CN112742746B - 一种光学检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学检测设备技术领域，尤其涉及一种光学检测系统。本发明提供的光学检测系统，包括光学检测装置、自动上料设备、自动下料设备和自动控制系统，光学检测装置用于物料的光学检测；自动上料设备和自动下料设备分别设于光学检测装置的两侧；自动控制系统用于控制自动上料设备、光学检测装置和自动下料设备进行自动作业；自动上料设备和自动下料设备均包括机体、上下料机构、物料转运机构和定位装置，物料转运机构用于装载和转移物料，上下料机构用于抓取并转移物料，物料转运机构可分离地设置于机体内；定位装置用于将物料转运机构锁定在机体内的预定位置，从而实现物料的定位，无需人工辅助，降低人工成本，提高作业效率。

Description

一种光学检测系统

技术领域

本发明涉及光学检测设备技术领域，尤其涉及一种光学检测系统。

背景技术

在PCB板光学检测过程中，需要将PCB移至光学检测装置中进行检测。现有的PCB光学检测系统不能实现自动化上下料检测，且存在上料PCB定位不准，还需人工辅助，检测效率低，且人工成本高。

因此，亟待需要一种光学检测系统以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学检测系统，能够实现自动化上下料，提高上下料效率及检测效率，降低人工成本。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

一种光学检测系统，包括：

光学检测装置，用于物料的光学检测；

自动上料设备，设于所述光学检测装置的一侧，用于将物料上料至所述光学检测装置的检测工位；

自动下料设备，设于所述光学检测装置的另一侧，用于对所述光学检测装置的检测工位上的所述物料进行下料作业；

自动控制系统，用于控制所述自动上料设备、光学检测装置和所述自动下料设备进行自动作业；

所述自动上料设备和所述自动下料设备均包括机体、上下料机构、物料转运机构和定位装置，所述物料转运机构用于装载和转移物料，所述上下料机构用于抓取并转移所述物料，所述物料转运机构可分离地设置于所述机体内；所述定位装置用于将所述物料转运机构锁定在所述机体内的预定位置。

作为所述光学检测系统的可选方案，所述定位装置包括定位传感器和定位机构，所述定位传感器设置在所述机体内，用于检测所述物料转运机构是否到达所述预定位置；所述定位机构与所述定位传感器和所述自动控制系统通讯连接，所述自动控制系统能够根据所述定位传感器的检测结果控制所述定位机构将所述物料转运机构锁定在所述机体内，所述自动控制系统能够解锁所述定位机构以释放所述物料转运机构。

作为所述光学检测系统的可选方案，所述定位机构包括卡爪和卡爪驱动器，所述卡爪和所述卡爪驱动器设置于所述机体上，所述卡爪驱动器可驱动所述卡爪在锁定状态和解锁状态之间转换，所述卡爪在锁定状态能够限位所述物料转运机构，所述卡爪在解锁状态能够释放所述物料转运机构。

作为所述光学检测系统的可选方案，所述定位机构还包括安装座和卡块，所述安装座设置在所述机体内，所述卡爪驱动器设置在所述安装座上，所述卡爪可转动地设置在所述安装座上，所述卡块设置在所述物料转运机构上，所述卡爪驱动器的活动端与所述卡爪的一端相连接，并能够驱动所述卡爪转动，以使所述卡爪的另一端限位或脱离所述卡块。

作为所述光学检测系统的可选方案，所述卡爪驱动器为气缸或电缸或液压缸。

作为所述光学检测系统的可选方案，所述自动下料设备的所述机体内设置有两个所述物料转运机构，两个所述物料转运机构分别用于良品物料和不良品物料的转移；所述自动下料设备的所述上下料机构能够将所述光学检测装置的检测工位上的所述物料分别转移至两个所述物料转运机构上。

作为所述光学检测系统的可选方案，所述自动上料设备和所述自动下料设备还包括传感器组件和举升机构，所述传感器组件用于检测所述物料转运机构上是否有物料以及所述物料是否在预定位置，所述举升机构用于将所述物料升降至机体内的预定位置；所述自动控制系统根据所述传感器组件的反馈信息控制所述自动上料设备的上下料机构将所述物料转运机构上的所述物料转移至所述光学检测装置的检测工位，所述光学检测装置检测完成后，根据所述光学检测装置的检测结果，所述自动控制系统控制所述自动下料设备内的上下料机构将所述检测工位的所述物料转移至所述自动下料设备内的物料转运机构上。

作为所述光学检测系统的可选方案，所述自动上料设备的所述上下料机构包括移载模组和设于所述移载模组上的抓料模组，所述移载模组和所述抓料模组均电气连接所述自动控制系统。

作为所述光学检测系统的可选方案，所述自动下料设备的上下料机构包括平移机构、X轴模组、升降机构和抓料机构，所述X轴模组设置在所述平移机构的输出端上，且所述X轴模组的输出端的运动方向与所述平移机构的输出端的运动方向相同，所述升降机构设置在所述X轴模组的输出端上，所述抓料机构设置在所述升降机构的输出端上，所述平移机构、所述X轴模组、所述升降机构和所述抓料机构均电气连接所述自动控制系统。

作为所述光学检测系统的可选方案，所述物料转运机构包括框架、第一限位模组和第二限位模组，所述框架的底部设置有万向轮，所述第一限位模组和所述第二限位模组分别用于对物料的左右方向和前后方向进行限位。

作为所述光学检测系统的可选方案，所述第一限位模组包括第一操作手轮、第一传动组件、第一限位板和隔板，所述隔板设置在两个所述第一限位板之间，所述第一操作手轮通过所述第一传动组件能够驱动两个所述第一限位板向靠近或远离所述隔板的方向移动；所述第二限位模组包括第二操作手轮、第二传动组件和第二限位板，所述第二限位板可滑动地设置于所述第一限位板上，所述第二操作手轮通过所述第二传动组件能够驱动所述第二限位板沿所述第一限位板移动。

作为所述光学检测系统的可选方案，所述光学检测装置包括机台、龙门架、CCD相机和接触式线阵相机，所述机台上设置有可移动的检测工位，所述龙门架架设在所述检测工位上，所述CCD相机设置于所述龙门架的横梁上，所述接触式线阵相机设置于所述机台上。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的光学检测系统，包括光学检测装置、自动上料设备、自动下料设备和自动控制系统，光学检测装置用于物料的光学检测；自动上料设备和自动下料设备分别设于光学检测装置的两侧，自动上料设备用于将物料上料至光学检测装置的检测工位；自动下料设备用于对光学检测装置的检测工位上的物料进行下料作业；自动控制系统用于控制自动上料设备、光学检测装置和自动下料设备进行自动作业；自动上料设备和自动下料设备均包括机体、上下料机构、物料转运机构和定位装置，物料转运机构用于装载和转移物料，上下料机构用于抓取并转移物料，物料转运机构可分离地设置于机体内，只需要人工将物料转运机构推入或推出自动上料设备和自动下料设备，上料、检测及下料整个过程无需人工干预，在自动控制系统的控制下全自动开展作业，检测效率高、劳动强度小；定位装置用于将物料转运机构锁定在机体内的预定位置，从而实现物料转运机构的定位，防止物料转运机构在上下料的过程中偏离预定位置，保证物料能够在预定位置被取放，无需人工辅助，降低人工成本，提高作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的自动上下料装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的机架去掉部分面板一个状态下的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的机架去掉部分面板另一个状态下的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第一传感器设置在举升架的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的举升机构和上下料机构的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的抓料模组的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的物料转运机构一个方向的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的物料转运机构另一个方向的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的定位机构和定位传感器的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的卡爪与卡块配合的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的导向机构的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的光学检测系统的结构示意图；

图13为本发明实施例提供的光学检测装置及自动上下料装置的结构示意图；

图14为本发明实施例提供的自动下料设备中上下料机构的结构示意图。

附图标记：

100-自动上下料装置；100a-自动上料设备；100b-自动下料设备；200-光学检测装置；201-机台；202-龙门架；203-CCD相机；204-接触式线阵相机；205-检测台；

1-机体；1a-下料机体；11-横梁；12-立柱；13-面板；14-第一腔体；15-第二腔体；16-第三腔体；

2-上下料机构；2a-卸料上下料机构；21-移载模组；211-第一平移驱动组件；212-第二平移驱动组件；213-升降驱动组件；22-抓料模组；221-距离调整组件；2211-支撑板；2212-连接板；2213-距离调整驱动器；222-吸盘组件；2221-吸盘安装板；2222-吸盘；21a-平移机构；22a-X轴模组；23a-升降机构；24a-抓料机构；

3-物料转运机构；3a-良品物料转运机构；3b-不良品物料转运机构；31-框架；32-第一限位模组；321-第一操作手轮；322-第一传动组件；323-第一限位板；3231-对射孔；33-第二限位模组；331-第二操作手轮；332-第二传动组件；333-第二限位板；334-连接架；3341-立板；3342-横板；34-缓冲件；

4-举升机构；41-底座；42-举升架；43-举升驱动器；44-举升架底板；45-举升导向组件；451-举升导轨；452-举升滑块；

5-定位机构；51-安装座；511-转轴；52-卡爪驱动器；53-卡爪；531-活动板；532-挡块；54-卡块；

6-导向机构；61-支撑架；62-导向轮；

7-第一传感器；

8-第二传感器；

9-定位传感器。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1-图5所示，本实施例提供了一种自动上下料装置100，包括机体1、上下料机构2、物料转运机构3、举升机构4、第一传感器7和第二传感器8。机体1内设有控制系统；上下料机构2设于机体1内并电气连接控制系统，上下料机构2包括移载模组21和设于移载模组21上的抓料模组22，抓料模组22用于抓取物料并将物料移送至机体1外部；物料转运机构3可分离的设置于机体1内，物料转运机构3用于装载转移物料；举升机构4设于机体1内，举升机构4能够将物料转运机构3上的物料升高至预定位置，以使抓料模组22能够抓取物料；第一传感器7用于检测物料转运机构3上是否存放物料；第二传感器8用于检测物料是否位于预定位置；控制系统能够根据第一传感器7和第二传感器8反馈的信息控制举升机构4和上下料机构2进行上下料工作，从而实现自动化上下料，提高上下料效率，降低人工成本。

需要说明的是，物料可以是PCB板或其他需要进行光学检测的元件。

如图3所示，机体1包括横梁11和立柱12，多个横梁11和多个立柱12组成框架结构，框架结构包括第一腔体14和第二腔体15，第一腔体14用于容置上下料机构2、物料转运机构3和举升机构4，第二腔体15用于容置控制系统。此外，第二腔体15还可以用于容置弱电和强电控制模块。进一步地，框架结构还包括第三腔体16，第三腔体16用于容置管线。机体1还包括面板13，面板13设置在由横梁11和立柱12搭建的框架结构外侧。

如图4-图5所示，举升机构4包括底座41、举升架42和举升驱动器43，底座41设置在横梁11上并沿竖直方向延伸，举升架42沿竖直方向可升降地设置在底座41上，且举升架42用于承载物料，举升驱动器43能够驱动举升架42沿竖直方向升降。

第一传感器7设置在举升架42上，物料转运机构3能够进入机体1内，并使其上的物料位于第一传感器7的上方，从而便于第一传感器7检测物料转运机构3上是否存放物料。当第一传感器7检测到物料转运机构3上存放有物料时，举升驱动器43启动并驱动举升架42托举物料上升。当物料达到预定位置时，举升驱动器43自动停止，举升架42停止上升。示例性地，第一传感器7为接近开关。

举升机构4还包括举升架底板44和举升导向组件45，举升架底板44通过举升导向组件45可升降地设置在底座41上，举升架42设置在举升架底板44上，举升导向组件45用于使举升架底板44稳定地升降。

举升导向组件45包括举升导轨451和举升滑块452，其中，举升导轨451固定在底座41上并沿竖直方向延伸，举升滑块452与举升导轨451滑动配合，举升架底板44固定在举升滑块452上。为减少举升机构4在执行操作过程中与物料转运机构3之间的干涉，底座41固定于机体1后方的横梁11上。

为了保证举升架底板44的平稳性，举升导向组件45的数量为两组，即一个举升架底板44与两个举升滑块452固定连接。示例性地，举升驱动器43采用电机，电机通过丝杠螺母或齿轮齿条组合驱动举升架底板44升降。进一步地，举升架42可包括多个举升杆，举升杆的数量可以为2个或3个或4个或更多个，在此不做限制。在本实施例中，举升架42包括两个举升杆，两个举升杆并列固定在举升架底板44上。举升杆为沿水平方向延伸的杆体结构，其截面形状可为方形或圆形或多边形或其他形状。当物料转运机构3移动至机体1内时，两个举升杆刚好位于物料转运机构3上物料的正下方；然后通过使举升架42升降，从而实现物料转运机构3上的物料升降。

如图5所示，为了便于调整抓料模组22的位置，移载模组21包括第一平移驱动组件211、第二平移驱动组件212和升降驱动组件213，第二平移驱动组件212设置在第一平移驱动组件211的活动端上，升降驱动组件213设置在第二平移驱动组件212的活动端上，升降驱动组件213的活动端与抓料模组22相连接。简而言之，通过第一平移驱动组件211、第二平移驱动组件212和升降驱动组件213能够实现抓料模组22在空间中多个位置的调整，以便于根据需要调整抓料模组22的位置，以抓取物料。

如图6所示，抓料模组22包括距离调整组件221和吸盘组件222，吸盘组件222用于吸附物料，距离调整组件221包括支撑板2211、连接板2212和距离调整驱动器2213，支撑板2211设置在移载模组21的活动端上，连接板2212的数量为多个，连接板2212上均设置有吸盘组件222，且至少部分连接板2212可移动地设置在支撑板2211上，距离调整驱动器2213能够驱动连接板2212相对于支撑板2211移动。通过设置距离调整组件221，能够实现调节多个吸盘组件222之间的距离，进而调整由吸盘组件222吸取的物料之间的距离，保证光学检测装置200能够同时检测多个物料。

吸盘组件222包括吸盘安装板2221和吸盘2222，吸盘安装板2221与连接板2212固定连接，且吸盘安装板2221设置有多个吸盘2222，多个吸盘2222共同抓取物料，能够保证吸盘组件222稳定地吸附物料，避免物料掉落。

可选地，至少部分吸盘2222可移动地设置在吸盘安装板2221上。示例性地，吸盘安装板2221上设置有长形孔，吸盘2222的杆部穿设在长形孔内，通过紧固件可实现吸盘2222固定在吸盘安装板2221上。需要调整吸盘2221的位置时，可松开紧固件调整吸盘2222的位置。

可选地，第一平移驱动组件211的活动端的移动方向与第二平移驱动组件212的活动端的移动方向相同，能够在较小的尺寸下，实现升降驱动组件213的大范围移动。第一平移驱动组件211的活动端和第二平移驱动组件212的活动端均沿左右方向移动。当然，此时，需要使举升机构4的活动端的位置与吸盘组件222的位置在前后方向上相对应，以确保仅通过调整吸盘组件222在左右方向和竖直方向的位置，就能够吸附举升机构4上的物料。

示例性地，第一平移驱动组件211可以选用无杆气缸导轨滑块搭建。在其他实施例中，第一平移驱动组件211还可以选用直线电机。在本实施例中，第二平移驱动组件212也选用气缸导轨滑块搭建。升降驱动组件213包括气缸，气缸的输出端与支撑板2211固定连接，以驱动支撑板2211升降。

如图7-图8所示，物料转运机构3包括框架31、第一限位模组32和第二限位模组33，框架31的底部设置有万向轮，以使框架31能够移动；第一限位模组32用于对物料进行左右方向的限位，第二限位模组33用于对物料进行前后方向的限位。

第一限位模组32包括第一操作手轮321、第一传动组件322和第一限位板323，两个第一限位板323对称设置在框架31的两侧，第一操作手轮321通过第一传动组件322能够驱动两个第一限位板323相互靠近或远离。

第一传动组件322包括传动杆、主动齿轮、从动齿轮、丝杆和丝杠螺母座，第一操作手轮321与传动杆连接，主动齿轮固定在传动杆上，从动齿轮固定在丝杆上，从动齿轮与主动齿轮啮合，丝杠的两端分别设置有方向相反的外螺纹，且丝杆的两端分别连接有丝杆螺母座，丝杆螺母座与第一限位板323固定连接。旋转第一操作手轮321能够使传动杆带动主动齿轮转动，进而使从动齿轮带动丝杆转动，丝杆两端的丝杆螺母座带动两个第一限位板323相互靠近或远离。

此外，当需要转运的电路板是尺寸较小的板子时，两个第一限位板323之间设置有隔板，隔板与两个第一限位板323之间分别用于放置电路板，从而可以节约空间以放置更多尺寸较小的电路板。两个第一限位板323以及隔板相对的位置处设置有对射孔3231，以便于第二传感器8检测物料是否达到预定位置。

每个第一限位板323上均设置有第二限位模组33，第二限位模组33用于对物料的前端进行限位。

第二限位模组33包括第二操作手轮331、第二传动组件332和第二限位板333，第二传动组件332包括丝杆和丝杆螺母座，第二操作手轮331与丝杆相连接，丝杆螺母座与丝杆相配合并与第二限位板333固定连接，转动第二操作手轮331能够使第二限位板333相对于第一限位板323移动，以对物料的前端进行限位。

示例性地，丝杆螺母座连接有连接架334，连接架334包括立板3341和横板3342，立板3341与丝杆螺母座固定连接，两个横板3342固定在立板3341的上下两端，并避开第一限位板323，第二限位板333固定在两个横板3342的端部，从而实现第二限位板333能够相对于第一限位板323移动。

第二传感器8为光电开关，其包括独立设置的发射模块和接收模块，发射模块发出的信号能够穿过两个第一限位板323上的对射孔3231，并由接收模块接收。发射模块和接收模块可根据需要通过支架连接于机体1内的左右两侧，只需保证发出的信号能够覆盖物料的预定位置即可；本实施例中，发射模块和接收模块分别固定于机体1左右两侧，示例性地，发射模块和接收模块分别位于机体1左右两侧中部的横梁11上，或发射模块和接收模块分别位于机体1左右两侧的立柱12上；当然，技术人员可将发射模块和接收模块固定在其他位置，只需保证安装高度在预定位置即可。当接收模块能够接收到发射模块发出的信号时，说明物料未到达预定位置；当物料阻挡发射模块和接收模块之间的信号传递，即接收模块接收不到发射模块发出的信号时，说明物料达到了预定位置，上下料机构2中的抓料模组22启动抓取物料。

如图9-图10所示，自动上下料装置100还包括定位装置，定位装置用于将物料转运机构3锁定在机体1内的预定位置处，防止物料转运机构3在上下料的过程中偏离预定位置，保证物料能够在预定位置被取放。定位装置包括定位机构5和定位传感器9，定位传感器9设置在第一腔体14内，用于检测物料转运机构3是否到达上料位置；定位机构5与定位传感器9通讯连接，定位机构5能够根据定位传感器9的检测结果将物料转运机构3锁定在第一腔体14内。定位传感器9可采用接近开关。

定位机构5包括安装座51、卡爪驱动器52、卡爪53和卡块54，安装座51设置在第一腔体14内，卡爪驱动器52设置在安装座51上，卡爪53可转动地设置在安装座51上，卡块54设置在物料转运机构3上，卡爪驱动器52的活动端与卡爪53的一端相连接，并能够驱动卡爪53转动，以使卡爪53与卡块54卡接或抵接。当物料转运机构3达到机体1内的上料位置时，定位传感器9能够触发卡爪驱动器52，使卡爪53转动并与物料转运机构3上的卡块54抵接，实现对物料转运机构3的定位锁紧。

示例性地，卡爪驱动器52为气缸。当物料转运机构3触发定位传感器9后，定位传感器9触发气缸的电磁阀，使气缸的活塞杆伸长，卡爪53转动并卡住或抵接卡块54。

定位机构5可设置有两组，两组分别布置在机体1的左右两侧，使得物料转运机构3的左右两侧同时被限位，从而更好的避免在上/下料时物料转运机构3随意移动。定位机构5可布置于机体1上靠近底部的位置，如设置于底部的横梁11上；当然，也可根据需要布置在其他位置，只要保证能够与物料转运机构3形成锁定配合即可。

在可选地实施例中，卡爪53包括活动板531和挡块532，活动板531的一端附近可转动的连接卡爪驱动器52的输出杆，活动板531的另一端附近固定或可拆卸的连接有挡块532，活动板531两端之间的位置设有转轴511与安装座51可转动连接，卡爪驱动器52的输出杆的伸缩可带动活动板531绕转轴511转动。安装座51固定于机体1两端的底部附近，卡爪驱动器52通过支撑块固定于安装座51上。活动板531为具有预定长度的板体结构，使得活动板531在转动到与安装座51接近垂直的位置时能够抵达卡块54所在位置，而活动板531在转动到与安装座51接近平行或呈小角度的位置时能够不干涉物料转运机构3的运动。挡块532可为矩形或其他几何形状的平板结构，只要能保证平稳抵接卡块54即可；或者设计人员可取消掉挡块532，利用活动板531来抵接卡块54。示例性地，卡爪驱动器52可选用拉伸气缸或电缸或液压缸。

为了减小物料转运机构3与机体1的碰撞力，物料转运机构3的框架31上还设置有缓冲件34。当定位传感器9检测到缓冲件34接近时，定位传感器9能够触发卡爪驱动器52驱动卡爪53转动。进一步地，缓冲件34可选用缓冲橡胶。

为了减小物料转运机构3在移动过程中与机体1的摩擦力并对物料转运机构3的移动进行导向，自动上下料装置100还包括导向机构6，第一腔体14内左右两侧的横梁11上均设置有导向机构6，导向机构6用于与物料转运机构3相配合，以使物料转运机构3进入第一腔体14内。可选地，导向机构6设置于靠近第一腔体14底部的位置。

如图11所示，导向机构6包括支撑架61和若干个设于支撑架61上的导向轮62，若干个导向轮62沿支撑架61的长度方向排列布置，导向轮62的轮面能够与物料转运机构3相接触。支撑架61可与机体1中的横梁11分体成型或一体成型，只要能保证导向轮62能够部分伸出于支撑架61之外即可。导向轮62通过旋转轴固定于支撑架61上，旋转轴的安装方向为接近于竖直方向，使得导向轮62能在水平方向旋转。导向轮62的数量可为1-25个或更多个，若干个导向轮62基本沿直线布置。当物料转运机构3进入机体1的第一腔体14时，用于对物料转运机构3进行导向，同时能够减小物料转运机构3与机体1之间的摩擦力。

为了方便理解，本实施例提供的自动上下料装置100的工作过程如下：

1）放料过程：物料转运机构3放好物料后，将物料转运机构3顺着导向轮62推入机体1并到达上料位置后，物料转运机构3上的缓冲件34与机体1上的定位传感器9碰撞后，卡爪驱动器52驱动卡爪53卡住物料转运机构3上的卡块54，从而使物料转运机构3保持静止。此时，举升架42正好插在物料下方，举升驱动器43驱动举升架42带动物料上升至预定位置。

当第一传感器7检测到物料转运机构3上存放物料时，举升机构4中举升架42托起物料上升，当第二传感器8检测到物料位于预定位置时，举升架42停止上升，上下料机构2中的移载模组21驱动抓料模组22抓取物料；当第二传感器8检测预定位置没有物料时，举升架42继续上升至预定位置后停止，上下料机构2继续抓取物料，如此下去依次取料，直至举升架42上的物料全部取完为止。检测过程中上下料机构2中的移载模组21驱动抓料模组22缩回原位。

2）收料过程：当物料检测完成后，上下料机构2吸取检测工位的物料，将物料转移至指定工位。具体地，设置两个自动上下料装置100，由一个自动上下料装置100进行上料，由另一个自动上下料装置100进行下料。当需要将物料转运机构3从机体1中拉出时，可启动卡爪驱动器52使其驱动卡爪53转动以释放物料转运机构3上的卡块54，然后可将物料转运机构3拉出即可。

如图12所示，本实施例还提供了一种光学检测系统，包括自动上料设备100a、光学检测装置200、自动下料设备100b和自动控制系统，自动上料设备100a和自动下料设备100b均包括机体、上下料机构、物料转运机构3和定位装置，其中，自动上料设备100a和自动下料设备100b可采用如前所述的自动上下料装置100，自动上料设备100a用于将物料上料至光学检测装置200的检测工位，待光学检测装置200对物料进行光学检测后，位于光学检测装置200下游的自动下料设备100b用于对光学检测装置200的检测工位上的物料进行下料作业，并按照良品和不良品分类存放。

为了方便描述，自动上料设备100a的机体记录为机体1，自动上料设备100a的上下料机构记录为上下料机构2，自动下料设备100b的机体记录为下料机体1a，自动下料设备100b的上下料机构记录为卸载上下料机构2a。

本实施例中的自动控制系统为PLC控制系统。作业过程中，只需要人工将物料转运机构3推入或退出自动上料设备100a和自动下料设备100b，上料、检测及下料整个过程无需人工干预，在自动控制系统的控制下全自动开展作业，检测效率高，劳动强度小。

如图13-图14所示，自动下料设备100b包括下料机体1a、卸料上下料机构2a和若干个物料转运机构3，卸料上下料机构2a包括平移机构21a、设于平移机构21a上的X轴模组22a、设于X轴模组22a上的升降机构23a和设于升降机构23a上的抓料机构24a，其中，X轴模组22a与前述的第二平移驱动组件212结构基本相同，升降机构23a与前述的升降驱动组件213结构基本相同，抓料机构24a的结构与前述的抓料模组22结构基本相同；下料机体1a与机体1的不同之处在于设有至少两个第一腔体14，每个第一腔体14内均布置有第一传感器7、第二传感器8、举升机构4、定位机构5、定位传感器9和物料转运机构3。平移机构21a固定于下料机体1a内并横跨两个第一腔体14，使得抓料机构24a可将下料机体1a外部的物料抓取存放到两个第一腔体14内的物料转运机构3上。在可选的实施例中，平移机构21a可为电机驱动的X轴齿轮齿条移载机构或者其他电机驱动的丝杆平移机构。本实施例中，下料机体1a设有两个第一腔体14和两个物料转运机构3，为了方便描述，两个物料转运机构3分别记录为用于存放良品物料的良品物料转运机构3a和用于存放不良品物料的不良品物料转运机构3b；当然，技术人员可根据需要设置更多个第一腔体14和多个物料转运机构3。工作中，自动下料设备100b的卸料上下料机构2a分别将良品物料和不良品物料分别转移至两个物料转运机构3上，实现良品物料和不良品物料分别收料，无需后续人工区分，提高作业效率。

可选地，在位于光学检测装置200下游的自动下料设备100b中，至少一个物料转运机构3的结构与自动上料设备100a的物料转运机构3的结构相同。在本实施例中，自动下料设备100b中用于存放良品工件的良品物料转运机构3a和不良品工件的不良品物料转运机构3b的结构与自动上料设备100a的物料转运机构3的结构相同。在其他可选地实施方式中，自动下料设备100b中用于存放不良品物料的不良品物料转运机构3b的结构采用普通的物料小车，其上仅设置有物料放置台，没有设置第一限位模组32和第二限位模组33。

如图13所示，光学检测装置200包括机台201、龙门架202、CCD相机203和接触式线阵相机204，龙门架202通过气缸及导轨模组可移动的设置于机台201上，机台201上设置有可移动的用于放置待测物料的检测台205，检测台205即检测工位，CCD相机203设置于龙门架202的横梁上使得CCD相机203位于检测台205的上方，接触式线阵相机204设置于机台201上并位于检测台205的下方。检测台205包括可移动的设置于机台201上的底座、固定于底座上的下玻璃盖板和可水平移动的设置于底座上的上玻璃盖板，下玻璃盖板用于放置物料（如电路板），上玻璃盖板用于压制物料，上料时，上玻璃盖板水平移动与下玻璃盖板错开，检测时上玻璃盖板水平移动与下玻璃盖板重叠。

本发明的设备运行时，先将装载有待检测物料（如电路板）的物料转运机构3推入自动上料设备100a中，自动上料设备100a中的定位传感器9传递信号给PLC，PLC传输指令给定位装置的卡爪驱动器52的电磁阀，电磁阀动作使得气缸（即卡爪驱动器52）伸长，气缸上的卡爪53抵接物料转运机构3上的卡块54，固定在举升架42侧边的第一传感器7感应到有信号但第二传感器8没有感应到信号，PLC传输指令给举升驱动器43，举升驱动器43带动举升架42向上移动，当电路板上升至第二传感器8有信号的位置时，PLC传输指令给举升驱动器43停止电机运动；此时PLC传输指令给升降驱动组件213的电磁阀动作，升降驱动组件213变为缩回状态；PLC同时传输指令给第二平移驱动组件212，第二平移驱动组件212沿x轴方向缩回升降驱动组件213；当第二平移驱动组件212原点接近开关收到信息后，PLC传输指令给第一平移驱动组件211运作，第一平移驱动组件211进一步缩回升降驱动组件213，此时，PLC传输指令给升降驱动组件213的电磁阀动作，升降驱动组件213伸长且吸盘组件222处于吸取PCB板的状态；当其中连接吸盘组件222的压力开关显示有压力时候PLC传输指令给升降驱动组件213的电磁阀动作，升降驱动组件213变为缩回状态；PLC传输指令给第一平移驱动组件211动作，第一平移驱动组件211将第二平移驱动组件212和升降驱动组件213伸出机体1外；后PLC传输指令给第二平移驱动组件212将升降驱动组件213伸出；PLC传输指令给升降驱动组件213的电磁阀动作，此时PLC传输指令同时控制上玻璃盖板水平移动与下玻璃盖板错开，升降驱动组件213将物料下放至光学检测装置200的下玻璃盖板上，实现上料检测功能。

光学检测装置200具有CCD相机检测和接触式线阵相机检测两种功能；当选择接触式线阵相机204检测时，PLC传输指令给龙门架202上的气缸电磁阀运作，此时回缩龙门架202上的气缸带动龙门架202向前移动，物料到位后，PLC控制上玻璃盖板水平移动与下玻璃盖板重叠，后控制底座向后方平移以经过接触式线阵相机204实现扫描检测。当选择CCD检测时，PLC传输指令给龙门架202上的气缸电磁阀运作，此时气缸向前伸长带动龙门架202向后移动，物料到位后，PLC控制上玻璃盖板水平移动与下玻璃盖板重叠，后控制底座向后方平移以经过CCD相机203实现检测。

检测完成后，PLC收到工控机检测完成收板的指令；PLC传输指令分别给自动下料设备100b的平移机构21a、X轴模组22a和升降机构23a回到初始状态；后PLC传输指令给自动下料设备100b的平移机构21a和X轴模组22a伸出带动抓料机构24a向光学检测装置200移动；PLC传输指令给升降机构23a的电磁阀，抓料机构24a的吸盘将物料从光学检测装置200上取出后，升降机构23a的电磁阀动作使得升降机构23a缩回，根据工控机对PCB板上的形状信息进行判别物料是否为良品还是不良品，当工控机判别为良品后，工控机给PLC信号，PLC传输指令给平移机构21a的电机驱动器，带动抓料机构24a向良品物料转运机构3a上方移动最后停止在良品物料转运机构3a正上方；PLC传输指令给升降机构23a的电磁阀动作，抓料机构24a的吸盘将料放置在良品物料转运机构3a上，当良品物料转运机构3a所在位置的第二传感器8和第一传感器7同时感应到信号，PLC传输指令给举升驱动器43，举升驱动器43带动举升架向下移动，直到第二传感器8没信号，PLC停止举升驱动器43的运动；依次往复直到举升驱动器43运动到其下限位为止，PLC传输指令给良品物料转运机构3a所在位置的卡爪驱动器52的电磁阀，电磁阀动作使得卡爪驱动器52缩回，良品物料转运机构3a被松开，PLC将信息传输到显示屏并报警要求工人清理物料。

当工控机判别为不良品后，工控机给PLC信号，PLC先后传输指令给平移机构21a和X轴模组22a的电机驱动器，两个电机带动整个升降机构23a和抓料机构24a缩回，最后停止在不良品物料转运机构3b的正上方；PLC传输指令给升降机构23a的电磁阀动作，吸盘将物料放置在不良品物料转运机构3b上，当不良品物料转运机构3b所在位置的第二传感器8和第一传感器7同时感应到信号，PLC传输指令给举升驱动器43，举升驱动器43驱动电机运动带动举升架向下移动，直到第二传感器8没信号，PLC停止举升驱动器43运动；依次往复直到举升驱动器43运动到其下限位为止，PLC传输指令给定不良品物料转运机构3b所在位置相对应的卡爪驱动器52的电磁阀，电磁阀动作使得卡爪驱动器52缩回，不良品物料转运机构3b被松开，PLC将信息传输到显示屏并报警要求工人清理物料。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种光学检测系统，其特征在于，包括：

光学检测装置（200），用于物料的光学检测；

自动上料设备（100a），设于所述光学检测装置（200）的一侧，用于将物料上料至所述光学检测装置（200）的检测工位；

自动下料设备（100b），设于所述光学检测装置（200）的另一侧，用于对所述光学检测装置（200）的检测工位上的所述物料进行下料作业；

自动控制系统，用于控制所述自动上料设备（100a）、光学检测装置（200）和所述自动下料设备（100b）进行自动作业；

所述自动上料设备（100a）和所述自动下料设备（100b）均包括机体、上下料机构、物料转运机构（3）和定位装置，所述物料转运机构（3）用于装载和转移物料，所述上下料机构用于抓取并转移所述物料，所述物料转运机构（3）可分离地设置于所述机体内；所述定位装置用于将所述物料转运机构（3）锁定在所述机体内的预定位置；所述定位装置包括定位机构（5），所述定位机构（5）包括卡爪（53）和卡爪驱动器（52），所述卡爪（53）和所述卡爪驱动器（52）设置于所述机体上，所述卡爪驱动器（52）可驱动所述卡爪（53）在锁定状态和解锁状态之间转换，所述卡爪（53）在锁定状态能够限位所述物料转运机构（3），所述卡爪（53）在解锁状态能够释放所述物料转运机构（3）；

所述定位机构（5）还包括安装座（51）和卡块（54），所述安装座（51）设置在所述机体内，所述卡爪驱动器（52）设置在所述安装座（51）上，所述卡爪（53）可转动地设置在所述安装座（51）上，所述卡块（54）设置在所述物料转运机构（3）上，所述卡爪驱动器（52）的活动端与所述卡爪（53）的一端相连接，并能够驱动所述卡爪（53）转动，以使所述卡爪（53）的另一端限位或脱离所述卡块（54）。

2.根据权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于，所述定位装置还包括定位传感器（9），所述定位传感器（9）设置在所述机体内，用于检测所述物料转运机构（3）是否到达所述预定位置；所述定位机构（5）与所述定位传感器（9）和所述自动控制系统通讯连接，所述自动控制系统能够根据所述定位传感器（9）的检测结果控制所述定位机构（5）将所述物料转运机构（3）锁定在所述机体内，所述自动控制系统能够解锁所述定位机构（5）以释放所述物料转运机构（3）。

3.根据权利要求2所述的光学检测系统，其特征在于，所述卡爪驱动器（52）为气缸或电缸或液压缸。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的光学检测系统，其特征在于，所述自动下料设备（100b）的所述机体内设置有两个所述物料转运机构（3），两个所述物料转运机构（3）分别用于良品物料和不良品物料的转移；所述自动下料设备（100b）的所述上下料机构能够将所述光学检测装置（200）的检测工位上的所述物料分别转移至两个所述物料转运机构（3）上。

5.根据权利要求4所述的光学检测系统，其特征在于，所述自动上料设备（100a）和所述自动下料设备（100b）均还包括传感器组件和举升机构（4），所述传感器组件用于检测所述物料转运机构（3）上是否有物料以及所述物料是否在预定位置，所述举升机构（4）用于将所述物料升降至机体内的预定位置；所述自动控制系统根据所述传感器组件的反馈信息控制所述自动上料设备（100a）的上下料机构将所述物料转运机构（3）上的所述物料转移至所述光学检测装置（200）的检测工位，所述光学检测装置（200）检测完成后，根据所述光学检测装置（200）的检测结果，所述自动控制系统控制所述自动下料设备（100b）内的上下料机构将所述检测工位的所述物料转移至所述自动下料设备（100b）内的物料转运机构（3）上。

6.根据权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于，所述自动上料设备（100a）的所述上下料机构包括移载模组（21）和设于所述移载模组（21）上的抓料模组（22），所述移载模组（21）和所述抓料模组（22）均电气连接所述自动控制系统；和/或

所述自动下料设备（100b）的上下料机构包括平移机构（21a）、X轴模组（22a）、升降机构（23a）和抓料机构（24a），所述X轴模组（22a）设置在所述平移机构（21a）的输出端上，且所述X轴模组（22a）的输出端的运动方向与所述平移机构（21a）的输出端的运动方向相同，所述升降机构（23a）设置在所述X轴模组（22a）的输出端上，所述抓料机构（24a）设置在所述升降机构（23a）的输出端上，所述平移机构（21a）、所述X轴模组（22a）、所述升降机构（23a）和所述抓料机构（24a）均电气连接所述自动控制系统。

7.根据权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于，所述物料转运机构（3）包括框架（31）、第一限位模组（32）和第二限位模组（33），所述框架（31）的底部设置有万向轮，所述第一限位模组（32）和所述第二限位模组（33）分别用于对物料的左右方向和前后方向进行限位。

8.根据权利要求7所述的光学检测系统，其特征在于，所述第一限位模组（32）包括第一操作手轮（321）、第一传动组件（322）、第一限位板（323）和隔板，所述隔板设置在两个所述第一限位板（323）之间，所述第一操作手轮（321）通过所述第一传动组件（322）能够驱动两个所述第一限位板（323）向靠近或远离所述隔板的方向移动；

所述第二限位模组（33）包括第二操作手轮（331）、第二传动组件（332）和第二限位板（333），所述第二限位板（333）可滑动地设置于所述第一限位板（323）上，所述第二操作手轮（331）通过所述第二传动组件（332）能够驱动所述第二限位板（333）沿所述第一限位板（323）移动。

9.根据权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于，所述光学检测装置（200）包括机台（201）、龙门架（202）、CCD相机（203）和接触式线阵相机（204），所述机台（201）上设置有可移动的检测工位，所述龙门架（202）架设在所述检测工位上，所述CCD相机（203）设置于所述龙门架（202）的横梁上，所述接触式线阵相机（204）设置于所述机台（201）上。

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