CN111929305A - 检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种检测设备，其包括机架、直线驱动件、工作载台、光学玻璃载台、线光源和CIS相机，直线驱动件和工作载台设置于机架上，直线驱动件能驱动工作载台沿第一方向做往复直线运动；光学玻璃载台设置于工作载台上，用于放置待检测件；线光源固定于机架上并横跨于光学玻璃载台上方，CIS相机固定于机架上并横跨于光学玻璃载台下方，CIS相机的光轴与线光源的光线重合于光学玻璃载台的一条直线上，直线的长度方向与第一方向垂直。本发明检测设备实现单次扫描即可覆盖整个扫描区域，当工作载台带动光学玻璃载台沿第一方向做往复直线运动时，CIS相机对光学玻璃载台上的待检测件进行单次扫描即可完成图像采集，有效提高检测精度和效率。

Description

检测设备

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，尤其涉及一种检测设备。

背景技术

AOI（Automated Optical Inspection，自动光学检测）是近几年才兴起的一种新型测试技术，但发展较为迅速，目前很多厂家都推出了AOI检测设备。当自动检测时，机器通过摄像头自动扫描被检测物，采集图像，测试的数据与数据库中的合格的参数进行比较，经过图像处理，从而检测出被检测物是否合格。由于在线光学检测设备较人工检测方式更成熟、高效，从而更加利于保证检测精度，进而控制产品质量。

传统的AOI检测设备进行检测的时候采用CCD线扫相机或COMS线扫相机，由于其排列的感光元件有限，为了提高其分辨率，通常在大幅面扫描的时候采用多组CCD或COMS组合，将分段扫描的成像经处理系统组合起来，成为一条完整的成像，但这样会造成光学系统的边缘失真、检测精度差，检测效率低。

发明内容

本发明的目的在于提出一种检测设备，该检测设备能有效提高检测精度和检测效率高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种检测设备，其包括：机架；直线驱动件，所述直线驱动件设置于所述机架上；工作载台，所述工作载台设置于所述机架上，所述直线驱动件能驱动所述工作载台沿第一方向做往复直线运动；光学玻璃载台，所述光学玻璃载台用于放置待检测件，所述光学玻璃载台设置于所述工作载台上；线光源，所述线光源固定于所述机架上并横跨于所述光学玻璃载台上方；以及CIS相机，所述CIS相机用于采集所述待检测件的图像，所述CIS相机固定于所述机架上并横跨于所述光学玻璃载台下方，所述CIS相机的光轴与所述线光源的光线重合于所述光学玻璃载台的一条直线上，所述直线的长度方向与所述第一方向垂直。

在一些实施例中，所述直线驱动件为直线电机，所述直线电机的初级安装于所述工作载台上，所述直线电机的次级安装于所述机架上。

在一些实施例中，所述光学玻璃载台包括上光学玻璃载台和用于放置所述待检测件的下光学玻璃载台，所述下光学玻璃载台固定于所述工作载台上，所述上光学玻璃载台活动设置于所述工作载台上；所述上光学玻璃载台位于所述下光学玻璃载台的上方并与所述下光学玻璃载台间隔设置，且所述上光学玻璃载台能相对于所述下光学玻璃载台做往复横移运动和升降运动。

在一些实施例中，所述检测设备还包括横移驱动机构，所述横移驱动机构设置于所述工作载台上，所述横移驱动机构能驱动所述上光学玻璃载台相对于所述下光学玻璃载台做往复横移运动。

在一些实施例中，所述检测设备还包括升降驱动机构，所述横移驱动机构能驱动所述升降驱动机构做往复横移运动，所述升降驱动机构能驱动所述上光学玻璃载台做升降运动。

在一些实施例中，所述工作载台沿所述第一方向的两侧均设有一个所述横移驱动机构和两个所述升降驱动机构，每个所述横移驱动机构能驱动同一侧的两个所述升降驱动机构同时做往复横移运动；同一侧的两个所述升降驱动机构分别位于所述上光学玻璃载台的两端，并能同时驱动所述上光学玻璃载台做升降运动。

在一些实施例中，所述CIS相机包括固定座、微调机构、图像采集部分和控制部分，所述固定座安装于所述机架上，所述微调机构和所述控制部分均安装于所述固定座上，所述图像采集部分安装于所述微调机构上，所述微调机构能调节所述图像采集部分的高度位置。

在一些实施例中，所述固定座包括两个支撑柱，两个所述支撑柱间隔设置，两个所述微调机构分别安装于两个所述支撑柱的顶部，所述图像采集部分横跨安装于两个所述微调机构的顶部；所述控制部分安装于两个所述支撑柱上，并位于两个所述微调机构之间。

在一些实施例中，所述检测设备还包括光源固定组件，所述光源固定组件包括光源固定座和两个转接座，两个所述转接座固定于所述机架上并位于所述光学玻璃载台的两相对侧，所述光源固定座的两端分别连接两个所述转接座，所述线光源安装于所述光源固定座上。

在一些实施例中，所述检测设备还包括导轨和与所述导轨滑动连接的滑块，所述导轨固定于所述机架上并沿所述第一方向延伸，所述工作载台与所述滑块连接。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明检测设备，其直线驱动件能驱动工作载台带动光学玻璃载台沿第一方向做往复直线运动，通过将线光源和CIS相机固定于机架上且分别横跨于光学玻璃载台的上下方，并使CIS相机的光轴与线光源的光线重合于光学玻璃载台的一条长度方向垂直于第一方向的直线上，从而可实现单次扫描即可覆盖整个扫描区域；当工作载台沿第一方向做往复直线运动时，将带动光学玻璃载台一起移动，在光学玻璃载台移动的过程中，CIS相机透过光学玻璃载台对光学玻璃载台上的待检测件进行单次扫描即可完成图像采集，有效提高了检测精度和检测效率。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的检测设备的结构示意图；

图2为本发明实施方式提供的光学玻璃载台的结构示意图；

图3为本发明实施方式提供的CIS相机的结构示意图。

附图标号说明：

10、机架；20、直线驱动件；30、工作载台；31、支撑件；40、光学玻璃载台；41、上光学玻璃载台；42、下光学玻璃载台；51、线光源；52、光源固定座；53、转接座；60、CIS相机；61、支撑柱；62、微调机构；63、图像采集部分；64、控制部分；65、转接板；71、横移驱动机构；72、升降驱动机构；81、导轨。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

本实施方式提供了一种检测设备，该检测设备可应用于检测电路板或其它需要进行光学检测的物件，故在此不对检测设备的应用范围进行限定。

如图1-图3所示，本实施方式提供的检测设备包括机架10、直线驱动件20、工作载台30、光学玻璃载台40、线光源51和CIS相机60。其中，直线驱动件20设置于机架10上，工作载台30设置于机架10上，直线驱动件20能驱动工作载台30沿第一方向做往复直线运动；光学玻璃载台40设置于工作载台30上，用于放置待检测件；线光源51固定于机架10上并横跨于光学玻璃载台40上方，CIS相机60固定于机架10上并横跨于光学玻璃载台40下方，该CIS相机60用于采集待检测件的图像，CIS相机60的光轴与线光源51的光线重合于光学玻璃载台40的一条直线上，该直线的长度方向与第一方向垂直。

上述检测设备通过将线光源51和CIS相机60固定于机架10上且分别横跨于光学玻璃载台40的上下方，并使CIS相机60的光轴与线光源51的光线重合于光学玻璃载台40的一条长度方向垂直于第一方向的直线上，从而可实现单次扫描即可覆盖整个扫描区域；当工作载台30沿第一方向做往复直线运动时，将带动光学玻璃载台40一起移动，在光学玻璃载台40移动的过程中，CIS相机60透过光学玻璃载台40对光学玻璃载台40上的待检测件进行单次扫描即可完成图像采集，有效提高了检测精度和检测效率。

优选地，直线驱动件20为直线电机（也叫线性电机），直线电机的初级（直线电机的动子）安装于工作载台30上，直线电机的次级（即直线电机的定子）安装于机架10上。由于直线电机驱动工作载台30时为直接驱动，不需要中间传动件，因此减少了中间传动结构，有利于提高检测设备的整体精度，同时也利于降低设备成本。当然，在其它实施例中，直线驱动件20也可以采用液压缸、电动推杆、电机+丝杠螺母结构、电机+皮带传动结构或者电机+链传动结构等驱动形式，但会造成设备体积比较庞大、成本高。

在一些实施例中，为了提高工作载台30沿第一方向做往复直线运动时的稳定性，检测设备还包括导轨81（如图1所示）和与导轨81滑动连接的滑块，导轨81固定于机架10上并沿第一方向延伸，工作载台30与滑块连接。

如图1和图2所示，在一些实施例中，光学玻璃载台40包括上光学玻璃载台41和用于放置待检测件的下光学玻璃载台42，下光学玻璃载台42固定于工作载台30上，上光学玻璃载台41活动设置于工作载台30上；上光学玻璃载台41位于下光学玻璃载台42的上方并与下光学玻璃载台42间隔设置，且上光学玻璃载台41能相对于下光学玻璃载台42做往复横移运动和升降运动。通过设计上光学玻璃载台41能相对于下光学玻璃载台42做往复横移运动，从而上下料的时候上光学玻璃载台41可以横向运动，以便将待检测件放置于下光学玻璃载台42而不干涉；通过设计上光学玻璃载台41能相对于下光学玻璃载台42做升降运动，从而上光学玻璃载台41能向下移动以将下光学玻璃载台42上待检测件压平，确保检测精度，同时可将待检测件固定于上光学玻璃载台41与下光学玻璃载台42之间，避免检测过程中待检测件晃动而影响检测精度，并且该设计对不同厚度的待检测件均可将其固定，不需要其它调节操作。

具体地，如图1所示，工作载台30上沿第一方向的两端均安装有支撑件31，支撑件31用于固定支撑下光学玻璃载台42，待检测件放置于下光学玻璃载台42上保持不动；上光学玻璃载台41活动设置于工作载台30上并能相对于下光学玻璃载台42做往复横移运动和升降运动，确保上下料的时候上光学玻璃载台41可以前后运动和上下运动；检测过程中，CIS相机60透过下光学玻璃载台42对待检测件进行图像采集，检测的时候待检测件随着光学玻璃载台40一起前后运动完成整个检测过程，大幅度提高了检测精度和效率。

在一些实施例中，检测设备还包括横移驱动机构71，横移驱动机构71设置于工作载台30上，上光学玻璃载台41连接于横移驱动机构71的输出端，横移驱动机构71能驱动上光学玻璃载台41相对于下光学玻璃载台42做往复横移运动。本实施例中，横移驱动机构71采用气缸。可以理解的，在其它实施例中，横移驱动机构71也可以采用液压缸、电动推杆、电机+丝杠螺母结构、电机+皮带传动结构或者电机+链传动结构等，当然也可以采用以上几种驱动机构的组合，只要能够驱动上光学玻璃载台41做往复横移运动即可。

进一步地，检测设备还包括升降驱动机构72，升降驱动机构72连接于横移驱动机构71的输出端，上光学玻璃载台41连接于升降驱动机构72的输出端，横移驱动机构71能驱动升降驱动机构72做往复横移运动，升降驱动机构72能驱动上光学玻璃载台41做升降运动。本实施例中，升降驱动机构72采用气缸。可以理解的，在其它实施例中，升降驱动机构72也可以采用液压缸、电动推杆、电机+丝杠螺母结构、电机+皮带传动结构或者电机+链传动结构等，当然也可以采用以上几种驱动机构的组合，只要能够驱动上光学玻璃载台41做升降运动即可。

具体地，在将待检测件放到下光学玻璃载台42上之前，先将上光学玻璃载台41通过升降驱动机构72的驱动移动到最上端，再通过横移驱动机构71的驱动移动到最后端，此时上光学玻璃载台41位于下光学玻璃载台42的上后方，前后距离正好能将待检测件放置于下光学玻璃载台42而不干涉；接着将待检测件放置于下光学玻璃载台42的工作面上，然后通过横移驱动机构71驱动上光学玻璃载台41移动到前端，最后通过升降驱动机构72驱动上光学玻璃载台41向下运动到最底部。这样做的目的是将待检测件固定于上光学玻璃载台41与下光学玻璃载台42之间，避免检测过程中待检测件晃动而影响检测精度，并且当待检测件的厚度发生变化时，也可将其固定，不需要其它调节操作。

如图1所示，在一些实施例中，工作载台30沿第一方向的两侧均设有一个横移驱动机构71和两个升降驱动机构72，每个横移驱动机构71能驱动同一侧的两个升降驱动机构72同时做往复横移运动；同一侧的两个升降驱动机构72分别位于上光学玻璃载台41的两端，并能同时驱动上光学玻璃载台41做升降运动，从而使上光学玻璃载台41做升降运动时更稳定。

可以理解的是，对于自动化程度要求比较高的场合，待检测件的上下料可以采用自动上下料装置实现，无需手动定位，使用方便，并且这样效率会更高。

在一些实施例中，检测设备还包括光源固定组件。如图1所示，光源固定组件包括光源固定座52和两个转接座53，两个转接座53固定于机架10上并位于光学玻璃载台40的两相对侧，光源固定座52的两端分别连接两个转接座53，线光源51安装于光源固定座52上，用于确保CIS相机60的光轴与线光源51的光线交汇于光学玻璃载台40的一条直线上。具体地，线光源51的长度与CIS相机60的长度一致，线光源51横跨于光学玻璃载台40之上，而CIS相机60横跨于光学玻璃载台40之下。

如图3所示，本实施例中，CIS相机60包括固定座、微调机构62、图像采集部分63和控制部分64，固定座安装于机架10上，微调机构62和控制部分64均安装于固定座上，图像采集部分63安装于微调机构62上，微调机构62能调节图像采集部分63的高度位置（即微调机构62能调节图像采集部分63与固定座的相对高度）。通过微调机构62调节图像采集部分63的高度位置，从而实现调节图像采集部分63与待检测件之间的距离，以保证图像采集部分63与待检测件之间的距离满足要求。其中，图像采集部分63包括传感器，控制器部分包括控制器。

具体地，在检测之前，首先通过微调机构62调整图像采集部分63的整体高度，确保图像采集部分63与待检测件的距离正确，提高检测质量。此操作仅在首次调机的时候需要做，后续检测不同待检测件的时候不需要重复此操作，操作较为方便，效率较高。

在一些实施例中，固定座包括两个支撑柱61，两个支撑柱61间隔设置，两个微调机构62分别安装于两个支撑柱61的顶部，图像采集部分63横跨安装于两个微调机构62的顶部；控制部分64安装于两个支撑柱61上，并位于两个微调机构62之间。上述设计使得CIS相机60的整体结构更加紧凑，有利于CIS相机60的体积小型化。本实施例中，控制部分64通过转接板65安装于两个支撑柱61上，从而可以更方便地将控制部分64安装到两个支撑柱61上，提高安装效率。

图1-图3所示检测设备的工作原理如下：

在将待检测件放到下光学玻璃载台42上之前，先将上光学玻璃载台41通过升降驱动机构72的驱动移动到最上端，再通过横移驱动机构71的驱动移动到最后端，此时上光学玻璃载台41位于下光学玻璃载台42的上后方，前后距离正好能将待检测件放置于下光学玻璃载台42而不干涉；接着将待检测件放置于下光学玻璃载台42的工作面上，然后通过横移驱动机构71驱动上光学玻璃载台41移动到前端，最后通过升降驱动机构72驱动上光学玻璃载台41向下运动到最底部，将待检测件固定于上光学玻璃载台41与下光学玻璃载台42之间，以避免检测过程中待检测件晃动而影响检测精度；在检测之前，通过CIS相机60的微调机构62调整其图像采集部分63的整体高度位置，以确保图像采集部分63与待检测件之间的距离正确，调整好后开始检测；检测时，通过直线驱动件20驱动工作载台30带动光学玻璃载台40沿第一方向做往复直线运动，在光学玻璃载台40移动的过程中，CIS相机60透过下光学玻璃载台42对下光学玻璃载台42上的待检测件的整个面进行扫描以采集（获取）图像，之后通过软件对该图像进行分析对比，判断待检测件是否合格。

需要说明的是，当一个部被称为“固定于”另一个部，它可以直接在另一个部上也可以存在居中的部。当一个部被认为是“连接”到另一个部，它可以是直接连接到另一个部或者可能同时存在居中部。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述，只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本发明。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种检测设备，其特征在于，包括：

机架(10)；

直线驱动件(20)，设置于所述机架(10)上；

工作载台(30)，设置于所述机架(10)上，所述直线驱动件(20)能驱动所工作载台(30)沿第一方向做往复直线运动；

光学玻璃载台(40)，用于放置待检测件，所述光学玻璃载台(40)设置于所述工作载台(30)上；

线光源(51)，固定于所述机架(10)上并横跨于所述光学玻璃载台(40)上方；以及

CIS相机(60)，用于采集所述待检测件的图像，所述CIS相机(60)固定于所述机架(10)上并横跨于所述光学玻璃载台(40)下方，所述CIS相机(60)的光轴与所述线光源(51)的光线重合于所述光学玻璃载台(40)的一条直线上，所述直线的长度方向与所述第一方向垂直。

2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述直线驱动件(20)为直线电机，所述直线电机的初级安装于所述工作载台(30)上，所述直线电机的次级安装于所述机架(10)上。

3.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述光学玻璃载台(40)包括上光学玻璃载台(41)和用于放置所述待检测件的下光学玻璃载台(42)，所述下光学玻璃载台(42)固定于所述工作载台(30)上，所述上光学玻璃载台(41)活动设置于所述工作载台(30)上；所述上光学玻璃载台(41)位于所述下光学玻璃载台(42)的上方并与所述下光学玻璃载台(42)间隔设置，且所述上光学玻璃载台(41)能相对于所述下光学玻璃载台(42)做往复横移运动和升降运动。

4.根据权利要求3所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括横移驱动机构(71)，所述横移驱动机构(71)设置于所述工作载台(30)上，所述横移驱动机构(71)能驱动所述上光学玻璃载台(41)相对于所述下光学玻璃载台(42)做往复横移运动。

5.根据权利要求4所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括升降驱动机构(72)，所述横移驱动机构(71)能驱动所述升降驱动机构(72)做往复横移运动，所述升降驱动机构(72)能驱动所述上光学玻璃载台(41)做升降运动。

6.根据权利要求5所述的检测设备，其特征在于，所述工作载台(30)沿所述第一方向的两侧均设有一个所述横移驱动机构(71) 和两个所述升降驱动机构(72)，每个所述横移驱动机构(71)能驱动同一侧的两个所述升降驱动机构(72)同时做往复横移运动；同一侧的两个所述升降驱动机构(72)分别位于所述上光学玻璃载台(41)的两端，并能同时驱动所述上光学玻璃载台(41)做升降运动。

7.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述CIS相机(60)包括固定座、微调机构(62)、图像采集部分(63)和控制部分(64)，所述固定座安装于所述机架(10)上，所述微调机构(62)和所述控制部分(64)均安装于所述固定座上，所述图像采集部分(63)安装于所述微调机构(62)上，所述微调机构(62)能调节所述图像采集部分(63)的高度位置。

8.根据权利要求7所述的检测设备，其特征在于，所述固定座包括两个支撑柱(61)，两个所述支撑柱(61)间隔设置，两个所述微调机构(62)分别安装于两个所述支撑柱(61)的顶部，所述图像采集部分(63)横跨安装于两个所述微调机构(62)的顶部；所述控制部分(64)安装于两个所述支撑柱(61)上，并位于两个所述微调机构(62)之间。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括光源固定组件，所述光源固定组件包括光源固定座(52)和两个转接座(53)，两个所述转接座(53)固定于所述机架(10)上并位于所述光学玻璃载台(40)的两相对侧，所述光源固定座(52)的两端分别连接两个所述转接座(53)，所述线光源(51)安装于所述光源固定座(52)上。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括导轨(81)和与所述导轨(81)滑动连接的滑块，所述导轨(81)固定于所述机架(10)上并沿所述第一方向延伸，所述工作载台(30)与所述滑块连接。

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