CN113125342A - 移载装置、光学检测设备及光学检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移载装置、光学检测设备及光学检测方法，移载装置包括一吸附载台及一承载装置。吸附载台包括有一载台主体，及设置在载台主体一侧的一第一抬升单元及一第二抬升单元，第一抬升单元设置有一第一吸附单元，第二抬升单元设置有一第二吸附单元，承载装置承载吸附载台并在一移动区间内移动。抬升单元彼此间错位排列以使吸附单元分别对准至相互不重叠的一第一位置及一第二位置上，分别令第二抬升单元下降且第一抬升单元上升以在第一位置上接触待测物，或令第一抬升单元下降且第二抬升单元上升从而在第二位置上接触待测物。

Description

移载装置、光学检测设备及光学检测方法

技术领域

本发明涉及一种吸附移载装置、光学检测设备以及光学检测方法，特别是指一种能够吸附料片不同位置以对料片进行全面光学检测的移载装置、光学检测设备及光学检测方法。

背景技术

随着科技日新月异，电子产品广泛应用于生活中，而为求提高电子产品及其零件的精密度，各种相关的检测设备也因应而生。于自动化工业制程中，会使用移载设备进行对象的移载作业，以将对象移载至工作平台或检测位置，从而进行各种光学检测或检测后的分类作业。

于常规技术中，作为面板、基板或其他待检测物品的设备多设置有一放置待检测物品的工作载台，以对待检测物品进行相关的光学检测。目前部分方式是通过提供气流将待检测物品悬浮及承载。

然而，使用气流承载待检测物品时，由于物品悬浮在载台的上方，必须设置接触于物品的定位结构，以将物品固定在检测位置上，但是摄像机对物品进行取像时，定位结构与物品的接触位置会让图像出现遮蔽区域，导致图像出现无法检测的区域(不检区)，而必须进行二次检测。再者，使用气流承载物品进行背面检测时，因为承靠吸附面必须与物品检测面相反，因此在进行背检时容易有物品掉落风险。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种移载装置，包括一吸附载台以及一承载装置。吸附载台包括有一载台主体、以及一设置在载台主体侧的一第一抬升单元以及一第二抬升单元。第一抬升单元上设置有一第一吸附单元，第二抬升单元上设置有一第二吸附单元。承载装置承载吸附载台，承载装置在一移动区间内移载吸附载台。第一抬升单元与第二抬升单元彼此间错位排列，使第一吸附单元与第二吸附单元分别对准至相互不重叠的一第一位置及一第二位置上。吸附载台具有一第一抬升状态，令第二抬升单元下降且第一抬升单元上升，从而在第一位置上接触一待测物，以及一第二抬升状态，令第一抬升单元下降且第二抬升单元上升，从而在第二位置上接触待测物。

本发明另提供一种光学检测设备，包括一如上所述的移载装置、一图像捕获设备以及一图像处理装置。图像捕获设备设置在移载装置的一承载装置的一侧。图像捕获设备在吸附载台处于第一抬升状态时，拍摄待测物以获得一第一图像。图像捕获设备在吸附载台处于第二抬升状态时，拍摄待测物以获得一第二图像。图像处理装置于获得第一图像及第二图像后，将第一图像中第一位置以外的未遮蔽区域与第二图像中第二位置以外的未遮蔽区域结合后输出一合并图像。

本发明另提供一种光学检测设备，包括一第一面取像设备以及一第二面取像设备。第一面取像设备包括一如上所述的光学检测设备，用以拍摄待测物的一第一面的图像、以及一设置在移载装置一侧的顶升平台，用以抬升移载装置。第二面取像设备包括一如上所述的光学检测设备。第二面取像设备倒置设置在顶升平台上侧，用以吸附待测物并用以拍摄待测物的一第二面的图像。

本发明另提供一种光学检测方法，包括以下步骤：提供一第一移载装置，用以承载一待测物；驱动第一移载装置的一第二抬升单元下降且一第一抬升单元上升，从而在一第一位置吸附待测物；驱动第一移载装置沿一前向路径移动以令待测物经过一第一图像捕获设备的一拍摄区域；通过第一图像捕获设备拍摄待测物的一第一面的一第一图像；驱动第一移载装置的第一抬升单元下降且第二抬升单元上升，从而在一第二位置吸附待测物；驱动第一移载装置沿一反向路径移动以令待测物再次经过第一图像捕获设备的拍摄区域；通过第一图像捕获设备拍摄待测物的第一面的一第二图像；以及通过一第一图像处理装置接收并合并自第一图像捕获设备所取得之待测物的第一面的第一图像与第二图像。

本发明的移载装置通过切换第一抬升单元以及第二抬升单元的抬升状态，让第一抬升单元或第二抬升单元接触在待测物的不同位置，从而消除待测物图像的不检区。同时通过第一抬升单元或第二抬升单元对待测物的多个位置进行吸附，增加吸附面积并且提升高速移载时的稳固性。

附图说明

图1为本发明双面式光学检测设备的侧面示意图。

图2为本发明第一移载装置的外观示意图(一)。

图3为本发明第一移载装置的外观示意图(二)。

图4为本发明第一移载装置处于第一状态的侧面示意图。

图5为本发明第一移载装置处于第二状态的侧面示意图。

图6-1至图6-4为本发明双面式光学检测设备的作动示意图(一)至(四)。

图7-1至图7-2为本发明双面式光学检测设备的流程示意图(一)至(二)。

附图标记说明：

100 光学检测设备

A1 第一面取像设备

A2 第二面取像设备

1 第一移载装置

2 第一图像捕获设备

3 第一图像处理装置

4 第二移载装置

5 第二图像捕获设备

6 第二图像处理装置

11 吸附载台

12 承载装置

111 载台主体

112、412 第一抬升单元

113、413 第二抬升单元

121 架体

122 轨道

123 驱动装置

1121 支架

1122、1132 驱动单元

1131 支架

S1 第一吸附单元

S2 第二吸附单元

S11、S21 真空吸附装置

S12、S22 气嘴

S121、S221 保护垫

S122、S222 通孔

P 待测物

T 顶升平台

R1、R3 前向路径

R2、R4 反向路径

Z1、Z2 拍摄区域

S101至S109 步骤

L 照明光源。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

请参阅图1，为本发明双面式光学检测设备的侧面示意图，如图所示：

本发明揭示一种光学检测设备100，为一双面式光学检测设备。光学检测设备100包括一第一面取像设备A1以及一第二面取像设备A2，用以由一待测物P的二侧对其进行承载以及吸附作用，并且将待测物P承载至检测位置进行光学检测。光学检测设备100可以应用在自动化生产设备或自动光学检查设备(Automated Optical Inspection)上，用以移载料片、工件、面板、基板、电路板(PCB)、软性电路板(FPC)或其他类此的待测物P，于本发明中不予以限制。

第一面取像设备A1用以拍摄待测物P的一第一面图像，包括有一第一移载装置1、一第一图像捕获设备2以及一第一图像处理装置3。第一移载装置1为一切换式吸附移载装置，但不以此为限。第一面取像设备A1还包括一设置在第一移载装置1一侧的顶升平台T，用以抬升第一移载装置1。选择性地，顶升平台T可以为通过气压泵、油压泵、螺杆或其他任何能够带动第一移载装置1升降的方式或结构，本发明对此不予以限制，在此先行叙明。

第二面取像设备A2包括一第二移载装置4、一第二图像捕获设备5以及一第二图像处理装置6。第二移载装置4为一切换式吸附移载装置，但不以此为限。第二面取像设备A2倒置设置在顶升平台T上侧，用以吸附待测物P并拍摄待测物P的一第二面图像。

由于本发明的第一移载装置1与第二移载装置4为两结构完全相同的装置，区别在于第二移载装置4为倒置设置，因此，以下仅针对第一移载装置1的具体结构进行说明，不再重复赘述第二移载装置4的具体结构，在此先行叙明。

有关移载装置(第一移载装置1以及第二移载装置2)的详细构造，请一并参阅图2至图5，为本发明第一移载装置在不同视角的外观示意图(一)至(二)以及第一移载装置处于不同状态的侧面示意图。如图所示：第一移载装置1包括一吸附载台11以及一承载装置12。吸附载台11包括一载台主体111、一设置在载台主体111一侧的第一抬升单元112以及一第二抬升单元113。第一抬升单元112上设置有一第一吸附单元S1，而第二抬升单元113上设置有一第二吸附单元S2。其中，第一抬升单元112与第二抬升单元113彼此间错位排列，使第一吸附单元S1与第二吸附单元S2分别对准至相互不重叠的一第一位置及一第二位置上。

吸附载台11具有一第一抬升状态，此时，第二抬升单元113下降且第一抬升单元112上升，从而在第一位置上接触待测物P(如图4所示)，以及一第二抬升状态，此时，第一抬升单元112下降且第二抬升单元113上升，从而在第二位置上接触待测物P(如图5所示)。于上述二种状态中，第一抬升单元112以及第二抬升单元113交替上升，从而避免于待测物P的图像中出现背景物而影响后续检测结果。

第一抬升单元112包括一支架1121以及一驱动支架1121上升或下降的驱动单元1122。第二抬升单元113包括一支架1131以及一驱动支架1131上升或下降的驱动单元1132。选择性地，驱动第一抬升单元112与第二抬升单元113的驱动单元可以为一共构装置，从而同步切换第一抬升单元112与第二抬升单元113的抬升状态。

第一吸附单元S1包括一真空吸附装置S11以及多个设置在第一抬升单元112上的气嘴S12。气嘴S12分别通过管线信道连接至真空吸附装置S11，通过多个气嘴S12吸附待测物P的多个位置，能够增加吸附面积，并且提升高速移载时的稳固性以避免掉片，同时气嘴S12的设置利于适用于吸附边缘不规则的料片，提升装置的灵活度。管线信道可以为设置在真空吸附装置S11、用以连接至气嘴S12的气体输送管(图未示)。选择性地，为避免气嘴S12碰伤待测物P，气嘴S12的表面设置有一保护垫S121，保护垫S121对应在气嘴S12的位置上设置有至少一通孔S122。

第二吸附单元S2包括一真空吸附装置S21、以及多个设置在第二抬升单元113上的气嘴S22。气嘴S22分别通过管线信道连接至真空吸附装置S21，通过多个气嘴S22吸附待测物P的多个位置，能够增加吸附面积，并且提升高速移载时的稳固性以避免掉片，同时气嘴S22的设置利于适用于吸附边缘不规则的料片，提升装置的灵活度。管线信道可以为设置在真空吸附装置S21，用以连接至气嘴S22的气体输送管(图未示)。选择性地，为避免气嘴S22碰伤待测物P，该气嘴S22的表面设置有一保护垫S221，保护垫S221对应在气嘴S22的位置上设置有至少一通孔S222。

承载装置12承载吸附载台11，承载装置12在一移动区间内移载吸附载台11，用以承载待测物P通过第一图像捕获设备2进行取像。承载装置12具有一第一动作状态以及一第二动作状态。承载装置12于第一动作状态时，吸附载台11处于第一抬升状态，并将待测物P朝一前向路径R1输送以通过第一图像捕获设备2拍摄待测物P的一第一图像(如图4所示)。承载装置12于第二动作状态时，吸附载台11处于第二抬升状态，并将待测物P朝一反向路径R2输送以通过第一图像捕获设备2拍摄待测物P的一第二图像(如图5所示)。于一较佳实施例中，承载装置12为一线性移动载台，承载装置12包括有一架体121、二分别设置在架体121上的轨道122。吸附载台11由一驱动装置123带动以沿二轨道122移动。

第一图像捕获设备2设置在第一移载装置1的承载装置12的一侧，第一图像捕获设备2于吸附载台11处于第一抬升状态时拍摄待测物P以获得第一图像；第一图像捕获设备2于吸附载台11处于第二抬升状态时拍摄待测物P以获得第二图像。于一较佳实施例中，第一图像捕获设备2可以为线扫描摄像机或面扫描摄像机，本发明对此不予以限制。于一较佳实施例中，第一图像捕获设备2的一侧或周侧设置有对待测物P补光的照明光源L，照明光源L可以为同轴光源、侧向光源(如图1所示)或环形光源，本发明对此不予以限制。

第一图像处理装置3于获得第一图像及第二图像后，将第一图像中第一位置以外的未遮蔽区域与第二图像中第二位置以外的未遮蔽区域结合后输出一合并图像。合并图像可以为运用图像融合技术将第一图像捕获设备2所拍摄的待测物P的同一侧的图像合并，从而获得没有遮蔽区域的待测物P图像，以利对待测物P的所有位置进行光学检测。于一较佳实施例中，第一图像处理装置3可以为计算机设备、或其他任何能够进行图像处理、分析的装置或设备，本发明对此不予以限制，在此先行叙明。

以下请一并参阅图6-1至图6-4，为本发明双面式光学检测设备的作动示意图(一)至(四)，如图所示：

首先，如图6-1所示，第一移载装置1的第二抬升单元113下降且第一抬升单元112上升，使第一抬升单元112接触且吸附待测物P的第一位置，第一移载装置1沿前向路径R1移动，以令待测物P经过第一图像捕获设备2的一拍摄区域Z1，从而拍摄待测物P的一第一面的第一图像。

接续，如图6-2所示，第一移载装置1的第一抬升单元112下降且第二抬升单元113上升，使第二抬升单元113接触且吸附待测物P的第二位置，第一移载装置1沿反向路径R2移动，以令待测物P再次经过第一图像捕获设备2的拍摄区域Z1，从而拍摄待测物P的第一面的第二图像。选择性地，第一移载装置1可以先将待测物P沿反向路径R2移动后，再进行第一抬升单元112与第二抬升单元113的状态切换，于完成抬升单元的切换后，再次沿前向路径R1移动待测物P通过第一图像捕获设备2以进行拍摄、抑或是先切换第二抬升单元112与第二抬升单元113的状态后，再沿反向路径R2移动待测物P通过第一图像捕获设备2以进行拍摄、或于待测物P沿反向路径R2移动后，再沿前向路径R1移动待测物P通过第一图像捕获设备2以进行拍摄，本发明对此不予以限制，在此先行叙明。

接续，如图6-3所示，倒置设置的第二移载装置4接触并吸附由顶升平台T抬升的待测物P。第二移载装置4的第二抬升单元413下降且第一抬升单元412上升，使第一抬升单元412吸附待测物P的第一位置，第二移载装置3沿一前向路径R3移动，以令待测物P经过第二图像捕获设备5的一拍摄区域Z2，从而拍摄待测物P的一第二面的第一图像。

最后，如图6-4所示，第二移载装置4的第一抬升单元412下降且第二抬升单元413上升，使第二抬升单元413接触且吸附待测物P的第二位置，第二移载装置3沿一反向路径R4移动，以令待测物P再次经过第二图像捕获设备5的拍摄区域Z2，从而拍摄待测物P的第二面的第二图像。选择性地，第二移载装置4可以先将待测物P沿反向路径R4移动后，再进行第一抬升单元412与第二抬升单元413的状态切换，于完成抬升单元的切换后，再次沿前向路径R3移动待测物P通过第二图像捕获设备5以进行拍摄、抑或是先切换第一抬升单元412与第二抬升单元413的状态后，再沿反向路径R4移动待测物P通过第二图像捕获设备5以进行拍摄、或于待测物P沿反向路径R4移动后，再沿前向路径R3移动待测物P通过第二图像捕获设备5以进行拍摄，本发明对此不予以限制，在此先行叙明。

以下请一并参阅图7-1至图7-2，为本发明光学检测方法的流程示意图(一)至(二)，如图所示：

首先，如图7-1所示，提供第一移载装置1用以承载待测物P，并且驱动第一移载装置1的第二抬升单元113下降且第一抬升单元112上升以吸附待测物P的第一位置(步骤S101)；接续，驱动第一移载装置1沿前向路径R1移动以令待测物P经过第一图像捕获设备2的拍摄区域Z1，从而通过第一图像捕获设备2拍摄待测物P的第一面的第一图像(步骤S102)；驱动第一移载装置1的第一抬升单元112下降且第二抬升单元113上升以吸附待测物P的第二位置(步骤S103)；接续，驱动第一移载装置1沿反向路径R2移动以令待测物P再次经过第一图像捕获设备2的拍摄区域Z1，从而通过第一图像捕获设备2拍摄待测物P的第一面的第二图像(步骤S104)。

接续，如图7-2所示，提供倒置的第二移载装置3，由顶升平台T将待测物P顶升至第二移载装置4的吸附平面下侧，并且驱动第二移载装置4的第二抬升单元413下降且第一抬升单元412上升以吸附待测物P的第一位置(步骤S105)；接续，驱动第二移载装置4沿前向路径R3移动以令待测物P经过第二图像捕获设备5的拍摄区域Z2，从而通过第二图像捕获设备5拍摄待测物P的第二面的第一图像(步骤S106)；接续，驱动第二移载装置4的第一抬升单元412下降且第二抬升单元413上升以吸附待测物P的第二位置(步骤S107)；接续，驱动第二移载装置4沿反向路径R4移动以令待测物P再次经过第二图像捕获设备4的拍摄区域Z2，从而通过第二图像捕获设备5拍摄待测物P的第二面F2的第二图像(步骤S108)。

最后，通过第一图像处理装置3接收并合并自第一图像捕获设备2所取得待测物P的第一面的第一图像与第二图像，以及通过第二图像处理装置6接收并合并自第二图像捕获设备5所取得待测物P的第二面的第一图像与第二图像(步骤109)，从而分别获得没有背景物遮蔽的待测物P第一面的合并图像与第二面的合并图像，以对待测物P的所有位置进行光学检测。选择性地，第一图像处理装置3以及第二图像处理装置6可以为一共构装置，本发明对此不予以限制，在此先行叙明。

综上所述，本发明的光学检测设备设置上下倒置的移载装置，通过切换移载装置的第一抬升单元以及第二抬升单元的动作状态，分别取得抬升单元接触于待测物不同位置的图像，并且通过图像处理获得没有背景物的待测物图像，从而消除待测物图像的不检区。同时通过第一抬升单元或第二抬升单元对待测物的多个位置进行吸附，增加吸附面积并且提升高速移载时的稳固性。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种移载装置，其特征在于，包括：

一吸附载台，包括有一载台主体、以及设置在所述载台主体一侧的一第一抬升单元以及一第二抬升单元，所述第一抬升单元上设置有一第一吸附单元，所述第二抬升单元上设置有一第二吸附单元；以及

一承载装置，承载所述吸附载台，所述承载装置在一移动区间内移载所述吸附载台；

所述第一抬升单元与所述第二抬升单元彼此间错位排列，使所述第一吸附单元与所述第二吸附单元分别对准至相互不重叠的一第一位置及一第二位置上，所述吸附载台具有一第一抬升状态，令所述第二抬升单元下降且所述第一抬升单元上升，从而在所述第一位置上接触所述待测物，以及一第二抬升状态，令所述第一抬升单元下降且所述第二抬升单元上升，从而在所述第二位置上接触所述待测物。

2.如权利要求1所述的移载装置，其特征在于：

所述第一吸附单元包括一真空吸附装置以及多个设置在所述第一抬升单元上的气嘴，所述气嘴分别通过管线信道连接至所述真空吸附装置；

每一气嘴的表面设置有一保护垫，所述保护垫对应于所述气嘴的位置上设置有至少一通孔；

所述第二吸附单元包括一真空吸附装置以及多个设置在所述第二抬升单元上的气嘴，所述气嘴分别通过管线信道连接至所述真空吸附装置；以及

每一气嘴的表面设置有一保护垫，所述保护垫对应于所述气嘴的位置上设置有至少一通孔。

3.如权利要求1所述的移载装置，其特征在于：

所述第一抬升单元包括一支架、以及一驱动所述支架上升或下降的驱动单元；以及

所述第二抬升单元包括一支架、以及一驱动所述支架上升或下降的驱动单元。

4.一种光学检测设备，其特征在于，包括：

一如权利要求1-3中任一项所述的移载装置；

一图像捕获设备，设置在所述移载装置的所述承载装置的一侧，所述图像捕获设备在所述吸附载台处于所述第一抬升状态时拍摄所述待测物以获得一第一图像，所述图像捕获设备在所述吸附载台处于所述第二抬升状态时拍摄所述待测物以获得一第二图像；以及

一图像处理装置，所述图像处理装置于获得所述第一图像及所述第二图像后，将所述第一图像中所述第一位置以外的未遮蔽区域与所述第二图像中所述第二位置以外的未遮蔽区域结合后输出一合并图像。

5.如权利要求4所述的光学检测设备，其特征在于，所述承载装置具有一第一动作状态，所述吸附载台处于所述第一抬升状态，将所述待测物朝一前向路径输送以通过所述图像捕获设备拍摄所述待测物的所述第一图像，以及一第二动作状态，所述吸附载台处于第二动作状态，将所述待测物朝一反向路径输送以通过所述图像捕获设备拍摄所述待测物的所述第二图像。

6.一种光学检测设备，其特征在于，包括：

一第一面取像设备，包括一如权利要求4-5中任一项所述的光学检测设备，用以拍摄所述待测物的一第一面的图像、以及一设置在所述移载装置一侧的顶升平台，用以抬升所述移载装置；以及

一第二面取像设备，包括一如权利要求4-5中任一项所述的光学检测设备，倒置设置在所述顶升平台上侧，用以吸附所述待测物并用以拍摄所述待测物的一第二面的图像。

7.一种光学检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一第一移载装置用以承载一待测物；

驱动所述第一移载装置的一第二抬升单元下降且一第一抬升单元上升，从而在一第一位置吸附所述待测物；

驱动所述第一移载装置沿一前向路径移动以令所述待测物经过一第一图像捕获设备的一拍摄区域；

通过所述第一图像捕获设备拍摄所述待测物的一第一面的一第一图像；

驱动所述第一移载装置的所述第一抬升单元下降且所述第二抬升单元上升，从而在一第二位置吸附所述待测物；

驱动所述第一移载装置沿一反向路径移动以令所述待测物再次经过所述第一图像捕获设备的所述拍摄区域；

通过所述第一图像捕获设备拍摄所述待测物的所述第一面的一第二图像；以及

通过一第一图像处理装置接收并合并自所述第一图像捕获设备所取得的所述待测物的所述第一面的所述第一图像与所述第二图像。

8.如权利要求7所述的光学检测方法，其特征在于，所述第一图像处理装置于获得所述第一面的所述第一图像及所述第二图像后，将所述第一图像中所述第一位置以外的未遮蔽区域与所述第二图像中所述第二位置以外的未遮蔽区域结合后输出一合并图像。

9.如权利要求8所述的光学检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

提供一倒置的第二移载装置，由一顶升平台将所述待测物顶升至所述第二移载装置的吸附平面下侧；

驱动所述第二移载装置的一第二抬升单元下降且一第一抬升单元上升，从而在所述第一位置吸附所述待测物；

驱动所述第二移载装置沿另一前向路径移动以令所述待测物经过一第二图像捕获设备的一拍摄区域；

通过所述第二图像捕获设备拍摄所述待测物的一第二面的所述第一图像；

驱动所述第二移载装置的所述第一抬升单元下降且所述第二抬升单元上升，从而在所述第二位置吸附所述待测物；

驱动所述第二移载装置沿另一反向路径移动以令所述待测物再次经过所述第二图像捕获设备的所述拍摄区域；

通过所述第二图像捕获设备拍摄所述待测物的所述第二面的所述第二图像；以及

通过第二图像处理装置接收并合并自所述第二图像捕获设备所取得所述待测物的所述第二面的所述第一图像与所述第二图像。

10.如权利要求9所述的光学检测方法，其特征在于，所述第二图像处理装置于获得所述第二面的所述第一图像及所述第二图像后，将所述第一图像中所述第一位置以外的未遮蔽区域与所述第二图像中所述第二位置以外的未遮蔽区域结合后输出一合并图像。

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