，且传送轨道的传送带（18）借助两侧的机架（38）架起在底座（4）上，所述机架（38）从内侧至外侧左右对称地依次装有一对前红外计数器基座（31-1）、一对相机基座（33）、一对后红外计数器基座（31-2），所有基座均通过螺钉与机架（38）相连，所述机架（38）上还设有挡板基座（30），所述传送带（18）上用于限位的两条透明挡板（32）的两端通过螺杆螺母与挡板基座（30）相连，所述前红外计数器发射端（13-1）和接收端（13-3）分别插在左右两侧的计数器基座（31-1）上，所述后红外计数器的发射端（13-2）和接收端（13-4）也类似安放，在透明挡板相应地方开有小孔让红外线通过，且左右两侧设置相机一（15-1）、相机二（15-2）分别插在左右两边的相机基座（33）上，且通过数据线与各自的显示端相连，并可在显示端实时显示所拍摄图像，所述超声波探测头（14）通过自身外壳上刻有的螺纹与滑块（37）的悬臂端相连，所述滑块（37）装在跨接在两侧相机基座（33）上的横梁（34）上，且通过滑块（37）上的齿轮（36）与横梁上的齿条（35）的啮合，所述滑块（37）可在电机的带动下在横梁（34）上往复运动。

4.根据权利要求1所述的一种片式元件检测分选一体化检测机构，其特征在于：所述筛选机构（3）的电机机架（39）横跨过传送轨道安装在底座（4）上，所述筛选电机（16）放在电机机架（39）上，电机两侧及后边设有挡板（42）以限制电机的大幅晃动，所述筛选电机（16）可直接接击打杆（40）或通过偏心轮（43）和连杆（44）接击打杆（45）；所述底座（4）的外边缘装有废料槽；筛选机构相关部位还设有挡板。

5.根据权利要求1所述的一种片式元件检测分选一体化检测机构，其特征在于：所述上层及底层拨动叶片的扇叶曲线按照正弦加速运动规律设计，可避免推动过程的刚性冲击及柔性冲击，有利于元件的顺利推动；

所述上层和底层拨动叶片安装在同一传动轴上，且上层拨动叶片（25）初始位置沿逆时针方向超前底层拨动叶片（26）一定角度，当下拨片推动电子元件前进时，上拨片可以盖压住电子元件所在导轨槽，保证元件平躺着被推出。

6.根据权利要求1所述的一种片式元件检测分选一体化检测机构，其特征在于：所述上层拨动叶片（25）末端设置有细长弹性条（27），在非出口处为弯曲状态；

当上层拨动叶片（25）末端转至导轨槽出口处时，所述弹性条（27）突然弹直，可将直立的元件推倒。

7.根据权利要求1所述的一种片式元件检测分选一体化检测机构，其特征在于：所述上、底层拨动叶片所在传动轴上设有摩擦式安全联轴器（21），并设定一定的扭力值，以起到过载保护和防卡死的作用。

8.根据权利要求1所述的一种片式元件检测分选一体化检测机构，其特征在于：所述中间层导轨盘（10）的导轨槽右侧导轨壁设置有一斜面，当出现元件堆叠时，这一结构将有助于上层拨动叶片（25）把堆叠在上层的元件扫走。