CN115351009A - 具有除尘机械手的线路板检测设备及除尘方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开具有除尘机械手的线路板检测设备，包括总基板及安装在总基板上的上料仓、除尘机械手、载台、检测相机模组、翻转载台、搬运手、合格仓、不合格仓、第一滑动横梁和第二滑动横梁；除尘机械手滑动安装在第一滑动横梁上，除尘机械手的搬运模组将待测线路板从上料仓搬运至载台的真空吸附平台上；真空吸附平台将线路板运送到除尘模组的工作位置进行除尘；检测相机模组对待测线路板进、进行待测线路板正面检测；真空吸附平台将完成正面检测的待测线路板运送至翻转载台进行正反面翻转；搬运手将完成正反面翻转的待测线路板搬运到真空吸附平台上；合格仓及不合格仓设置在第一滑动横梁与第二滑动横梁之间，将检测过的线路板放置在对应仓内。

Description

具有除尘机械手的线路板检测设备及除尘方法
技术领域
本发明涉及一种线路板自动检测设备，尤其涉及一种具有除尘机械手结构的高密度互连板自动检测设备及除尘方法。
背景技术
HDI线路板(High Density Interconnector Board，高密度互连板)是印刷电路板的一种，其采用微盲埋孔技术且线路分布密度比较高，使HDI板占用空间较小，适用于小型化的电子产品。HDI板是以绝缘材料辅以导体配线所形成的结构性元件，在制成最终产品时，其上会安装集成电路、晶体管、无源元件及其他各种各样的电子零件。
在制造过程中，为提高HDI线路板的生产良率，需要对HDI线路板进行检测，其中一项检测内容是外观检测，常见的外观缺陷问题有以下几个：孔不通，漏油、焊盘压伤、刮花和字符丝印模糊等。因为HDI线路板的线宽、线距和孔都比较小，所以HDI线路板的外观缺陷检测比常见的线路板要难，有些缺陷用肉眼无法观测到，需要采用高精度的设备进行检验，以提高检测精度，同时因为HDI线路板的产量较大，需要较高的检测效率。目前主要通过AI影像对HDI线路板的表面质量进行检测，通常的做法是，先通过高精度相机拍摄线路板的表面图像，再与预置好的标准图像进行对比判断，来检测线路板是否有外观缺陷，提高HDI线路板的检测精度和检测效率。
线路板在加工过程中，由于仪器设备、材料及操作者的相对运动，均可能因摩擦而产生静电电压，静电能吸附灰尘，因为线路板表面灰尘的存在，影响设备对线路板表面质量的判断，容易造成误判，降低检测效率，因此，在对线路板进行图像拍摄前，需要对线路板进行除尘操作。但目前一些除尘的方法是通过机械手的吸嘴吸附，将HDI线路板搬运到除尘台进行除尘，除尘台具有真空吸附台面和除尘辊，在除尘台进行除尘后，再由机械手吸附线路板到检测平台上进行检测，在机械手搬运完成除尘操作的线路板时，易造成二次污染。而且除尘台和检测平台都用到单独设置的真空吸附台面，造成资源浪费。
发明内容
本发明提供一种具有除尘机械手的线路板检测设备，将除尘结构模组与上料机械手进行组合，除尘操作后即进行相机检测，简化检验流程，防止防止除尘后的二次污染，并且除尘和检测共用机械手结构和真空平台，降低成本。本发明除尘结构简单、可靠，便于操作，成本低。
本发明提供一种：包括总基板及安装在总基板上的上料仓、除尘机械手、载台、检测相机模组、翻转载台、搬运手、合格仓、不合格仓、第一滑动横梁和第二滑动横梁；
上料仓安装在总基板的边缘，第一滑动横梁固定安装在靠近总基板中心，除尘机械手滑动安装在第一滑动横梁上，除尘机械手沿第一滑动横梁在X轴方向滑动；
除尘机械手包括第一基板、Y轴向滑轨、Y轴向滑块、第二基板、电机、旋转基座模组、搬运模组和除尘模组；Y轴向滑轨固定安装在第一基板上，Y轴向滑块与Y轴向滑轨滑动配合；第二基板与Y轴向滑块固定连接，搬运模组安装在第二基板上，第二基板和除尘模组随Y轴向滑块同步运动；电机固定安装在第二基板上；旋转基座模组与电机的转动轴固定连接；搬运模组将待测线路板从上料仓搬运至载台的真空吸附平台上；真空吸附平台将线路板运送到除尘模组的工作位置进行除尘；
检测相机模组安装在靠近第一滑动横梁远离载台的一侧，真空吸附平台将完成正面除尘的待测线路板传送至检测相机模组，检测相机模组对待测线路板进、进行待测线路板正面检测；
翻转载台安装在靠近检测相机模组的一侧，真空吸附平台将完成正面检测的待测线路板运送至翻转载台进行正反面翻转；
第二滑动横梁沿着X轴方向固定安装在总基板的边缘；搬运手滑动安装在第二滑动横梁上，搬运手将完成正反面翻转的待测线路板搬运到真空吸附平台上；
合格仓及不合格仓设置在第一滑动横梁与第二滑动横梁之间，便于搬运模组、搬运手将检测过的线路板放置在合格仓或不合格仓内。
可选地，旋转基座模组包括第三基板，第三基板上设置第一X轴向滑轨，第一X轴向滑块与第一X轴向滑轨滑动连接；第一X轴向滑块上设置第一滑块锁紧结构。
可选地，电机的转动轴与第三基板的转轴固定连接。
可选地，第三基板上还设置第二X轴向滑轨、第二X轴向滑块366；第三X轴向滑块与第二X轴向滑轨滑动连接；第二X轴向滑块、第三X轴向滑块上分别设置第二滑块锁紧结构、第三滑块锁紧结构。
可选地，搬运模组包括固定杆、活动杆；固定杆与第三基板固定连接，活动杆通过第一X轴向滑块与第一X轴向滑轨滑动连接；通过调节活动杆的位置，可以调节固定杆和活动杆的间隔距离，从而保证对不同宽度的待测线路板的搬运。
可选地，除尘模组包括第一连杆、第二连杆、粘尘辊、粘尘纸卷、清洁纸卷、离子风管；粘尘辊、粘尘纸卷、清洁纸卷的两端分别与第一连杆、第二连杆可拆卸转动连接。
可选地，除尘模组还包括弹性体，粘尘纸卷在弹性体的作用下与粘尘辊压紧接触，并可以同步逆向旋转。
可选地，离子风管的两端分别与第一连杆、第二连杆可拆卸固定连接。
可选地，第一连杆通过第二X轴向滑块与第二X轴向滑轨滑动连接，第二连杆通过第三X轴向滑块与第二X轴向滑轨滑动连接；通过调节第一连杆、第二连杆的位置进行粘尘辊、粘尘纸卷、清洁纸卷的拆装，并适配不同长度的粘尘辊、粘尘纸卷、清洁纸卷，从而对不同宽度的待测线路板进行除尘操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明的检测设备的主要功能模组结构示意图
图2为本发明的检测设备的载台结构示意图
图3为本发明的检测设备的除尘机械手处于搬运状态的结构示意图
图4为本发明的检测设备的旋转基座模组的结构示意图
图5为本发明的检测设备的搬运模组结构示意图图6为本发明的检测设备的除尘模组的结构分解图
图7为除尘模组的纸卷的活动关系图
图8为本发明的检测设备的除尘机械手处于除尘状态的结构示意图
附图标号说明：
100-总基板
200-上料仓
300-除尘机械手；310-第一基板；320-Y轴向滑轨；330-Y轴向滑块；340-第二基板；350-电机；
360-旋转基座模组；361-第三基板；361a-转轴；362-第一X轴向滑轨；363-第一X轴向滑块；364-第一滑块锁紧结构；365-第二X轴向滑轨；366-第二X轴向滑块；367-第三X轴向滑块；368-第二滑块锁紧结构；369-第三滑块锁紧结构
370-搬运模组；371-固定杆；372-活动杆；373-真空吸嘴；
380除尘模组；381第一连杆；382第二连杆；383-粘尘辊；384-粘尘纸卷；385-清洁纸卷；386-离子风管；387-弹性体
400-载台；410-真空吸附平台
500-检测相机模组
600-翻转载台
700-搬运手
800-合格仓
900-不合格仓
1000-第一滑动横梁
1100-第二滑动横梁
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明包括总基板100，总基板100从属于机架模组(图上未示出)，机架模组内部设置供电、数据存储、电器控制、散热等基本功能组成。总基板100用于安装本检测设备的多个核心功能模组。
本发明还包括上料仓200、除尘机械手300、载台400、检测相机模组500、翻转载台600、搬运手700、合格仓800、不合格仓900、第一滑动横梁1000和第二滑动横梁1100。以上模组均固定安装在总基板100上。
第一滑动横梁1000安装在总基板100上偏中心位置，横梁沿X方向设置，上料仓200、除尘机械手300位于第一滑动横梁1000的同一侧。检测相机模组500、翻转载台600、搬运手700、合格仓800、不合格仓900、第二滑动横梁1100位于第一滑动横梁1000的另一侧，载台400与第一滑动横梁1000正交安装。
除尘机械手300除尘机械手300可以沿第一滑动横梁1000在X方向自动滑动。在本实施例中，是通过气缸驱动来实现除尘机械手300的滑动，还可以通过其他方式实现运动调节，如电机驱动等。
检测相机模组500安装在第一滑动横梁1000上，可以沿第一滑动横梁1000在X轴方向滑动，以及自身的Y方向的位移，以到达预期的检测位置。
翻转载台600位于载台400的X方向的一侧。合格仓800、不合格仓900位于载台400的X方向的另一侧。
第二滑动横梁1100安装在总基板100上偏边缘位置，与第一滑动横梁1000平行设置。搬运手700安装在第二滑动横梁1100上，可以沿第二滑动横梁1100在X轴方向滑动，以及自身的Y方向的位移。
翻转载台600可以将载台400传输过来的待测线路板进行翻面，搬运手700将翻面完成的待测线路板再搬运到载台400，进行反面检测。并可将完成检测的线路板，根据检测结果，搬运到合格仓800或不合格仓900。
如图2所示，载台400包括真空吸附平台410，真空吸附平台410可以沿Y轴方向滑动，在本实施例中，是通过电机和丝杆传动来实现真空吸附平台410的驱动，也可以通过其他驱动方式来驱动真空吸附平台410。
真空吸附平台410用来放置待测线路板，以进行除尘、检测、以及各环节的运输。
除尘机械手300、检测相机模组500、翻转载台600、搬运手700均可在设定位置，与真空吸附平台410进行互动。
如图3所示，除尘机械手300包括第一基板310、Y轴向滑轨320、Y轴向滑块330、第二基板340、电机350、旋转基座模组360。Y轴向滑轨320固定安装在第一基板310上，Y轴向滑块330与Y轴向滑轨320滑动配合。在本实施例中，Y轴向滑轨320和Y轴向滑块330设置为两组，通过气缸驱动滑块运动。Y轴向滑轨320和Y轴向滑块还330可以设置为一组或多组，也可以通过气缸之外的驱动源驱动其运动。
第二基板340与Y轴向滑块330固定连接，第二基板340及安装其上的搬运模组370和除尘模组380随Y轴向滑块330同步运动。电机350固定安装在第二基板340上。
如图4所示，旋转基座模组360包括第三基板361，第三基板361上设置第一X轴向滑轨362，第一X轴向滑块363与第一X轴向滑轨362滑动连接。第一X轴向滑块363上设置第一滑块锁紧结构364。在本实施例中，第一X轴向滑轨362，第一X轴向滑块363、第一X轴向滑块363设置为两组。电机350的转动轴与第三基板361的转轴361a固定连接，在电机550的驱动下，第三基板361及安装在其上的部件可以绕转轴360a做旋转运动。
第三基板361上还设置第二X轴向滑轨365，第二X轴向滑块366、第三X轴向滑块367与第二X轴向滑轨365滑动连接。第二X轴向滑块366、第三X轴向滑块367上分别设置第二滑块锁紧结构368、第三滑块锁紧结构369。
如图5所示，搬运模组370包括固定杆371、活动杆372。
固定杆371与第三基板361固定连接，活动杆372通过第一X轴向滑块363与第一X轴向滑轨362滑动连接。通过调节活动杆372的位置，可以调节固定杆371和活动杆372的间隔距离，从而保证对不同宽度的待测线路板的搬运。
固定杆371、活动杆372上设置多个真空吸嘴373，真空吸嘴373的位置可以手动进行调节。
如图6所示，除尘模组380包括第一连杆381、第二连杆382、粘尘辊383、粘尘纸卷384、清洁纸卷385、离子风管386。
粘尘辊383、粘尘纸卷384、清洁纸卷385的两端分别与第一连杆381、第二连杆382可拆卸转动连接。
除尘模组380还包括弹性体387，粘尘纸卷384在弹性体387的作用下，始终与粘尘辊566压紧接触，并可以同步逆向旋转。
离子风管386的两端分别与第一连杆381、第二连杆382可拆卸固定连接。离子风管386在除尘辊工作的同时，提供离子风，进行静电除尘。
如图7所示，粘尘纸卷384、清洁纸卷385为同向联动关系，两个纸卷上的纸为连续无断点粘尘纸。
如图3、图4、图6所示，第一连杆381通过第二X轴向滑块366与第二X轴向滑轨365滑动连接，第二连杆382通过第三X轴向滑块367与第二X轴向滑轨365滑动连接。通过调节第一连杆381、第二连杆382的位置可以进行粘尘辊383、粘尘纸卷384、清洁纸卷385的拆装，并可以适配不同长度的粘尘辊383、粘尘纸卷384、清洁纸卷385，从而对不同宽度的线路板进行除尘操作。
如图8所示，为本发明的检测设备的除尘机械手处于除尘状态的结构示意图。
在本实施例中，检测步骤如下：
人工或机械上料到上料仓200，除尘机械手300在X方向上自动定位，搬运模组370位于下方，通过气缸自动调节Y方向上的高度，通过真空吸嘴373吸附待检测线路板，将待测线路板搬运到载台400的真空吸附平台410，电机350工作，将除尘模组380旋转到下方，通过气缸自动调节Y方向上的高度，，压紧待测线路板，真空吸附平台410在电机驱动下，沿Y方向移动，粘尘辊383滚动清洁线路板表面，粘尘辊383滚动时，带动粘尘纸卷384反向转动，粘尘纸对粘尘辊表面进行及时清洁，增加除尘有效性。清洁纸卷385提供清洁的粘尘纸，脏了的粘尘纸卷缠绕到粘尘纸卷384上，真空吸附平台410可以根据需要往复移动，粘尘辊383可以始终处于压紧状态，来回滚动，清洁完一片线路板之后再松开，在这种状态下，粘尘纸重复清洁粘尘辊。粘尘辊383也可以在真空吸附平台410某个移动方向上时处于压紧状态，在另外的运动方向处于松开状态，这中状态下，粘尘纸持续更换为清洁的粘尘纸。可以根据实际情况决定压紧方式。
在除尘过程中，离子风管386提供离子方，进行静电除尘，提高除尘效率和效果。
真空吸附平台410将清洁完成的线路板沿X方向运送到检测相机模组500的工作位置，检测相机可以沿XYZ调节位置，实现AI视觉检测。真空吸附平台410将完成正面检测的线路板运送到翻转载台600的工作位置，翻转载台600对线路板进行翻面，搬运手700将完成翻面的线路板搬运到真空吸附平台410上，真空吸附平台410再次将线路板运送到除尘模组380的工作位置进行除尘，以及到相机检测模组500位置进行反面AI视觉检测。此时，真空吸附平台410通过将正面清洁的线路板运送至检测相机模组500的工作位置，可以防止除尘后的二次污染，并且除尘和检测共用真空平台，减少了设备制造成本。
真空吸附平台410将完成反面检测的线路板运送到搬运手700的工作位置，搬运手700根据检测结果，将检测完成的线路板搬运到合格仓800或不合格仓900。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种具有除尘机械手的线路板检测设备，其特征在于，包括总基板及安装在总基板上的上料仓、除尘机械手、载台、检测相机模组、翻转载台、搬运手、合格仓、不合格仓、第一滑动横梁和第二滑动横梁；
上料仓安装在总基板的边缘，第一滑动横梁固定安装在靠近总基板中心，除尘机械手滑动安装在第一滑动横梁上，除尘机械手沿第一滑动横梁在X轴方向滑动；
除尘机械手包括第一基板、Y轴向滑轨、Y轴向滑块、第二基板、电机、旋转基座模组、搬运模组和除尘模组；Y轴向滑轨固定安装在第一基板上，Y轴向滑块与Y轴向滑轨滑动配合；第二基板与Y轴向滑块固定连接，搬运模组安装在第二基板上，第二基板和除尘模组随Y轴向滑块同步运动；电机固定安装在第二基板上；旋转基座模组与电机的转动轴固定连接；搬运模组将待测线路板从上料仓搬运至载台的真空吸附平台上；真空吸附平台将线路板运送到除尘模组的工作位置进行除尘；
检测相机模组安装在靠近第一滑动横梁远离载台的一侧，真空吸附平台将完成正面除尘的待测线路板传送至检测相机模组，检测相机模组对待测线路板进、进行待测线路板正面检测；
翻转载台安装在靠近检测相机模组的一侧，真空吸附平台将完成正面检测的待测线路板运送至翻转载台进行正反面翻转；
第二滑动横梁沿着X轴方向固定安装在总基板的边缘；搬运手滑动安装在第二滑动横梁上，搬运手将完成正反面翻转的待测线路板搬运到真空吸附平台上；
合格仓及不合格仓设置在第一滑动横梁与第二滑动横梁之间，便于搬运模组、搬运手将检测过的线路板放置在合格仓或不合格仓内。
2.根据权利要求1所述的具有除尘机械手的线路板检测设备，其特征在于：所述旋转基座模组包括第三基板，第三基板上设置第一X轴向滑轨，第一X轴向滑块与第一X轴向滑轨滑动连接；第一X轴向滑块上设置第一滑块锁紧结构。
3.根据权利要求2所述的具有除尘机械手的线路板检测设备，其特征在于：所述电机的转动轴与第三基板的转轴固定连接。
4.根据权利要求3所述的具有除尘机械手的线路板检测设备，其特征在于：所述第三基板上还设置第二X轴向滑轨、第二X轴向滑块366；第三X轴向滑块与第二X轴向滑轨滑动连接；第二X轴向滑块、第三X轴向滑块上分别设置第二滑块锁紧结构、第三滑块锁紧结构。
5.根据权利要求4所述的具有除尘机械手的线路板检测设备，其特征在于：所述搬运模组包括固定杆、活动杆；固定杆与第三基板固定连接，活动杆通过第一X轴向滑块与第一X轴向滑轨滑动连接；通过调节活动杆的位置，可以调节固定杆和活动杆的间隔距离，从而保证对不同宽度的待测线路板的搬运。
6.根据权利要求5所述的具有除尘机械手的线路板检测设备，其特征在于：所述除尘模组包括第一连杆、第二连杆、粘尘辊、粘尘纸卷、清洁纸卷、离子风管；粘尘辊、粘尘纸卷、清洁纸卷的两端分别与第一连杆、第二连杆可拆卸转动连接。
7.根据权利要求6所述的具有除尘机械手的线路板检测设备，其特征在于：所述除尘模组还包括弹性体，粘尘纸卷在弹性体的作用下与粘尘辊压紧接触，并可以同步逆向旋转。
8.根据权利要求7所述的具有除尘机械手的线路板检测设备，其特征在于：所述离子风管的两端分别与第一连杆、第二连杆可拆卸固定连接。
9.根据权利要求8所述的具有除尘机械手的线路板检测设备，其特征在于：所述第一连杆通过第二X轴向滑块与第二X轴向滑轨滑动连接，第二连杆通过第三X轴向滑块与第二X轴向滑轨滑动连接；通过调节第一连杆、第二连杆的位置进行粘尘辊、粘尘纸卷、清洁纸卷的拆装，并适配不同长度的粘尘辊、粘尘纸卷、清洁纸卷，从而对不同宽度的待测线路板进行除尘操作。
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