CN106352900A - 印鱼式线性编码器及具印鱼式线性编码器的光学检测平台 - Google Patents

Abstract

一种光学检测平台，包含有一输送装置、一摄像装置、以及一印鱼式线性编码器。该输送装置带动输送带朝一检测方向移动。该输送带上一侧具有一供一或复数个编码条设置的扫描区，每一该编码条分别于该输送带上界定一影像拍摄区。该摄像装置设置于该输送带的一侧，并朝该影像拍摄区的方向拍摄。该印鱼式线性编码器包含有一编码器读头，以及一运算单元。该编码器读头朝向该扫描区的方向读取该编码条的数值。

Description

印鱼式线性编码器及具印鱼式线性编码器的光学检测平台

技术领域

本发明提出一种光学检测平台，尤指一种可精准测量该输送带位置及行程距离的光学检测平台。

背景技术

在自动化工业领域中，需要精确位置定位时，一般需依靠编码器(Encoder)对机构或装置进行精确的量测，除了进行位置检测外，编码器亦可精确的测量出转动的角度、旋转速度、移动速率及加速度。

编码器(Encoder)主要可分为二种，一种是将旋转位置或旋转量转换成模拟或数字讯号的旋转编码器(Rotary Encoder)，一般常应用于旋转轴上进而转换成线性距离的反馈，另一种是将线性位置或线性位移量转换成模拟或数字讯号的线性编码器(Linear Encoder)，一般常应用于直线运动距离的反馈。

一般计算输送带传送距离及传送速度，是通过旋转编码器侦测输送带的旋转轴的转动角度，经由圆周转换反馈成输送带的行程距离。然而旋转式编码器应用于旋转轴上可能产生下列几个不确定因素，造成编码器读取数值与实际行走距离不同：

一、通过圆周率换算旋转轴心为圆周长时所产生的误差。

二、旋转轴心与输送皮带间因静摩擦力不足时旋转轴及皮带间所产生的偏移及滑动。

目前业界输送带式的光学检测装置多是搭配旋转式编码器通过换算的方式取得转轴实际反馈的距离。然而，在光学检测领域中对待测物进行检测时，对于待测物的位置、移动距离及移动速度经常要求较高的精度条件，若是输送带的位置、移动距离或移动速度产生误差时，非常容易造成在瑕疵检测时所取得的影像将有失真或是误判的情况发生。

发明内容

本发明的目的，在于解决输送带搭配旋转式编码器时，在测量位置、行程距离及移动速度常有误差造成的瑕疵检测时所取得的影像有失真或是误判的情形。本发明的另一目的，则在于解决现有线性编码器编码条长度有限制无法搭配实际量测的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种印鱼式线性编码器，用于量测一输送带的一行程距离，该线性编码器包含一编码条，一编码器读头，以及一移载装置。该编码条平行于该输送带的一侧。该编码器读头设置并固定于该输送带的一侧。该移载装置用以将该编码条移载至该输送带的一扫描区，以界定一影像拍摄区。其中当量测该行程距离时，该移载装置将该编码条移载至该扫描区的一起始位置上，以将该编码条通过该输送带移动至默认的一临界位置。当该编码条自该起始位置移动该临界位置后，由该移载装置或另一移载装置自该临界位置移载该编码条离开该临界位置。

进一步地，该编码器读头的种类包括光学式线性编码器、电磁式线性编码器以及电阻式线性编码器。

本发明的另一目的，在于提供一种具有前述印鱼式线性编码器的光学检测平台。该光学检测平台包含一输送装置，一摄像装置，一真空吸平装置，以及一印鱼式线性编码器。该输送装置包含有一具有复数个通孔及轮轴的输送带，以及一枢转该轮轴以带动该输送带令待测物朝一检测方向移动的驱动装置。该输送带上一侧具有一扫描区。该扫描区供一或复数个编码条设置，每一该编码条分别在该输送带上界定一影像拍摄区。该摄像装置设置在该输送带的一侧，并朝该影像拍摄区的方向拍摄，以取得该影像拍摄区上该待测物的影像。该真空吸平装置设置于该输送带相对该待测区域的另一侧，该真空吸平装置具有一对应至该复数个通孔的气体导流面以对该复数个通孔提供吸附力。该印鱼式线性编码器系设置在该输送带的一侧，并通过该移载装置将该编码条移载至该输送带上，以通过该编码器读头量测该输送带的行程距离。

进一步地，该编码条系具有复数个位置编码，该编码器读头是将该位置编码反馈至运算单元，以由运算单元计算出该输送带的行程距离。

进一步地，所述的光学检测平台包含有一用以将该待测物移载至该影像拍摄区的移载装置。

进一步地，所述的光学检测平台包含有一用以将该编码条移载至该扫描区的移载装置。

进一步地，该真空吸平装置包含有一真空气室，复数个设置于该真空气室一侧的气孔，以及一设置于该真空气室一侧并对该真空气室提供负压以由该复数个气孔形成该气体导流面的抽真空单元。

进一步地，该驱动装置为感应马达、可逆马达、步进马达、伺服马达或线性马达。

进一步地，所述的光学检测平台包含有一或复数个设置于该输送带一侧、两侧或周侧并照射于该影像拍摄区的补光灯。

进一步地，该摄像装置是线扫描摄影机(Line-Scan Camera)或面扫描摄影机(Area-Scan Camera)。

进一步地，该编码条的长度大于该待测物的长度。

进一步地，该编码器读头的种类包括光学式线性编码器、电磁式线性编码器以及电阻式线性编码器。

因此，本发明相较于前述现有技术具有以下的优异效果：

1.本发明可通过线性编码器精确测量输送带的位置、行程距离、或移动速度，增加待测物被拍摄时所取得的影像的精确度。

2.本发明可连续对待测物进行检测，无须将编码条复归至起始位置，可提高检测的效率。

附图说明

图1，是本发明光学检测平台的外观示意图。

图2，是本发明光学检测平台的侧面示意图。

图3，是本发明光学检测平台的俯视图。

图4-1至图4-3，是本发明光学检测平台的操作示意图(一)～(三)。

符号说明：

100 光学检测平台

110 输送装置

111 驱动装置

112 轮轴

113 输送带

114 通孔

120 摄像装置

130 真空吸平装置

131 真空气室

132 气孔

133 抽真空单元

134 气体导流面

140 印鱼式线性编码器

141 编码器读头

142 支架

143 编码条

150 补光灯

210 移载装置

220 移载装置

R1 扫描区

R2 影像拍摄区

S0 待测物

S1 待测物

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合图示说明如下。再者，本发明中的图示，为说明方便，其比例未必按实际比例绘制，而有夸大的情况，该等图示及其比例非用以限制本发明的范围。

本发明提供一种印鱼式线性编码器，用于量测输送带的行程距离，并将所取得的数值反馈至运算单元。所述的印鱼式线性编码器是可应用于光学检测平台上，用以对面板、料片进行精密检测。该印鱼式线性编码器配合摄像装置检测面板及料片瑕疵时，可确保摄像装置所取得的每幅图帧维持相同的精确度而不失真。

请参阅图1，是本发明光学检测平台的外观示意图，如图所示：

本发明提供一种光学检测平台100，用以对待测物S0进行精密检测以取得待测物S0表面或内部的瑕疵。该光学检测平台100包含有一输送装置110、一设置在该输送装置110一侧的摄像装置120、一设置在该输送装置110内侧对应至输送带113的通孔114(如图4-1所示)一侧的真空吸平装置130、以及一设置在该输送带113一侧的印鱼式线性编码器140。

所述的输送装置110包含有一具有复数个通孔114及轮轴112的输送带113，以及一枢转该轮轴112以带动该输送带113乘载待测物S0朝一检测方向移动的驱动装置111。该驱动装置111运作时系带动该轮轴112枢转，从而轮轴112上的粗糙表面与输送带113间产生牵引力以带动该输送带113朝一端的方向移动。在此所述“带动该输送带113令待测物S0朝一检测方向移动”，具体是指该输送带113通过轮轴112带动而朝顺时针、或逆时针行进，使该输送带113上所乘载的待测物S0移动至摄像装置120的景深范围内以利于摄像装置120进行拍摄。该驱动装置111可为感应马达、可逆马达、步进马达、伺服马达、线性马达或其它类此的电动机设备，在本发明中不予以限制。

该输送带113上一侧具有一扫描区R1，该扫描区R1供一或复数个编码条143设置，每一该编码条143分别于该输送带113上界定一影像拍摄区R2。具体而言，该扫描区R1设置于该输送带113上的表面，用以载置该编码条143，编码条143可以通过移载装置120移载至该扫描区R1上并由真空吸附装置130固定，并于移动至输送带113的末端时由另一移载装置220回收。在另一较佳实施例中，所述的编码条143也可结合在该输送带113上，随着输送带113移动并循环利用。该编码条143的长度大于该待测物S0的长度，并分别界定有一影像拍摄区R2用以供待测物S0设置，所述的影像拍摄区R2是指该摄像装置120于景深范围内可取得该待测物S0清晰画面的区域。该待测物S0移载至该影像拍摄区R2时，是设置于该编码条143二端之间的范围内。除通过移载装置210将待测物S0移载至输送带113上(或由该输送带113上卸除)的实施例外，也可通过人员将待测物S0放置于输送带113上，在本发明中不予以限制。

所述的摄像装置120设置于该输送带113的一侧，并朝该影像拍摄区R2的方向拍摄，以取得该影像拍摄区R2上该待测物S0的影像。在较佳实施例中，该摄像装置120为利用待测物S0移动速度取得整面影像的线扫描摄影机(Line-Scan Camera)。在另一实施例中，所述的摄像装置120可为面扫描摄影机(Area-Scan Camera)，在本发明中不予以限制。在该输送带113的一侧可设置有一或复数个补光灯150，照射于该影像拍摄区R2上以对该影像拍摄区R2上的待测物S0进行补光。除上述的实施例外，所述的补光灯150亦可设置于该输送带113两侧、或是环设于该输送带113周侧，在本发明中不予以限制。

所述的真空吸平装置130设置于该输送带113相对该影像拍摄区R2的另一侧，以对该输送带113上的待测物S0提供真空吸附力，避免待测物S0的边缘处产生翘曲的问题。有关于该真空吸平装置130的详细构造，请一并参阅图2，是本发明光学检测平台的侧面示意图，如图所示：

所述的真空吸平装置130具有一对应至该复数个通孔114的气体导流面134，用以对该复数个通孔114提供吸附力。具体而言，该真空吸平装置130包含有一真空气室131，复数个设置于该真空气室131一侧的气孔132，以及一设置于该真空气室131一侧并对该真空气室131提供负压的抽真空单元133。在该抽真空单元133对该真空气室131提供负压时，气体将经由该复数个气孔132进入该真空气室131，此时复数个气孔132所提供的真空吸附力将在该真空气室131的一侧形成该气体导流面134，通过气体导流面134将使复数个通孔114产生负压，以吸附待测物S0。

针对印鱼式线性编码器140的说明，请一并参阅图3，是本发明光学检测平台的俯视图，如图所示：

所述的印鱼式线性编码器140包含有一平行于该输送带113的一侧的编码条143，一设置并固定于该输送带113的一侧的编码器读头141，一用以将该编码条143或待测物S0移载至该输送带113的一扫描区的移载装置210及将该编码条143或待测物S0由该输送带113上移除的移载装置220，以及一连接至该驱动装置111、及该编码器读头141的运算单元(图未示)。该编码器读头141的种类包括光学式线性编码器、电磁式线性编码器、电阻式线性编码器或其他类此的线性编码器。

所述的编码器读头141设置在该输送带113的一侧，并固定于一支架142上。该编码器读头141朝向该扫描区R1的方向，在该输送带113移动时，编码器读头141读取该编码条143以得到该编码条143的位置编码，此时，该运算单元依据该编码器读头141所回传的位置编码取得位置、行程距离、及移动速度等信息，依据该等信息输出控制指令至该驱动装置(例如停止、移动、加速、减速)。

有关于本发明的运作方式，请一并参阅图4-1至图4-3，是本发明光学检测平台的操作示意图(一)～(三)，如图所示：

请先参阅图4-1，起始时，人员或移载装置210将编码条143移载至该输送带113的扫描区R1的一起始位置上，并由该编码条143界定一影像拍摄区R2。接着，人员或移载装置210再将该待测物S1设置在该编码条143一侧的影像拍摄区R2上。在该待测物S1放置于该输送带113上时，该移载装置210传送确认信号至该运算单元，该运算单元启动一检测程序。

接着，请参阅图4-2，在启动检测程序时，运算单元传送一启动信号至该驱动装置111，该驱动装置111在接收到该启动信号时，带动该轮轴112旋转使输送带113带动编码条143及待测物S1前进。当编码器读头141读取到该编码条143时，将该编码条143上的数据(位置编码)回传至该运算单元，运算单元依据该数据取得输送带113的位置编码及行程距离。

最后，请参阅图4-3，在检测完成时，该输送带113将该编码条143移动至默认的一临界位置，此时该输送带113将该编码条143及待测物S1朝输送带113末端的方向移动，由靠近该输送带113末端的人员或移载装置220将该编码条143回收，并将该待测物S1依据瑕疵的状况进行分类。

综上所述，本发明可通过线性编码器精确测量输送带的位置、行程距离、或移动速度，增加待测物被拍摄时所取得的影像的精确度。此外，本发明可连续对待测物进行检测，无须将编码条复归至起始位置，可提高检测的效率。

以上已将本发明做一详细说明，惟以上所述者，仅为本发明的一较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所作之均等变化与修饰，皆应仍属本发明的专利涵盖范围内。

Claims (12)

1.一种印鱼式线性编码器，用于量测一输送带的一行程距离，其特征在于，该线性编码器包含：

一编码条，平行于该输送带的一侧；

一编码器读头，设置并固定在该输送带的一侧；

一移载装置，用以将该编码条移载至该输送带的一扫描区，以界定一影像拍摄区；

其中当量测该行程距离时，该移载装置将该编码条移载至该扫描区的一起始位置上，以将该编码条通过该输送带移动至默认的一临界位置，当该编码条自该起始位置移动该临界位置后，由该移载装置或另一移载装置自该临界位置移载该编码条离开该临界位置。

2.根据权利要求1所述的印鱼式线性编码器，其特征在于，该编码器读头的种类包括：光学式线性编码器、电磁式线性编码器以及电阻式线性编码器。

3.一种具有权利要求1所述的印鱼式线性编码器的光学检测平台，其特征在于，包含：

一输送装置，包含有一具有复数个通孔及轮轴的输送带，以及一枢转该轮轴以带动该输送带令待测物朝一检测方向移动的驱动装置，该输送带上一侧系具有一扫描区，该扫描区供一或复数个编码条设置，每一该编码条分别在该输送带上界定一影像拍摄区；

一摄像装置，设置在该输送带的一侧，并朝该影像拍摄区的方向拍摄，以取得该影像拍摄区上该待测物的影像；

一真空吸平装置，设置在该输送带相对该待测区域的另一侧，该真空吸平装置是具有一对应至该复数个通孔的气体导流面以对该复数个通孔提供吸附力；以及

一如权利要求1所述的印鱼式线性编码器，设置在该输送带的一侧，并通过该移载装置将该编码条移载至该输送带上，以通过该编码器读头量测该输送带的行程距离。

4.根据权利要求3所述的光学检测平台，其特征在于，该编码条具有复数个位置编码，该编码器读头是将该位置编码反馈至运算单元，以由运算单元计算出该输送带的行程距离。

5.根据权利要求3所述的光学检测平台，其特征在于，更进一步包含有一用以将该待测物移载至该影像拍摄区的移载装置。

6.根据权利要求3所述的光学检测平台，其特征在于，更进一步包含有一用以将该编码条移载至该扫描区的移载装置。

7.根据权利要求3所述的光学检测平台，其特征在于，该真空吸平装置包含有一真空气室，复数个设置于该真空气室一侧的气孔，以及一设置在该真空气室一侧并对该真空气室提供负压以由该复数个气孔形成该气体导流面的抽真空单元。

8.根据权利要求3所述的光学检测平台，其特征在于，该驱动装置为感应马达、可逆马达、步进马达、伺服马达或线性马达。

9.根据权利要求3所述的光学检测平台，其特征在于，更进一步包含有一或复数个设置于该输送带一侧、两侧或周侧并照射于该影像拍摄区的补光灯。

10.根据权利要求3所述的光学检测平台，其特征在于，该摄像装置为线扫描摄影机或面扫描摄影机。

11.根据权利要求3所述的光学检测平台，其特征在于，该编码条的长度大于该待测物的长度。

12.根据权利要求3所述的光学检测平台，其特征在于，该编码器读头的种类包括：光学式线性编码器、电磁式线性编码器以及电阻式线性编码器。