CN114002231B - 一种光学外观检测设备及外观检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学外观检测设备及外观检测方法，设备采用在X轴桥架上悬挂两个Z向的高精光学相机镜头组件，桥架下方设置两条沿Y轴并行的工作台，并在两个工作台之间设置翻转机构、在两个工作台的外侧分别设置上料容器和下料容器，以及设置两组X轴传送组件并使其抓取组件垂直悬挂于工作台、翻转机构、上料容器和下料容器的上方，结构排布高度集成化和集中化；流水化地完成两个Y轴工作台上物料分别正面及反面的检测，紧密布局的设备主体在X轴、Y轴向驱动采用线性马达配合高精直线导轨作为驱动主体，满足了设备主体的运动高精度要求，也是平台稳定性的保证，因此为高度精密化的光学组件提供了基础保障。

Description

一种光学外观检测设备及外观检测方法

技术领域

本发明涉及电路板光学检测领域，尤其涉及一种光学外观检测设备及外观检测方法。

背景技术

随着光电子、通信电子、计算机、机械、材料等行业的飞速发展，IC载板也得到了迅速的发展，在现代电子及通信产品中，IC载板及PCB电路板几乎随处可见，小到一个芯片，大到超大集成PCB，IC载板及PCB板是现在以及未来电子行业中的支柱产业。由于IC载板行业的迅速发展，IC线路板的产品工艺也得到了巨大的提高，产品多为高集成、超精细线路，因此客户对产品的质量也提出了更高的要求，纵观IC载板的整个生产工艺制程，无论是内层布局还是压合外层线路以及表面处理成型，运用自动光学检测都是必不可少的重要步骤。

但是，目前市场上的自动光学外观检测设备普遍存在检测精度低以及效率低等问题，已经无法满足高端IC载板厂商要求的检测需求，IC载板厂商急需一款高精高效、实用稳定的自动光学外观检测设备，因此研发一款高性能高效率的自动光学外观检测设备已经构成迫在眉睫的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种着重运用于IC载板/电路板表面处理成型工序后的外观检测的光学外观检测设备及外观检测方法，设备机械稳定度高，提高检测精度，并提高检测效率，满足高端PCB-IC载板生产厂商的要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种光学外观检测设备，包括：

左右并排且间隔设置的第一工作台和第二工作台，所述第一工作台包括第一载台、沿着前后方向设置的第一滑轨、被配置为驱动第一载台沿着第一滑轨移动的第一驱动装置，所述第二工作台包括第二载台、沿着前后方向设置的第二滑轨、被配置为驱动第二载台沿着第二滑轨移动的第二驱动装置；

桥架，其沿左右方向架设在所述第一滑轨和第二滑轨的上方，所述桥架上设有可移动的第一光学检测装置和第二光学检测装置，所述第一光学检测装置被配置为在第一滑轨的后部上方左右往复移动，所述第二光学检测装置被配置为在第二滑轨的后部上方左右往复移动；

翻转机构，其设置在第一工作台与第二工作台之间，所述翻转机构包括基准平台、可翻转平台及第三驱动装置，所述基准平台与可翻转平台铰接，所述第三驱动装置被配置为驱动所述可翻转平台相对于基准平台发生翻转；

上料容器和下料容器，其中，所述上料容器设置在所述第一工作台的外侧，所述下料容器设置在所述第二工作台的外侧，所述上料容器被配置为放置待检测的物料，所述下料容器被配置为放置完成检测的物料，该物料为电路板或IC载板；

传送机构，被配置为对所述物料进行传送，其包括沿左右方向设置的横梁、设置在横梁上的第一传送组件和第一抓取组件、第二传送组件和第二抓取组件；其中，所述第一传送组件被配置为带动第一抓取组件沿着横梁在第一工作台和上料容器的上方左右移动，所述第二传送组件被配置为带动第二抓取组件沿着横梁在第二工作台和下料容器的上方左右移动，且所述第一抓取组件和第二抓取组件均被配置为抓取物料。

进一步地，所述第一工作台上至少前部外侧相对于其后部呈收窄结构，所述第二工作台上至少前部外侧相对于其后部呈收窄结构，所述上料容器靠近所述第一工作台的前部外侧，所述下料容器靠近所述第二工作台的前部外侧。前窄为位于设备主体前部的自动化模块提供所需的位置，后宽则满足大跨度桥架需要架设两个光学检测装置的所需。

进一步地，所述第一工作台、第二工作台、翻转机构、上料容器和下料容器设置在方形基台上，所述方形基台采用铸铁件打造而成，提高了设备主体平台的机械稳定性；

所述桥架具有两个桥桩以及架在两个桥桩上的水平桥杆，所述水平桥杆左端的桥桩设置在所述第一工作台的后部，所述水平桥杆右端的桥桩设置在所述第二工作台的后部；

所述传送机构的横梁的一外端架设在所述方形基台上靠近上料容器的区域，另一外端架设在所述方形基台上靠近下料容器的区域。

进一步地，所述第一光学检测装置与第二光学检测装置被配置为各自搭配不同的光学镜头，以满足特定的电路板具有正反面不同的检测精度的需求。

进一步地，所述第一光学检测装置的光学镜头的光学放大倍率大于与第二光学检测装置的光学镜头的光学放大倍率，所述第一光学检测装置的单次扫描检测面积小于第二光学检测装置的单次扫描检测面积；

所述第二工作台的数量为一个，所述第一工作台的数量为两个且相邻设置，这样既可以满足对电路板其中一面的高精度检测的需求，又不会因为单次扫描检测面积变小而影响整体电路板正反面的检测效率。

进一步地，所述第一抓取组件包括第一抓取部和第二抓取部，所述第一抓取部被配置为在所述上料容器与第一载台之间移动，所述第二抓取部被配置为在所述第一载台与可翻转平台之间移动；第一抓取部在将电路板放置在第一载台上之后，可以返回上料容器抓取下一片电路板，而在第二抓取部从第一载台上抓取第一片电路板后，可以将第一抓取部抓取的下一片电路板放置在第一载台上，之后/同时第二抓取部将抓取的第一片电路板放置在可翻转平台上。

所述第二抓取组件包括第三抓取部和第四抓取部，所述第三抓取部被配置为在所述基准平台与第二载台之间移动，所述第四抓取部被配置为在所述第二载台与下料容器之间移动；同上，第三抓取部在将电路板放置在第二载台上之后，可以返回基准平台抓取下一片电路板，而在第四抓取部从第二载台上抓取第一片电路板后，可以将第三抓取部抓取的下一片电路板放置在第二载台上，之后/同时第四抓取部将抓取的第一片电路板放置在可翻转平台上。

进一步地，所述第一抓取组件的抓手上设有吸盘，所述吸盘在所述抓手上的左右位置和/或前后位置可调。

进一步地，所述光学外观检测设备还包括传感装置，其设置在所述上料容器的上方，其被配置为识别上料容器中最上一层为物料或间隔纸；和/或，所述上料容器的数量为两个且相互并排设置。

进一步地，所述上料容器被配置为能够沿着抽屉轨道向前移出，所述下料容器的数量为多个。

进一步地，所述第一驱动装置、第二驱动装置、第一传送组件和第二传送组件均采用配合开放式编码器光栅尺的线性马达；

所述第一工作台、第二工作台和桥架均采用铸铁件打造而成。

另一方面，本发明提供了一种基于上述光学外观检测设备的外观检测方法，在所述光学外观检测设备的主控模块的控制下，所述光学外观检测设备执行以下步骤：

S1、在光学外观检测设备的第一传送组件的传送作用下，第一抓取组件抓取上料容器中的物料，并将该物料运输至第一工作台的第一载台上；

S2、在第一驱动装置的驱动作用下，所述第一载台沿着第一滑轨向后移动，以使第一光学检测装置对第一载台上的物料进行扫描检测；

S3、待完成扫描检测后，所述第一载台沿着第一滑轨向前移动；

S4、所述第一抓取组件抓取第一载台上的物料，并将其运输到翻转机构的可翻转平台；

S5、在第三驱动装置的驱动作用下，所述可翻转平台带动该物料向基准平台翻转，以使物料背面朝上地放置在所述基准平台上；

S6、在第二传送组件的传送作用下，第二抓取组件抓取所述基准平台上的物料，并将其运输至第二工作台的第二载台上；

S7、在第二驱动装置的驱动作用下，所述第二载台沿着第二滑轨向后移动，以使第二光学检测装置对第二载台上的物料进行扫描检测；

S8、待完成扫描检测后，所述第二载台沿着第二滑轨向前移动；

S9、所述第二抓取组件抓取第二载台上的物料，并将其运输到下料容器。

进一步地，在执行步骤S5之后，在执行S6-S9的同时，所述第一传送组件、第一抓取组件、第一驱动装置、第一光学检测装置、第三驱动装置重复执行步骤S1-S5；

在执行步骤S9之后，所述第二传送组件、第二抓取组件、第二驱动装置、第二光学检测装置重复执行步骤S6-S9。

进一步地，所述第一抓取组件包括第一抓取部和第二抓取部，所述第二抓取组件包括第三抓取部和第四抓取部；

步骤S1中由第一抓取部抓取物料，步骤S4中由第二抓取部抓取物料；步骤S6中由第三抓取部抓取物料，步骤S9中由第四抓取部抓取物料。

进一步地，所述第一抓取部与第二抓取部独立动作，所述第三抓取部与第四抓取部独立动作；

在执行步骤S1之后，在执行S2-S4的同时，所述第一抓取部重复执行步骤S1；

在执行步骤S4之后，在执行S5-S6的同时，所述第二抓取部重复执行步骤S4；

在执行步骤S6之后，在执行S7-S9的同时，所述第三抓取部重复执行步骤S6；

在执行步骤S9之后，所述第四抓取部重复执行步骤S7-S9。

进一步地，所述上料容器的上方还设有传感装置，所述传感装置与所述主控模块的输入端电连接，所述传感装置被配置为识别上料容器中最上一层为物料或间隔纸；

步骤S1进一步包括：若所述传感装置的识别结果为上料容器中最上一层为间隔纸，则所述第一抓取组件抓取该间隔纸并将其运输至间隔纸收集区域；若所述传感装置的识别结果为上料容器中最上一层为物料，则所述第一抓取组件抓取该物料并将其运输至第一载台。

进一步地，所述第一光学检测装置的光学镜头的光学放大倍率大于与第二光学检测装置的光学镜头的光学放大倍率，所述第一光学检测装置的单次扫描检测面积小于第二光学检测装置的单次扫描检测面积；所述第二工作台的数量为一个，所述第一工作台的数量为两个且相邻设置；

步骤S1中所述第一抓取组件轮流给两个第一工作台的第一载台运输物料；

步骤S4中所述第一抓取组件轮流从两个第一载台抓取物料并将其运输到可翻转平台。

本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：

a. 设备主体的平台采用1X2Z+2Y创新样式，实现高度集成化和高度集中化的结构排布；

b. 流水式完成两条Y向工作台上物料的正面及反面的检测，提高双面检测的自动化程度以及各自配置光学检测精度的灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开的一个示例性实施例提供的光学外观检测设备的立体示意图；

图2为图1所示的光学外观检测设备俯视示意图；

图3为本公开的一个示例性实施例提供的光学外观检测设备的工作台及桥架的组装结构示意图；

图4为图3所示的组装结构的俯视示意图；

图5为将图3所示的组装结构从图1所示的光学外观检测设备中分离出去后的结构示意图；

图6为图5所示的结构中位于右半部分的放大示意图；

图7为图5所示的结构的俯视示意图。

其中，附图标记包括：1-第一工作台，101-第一载台，102-第一滑轨，103-第一拖链，2-第二工作台，201-第二载台，202-第二滑轨，203-第二拖链，3-桥架，301-第一光学检测装置，302-第二光学检测装置，311-第一X向拖链，312-第二X向拖链，321-第一Z向拖链，322-第二Z向拖链，401-基准平台，402-可翻转平台，501-上料容器，502-下料容器，61-第一横梁，611-第一传送组件，612-第一抓取组件，6121-第一抓取部，6122-第二抓取部，62-第二横梁，621-第二传送组件，622-第二抓取组件，6221-第三抓取部，6222-第四抓取部，6001-吸盘，63-中间支柱，7-电路板。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本发明的一个实施例中，提供了一种光学外观检测设备，设备主体集成有自动化智能控制模块，可实现上料、翻转、下料、分类等智能化流水式操作，作为设备高效率的必备条件，参见图1-图7，其中，图1所示的光学外观检测设备可以分解为图3所示的设备和图5所示的设备。

具体地，所示光学外观检测设备包括：如图3和图4所示，左右并排且间隔设置的第一工作台1和第二工作台2，所述第一工作台1包括第一载台101、沿着前后方向设置的第一滑轨102、被配置为驱动第一载台101沿着第一滑轨102移动的第一驱动装置（未图示），所述第二工作台2包括第二载台201、沿着前后方向设置的第二滑轨202、被配置为驱动第二载台201沿着第二滑轨202移动的第二驱动装置（未图示）；其中，第一工作台1还配置有用于走线的第一拖链103，当第一驱动装置驱动第一载台101滑动时，第一拖链103随着第一载台101移动；同理，第二工作台2还配置有用于走线的第二拖链203，当第二驱动装置驱动第二载台201滑动时，第二拖链203随着第二载台201移动。

桥架3，其沿左右方向架设在所述第一滑轨102和第二滑轨202的上方，如图3所示，所述桥架3上设有可移动的第一光学检测装置301和第二光学检测装置302，所述第一光学检测装置301被配置为在第一滑轨102的后部上方左右往复移动，所述第二光学检测装置302被配置为在第二滑轨202的后部上方左右往复移动，第一光学检测装置301和第二光学检测装置302还需要上下移动以调节与待检测的电路板之间的距离；相应地，桥架3还配置有用于走线的第一X向拖链311、第二X向拖链312、第一Z向拖链321和第二Z向拖链322，当第一光学检测装置301左右移动时，第一X向拖链311随着第一光学检测装置301移动，当第二光学检测装置302左右移动时，第二X向拖链312随着第二光学检测装置302移动，当第一光学检测装置301上下移动时，第一Z向拖链321随着第一光学检测装置301移动，当第二光学检测装置302上下移动时，第二Z向拖链322随着第二光学检测装置302移动。显然，第一光学检测装置301、第二光学检测装置302左右移动的行程范围均应当覆盖待测电路板在X轴方向上的长度，当待检测的电路板被放置在第一载台101上时，其沿Y轴方向进入到第一光学检测装置301的行程范围内，由第一光学检测装置301完成检测扫描后，再退回到初始的上料位置；当待检测的电路板被放置在第二载台201上时，其沿Y轴方向进入到第二光学检测装置302的行程范围内，由第二光学检测装置302完成检测扫描后，再退回到初始的上料位置。

翻转机构，其设置在第一工作台1与第二工作台2之间，如图3和图4所示，所述翻转机构包括基准平台401、可翻转平台402及第三驱动装置（未图示），所述基准平台401与可翻转平台402铰接，所述第三驱动装置被配置为驱动所述可翻转平台402相对于基准平台401发生翻转，在本实施例中，可翻转平台402上还设有抽真空气孔，当电路板放置在可翻转平台402上后，抽吸真空以使电路板在接下来翻转的过程中始终贴合可翻转平台402而不会掉落，待电路板翻转接近或等于180°之后，停止抽吸真空，电路板即脱离可翻转平台402而到达基准平台401；当然，也可以采用辅助压板将电路板压合在可翻转平台上来替换抽真空吸合的方式；关于翻转机构，可通过引用的方式，将专利公告号为CN213209951U的实用新型全文并入本发明实施例。以放置在第一载台101上的电路板为正面朝上为例，显然，经过翻转机构的翻转，再放置在上述第二载台201上的电路板为背面朝上。

上料容器501和下料容器502，参见图1和图2，所述上料容器501设置在所述第一工作台1的外侧，所述下料容器502设置在所述第二工作台2的外侧，所述上料容器501被配置为放置待检测的电路板，所述下料容器502被配置为放置完成检测的电路板；

传送机构，被配置为对所述电路板进行传送，参见图5-图7，传送机构包括横跨于主体设备基体前端、并与桥架3形成平行结构的横梁，本实施例中传送机构包括左右对接的第一横梁61和第二横梁62、设置在第一横梁61上的第一传送组件611和第一抓取组件612、设置在第二横梁62上的第二传送组件621和第二抓取组件622；其中，第一横梁61和第二横梁62的内端可以与竖立在两者之间的中间支柱63固定连接，所述第一横梁61架设在第一工作台1和上料容器501的上方，所述第二横梁62架设在第二工作台2和下料容器502的上方；所述第一传送组件611被配置为带动第一抓取组件612沿着第一横梁61移动，所述第二传送组件621被配置为带动第二抓取组件622沿着第二横梁62移动，且所述第一抓取组件612和第二抓取组件622均被配置为抓取电路板。由于横梁分段式的设计，使得第一横梁61上的第一传送组件611和第一抓取组件612与第二横梁62上的第二传送组件621和第二抓取组件622互不干扰，以提高第一抓取组件612和第二抓取组件622的移动精度和抓取电路板的可靠性，尤其是可以避免自动化传送运动时对光学组件精度的干扰。

本发明的光学外观检测设备的平台采用1X2Z+2Y的创新伺服驱动平台样式，即以桥架3的延伸方向为X轴，并悬挂了两个驱动载体并各自配备了高精光学相机镜头组件（即第一光学检测装置和第二光学检测装置），以第一工作台1和第二工作台2的延伸方向为Y轴，在X轴向的桥架3上，桥架的底部有两个与Y轴并行的工作台，可分别流水式完成两条Y向工作台上物料的正面及反面的光学外观检测。

参见图4，所述第一工作台1上至少前部（前部加中部）外侧相对于其后部呈收窄结构，所述第二工作台2上至少前部外侧相对于其后部呈收窄结构，使得收窄后的外侧可以与其他部件紧密排布，前窄后宽的工作台设计中，后宽满足了大跨度X轴向的桥架3的所需，X轴桥架主体结构同样采用铸铁件打造，本发明实施例采用长行程X桥架设计，目的在于使桥架3上可悬挂两组独立的光学组件，前窄则为位于设备主体前部的自动化模块以及上料容器501和下料容器502提供了所需的位置。具体如图1所示，所述上料容器501靠近所述第一工作台1的前部外侧，所述下料容器502靠近所述第二工作台2的前部外侧，且所述第一横梁61的外端架设在所述方形基台上靠近上料容器501的区域，所述第二横梁62的外端架设在所述方形基台上靠近下料容器502的区域。参见图2，基于第一工作台1和第二工作台2的前部收窄结构、后部未收窄结构，所述桥架3的两个桥桩分别设置在第一工作台1的后部以及第二工作台2的后部，所述第一工作台1、第二工作台2、翻转机构、上料容器501和下料容器502、传送机构的布局接近矩形或方形，且桥架3不会额外增加占地面积，结构紧凑，高度集成化的结构排布是本设备的优势之一，其可设置在方形基台上，所述方形基台、第一工作台1、第二工作台2、桥架3均可以采用铸铁件打造而成；X、Y轴向的驱动采用线性马达配合高精直线导轨作为驱动主体，从而在运动精度上、速度上都优于市场上的常见的伺服马达配合丝杆性型的XY运动平台，满足了平台运动高精度的要求与也是平台稳定性的保证，同样地，稳定又可靠的运动平台主体也为高度精密化的光学组件提供了基础保障。

布局上，两组自动化抓取模块架设于设备本体之上，与X轴向桥架平行，分别垂直架设于两条Y轴的工作台之上，两组智能化物料上料容器与三组物料下料容器分别分布在两条Y轴向工作台的左右两侧，并与Y轴平行，自动翻转平台位于两条Y轴工作台中间，同样平行于两条Y轴，从而达到最合理化布局设计，具体即：第一抓取组件612从上料容器501取料至Y轴的第一工作台1上，并由Z轴的第一光学检测装置301扫描完成后再抓取至可翻转平台402以进行换面（翻转后背面朝上），再由第二抓取组件622从翻转机构的基准平台401上取至Y轴的第二工作台2上并由Z轴的第二光学检测装置302进行反面扫描，完成后由第二抓取组件622取走并放至下料容器，以此完成单片料（电路板，可以具体为IC载板）的正反双面外观检测的流程。自动化智能模块的高度集成是外观检测设备实现稳定的必要条件。

在本发明的一个实施例中，第一抓取组件612被配置为在所述上料容器与第一载台101之间移动，以抓取上料容器501中待检测的电路板并将其放置到第一载台101；后在第一载台101与可翻转平台402之间移动，以抓取第一载台101上完成检测的电路板并将其放置到可翻转平台402上；

第二抓取组件622被配置为在所述基准平台401与第二载台201之间移动，以抓取基准平台401上背面朝上的电路板并将其放置到第二载台201；后在所述第二载台201与下料容器502之间移动，以抓取第二载台201上完成检测的电路板并将其放置到下料容器502。具体参见图5和图6：

每组抓取组件具有2个抓取部，可在流程中被合理的分配使用，从而做到不间断循环作业，具体到实际操控流程可以根据不同的客户要求、不同的物料尺寸、不同的使用场景等变化出最合理化的流水式作业循环步骤。具体地，所述第一抓取组件612包括第一抓取部6121和第二抓取部6122，所述第一抓取部6121被配置为在所述上料容器501与第一载台101之间移动，所述第二抓取部6122被配置为在所述第一载台101与可翻转平台402之间移动；所述第二抓取组件622包括第三抓取部6221和第四抓取部6222，所述第三抓取部6221被配置为在所述基准平台401与第二载台201之间移动，所述第四抓取部6222被配置为在所述第二载台201与下料容器502之间移动；

第一抓取部6121和第二抓取部6122、第三抓取部6221和第四抓取部6222还能够向下移动以抓取电路板，在本实施例中，抓取部的抓手上设有吸盘6001，参见图6和图1，利用吸盘6001可以吸取电路板7，本实施例中，单个抓取部包括两个平行的直线轴及多个可滑动套设在直线轴上的吸盘6001，但是本发明不限于吸盘抓取电路板的抓取方式，其他方式比如夹取方式同样落入本发明要求保护的范围。本实施例中，所述吸盘6001在所述抓取部的抓手上的左右位置和/或前后位置可调，以满足客户端不同产品的尺寸需求。

对应上述实施例中的光学外观检测设备，其具有主控模块，用于控制各个驱动机构，具体工作过程如下：

S1、在光学外观检测设备的第一传送组件611的传送作用下，第一抓取组件612抓取上料容器501中的电路板，并将该电路板运输至第一工作台1的第一载台101上；

S2、在第一驱动装置的驱动作用下，所述第一载台101沿着第一滑轨102向后移动，以使第一光学检测装置301对第一载台101上的电路板进行扫描检测；

S3、待完成扫描检测后，所述第一载台101沿着第一滑轨102向前移动；

S4、所述第一抓取组件612抓取第一载台101上的电路板，并将其运输到翻转机构的可翻转平台402；

S5、在第三驱动装置的驱动作用下，所述可翻转平台402带动该电路板向基准平台401翻转，以使电路板背面朝上地放置在所述基准平台401上；

S6、在第二传送组件621的传送作用下，第二抓取组件622抓取所述基准平台401上的电路板，并将其运输至第二工作台2的第二载台201上；

S7、在第二驱动装置的驱动作用下，所述第二载台201沿着第二滑轨202向后移动，以使第二光学检测装置302对第二载台201上的电路板进行扫描检测；

S8、待完成扫描检测后，所述第二载台201沿着第二滑轨202向前移动；

S9、所述第二抓取组件622抓取第二载台201上的电路板，并将其运输到下料容器502。

以上为单片电路板从收容于上料容器501，至其完成正反面外观检测、直至被收集到下料容器的流程。

由于左右分别设置两套工作台、光学检测装置、传送组件和抓取组件，因此，其可以提高外观检测效率，体现在：

在执行步骤S5之后，在执行S6-S9的同时，所述第一传送组件611、第一抓取组件612、第一驱动装置、第一光学检测装置301、第三驱动装置重复执行步骤S1-S5；

在执行步骤S9之后，所述第二传送组件621、第二抓取组件622、第二驱动装置、第二光学检测装置302重复执行步骤S6-S9。

更进一步地，第一抓取组件612在将电路板运输至可翻转平台之后，一方面，翻转机构执行步骤S5，另一方面，第一抓取组件612返回执行S1-S4。而第二抓取组件则重复将电路板依次由基准平台运输至第二载台201、下料容器502。

具体地，第一抓取组件612包括第一抓取部6121和第二抓取部6122，所述第二抓取组件622包括第三抓取部6221和第四抓取部6222；

步骤S1中由第一抓取部6121抓取电路板，步骤S4中由第二抓取部6122抓取电路板；步骤S6中由第三抓取部6221抓取电路板，步骤S9中由第四抓取部6222抓取电路板。

在一个实施例中，第一抓取部6121和第二抓取部6122为左右联动，即在第一传送组件611的传送作用下，第一抓取部6121和第二抓取部6122共同向右移动或共同向左移动，第三抓取部6221和第四抓取部6222同样左右联动。每个抓取组件设置两个抓取部是为了提高外观检测效率，具体如下：

在执行步骤S1之后，即在第一载台101将电路板的一面送检的过程中，第一抓取部6121可以返回上料容器501取下一片电路板；待S4中，第二抓取部6122抓取电路板之后，第一抓取部6121将抓取的下一片电路板放置在第一载台101上；尤其是，设置上料容器501与第一载台101之间的X轴向距离与第一载台101与可翻转平台402之间的X轴向距离大致相同的情况下，第一抓取部6121将抓取的下一片电路板放置在第一载台101上的同时，第二抓取部6122抓取的电路板可以在相同时间放置在可翻转平台上。

在执行步骤S4之后，所述第一抓取部6121和第二抓取部6122一起返回至上料容器501，重复执行上述步骤；

在执行步骤S6之后，即在第二载台201将电路板的另一面送检的过程中，所述第三抓取部6221返回基准平台抓取下一片被翻转的电路板；待S9中，第四抓取部6222抓取电路板后，第三抓取部6221将抓取的下一片被翻转的电路板放置在第二载台201上；尤其是，设置基准平台401与第二载台201之间的X轴向距离与第二载台201与下料容器502之间的X轴向距离大致相同的情况下，第三抓取部6221将抓取的下一片被翻转的电路板放置在第二载台201上的同时，第四抓取部6222抓取的电路板可以在相同时间放置在下料容器502。

总之，正是每个抓取组件设置了两个抓取部，可以使得第一载台101、第二载台201能够连续不间断地运输电路板至对应的光学检测装置进行外观检测，前提是，第一载台101送检时间小于或等于从第二抓取部6122抓取电路板至可翻转平台402至返回至上料容器501处，第一抓取部6121抓取再下一片电路板至第一载台101处的时间；第二载台201送检时间小于或等于从第四抓取部6222抓取电路板至下料容器502至返回至基准平台401处，第三抓取部6221抓取再下一片电路板至第二载台201处的时间。

在另一个实施例中，所述第一抓取部6121与第二抓取部6122独立动作，所述第三抓取部6221与第四抓取部6222独立动作，比如将第一传送组件611分为两个子组件，第一个子组件驱动第一抓取部6121，另一个子组件驱动第二抓取部6122；同样地，第二传送组件621的第一个子组件驱动第三抓取部6221，另一个子组件驱动第四抓取部6222，这样四个抓取部独立动作的方式互不干扰，可以进一步提高外观检测效率，具体体现在：

在执行步骤S1之后，在执行S2-S4的同时，所述第一抓取部6121重复执行步骤S1；

在执行步骤S4之后，在执行S5-S6的同时，所述第二抓取部6122重复执行步骤S4；

在执行步骤S6之后，在执行S7-S9的同时，所述第三抓取部6221重复执行步骤S6；

在执行步骤S9之后，所述第四抓取部6222重复执行步骤S7-S9。

也就是说，第一抓取部6121无需等待电路板的正面检测完后将其运输至可翻转平台再返回上料容器，而是每次在将电路板运输至第一载台101后，即可立即返回至上料容器501；

同理，第二抓取部6122每次在将电路板运输至可翻转平台402后，即可立即返回至第一载台101；第三抓取部6221每次在将电路板运输至第二载台201后，即可立即返回至基准平台401；第四抓取部6222每次在将电路板运输至下料容器502后，即可立即返回至第二载台201。

以上无论是联动或者独立动作的实施例中，均可以分别调节第一驱动机构、第二驱动机构、第一传送组件和第二传送组件的动力输出大小，使得各个抓取部抓取电路板并运输的时间与载台送检电路板的时间相适配。

对于一些特别高精密IC载板，来料时板子与板子之间会垫放隔纸作为保护，当检测完成后每两片板子之间也需要放置隔纸以此做到对电路板的保护。在本发明的一个实施例中，所述上料容器501的上方还设有传感装置（比如说可以采用颜色传感器或者图像传感器），所述传感装置与所述主控模块的输入端电连接，所述传感装置被配置为识别上料容器501中最上一层为电路板或间隔纸；

步骤S1进一步包括：若所述传感装置的识别结果为上料容器501中最上一层为间隔纸，则所述第一抓取组件612抓取该间隔纸并将其运输至隔纸回收料盒；若所述传感装置的识别结果为上料容器501中最上一层为电路板，则所述第一抓取组件612抓取该电路板并将其运输至第一载台101。作为一种可实施的方式，上料容器501的数量为两个且相互并排设置，其中一个用于放置电路板，另一个作为所述间隔纸收集区域。

设置多个并排的上料容器501还可以用以不间断地提供上料，所述上料容器501被配置为能够沿着抽屉轨道向前移出，至少两个上料容器501中放置有待检测的电路板，当其中一个上料容器501中的电路板被取空，可以取另一个上料容器501中的电路板，而将空的上料容器501向前抽出以对其补充电路板，由于向前抽出的上料容器501与第一抓取组件612抓取未向前抽出的上料容器501中的电路板的运动轨迹相错开，因此向向前抽出的上料容器501内补充电路板的动作并不会与第一抓取组件612从另一上料容器501抓取电路板的动作发生碰撞或冲突，以此循环，从而实现不停机、不间断地供料，以此保证设备高效率检测载板的外观。关于上料容器抽屉机构的设计部分通过引用的方式，将公告号为CN209023756U的中国专利的全文并入本实施例中。

综上，设计安装带有两组上料容器501的目的如上所描述的，第一可实现不间断供料，第二当使用场景为两片电路板之间设有物料间隔纸时，其中一个上料容器501便可被设置为隔纸回收料盒，具体实施为当抓取部去另一上料容器501抓取物料前，需获得装在上料容器501后上方的颜色传感器的判定信号，如判定上料容器501中浮在最上面的物料是电路板（IC载板），则抓取部会将IC载板运输至Y轴第一工作台1的第一载台101上进行检测，反之，如判定为间隔纸，则由抓取部将间隔纸传送至作为隔纸回收料盒的上料容器501，此设计很好地体现了设备操控的智能化。

针对位于设备左侧即第二工作台2外侧的三组下料容器502，其功能主要是可方便于对完成检测的物料进行归类，行业内通常设置为三类即：良品、需再次确认品、报废品，设计带有三组下料归类盒可很好地满足此要求。

在本发明的一个实施例中，第一光学检测装置301与第二光学检测装置302各自搭配的光学镜头相同；

在另一个实施例中，所述第一光学检测装置301与第二光学检测装置302被配置为各自搭配不同的光学镜头。此目的在于可根椐产品的不同特性给出不同的光学解析度，比如当客户的产品正面比较精密而需要高解析度检测时，用于检测正面的光学镜头便可根椐需求给出相应的光学放大距，反之如果产品反面不需高精密检测，则对应检测反面的光学镜头便可自动调整到相应的放大距，不同的光学放大距也代表着单次可扫描检测的面积不同，光学放大距越大，则单次可扫描检测的面积则越小。比如，上料容器501中放置的电路板为正面向上，通常对电路板正面的检测精度要高于对电路板反面的检测精度，在这样的需求下，所述第一光学检测装置301的光学镜头的光学放大倍率大于与第二光学检测装置302的光学镜头的光学放大倍率，所述第一光学检测装置301的单次扫描检测面积小于第二光学检测装置302的单次扫描检测面积。

对应地，本实施例提出了一种改进的结构，使设备达到高检测效率：第二工作台2的数量为一个，第一工作台1的数量为两个且相邻设置，即可以视为在图3所示的第一工作台1与翻转机构之间多增加一个第一工作台1，增加的该第一工作台1上同样设有第一载台101、第一滑轨102、第一驱动装置，但是新增的第一工作台1可以为接近矩形状，而无需设置为前窄后宽的结构。

操作步骤S1和S4相应调整如下：

步骤S1中所述第一抓取组件612轮流给两个第一工作台1的第一载台101运输电路板；

步骤S4中所述第一抓取组件612轮流从两个第一载台101抓取电路板并将其运输到可翻转平台402。

多设置一个第一载台101、第一滑轨102和第一驱动装置，可以既确保对电路板其中一面更精密地检测需求，又可以不会因为单次扫描检测面积减小而降低外观检测效率，且电路板的运送程序简单明了，不需要作出大的改变。

本发明的光学外观检测设备采用在X轴桥架上悬挂两个Z向的高精光学相机镜头组件，桥架下方设置两条沿Y轴并行的工作台，并在两个工作台之间设置翻转机构、在两个工作台的外侧分别设置上料容器和下料容器，以及设置两组X轴传送组件并使其抓取组件垂直悬挂于工作台、翻转机构、上料容器和下料容器的上方，结构排布高度集成化和集中化；流水化地完成两个Y轴工作台上物料分别正面及反面的检测，紧密布局的设备主体在X轴、Y轴向驱动采用线性马达配合高精直线导轨作为驱动主体，满足了设备主体的运动高精度要求，也是平台稳定性的保证，因此为高度精密化的光学组件提供了基础保障。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (16)

1.一种光学外观检测设备，其特征在于，包括：

左右并排且间隔设置的第一工作台和第二工作台，所述第一工作台包括第一载台、沿着前后方向设置的第一滑轨、被配置为驱动第一载台沿着第一滑轨移动的第一驱动装置，所述第二工作台包括第二载台、沿着前后方向设置的第二滑轨、被配置为驱动第二载台沿着第二滑轨移动的第二驱动装置；

桥架，其沿左右方向架设在所述第一滑轨和第二滑轨的上方，所述桥架上设有可移动的第一光学检测装置和第二光学检测装置；

翻转机构，其设置在第一工作台与第二工作台之间，所述翻转机构包括基准平台、可翻转平台及第三驱动装置，所述第三驱动装置被配置为驱动所述可翻转平台相对于基准平台发生翻转；上料容器和下料容器，其中，所述上料容器设置在所述第一工作台的外侧，所述下料容器设置在所述第二工作台的外侧，所述上料容器被配置为放置待检测的物料，所述下料容器被配置为放置完成检测的物料；

传送机构，被配置为对所述物料进行传送，其包括沿左右方向设置的横梁、设置在横梁上的第一传送组件和第一抓取组件、第二传送组件和第二抓取组件；其中，所述横梁架设在第一工作台、翻转机构和第二工作台的上方，所述第一传送组件被配置为带动第一抓取组件沿着横梁在第一工作台和上料容器的上方左右移动，所述第一抓取组件包括第一抓取部和第二抓取部，所述第一抓取部被配置为在所述上料容器与第一载台之间移动，所述第二抓取部被配置为在所述第一载台与可翻转平台之间移动；所述第二传送组件被配置为带动第二抓取组件沿着横梁在第二工作台和下料容器的上方左右移动，且所述第一抓取组件和第二抓取组件均被配置为抓取物料；

所述光学外观检测设备被配置为：在第一载台将电路板的一面送检的过程中，第一抓取部被配置为返回上料容器取下一片电路板；在第一载台回到初始位置后，第二抓取部被配置为抓取第一载台上的电路板，且第一抓取部将抓取的下一片电路板放置在第一载台上，第二抓取部将抓取的电路板放置在可翻转平台上。

2.根据权利要求1所述的光学外观检测设备，其特征在于，所述第一工作台上至少前部外侧相对于其后部呈收窄结构，所述第二工作台上至少前部外侧相对于其后部呈收窄结构，所述上料容器靠近所述第一工作台的前部外侧，所述下料容器靠近所述第二工作台的前部外侧。

3.根据权利要求2所述的光学外观检测设备，其特征在于，所述第一工作台、第二工作台、翻转机构、上料容器和下料容器设置在方形基台上，所述方形基台采用铸铁件打造而成；

所述桥架具有两个桥桩以及架在两个桥桩上的水平桥杆，所述水平桥杆左端的桥桩设置在所述第一工作台的后部，所述水平桥杆右端的桥桩设置在所述第二工作台的后部；

所述传送机构的横梁的一外端架设在所述方形基台上靠近上料容器的区域，另一外端架设在所述方形基台上靠近下料容器的区域。

4.根据权利要求1所述的光学外观检测设备，其特征在于，所述第一光学检测装置与第二光学检测装置被配置为各自搭配不同的光学镜头。

5.根据权利要求4所述的光学外观检测设备，其特征在于，所述第一光学检测装置的光学镜头的光学放大倍率大于与第二光学检测装置的光学镜头的光学放大倍率，所述第一光学检测装置的单次扫描检测面积小于第二光学检测装置的单次扫描检测面积；

所述第二工作台的数量为一个，所述第一工作台的数量为两个且相邻设置。

6.根据权利要求1所述的光学外观检测设备，其特征在于，所述第二抓取组件包括第三抓取部和第四抓取部，所述第三抓取部被配置为在所述基准平台与第二载台之间移动，所述第四抓取部被配置为在所述第二载台与下料容器之间移动。

7.根据权利要求1所述的光学外观检测设备，其特征在于，所述第一抓取组件的抓手上设有吸盘，所述吸盘在所述抓手上的左右位置和/或前后位置可调。

8.根据权利要求1所述的光学外观检测设备，其特征在于，还包括传感装置，其设置在所述上料容器的上方，其被配置为识别上料容器中最上一层为物料或间隔纸；和/或，所述上料容器的数量为两个且相互并排设置。

9.根据权利要求8所述的光学外观检测设备，其特征在于，所述上料容器被配置为能够沿着抽屉轨道向前移出，所述下料容器的数量为多个。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的光学外观检测设备，其特征在于，所述第一驱动装置、第二驱动装置、第一传送组件和第二传送组件均采用配合开放式编码器光栅尺的线性马达；所述第一工作台、第二工作台和桥架均采用铸铁件打造而成。

11.一种基于权利要求1至10中任一项所述的光学外观检测设备的外观检测方法，其特征在于，在所述光学外观检测设备的主控模块的控制下，所述光学外观检测设备执行以下步骤：

S1、在光学外观检测设备的第一传送组件的传送作用下，第一抓取组件的第一抓取部抓取上料容器中的物料，并将该物料运输至第一工作台的第一载台上；

S2、在第一驱动装置的驱动作用下，所述第一载台沿着第一滑轨向后移动，以使第一光学检测装置对第一载台上的物料进行扫描检测；

S3、待完成扫描检测后，所述第一载台沿着第一滑轨向前移动；

S4、所述第一抓取组件的第二抓取部抓取第一载台上的物料，并将其运输到翻转机构的可翻转平台；

S5、在第三驱动装置的驱动作用下，所述可翻转平台带动该物料向基准平台翻转，以使物料背面朝上地放置在所述基准平台上；

S6、在第二传送组件的传送作用下，第二抓取组件抓取所述基准平台上的物料，并将其运输至第二工作台的第二载台上；

S7、在第二驱动装置的驱动作用下，所述第二载台沿着第二滑轨向后移动，以使第二光学检测装置对第二载台上的物料进行扫描检测；

S8、待完成扫描检测后，所述第二载台沿着第二滑轨向前移动；

S9、所述第二抓取组件抓取第二载台上的物料，并将其运输到下料容器。

12.根据权利要求11所述的外观检测方法，其特征在于，在执行步骤S5之后，在执行S6-S9的同时，所述第一传送组件、第一抓取组件、第一驱动装置、第一光学检测装置、第三驱动装置重复执行步骤S1-S5；

在执行步骤S9之后，所述第二传送组件、第二抓取组件、第二驱动装置、第二光学检测装置重复执行步骤S6-S9。

13.根据权利要求11所述的外观检测方法，其特征在于，所述第二抓取组件包括第三抓取部和第四抓取部；

步骤S6中由第三抓取部抓取物料，步骤S9中由第四抓取部抓取物料。

14.根据权利要求13所述的外观检测方法，其特征在于，所述第一抓取部与第二抓取部独立动作，所述第三抓取部与第四抓取部独立动作；

在执行步骤S1之后，在执行S2-S4的同时，所述第一抓取部重复执行步骤S1；

在执行步骤S4之后，在执行S5-S6的同时，所述第二抓取部重复执行步骤S4；

在执行步骤S6之后，在执行S7-S9的同时，所述第三抓取部重复执行步骤S6；

在执行步骤S9之后，所述第四抓取部重复执行步骤S7-S9。

15.根据权利要求11所述的外观检测方法，其特征在于，所述上料容器的上方还设有传感装置，所述传感装置与所述主控模块的输入端电连接，所述传感装置被配置为识别上料容器中最上一层为物料或间隔纸；

步骤S1进一步包括：若所述传感装置的识别结果为上料容器中最上一层为间隔纸，则所述第一抓取组件抓取该间隔纸并将其运输至间隔纸收集区域；若所述传感装置的识别结果为上料容器中最上一层为物料，则所述第一抓取组件抓取该物料并将其运输至第一载台。

16.根据权利要求11所述的外观检测方法，其特征在于，所述第一光学检测装置的光学镜头的光学放大倍率大于与第二光学检测装置的光学镜头的光学放大倍率，所述第一光学检测装置的单次扫描检测面积小于第二光学检测装置的单次扫描检测面积；所述第二工作台的数量为一个，所述第一工作台的数量为两个且相邻设置；

步骤S1中所述第一抓取组件轮流给两个第一工作台的第一载台运输物料；

步骤S4中所述第一抓取组件轮流从两个第一载台抓取物料并将其运输到可翻转平台。

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