CN113976471A - 一种基于3d线共焦传感器的胶量检测标记设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于3D线共焦传感器的胶量检测标记设备及方法，涉及智能制造领域，括底座，底座上端设置有机壳，机壳顶部固定安装有风扇，底座上端中部安装有Y向线轨，Y向线轨上安装有沿Y向线轨进行直线运动的芯片检测平台，机壳上端固定安装有X向线轨，X向线轨上安装有沿X向线轨进行直线运动的检测标记组件，检测方法包括：对针、上料、位置校准、胶量检测、信息反馈、点胶和下料。本发明的优点在于：本发明通过3D线共焦传感器对芯片表面的胶量进行检测，可有效的区分出涂覆合格和不合格芯片，3D线共焦传感器测量的数据精度高、测量速度快，极大的提高了芯片点胶质量检测的效率。

Description

一种基于3D线共焦传感器的胶量检测标记设备及方法
技术领域
本发明涉及智能制造领域，具体是涉及一种基于3D线共焦传感器的胶量检测标记设备及方法。
背景技术
目前，常规的芯片点胶量的检测方式都是采用2D视觉+点激光的模式来检测，2D相机对于透明液体及白色乳状液体是没有办法识别的，同时由于点激光只能测一个点，无法覆盖一整个面，导致测量的效率大大降低，点激光对于透明胶水，也有局限性，激光会有折射，导致测量结构不精确，因此也不适用于对透明胶水的测量，且对于检测透明的液体或者乳状液体的高度，2D相机+点激光就没办法进行检测，因此亟需一种可以针对透明或者乳状胶水进行长度、宽度、厚度精准测量的设备。
发明内容
为解决上述技术问题，提供一种基于3D线共焦传感器的胶量检测标记设备及方法，本技术方案解决了上述背景技术中提出的前，常规的芯片点胶量的检测方式都是采用2D视觉+点激光的模式来检测，2D相机对于透明液体及白色乳状液体是没有办法识别的，同时由于点激光只能测一个点，无法覆盖一整个面，导致测量的效率和结果的准确性大大降低，点激光对于透明胶水，也有局限性，激光会有折射，导致测量结果不精确，因此也不适用于对透明胶水的测量，且对于检测透明的液体或者乳状液体的高度，2D相机+点激光就没办法进行检测的问题。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于3D线共焦传感器的胶量检测标记设备，包括底座，所述底座上端设置有机壳，所述机壳顶部固定安装有风扇，所述底座上端中部安装有Y向线轨，所述Y向线轨上安装有沿Y向线轨进行直线运动的芯片检测平台，所述机壳上端固定安装有X向线轨，所述X向线轨上安装有沿X向线轨进行直线运动的检测标记组件，所述底座上端前侧固定安装有限位组件，所述Y向线轨、芯片检测平台、限位组件、X向线轨和检测标记组件均设置于机壳内部；
其中，所述检测标记组件包括滑动连接板，所述滑动连接板前侧固定连接有3D线共焦传感器，所述滑动连接板下端固定连接有CCD相机，所述滑动连接板左侧固定连接有胶阀模块。
优选的，所述Y向线轨包括Y向导轨，所述Y向导轨上滑动连接有Y向台车，所述Y向导轨左侧固定连接有Y向驱动电机，所述Y向驱动电机对Y向台车的移动提供动力。
优选的，所述芯片检测平台包括连接底座，所述连接底座固定连接于Y向台车上端，所述连接底座一侧固定连接有平台旋转驱动电机，所述连接底座内部设置有减速器，所述平台旋转驱动电机输出端与减速器输入端连接，所述减速器输出端与平台连接板固定连接，所述平台连接板上端固定连接有芯片平台。
优选的，所述X向线轨包括龙门架，所述龙门架固定连接于底座上端，所述龙门架上端固定连接有X向导轨，所述X向导轨上端滑动连接有X向台车，所述X向导轨前侧固定连接有X向滑轨，所述X向滑轨上滑动连接有X向滑块，所述X向导轨左侧固定连接有X向驱动电机，所述X向驱动电机对X向台车的移动提供动力。
优选的，所述滑动连接板后侧与X向滑块固定连接，所述滑动连接板后侧上端固定连接有驱动连接座，所述驱动连接座与X向台车固定连接。
优选的，胶量检测标记设备还包括运动控制系统、2D定位系统、3D数据分析系统，胶阀控制系统和MES上传系统，所述3D数据分析系统与3D线共焦传感器电性连接，所述3D定位系统与CCD相机电性连接，所述3D数据分析系统和2D定位系统均与运动控制系统信号输入端电性连接，所述Y向线轨、X向线轨、芯片检测平台和胶阀模块均与运动控制系统信号输出端电性连接，所述3D数据分析系统与胶阀控制系统信号输入端电性连接，所述胶阀控制系统信号输出端与胶阀模块电性连接，所述3D数据分析系统与MES上传系统信号输入端电性连接。
进一步的，提出一种基于3D线共焦传感器的胶量检测标记方法，包括如下步骤：
对针：将胶阀模块的点胶针头位置坐标系进行校准；
上料：将装有待检测芯片的Tray盘设置于芯片平台上，并通过运动控制系统控制Y向线轨带动芯片检测平台移动至检测位置；
位置校准：通过运动控制系统控制X向线轨带动检测标记组件移动至检测位置，通过CCD抓拍整盘芯片位置，将位置信息上传至2D定位系统，2D定位系统通过位置信息计算出芯片平台的旋转角度，并将旋转角度信号发送至运动控制系统，运动控制系统控制驱动电机带动芯片平台进行转动，保证芯片位置跟3D线共焦传感器垂直；
胶体扫描：通过运动控制系统控制Y向线轨和X向线轨使D线共焦传感器对Tray盘中的芯片进行阵列扫描；
检测反馈：3D数据分析系统使用扫描得到的芯片及胶体3D数据分析涂覆胶体的厚度等状态信息，再将检测的数据统计整理保存至数据表格，并将检测结果表格传送至MES上传系统，MES上传系统将检测结果上抛，同时系统将检测涂覆不合格的芯片位置坐标发送至运动控制系统；
点胶标记：运动控制系统根据检测不合格的芯片位置坐标信息控制Y向线轨和X向线轨使胶阀模块移动至不合格品上方，之后控制胶阀模块下降至点胶位置，胶阀控制系统控制胶阀模块对不合格芯片进行点胶标记；
下料：运动控制系统控制Y向线轨带动芯片检测平台移动至下料位置，将检测完成的芯片Tray盘从芯片平台上取下。
可选的，所述对针的具体步骤为：指定一定为基准点，之后移动3D线共焦传感器使3D线共焦传感器两束对射激光的正中心位于基准点，以此位置作为原点建立传感器坐标系，之后移动胶阀模块，是胶阀模块点胶针头位于基准点，以此位置作为原点建立点胶坐标系，此时点胶坐标系与传感器坐标系重合，完成对针操作。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明通过3D线共焦传感器对芯片及胶体的表面同步扫描，并将扫描数据传送至3D数据分析系统，并给出NG的芯片位置坐标至运动控制系统，通过运动控制系统控制胶阀模块对NG的芯片进行点胶标记，在检测完成后可有效的区分出合格芯片和不合格芯片，同时针对不同颜色的胶水和不同的点胶部位，3D线共焦传感器均可测量，测量的数据精度高、测量速度快，极大的提高了芯片点胶质量的检测效率。
附图说明
图1为本发明提出的胶量检测标记设备立体结构示意图；
图2为本发明提出的胶量检测标记设备内部立体结构示意图；
图3为本发明提出的胶量检测标记设备中的Y向线轨和芯片检测平台的立体结构示意图；
图4为为本发明提出的胶量检测标记设备中的芯片检测平台主视图；
图5为本发明提出的提出的胶量检测标记设备中的X向线轨和检测标记组件立体结构示意图；
图6为本发明提出的胶量检测标记设备中的X向线轨和检测标记组件另一视角下的立体结构示意图；
图7为为本发明提出的检测标记组件的立体结构示意图；
图8为本发明提出的胶量检测标记设备的控制系统框图；
图9为本发明提出的胶量检测标记方法的流程图。
图中标号为：
1、底座；2、机壳；3、风扇；4、Y向线轨；401、Y向导轨；402、Y向驱动电机；403、Y向台车；5、芯片检测平台；501、连接底座；502、旋转驱动电机；503、平台连接板；504、芯片平台；6、限位组件；7、X向线轨；701、龙门架；702、X向导轨；703、X向台车；704、X向滑轨；705、X向滑块；706、X向驱动电机；8、检测标记组件；801、滑动连接板；802、驱动连接座；803、CCD相机；804、3D线共焦传感器；805、胶阀模块。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
参照图1-2所示，一种基于3D线共焦传感器的胶量检测标记设备，包括底座1，底座1上端设置有机壳2，机壳2顶部固定安装有风扇3，底座1上端中部安装有Y向线轨4，Y向线轨4上安装有沿Y向线轨4进行直线运动的芯片检测平台5，机壳2上端固定安装有X向线轨7，X向线轨7上安装有沿X向线轨7进行直线运动的检测标记组件8，底座1上端前侧固定安装有限位组件6，Y向线轨4、芯片检测平台5、限位组件6、X向线轨7和检测标记组件8均设置于机壳2内部；
请参阅图3-4所示，Y向线轨4包括Y向导轨401，Y向导轨401上滑动连接有Y向台车403，Y向导轨401左侧固定连接有Y向驱动电机402，Y向驱动电机402对Y向台车403的移动提供动力，芯片检测平台5包括连接底座501，连接底座501固定连接于Y向台车403上端，连接底座501一侧固定连接有平台旋转驱动电机502，连接底座501内部设置有减速器，平台旋转驱动电机502输出端与减速器输入端连接，减速器输出端与平台连接板503固定连接，平台连接板503上端固定连接有芯片平台504，旋转驱动电机502转动调整芯片平台检测角度，保证芯片位置跟3D线共焦传感器804垂直，并进行检测。
请参阅图6-7所示，X向线轨7包括龙门架701，龙门架701固定连接于底座1上端，龙门架701上端固定连接有X向导轨702，X向导轨702上端滑动连接有X向台车703，X向导轨702前侧固定连接有X向滑轨704，X向滑轨704上滑动连接有X向滑块705，X向导轨702左侧固定连接有X向驱动电机706，X向驱动电机706对X向台车703的移动提供动力，检测标记组件8包括滑动连接板801，滑动连接板801前侧固定连接有3D线共焦传感器804，滑动连接板801下端固定连接有CCD相机803，滑动连接板801左侧固定连接有胶阀模块805，滑动连接板801后侧与X向滑块705固定连接，滑动连接板801后侧上端固定连接有驱动连接座802，驱动连接座802与X向台车703固定连接，X向线轨7和Y向线轨4相互配合可使3D线共焦传感器804对芯片进行阵列扫描检测，同时胶阀模块805对检测NG品进行点胶标记。
请参阅图8所示，上述胶量检测标记设备还包括运动控制系统、2D定位系统、3D数据分析系统，胶阀控制系统和MES上传系统，3D数据分析系统与3D线共焦传感器804电性连接，2D定位系统与CCD相机803电性连接，3D数据分析系统和2D定位系统均与运动控制系统信号输入端电性连接，Y向线轨4、X向线轨7、芯片检测平台5和胶阀模块805均与运动控制系统信号输出端电性连接，3D数据分析系统与胶阀控制系统信号输入端电性连接，胶阀控制系统信号输出端与胶阀模块805电性连接，3D数据分析系统与MES上传系统信号输入端电性连接，2D定位系统通过大视野CCD相机803，给芯片进行初始位置校正，3D数据分析系统通过D线共焦传感器804可检测微量透明胶厚度，体积，运动控制系统控制设备各组件进行运动，同时胶阀控制系统控制胶阀模块805进行点胶标记操作，3D数据分析系统将检测结果通过MES上传系统上抛到MES系统上，这样每次的生产记录都可以保存下来，便于后续追踪。
进一步，根据上述设备提出一种基于3D线共焦传感器的胶量检测标记方法，包括如下步骤：
对针：指定一定为基准点，之后移动3D线共焦传感器804使3D线共焦传感器804两束对射激光的正中心位于基准点，以此位置作为原点建立传感器坐标系，之后移动胶阀模块805，是胶阀模块805点胶针头位于基准点，以此位置作为原点建立点胶坐标系，此时点胶坐标系与传感器坐标系重合，完成对针操作；
上料：将装有待检测芯片的Tray盘设置于芯片平台504上，并通过运动控制系统控制Y向线轨4带动芯片检测平台5移动至检测位置；
位置校准：通过运动控制系统控制X向线轨7带动检测标记组件8移动至检测位置，通过CCD抓拍整盘芯片位置，将位置信息上传至2D定位系统，2D定位系统通过位置信息计算出芯片平台504的旋转角度，并将旋转角度信号发送至运动控制系统，运动控制系统控制驱动电机502带动芯片平台504进行转动，保证芯片位置跟3D线共焦传感器804垂直；
胶体扫描：通过运动控制系统控制Y向线轨4和X向线轨7使3D线共焦传感器804对Tray盘中的芯片进行阵列扫描，获取芯片和胶体的表面3D点云；
检测反馈：3D线共焦传感器804将扫描数据传送至3D数据分析系统，3D数据分析系统依据芯片的3D边缘单独提取出每颗芯片表面及其上胶体的3D点云，再统计两层点云包围出的空间体积、平均厚度、各点厚度的标准差，即得到每颗芯片的胶体信息，再根据限定的胶体状态阈值判定涂覆状态是否NG，最终将胶体信息及检测结果记录至表格，并传送至MES上传系统，MES上传系统将检测结果上抛至主MES，同时将检测不合格的芯片位置坐标发送至运动控制系统；
点胶标记：运动控制系统根据检测不合格的芯片位置坐标信息控制Y向线轨4和X向线轨7使胶阀模块805移动至不合格品上方，之后控制胶阀模块805下降至点胶位置，胶阀控制系统控制胶阀模块805对不合格芯片进行点胶标记；
下料：运动控制系统控制Y向线轨4带动芯片检测平台5移动至下料位置，将检测完成的芯片Tray盘从芯片平台504上取下。
综上所述，本发明的优点在于：本发明通过3D线共焦传感器对芯片表面的胶量进行检测，可有效的区分出涂覆合格芯片和不合格芯片，同时针对不同颜色的胶水和不同的点胶部位，3D线共焦传感器均可测量，测量的数据精度高、测量速度快，极大的提高了芯片点胶质量的检测效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种基于3D线共焦传感器的胶量检测标记设备，其特征在于，包括底座(1)，所述底座(1)上端设置有机壳(2)，所述机壳(2)顶部固定安装有风扇(3)，所述底座(1)上端中部安装有Y向线轨(4)，所述Y向线轨(4)上安装有沿Y向线轨(4)进行直线运动的芯片检测平台(5)，所述机壳(2)上端固定安装有X向线轨(7)，所述X向线轨(7)上安装有沿X向线轨(7)进行直线运动的检测标记组件(8)，所述底座(1)上端前侧固定安装有限位组件(6)，所述Y向线轨(4)、芯片检测平台(5)、限位组件(6)、X向线轨(7)和检测标记组件(8)均设置于机壳(2)内部；
其中，所述检测标记组件(8)包括滑动连接板(801)，所述滑动连接板(801)前侧固定连接有3D线共焦传感器(804)，所述滑动连接板(801)下端固定连接有CCD相机(803)，所述滑动连接板(801)左侧固定连接有胶阀模块(805)。
2.根据权利要求1所述的一种基于3D线共焦传感器的胶量检测标记设备，其特征在于，所述Y向线轨(4)包括Y向导轨(401)，所述Y向导轨(401)上滑动连接有Y向台车(403)，所述Y向导轨(401)左侧固定连接有Y向驱动电机(402)，所述Y向驱动电机(402)对Y向台车(403)的移动提供动力。
3.根据权利要求2所述的一种基于3D线共焦传感器的胶量检测标记设备，其特征在于，所述芯片检测平台(5)包括连接底座(501)，所述连接底座(501)固定连接于Y向台车(403)上端，所述连接底座(501)一侧固定连接有平台旋转驱动电机(502)，所述连接底座(501)内部设置有减速器，所述平台旋转驱动电机(502)输出端与减速器输入端连接，所述减速器输出端与平台连接板(503)固定连接，所述平台连接板(503)上端固定连接有芯片平台(504)。
4.根据权利要求3所述的一种基于3D线共焦传感器的胶量检测标记设备，其特征在于，所述X向线轨(7)包括龙门架(701)，所述龙门架(701)固定连接于底座(1)上端，所述龙门架(701)上端固定连接有X向导轨(702)，所述X向导轨(702)上端滑动连接有X向台车(703)，所述X向导轨(702)前侧固定连接有X向滑轨(704)，所述X向滑轨(704)上滑动连接有X向滑块(705)，所述X向导轨(702)左侧固定连接有X向驱动电机(706)，所述X向驱动电机(706)对X向台车(703)的移动提供动力。
5.根据权利要求4所述的一种基于3D线共焦传感器的胶量检测标记设备，其特征在于，所述滑动连接板(801)后侧与X向滑块(705)固定连接，所述滑动连接板(801)后侧上端固定连接有驱动连接座(802)，所述驱动连接座(802)与X向台车(703)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于3D线共焦传感器的胶量检测标记设备，其特征在于，还包括运动控制系统、2D定位系统、3D数据分析系统，胶阀控制系统和MES上传系统，所述3D数据分析系统与3D线共焦传感器(804)电性连接，所述2D定位系统与CCD相机(803)电性连接，所述3D数据分析系统和2D定位系统均与运动控制系统信号输入端电性连接，所述Y向线轨(4)、X向线轨(7)、芯片检测平台(5)和胶阀模块(805)均与运动控制系统信号输出端电性连接，所述3D数据分析系统与胶阀控制系统信号输入端电性连接，所述胶阀控制系统信号输出端与胶阀模块(805)电性连接，所述3D数据分析系统与MES上传系统信号输入端电性连接。
7.一种基于3D线共焦传感器的胶量检测标记方法，其特征在于，包括如下步骤：
对针：将胶阀模块(805)的点胶针头位置坐标系进行校准；
上料：将装有待检测芯片的Tray盘设置于芯片平台(504)上，并通过运动控制系统控制Y向线轨(4)带动芯片检测平台(5)移动至检测位置；
位置校准：通过运动控制系统控制X向线轨(7)带动检测标记组件(8)移动至检测位置，通过CCD抓拍整盘芯片位置，将位置信息上传至2D定位系统，2D定位系统通过位置信息计算出芯片平台(504)的旋转角度，并将旋转角度信号发送至运动控制系统，运动控制系统控制驱动电机(502)带动芯片平台(504)进行转动，保证芯片位置跟3D线共焦传感器(804)垂直；
胶体扫描：通过运动控制系统控制Y向线轨(4)和X向线轨(7)使3D线共焦传感器(804)对Tray盘中的芯片进行阵列扫描；
检测反馈：3D线共焦传感器(804)将检测结果传送至3D数据分析系统，3D数据分析系统将检测结果整理并传送至MES上传系统，MES上传系统将检测结果上抛至MES，同时将检测不合格的芯片位置坐标发送至运动控制系统；
点胶标记：运动控制系统根据检测不合格的芯片位置坐标信息控制Y向线轨(4)和X向线轨(7)使胶阀模块(805)移动至不合格品上方，之后控制胶阀模块(805)下降至点胶位置，胶阀控制系统控制胶阀模块(805)对不合格芯片进行点胶标记；
下料：运动控制系统控制Y向线轨(4)带动芯片检测平台(5)移动至下料位置，将检测完成的芯片Tray盘从芯片平台(504)上取下。
8.根据权利要求7所述的一种基于3D线共焦传感器的胶量检测标记方法，其特征在于，所述对针的具体步骤为：指定一定为基准点，之后移动3D线共焦传感器(804)使3D线共焦传感器(804)两束对射激光的正中心位于基准点，以此位置作为原点建立传感器坐标系，之后移动胶阀模块(805)，是胶阀模块(805)点胶针头位于基准点，以此位置作为原点建立点胶坐标系，此时点胶坐标系与传感器坐标系重合，完成对针操作。
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