CN112791994A - 一种用于电子被测件全方位多功能综合检测机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电子被测件全方位多功能综合检测机构，属于机械工程应用技术领域，包括送料单元、外观检测单元、功能测试单元、运动抓取单元、工装基板；所述送料单元包括装夹定位组件、送料组件，所述装夹定位组件设置在所述送料组件上，所述送料组件与所述工装基板滑动连接。本发明将外观检测与功能检测集成在一套综合测试装置中，具备静态与动态相结合机构特点，实现了快速、准确的无死角外观检测，并通过功能检测机构，实现电子产品多种电讯功能测试；并且该机构抓取单元上的固定板可快速更换，外观检测单元可根据需要对光源及相机的安装位置及角度进行调整，生产节拍较快，适合应用于大批量自动化生产，值得被推广使用。

Description

一种用于电子被测件全方位多功能综合检测机构

技术领域

本发明涉及机械工程应用技术领域，具体涉及一种用于电子被测件全方位多功能综合检测机构。

背景技术

电子技术日新月异，人们对电子被测件的检测要求越来越高，通过检测，能够及时发现电子被测件存在的问题，提高被测件质量。随着检测行业的悄然兴起和迅猛发展，先进的检测设备得到广泛的应用，利用这些高精度的检测设备，可以对电子被测件进行充分的检测。

在电子被测件检测项目中，外观检测与功能检测是两个重要的检测分支。所有的生产检测手段都是为最终的交付服务。外观或功能存在缺陷，会导致客户满意度下降甚至直接导致退货，因此特下线终检环节至关重要。通过外观检测，可以及时发现被测件外表面是否有损坏，被测件标识是否有遗漏，螺钉是否安装到位，零部件是否有松动、磨损、变形甚至裂纹等。通常情况下，在进行ICT电路常规性检测及程序烧录包后，会进行比较细致的功能检测，但是功能检测后一般会进行装配、焊接与老化作业，为了防止这些工步对被测件状态形成影响，需要通过下线前的功能检测，对电子被测件的主要功能进行最终确认。如何将功能测试和外观检测有机的结合起来，保证被测件检测结果的可靠性和有效性，使被测件达到良好的交付状态，是自动化生产测试领域的难点问题。

在测试模式上，传统的下线终检通常采用外观与功能分离独立测试，通常采用两台设备完成。集成度较高的将两台设备串联放在同一条生产线中，集成度稍差的通常将外观检测设备置于线体之外，单独进行检测，或进行发货前的抽检。特别指出的是，传统外观检测有两种，一种是人工检测，直接采用肉眼识别的方式检测；另一种是固定式机器视觉检测，通过相机对被测件拍照并与系统里的样本图片进行比对。显而易见，人工作业低效，长时间检测会因为视觉疲劳出现误判情况。固定式机器视觉检测角度较少，外观检测不全面。为此，提出一种用于电子被测件全方位多功能综合检测机构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决电子产品大规模生产终检中全方位外观检测及多功能综合测试的问题，提供了一种用于电子被测件全方位多功能综合检测机构。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括送料单元、外观检测单元、功能测试单元、运动抓取单元、工装基板；所述送料单元包括装夹定位组件、送料组件，所述装夹定位组件设置在所述送料组件上，所述送料组件与所述工装基板滑动连接；所述外观检测单元包括至少一个相机、至少一个光源、支撑轴，所述支撑轴设置在所述工装基板上，所述相机、所述光源均与所述支撑轴转动连接；所述功能测试单元包括多个功能测试模块，各所述功能测试模块均与所述工装基板连接，所述功能测试模块包括仿形块、仿形块安装座、压紧组件、仿形端子组，所述仿形端子组设置在所述压紧组件上，所述压紧组件、所述仿形块均设置在所述仿形块安装座上，所述仿形块、所述仿形端子组与被测件的形状匹配，所述仿形块安装座设置在所述工装基板上；所述运动抓取单元包括多轴机器人、抓取组件，所述抓取组件设置在所述多轴机器人上，所述多轴机器人设置在所述工装基板上。

更进一步地，所述送料组件包括送料导杆气缸、送料装配夹具，所述送料导杆气缸的导杆两端设置在所述工装基板上，所述送料导杆气缸的气缸与所述送料装配夹具连接。

更进一步地，所述装夹定位组件包括横向定位件与纵向定位件，所述横向定位件包括横向定位板、横向气缸，所述横向气缸与所述横向定位板的一端连接，所述横向定位板的另一端贯穿所述送料装配夹具上的预留孔设置，所述横向气缸设置在所述送料装配夹具上；所述纵向定位件包括纵向定位板、纵向气缸，所述纵向气缸与所述纵向定位板的一端连接，所述纵向定位板的另一端贯穿所述送料装配夹具上的预留孔设置，所述纵向气缸设置在所述送料装配夹具上。

更进一步地，所述送料单元还包括线束拖链，所述线束拖链的一端设置在所述工装基板上，另一端通过拖链支架与所述送料装配夹具连接。

更进一步地，所述外观检测单元还包括安装座、多个轴夹，所述支撑轴通过所述安装座与所述工装基板连接，所述相机、所述光源均通过所述轴夹与所述支撑轴转动连接。

更进一步地，所述压紧组件包括气缸转接板、压紧气缸，所述压紧气缸设置在所述仿形块安装座上，所述气缸转接板的一端与所述压紧气缸连接，另一穿过所述仿形块安装座上的预留孔与所述仿形端子组连接。

更进一步地，所述抓取组件包括转接板、吸盘固定板、多个吸盘，多个所述吸盘均设置在所述吸盘固定板上，所述转接板设置在所述多轴机器人上，所述吸盘固定板与所述多轴机器人活动连接。

更进一步地，所述抓取组件还包括轴承、导杆、弹簧，所述轴承设置在所述转接板上，所述导杆贯穿所述轴承设置，所述弹簧套设在所述导杆外部，一端与所述转接板连接，另一端与所述吸盘固定板连接。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、将外观检测与功能检测集成在一套综合测试机构中，通过电缸直线运动、机器人抓取与机械手多维转动、功能测试模块多组气缸运动等一系列动作，配合PLC逻辑运算、机器视觉算法及工序节拍优化程序等，实现了多角度全方位外观检测，以及多通道、高效率综合功能检测；

2、采用静态与动态相结合的方法，在送料单元的顶部布置了相机及光源，被测件在送料起点位置即完成反面条形码及外观面的拍照录入，实现了定点静态检测；同时利用六轴机器人可以多角度转动的特点，机器人在程序控制下，配合相机及光源，实现了被测件正面及四个侧面外观及装配螺钉姿态的检测，从而动态实现了360度外观检测；视觉检测解决了工人长时间观察出现视觉疲劳进而导致误判的问题，同时，静态与动态相结合机构特点，实现了快速、准确的无死角外观检测；

3、通过功能检测机构，实现被测件序列号读取比对、软硬件版本号、MCU及CPU程序版本号读取、通讯功能检测、被测件休眠与唤醒、静态电流检测、CAN丢包率等功能确认，并可以通过不同的仪表组合及测试程序，实现更多功能项目的检测；

4、视觉检测机构分布合理，功能检测通道数量较多，机构动作衔接紧凑，生产节拍较快，适合应用于大批量自动化生产；

5、抓取单元上的固定板可快速更换，更换后同样适应其它被测件大批量自动化生产，送料单元载具及功能测试单元也可通过更换来匹配新的被测件，解决了多种被测件兼容性柔性生产问题；

6、相机及光源通过轴夹固定在安装轴上，可根据需要对光源及相机的安装位置及角度进行调整，同时，光源亮度可调，配合机器人能完成多种不同规格及式样的被测件外观检测。

附图说明

图1为本发明实施例二检测机构的整体结构示意图；

图2为本发明实施例二中送料单元的结构示意图；

图3为图2中A-A向的剖面示意图；

图4为本发明实施例二中外观测试单元的结构示意图；

图5为本发明实施例二中功能测试单元的结构示意图；

图6为图5中C部的局部示意图；

图7为本发明实施例二中运动抓取单元的结构示意图；

图8为图7中D部的局部放大示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例一

本实施例提供一种技术方案：一种用于电子被测件全方位多功能综合检测机构，包括送料单元、外观检测单元、功能测试单元、运动抓取单元、工装基板；所述送料单元包括装夹定位组件、送料组件，所述装夹定位组件设置在所述送料组件上，所述送料组件与所述工装基板滑动连接；所述外观检测单元包括至少一个相机、至少一个光源、支撑轴，所述支撑轴设置在所述工装基板上，所述相机、所述光源均与所述支撑轴转动连接；所述功能测试单元包括多个功能测试模块，各所述功能测试模块均与所述工装基板连接，所述功能测试模块包括仿形块、仿形块安装座、压紧组件、仿形端子组，所述仿形端子组设置在所述压紧组件上，所述压紧组件、所述仿形块均设置在所述仿形块安装座上，所述仿形块、所述仿形端子组与被测件的形状匹配，所述仿形块安装座设置在所述工装基板上；所述运动抓取单元包括多轴机器人、抓取组件，所述抓取组件设置在所述多轴机器人上，所述多轴机器人设置在所述工装基板上。

在本实施例中，所述送料组件包括送料导杆气缸、送料装配夹具，所述送料导杆气缸的导杆两端设置在所述工装基板上，所述送料导杆气缸的气缸与所述送料装配夹具连接。

在本实施例中，所述装夹定位组件包括横向定位件与纵向定位件，所述横向定位件包括横向定位板、横向气缸，所述横向气缸与所述横向定位板的一端连接，所述横向定位板的另一端贯穿所述送料装配夹具上的预留孔设置，所述横向气缸设置在所述送料装配夹具上；所述纵向定位件包括纵向定位板、纵向气缸，所述纵向气缸与所述纵向定位板的一端连接，所述纵向定位板的另一端贯穿所述送料装配夹具上的预留孔设置，所述纵向气缸设置在所述送料装配夹具上。

在本实施例中，所述送料单元还包括线束拖链，所述线束拖链的一端设置在所述工装基板上，另一端通过拖链支架与所述送料装配夹具连接。

在本实施例中，所述外观检测单元还包括安装座、多个轴夹，所述支撑轴通过所述安装座与所述工装基板连接，所述相机、所述光源均通过所述轴夹与所述支撑轴转动连接。

在本实施例中，所述压紧组件包括气缸转接板、压紧气缸，所述压紧气缸设置在所述仿形块安装座上，所述气缸转接板的一端与所述压紧气缸连接，另一穿过所述仿形块安装座上的预留孔与所述仿形端子组连接。

在本实施例中，所述抓取组件包括转接板、吸盘固定板、多个吸盘，多个所述吸盘均设置在所述吸盘固定板上，所述转接板设置在所述多轴机器人上，所述吸盘固定板与所述多轴机器人活动连接。

在本实施例中，所述抓取组件还包括轴承、导杆、弹簧，所述轴承设置在所述转接板上，所述导杆贯穿所述轴承设置，所述弹簧套设在所述导杆外部，一端与所述转接板连接，另一端与所述吸盘固定板连接。

实施例二

结合图1、2、4、5、7说明，本实施例的多角度全方位自动化检测机构包括送料单元1、外观检测单元2、功能测试单元3和运动抓取单元4；

所述送料单元1包括工装基板101、送料导杆气缸102、送料安装板103、送料装配夹具104、横向定位板105、横向气缸106、纵向定位板107、纵向气缸108、线束拖链109、拖链支架110；

所述外观测试单元2包括第一安装座201、第一支撑轴202、第一光源轴夹203、第一光源支架204、第一光源205、第一相机轴夹206、第一相机支架207、第一相机208、第二安装座209、第二支撑轴210、十字轴夹212、安装轴211、第二相机轴夹213、第二相机支架214、第二相机215、第二光源轴夹216、第二光源支架217、第二光源218；

所述功能测试单元3包括安装底板301、连接板302、仿形块安装座303、仿形块304、仿形端子组305、气缸转接板306、压紧气缸307；

所述运动抓取单元4包括机器人固定座401、六轴机器人402、转接板403、两组轴承404、两组导杆405、两组弹簧406、吸盘固定板407、四组吸盘408、两组电磁铁409。

结合图2、3说明送料单元1的结构形式，送料导杆气缸102的两端通过螺栓固定在工装基板上1，送料导杆气缸102的气缸本体顶面预留有螺纹孔，与送料安装板103通过螺栓连接，从而能够带动送料安装板103及送料装配夹具104沿导杆运动，实现物料传送，送料安装板103顶部有送料装配夹具104通过螺栓紧固，送料装配夹具104长度方向固定有横向气缸106。横向定位板105穿过送料装配夹具104过孔通过螺栓固定在横向气缸106上，送料装配夹具104宽度方向固定有纵向气缸108，纵向定位板107穿过送料装配夹具104过孔通过螺栓固定在纵向气缸108上，气缸带动定位板运动实现对被测件的压紧固定。

结合图4说明外观检测单元2的结构形式，第一支撑202轴通过第一安装座201锁紧固定于送料单元的工装基板1上，第一光源205通过第一光源支架204安装在第一光源轴夹203上，第一光源轴夹203套入第一支撑轴202，同时使用螺栓拧紧固定，第一相机208通过第一相机支架207安装在第一相机轴夹206上，第一相机轴夹206套入第一支撑轴202，同时使用螺栓拧紧固定；第二支撑轴210通过第二安装座209锁紧固定于送料单元的工装基板1上，安装轴211通过十字轴夹212固定在第二支撑轴210上，第二光源218通过第二光源支架217安装在第二光源轴夹216上，第二光源轴夹216套入安装轴211，同时使用螺栓拧紧固定，第二相机215通过第二相机支架214安装在第二相机轴夹213上，第二相机轴夹213套入安装轴211，同时使用螺栓拧紧固定，相机及光源的安装角度可通过调节轴夹与支撑轴的配合进行调节。

结合图5、6说明功能检测单元3的结构形式，安装底板301固定在送料单元1的工装基板101上，六组同样的功能测试模块装配在安装底板301上，功能测试模块连接板302通过螺栓锁紧固定于的安装底板301上，仿形块304通过仿形块安装座303固定在连接板302上；压紧气缸307通过螺栓固定在仿形块安装座303上，气缸转接板306一端与压紧气缸307螺纹连接，另一端穿过仿形块安装座303与仿形端子组305连接，从而能够带动仿形端子组305运动，实现对被测件的压紧及给被测件通电提供检测信号。

结合图7、8说明运动抓取单元4的结构形式，六轴机器人402通过机器人固定座401固定锁紧于送料单元的工装基板101上，六轴机器人402的顶部固定有转接板403，转接板403上通过螺栓固定两组轴承404，轴承404内套有导杆405，吸盘固定板407通过弹簧406与导杆405固定在转接板403上，吸盘固定板407上安装固定有四组吸盘408，两组电磁铁409通过螺栓固定在吸盘固定板407。(吸盘408、电磁铁409均通过PLC及电磁阀控制)

工作原理：结合图1～8说明本实施例中多角度全方位自动化检测机构的工作原理，该机构中，被测件直接放入送料装配夹具104中，按下气缸启动开关，横向气缸106控制横向定位板105移动，长度方向压紧被测件，纵向气缸108控制纵向定位板107移动，宽度方向压紧被测件，被测件固定后，送料导杆气缸102控制送料装配夹具104向前运动，将被测件传送到第一相机208的正下方，第一相机208对被测件背面条形码进行扫码录入系统，同时将被测件对面外观状况与系统内照片进行比对，确认无误后，横向气缸106控制横向定位板105后退，纵向气缸108控制纵向定位板107后退，六轴机器人402控制吸盘408抓取被测件，将被测件放置到仿形端子组305中，压紧气缸307控制仿形端子组305移动到与被测件对插到位，通过探针进行测试；通电测试完成后，压紧气缸307控制仿形端子组305后退，六轴机器人402控制吸盘408抓取完成功能测试被测件移动到第二相机215下方，六轴机器人402控制被测件360度旋转，使得被测件四个侧面及顶面都暴露在相机镜头下，通过相机光学图像与标准图像样本的算法比对，完成被测件外观测试；被测件功能测试单元设置有六个检测通道，保证本机构内多个被测件可同时进行在线测试，提高了生产效率。

综上所述，上述实施例的用于电子被测件全方位多功能综合检测机构，将外观检测与功能检测集成在一套综合测试装置中，具备静态与动态相结合机构特点，实现了快速、准确的无死角外观检测，并通过功能检测机构，实现电子产品多种电讯功能测试；并且该机构抓取单元上的固定板可快速更换，外观检测单元可根据需要对光源及相机的安装位置及角度进行调整，生产节拍较快，适合应用于大批量自动化生产，值得被推广使用。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种用于电子被测件全方位多功能综合检测机构，其特征在于：包括送料单元、外观检测单元、功能测试单元、运动抓取单元、工装基板；所述送料单元包括装夹定位组件、送料组件，所述装夹定位组件设置在所述送料组件上，所述送料组件与所述工装基板滑动连接；所述外观检测单元包括至少一个相机、至少一个光源、支撑轴，所述支撑轴设置在所述工装基板上，所述相机、所述光源均与所述支撑轴转动连接；所述功能测试单元包括多个功能测试模块，各所述功能测试模块均与所述工装基板连接，所述功能测试模块包括仿形块、仿形块安装座、压紧组件、仿形端子组，所述仿形端子组设置在所述压紧组件上，所述压紧组件、所述仿形块均设置在所述仿形块安装座上，所述仿形块、所述仿形端子组与被测件的形状匹配，所述仿形块安装座设置在所述工装基板上；所述运动抓取单元包括多轴机器人、抓取组件，所述抓取组件设置在所述多轴机器人上，所述多轴机器人设置在所述工装基板上。

2.根据权利要求1所述的一种用于电子被测件全方位多功能综合检测机构，其特征在于：所述送料组件包括送料导杆气缸、送料装配夹具，所述送料导杆气缸的导杆两端设置在所述工装基板上，所述送料导杆气缸的气缸与所述送料装配夹具连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于电子被测件全方位多功能综合检测机构，其特征在于：所述装夹定位组件包括横向定位件与纵向定位件，所述横向定位件包括横向定位板、横向气缸，所述横向气缸与所述横向定位板的一端连接，所述横向定位板的另一端贯穿所述送料装配夹具上设置的预留孔设置，所述横向气缸设置在所述送料装配夹具上；所述纵向定位件包括纵向定位板、纵向气缸，所述纵向气缸与所述纵向定位板的一端连接，所述纵向定位板的另一端贯穿所述送料装配夹具上设置的预留孔设置，所述纵向气缸设置在所述送料装配夹具上。

4.根据权利要求3所述的一种用于电子被测件全方位多功能综合检测机构，其特征在于：所述送料单元还包括线束拖链，所述线束拖链的一端设置在所述工装基板上，另一端通过拖链支架与所述送料装配夹具连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于电子被测件全方位多功能综合检测机构，其特征在于：所述外观检测单元还包括安装座、多个轴夹，所述支撑轴通过所述安装座与所述工装基板连接，所述相机、所述光源均通过所述轴夹与所述支撑轴转动连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于电子被测件全方位多功能综合检测机构，其特征在于：所述压紧组件包括气缸转接板、压紧气缸，所述压紧气缸设置在所述仿形块安装座上，所述气缸转接板的一端与所述压紧气缸连接，另一穿过所述仿形块安装座上设置的预留孔与所述仿形端子组连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于电子被测件全方位多功能综合检测机构，其特征在于：所述抓取组件包括转接板、吸盘固定板、多个吸盘，多个所述吸盘均设置在所述吸盘固定板上，所述转接板设置在所述多轴机器人上，所述吸盘固定板与所述多轴机器人活动连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于电子被测件全方位多功能综合检测机构，其特征在于：所述抓取组件还包括轴承、导杆、弹簧，所述轴承设置在所述转接板上，所述导杆贯穿所述轴承设置，所述弹簧套设在所述导杆外部，一端与所述转接板连接，另一端与所述吸盘固定板连接。

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