CN109827753B - 一种全自动人眼安全测试装置及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动人眼安全测试装置及其测试方法，涉及VCSEL芯片检测设备技术领域，包括第一支撑柜，所述第一支撑柜的一侧设置有第二支撑柜，且第一支撑柜的上表面安装有光斑检测机构，所述第一支撑柜的上表面位于光斑检测机构的后侧位置处安装有积分球检测机构。本发明设计新颖，结构简单，操作方便，无需操作人员过多干预，实现自动化作业标准，使得VCSEL芯片在检测时更加精准，且有效的提高整体的工作效率，降低了劳动强度，为VCSEL芯片检测带来便捷，采用积分球对VCSEL芯片的通光量进行测量，可以使得测量结果更为可靠，积分球可降低并除去由光线的形状、发散角度、及探测器上不同位置响应度差异所造成的测量误差。
Description
技术领域
本发明涉及VCSEL芯片检测设备技术领域，具体是一种全自动人眼安全测试装置及其测试方法。
背景技术
VCSEL，全名为垂直腔面发射激光器，以砷化镓半导体材料为基础研制，有别于LED和LD等其他光源，具有体积小、圆形输出光斑、单纵模输出、阈值电流小、价格低廉、易集成为大面积阵列等优点，广泛应用与光通信、光互连、光存储等领域。
VCSEL在生产过程中需要对其进行各项检测以确保产品的质量，如外观、光斑以及光度，但是目前的检测设备存在局限性，需要同时采用不同的设备对产品进行测量，在来回切换中容易导致时间流失，不仅使得工作效率低下，还增加了工人的劳动强度。因此，本领域技术人员提供了一种全自动人眼安全测试装置及其测试方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动人眼安全测试装置及其测试方法，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：一种全自动人眼安全测试装置，包括第一支撑柜，所述第一支撑柜的一侧设置有第二支撑柜，且第一支撑柜的上表面安装有光斑检测机构，所述第一支撑柜的上表面位于光斑检测机构的后侧位置处安装有积分球检测机构，且第一支撑柜的上表面位于光斑检测机构的内侧位置处设置有检测治具平台，所述第一支撑柜的上表面位于检测治具平台的内侧位置处安装有下相机，所述第二支撑柜的上表面设置有自动上下料机构。
作为本发明再进一步的方案：所述自动上下料机构包括安装板，所述安装板的上表面设置有备品Tray料盘，且安装板的上表面位于备品Tray料盘的一侧位置处设置有NG品Tray料盘，所述安装板的上表面位于备品Tray料盘的前侧位置处设置有待检Tray上料位，且安装板与待检Tray上料位之间通过第一Tray移动Y轴滑动连接，所述安装板的上表面位于NG品Tray料盘的前侧位置处设置有检测完成品Tray下料位，且安装板与检测完成品Tray下料位之间通过第二Tray移动Y轴滑动连接，所述安装板的下表面相对应待检Tray上料位的位置处安装有Tray顶升Z轴，且安装板的下表面相对应检测完成品Tray下料位的位置处安装有Tray下降Z轴，所述安装板的上表面位于一侧边缘处设置有抓取Y轴，且安装板的上表面位于后侧边缘处安装有与抓取Y轴端部相接的抓取X轴，所述安装板的上表面位于NG品Tray料盘的后侧位置处安装有上下料抓取机械手，所述抓取X轴的前侧连接有抓取Z轴。
作为本发明再进一步的方案：所述待检Tray上料位上垂直堆放有10件待检料盘，其中最上层的待检料盘为空料盘，所述检测完成品Tray下料位上放置有收料盘。
作为本发明再进一步的方案：所述抓取Z轴的一侧安装有与下相机相对应的上相机。
作为本发明再进一步的方案：所述光斑检测机构包括龙门架，所述龙门架的下方位于中线位置处固定安装有预留AOL检测位，且龙门架的内侧相对应预留AOL检测位位置处安装有光斑检测位，所述光斑检测位的前侧安装有光斑检测相机。
作为本发明再进一步的方案：所述积分球检测机构包括支架，所述支架的前表面安装有积分球Z轴，所述积分球Z轴的前表面滑动连接有积分球，所述积分球的采光口垂直向下。
作为本发明再进一步的方案：所述检测治具平台包括治具移动Y轴，所述治具移动Y轴的上方滑动连接有治具移动X轴，所述治具移动X轴的上方滑动连接有治具移动R轴，所述治具移动R轴的上方固定安装有SMU电流源，且治具移动R轴的上表面位于端部位置处设置有治具移动θ轴，所述治具移动θ轴的上方滑动连接有自动闭合测试治具。
上述的一种全自动人眼安全测试装置及其测试方法，包括以下步骤：
S0、人工将待检的VCSEL芯片放置入备品Tray料盘和待检料盘；
S1、启动设备，第一Tray移动Y轴移动至待检Tray上料位位置处；
S2、上下料抓取机械手将待检料盘最上层空料盘搬运至检测完成品Tray下料位；
S3、上相机对待检料盘中的产品拍照定位后，由上下料抓取机械手从待检料盘中抓取一个产品，移动至下相机进行二次定位补正并进行二维码识别；
S4、上下料抓取机械手将待检产品移至自动闭合测试治具中；
S5、自动闭合测试治具通过X、Y、θ和R轴带动将产品移至光斑检测位和预留AOL检测位，预留AOL检测位用于对产品外观进行检测，光斑检测相机对点亮后的产品光斑能量分布进行检测，同时找出VCSEL发光最亮点；
S6、光斑检测完成后通过X、Y、θ和R轴带动将产品将VCSEL发光最亮点对准积分球采光口进行光度检测；
S7、产品检测完成后，自动闭合测试治具通过X、Y、θ和R轴回到原点；
S8、上下料抓取机械手取出检测产品，合格品放置收料盘，测试Fail放置NG品Tray料盘；
S9、NG品Tray料盘满盘后由手工取出，收料盘满盘后回收至检测完成品Tray下料位，完成整套检测运作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计新颖，结构简单，操作方便，无需操作人员过多干预，实现自动化作业标准，使得VCSEL芯片在检测时更加精准，且有效的提高整体的工作效率，降低了劳动强度，为VCSEL芯片检测带来便捷，采用积分球对VCSEL芯片的通光量进行测量，可以使得测量结果更为可靠，积分球可降低并除去由光线的形状、发散角度、及探测器上不同位置响应度差异所造成的测量误差。
附图说明
图1为一种全自动人眼安全测试装置的结构示意图；
图2为一种全自动人眼安全测试装置中自动上下料机构的结构示意图；
图3为一种全自动人眼安全测试装置中自动上下料机构的仰视图；
图4为一种全自动人眼安全测试装置中光斑检测机构的结构示意图；
图5为一种全自动人眼安全测试装置中检测治具平台的结构示意图；
图6为一种全自动人眼安全测试装置中积分球检测机构的结构示意图；
图7为一种全自动人眼安全测试装置的测试方法流程框图。
图中：1、第一支撑柜；2、第二支撑柜；3、自动上下料机构；301、安装板；302、抓取Y轴；303、抓取X轴；304、抓取Z轴；305、第一Tray移动Y轴；306、第二Tray移动Y轴；307、Tray下降Z轴；308、Tray顶升Z轴；309、NG品Tray料盘；310、备品Tray料盘；311、检测完成品Tray下料位；312、待检Tray上料位；313、上下料抓取机械手；4、下相机；5、光斑检测机构；501、龙门架；502、光斑检测位；503、预留AOL检测位；504、光斑检测相机；6、积分球检测机构；601、支架；602、积分球Z轴；603、积分球；7、检测治具平台；701、治具移动Y轴；702、自动闭合测试治具；703、治具移动θ轴；704、治具移动X轴；705、SMU电流源；706、治具移动R轴。
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。
请参阅图1～7，本发明实施例中，一种全自动人眼安全测试装置，包括第一支撑柜1，第一支撑柜1的一侧设置有第二支撑柜2，且第一支撑柜1的上表面安装有光斑检测机构5，光斑检测机构5包括龙门架501，龙门架501的下方位于中线位置处固定安装有预留AOL检测位503，且龙门架501的内侧相对应预留AOL检测位503位置处安装有光斑检测位502，光斑检测位502的前侧安装有光斑检测相机504，预留AOL检测位503用于对产品外观进行检测，光斑检测通过光斑检测相机504对点亮后的产品光斑能量分布进行检测，同时找出VCSEL发光最亮点(VCSEL芯片上有30000个激光发射点，波长为940nm，这个波长属于近红外光，也是位于人眼无法看到的光谱位置，其发光原理属于激光，从波长上属于红外光，简称：红外激光)。
第一支撑柜1的上表面位于光斑检测机构5的后侧位置处安装有积分球检测机构6，积分球检测机构6包括支架601，支架601的前表面安装有积分球Z轴602，积分球Z轴602的前表面滑动连接有积分球603，积分球603的采光口垂直向下，将VCSEL发光最亮点对准积分球603采光口进行光度检测，积分球603的检测原理是通过采光口经积分球603多次反射后均匀的散射在其内部，采用积分球603测量通光量，可以使得测量结果更为可靠，积分球603可降低并除去由光线的形状、发散角度、及探测器上不同位置响应度差异所造成的测量误差。
第一支撑柜1的上表面位于光斑检测机构5的内侧位置处设置有检测治具平台7，检测治具平台7包括治具移动Y轴701，治具移动Y轴701的上方滑动连接有治具移动X轴704，治具移动X轴704的上方滑动连接有治具移动R轴706，治具移动R轴706的上方固定安装有SMU电流源705，且治具移动R轴706的上表面位于端部位置处设置有治具移动θ轴703，治具移动θ轴703的上方滑动连接有自动闭合测试治具702，通光X、Y、θ和R轴的运作可以带动自动闭合测试治具702进行行程运作。
第一支撑柜1的上表面位于检测治具平台7的内侧位置处安装有下相机4，第二支撑柜2的上表面设置有自动上下料机构3，自动上下料机构3包括安装板301，安装板301的上表面设置有备品Tray料盘310，且安装板301的上表面位于备品Tray料盘310的一侧位置处设置有NG品Tray料盘309，安装板301的上表面位于备品Tray料盘310的前侧位置处设置有待检Tray上料位312，且安装板301与待检Tray上料位312之间通过第一Tray移动Y轴305滑动连接，安装板301的上表面位于NG品Tray料盘309的前侧位置处设置有检测完成品Tray下料位311，且安装板301与检测完成品Tray下料位311之间通过第二Tray移动Y轴306滑动连接，安装板301的下表面相对应待检Tray上料位312的位置处安装有Tray顶升Z轴308，且安装板301的下表面相对应检测完成品Tray下料位311的位置处安装有Tray下降Z轴307，安装板301的上表面位于一侧边缘处设置有抓取Y轴302，且安装板301的上表面位于后侧边缘处安装有与抓取Y轴302端部相接的抓取X轴303，安装板301的上表面位于NG品Tray料盘309的后侧位置处安装有上下料抓取机械手313，抓取X轴303的前侧连接有抓取Z轴304，待检Tray上料位312上垂直堆放有10件待检料盘，其中最上层的待检料盘为空料盘，检测完成品Tray下料位311上放置有收料盘，抓取Z轴304的一侧安装有与下相机4相对应的上相机，人工将待检的VCSEL芯片放置入备品Tray料盘310和待检料盘，启动设备，第一Tray移动Y轴305移动至待检Tray上料位312位置处，上下料抓取机械手313将待检料盘最上层空料盘搬运至检测完成品Tray下料位311，上相机对待检料盘中的产品拍照定位后，由上下料抓取机械手313从待检料盘中抓取一个产品，移动至下相机4进行二次定位补正并进行二维码识别。
进一步的，一种全自动人眼安全测试装置及其测试方法，包括以下步骤：
S0、人工将待检的VCSEL芯片放置入备品Tray料盘310和待检料盘；
S1、启动设备，第一Tray移动Y轴305移动至待检Tray上料位312位置处；
S2、上下料抓取机械手313将待检料盘最上层空料盘搬运至检测完成品Tray下料位311；
S3、上相机对待检料盘中的产品拍照定位后，由上下料抓取机械手313从待检料盘中抓取一个产品，移动至下相机4进行二次定位补正并进行二维码识别；
S4、上下料抓取机械手313将待检产品移至自动闭合测试治具702中；
S5、自动闭合测试治具702通过X、Y、θ和R轴带动将产品移至光斑检测位502和预留AOL检测位503，预留AOL检测位503用于对产品外观进行检测，光斑检测相机504对点亮后的产品光斑能量分布进行检测，同时找出VCSEL发光最亮点；
S6、光斑检测完成后通过X、Y、θ和R轴带动将产品将VCSEL发光最亮点对准积分球603采光口进行光度检测；
S7、产品检测完成后，自动闭合测试治具702通过X、Y、θ和R轴回到原点；
S8、上下料抓取机械手313取出检测产品，合格品放置收料盘，测试Fail放置NG品Tray料盘309；
S9、NG品Tray料盘309满盘后由手工取出，收料盘满盘后回收至检测完成品Tray下料位311，完成整套检测运作。
本发明的工作原理是：首先人工将待检的VCSEL芯片放置入备品Tray料盘310和待检料盘，启动设备，第一Tray移动Y轴305移动至待检Tray上料位312位置处，上下料抓取机械手313将待检料盘最上层空料盘搬运至检测完成品Tray下料位311，上相机对待检料盘中的产品拍照定位后，由上下料抓取机械手313从待检料盘中抓取一个产品，移动至下相机4进行二次定位补正并进行二维码识别，其次上下料抓取机械手313将待检产品移至自动闭合测试治具702中，自动闭合测试治具702通过X、Y、θ和R轴带动将产品移至光斑检测位502和预留AOL检测位503，预留AOL检测位503用于对产品外观进行检测，光斑检测相机504对点亮后的产品光斑能量分布进行检测，同时找出VCSEL发光最亮点(VCSEL芯片上有30000个激光发射点，波长为940nm，这个波长属于近红外光，也是位于人眼无法看到的光谱位置，其发光原理属于激光，从波长上属于红外光，简称：红外激光)然后通过X、Y、θ和R轴带动将产品将VCSEL发光最亮点对准积分球603采光口进行光度检测，积分球603的检测原理是通过采光口经积分球603多次反射后均匀的散射在其内部，采用积分球603测量通光量，可以使得测量结果更为可靠，积分球603可降低并除去由光线的形状、发散角度、及探测器上不同位置响应度差异所造成的测量误差，最后产品检测完成后，自动闭合测试治具702通过X、Y、θ和R轴回到原点，上下料抓取机械手313取出检测产品，合格品放置收料盘，测试Fail放置NG品Tray料盘309，NG品Tray料盘309满盘后由手工取出，收料盘满盘后回收至检测完成品Tray下料位311，完成整套检测运作。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (2)
1.一种全自动人眼安全测试装置，包括第一支撑柜（1），其特征在于，所述第一支撑柜（1）的一侧设置有第二支撑柜（2），且第一支撑柜（1）的上表面安装有光斑检测机构（5），所述第一支撑柜（1）的上表面位于光斑检测机构（5）的后侧位置处安装有积分球检测机构（6），且第一支撑柜（1）的上表面位于光斑检测机构（5）的内侧位置处设置有检测治具平台（7），所述第一支撑柜（1）的上表面位于检测治具平台（7）的内侧位置处安装有下相机（4），所述第二支撑柜（2）的上表面设置有自动上下料机构（3）；
所述自动上下料机构（3）包括安装板（301），所述安装板（301）的上表面设置有备品Tray料盘（310），且安装板（301）的上表面位于备品Tray料盘（310）的一侧位置处设置有NG品Tray料盘（309），所述安装板（301）的上表面位于备品Tray料盘（310）的前侧位置处设置有待检Tray上料位（312），且安装板（301）与待检Tray上料位（312）之间通过第一Tray移动Y轴（305）滑动连接，所述安装板（301）的上表面位于NG品Tray料盘（309）的前侧位置处设置有检测完成品Tray下料位（311），且安装板（301）与检测完成品Tray下料位（311）之间通过第二Tray移动Y轴（306）滑动连接，所述安装板（301）的下表面相对应待检Tray上料位（312）的位置处安装有Tray顶升Z轴（308），且安装板（301）的下表面相对应检测完成品Tray下料位（311）的位置处安装有Tray下降Z轴（307），所述安装板（301）的上表面位于一侧边缘处设置有抓取Y轴（302），且安装板（301）的上表面位于后侧边缘处安装有与抓取Y轴（302）端部相接的抓取X轴（303），所述安装板（301）的上表面位于NG品Tray料盘（309）的后侧位置处安装有上下料抓取机械手（313），所述抓取X轴（303）的前侧连接有抓取Z轴（304）；
所述光斑检测机构（5）包括龙门架（501），所述龙门架（501）的下方位于中线位置处固定安装有预留AOL检测位（503），且龙门架（501）的内侧相对应预留AOL检测位（503）位置处安装有光斑检测位（502），所述光斑检测位（502）的前侧安装有光斑检测相机（504）；
所述积分球检测机构（6）包括支架（601），所述支架（601）的前表面安装有积分球Z轴（602），所述积分球Z轴（602）的前表面滑动连接有积分球（603），所述积分球（603）的采光口垂直向下；
所述检测治具平台（7）包括治具移动Y轴（701），所述治具移动Y轴（701）的上方滑动连接有治具移动X轴（704），所述治具移动X轴（704）的上方滑动连接有治具移动R轴（706），所述治具移动R轴（706）的上方固定安装有SMU电流源（705），且治具移动R轴（706）的上表面位于端部位置处设置有治具移动θ轴（703），所述治具移动θ轴（703）的上方滑动连接有自动闭合测试治具（702）；
所述待检Tray上料位（312）上垂直堆放有10件待检料盘，其中最上层的待检料盘为空料盘，所述检测完成品Tray下料位（311）上放置有收料盘；
所述抓取Z轴（304）的一侧安装有与下相机（4）相对应的上相机。
2.根据权利要求1中所述的一种全自动人眼安全测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S0、人工将待检的VCSEL芯片放置入备品Tray料盘（310）和待检料盘；
S1、启动设备，第一Tray移动Y轴（305）移动至待检Tray上料位（312）位置处；
S2、上下料抓取机械手（313）将待检料盘最上层空料盘搬运至检测完成品Tray下料位（311）；
S3、上相机对待检料盘中的产品拍照定位后，由上下料抓取机械手（313）从待检料盘中抓取一个产品，移动至下相机（4）进行二次定位补正并进行二维码识别；
S4、上下料抓取机械手（313）将待检产品移至自动闭合测试治具（702）中；
S5、自动闭合测试治具（702）通过X、Y、θ和R轴带动将产品移至光斑检测位（502）和预留AOL检测位（503），预留AOL检测位（503）用于对产品外观进行检测，光斑检测相机（504）对点亮后的产品光斑能量分布进行检测，同时找出VCSEL发光最亮点；
S6、光斑检测完成后通过X、Y、θ和R轴带动将产品将VCSEL发光最亮点对准积分球（603）采光口进行光度检测；
S7、产品检测完成后，自动闭合测试治具（702）通过X、Y、θ和R轴回到原点；
S8、上下料抓取机械手（313）取出检测产品，合格品放置收料盘，测试Fail放置NG品Tray料盘（309）；
S9、NG品Tray料盘（309）满盘后由手工取出，收料盘满盘后回收至检测完成品Tray下料位（311），完成整套检测运作。
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