CN115452833A - 一种具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器，涉及检测仪器技术领域。该一种具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器，包括支撑架，所述支撑架内部固定连接有电控箱，所述电控箱前端设置有对称分布的箱门，支撑架下端四角分别固定连接有支脚，所述支撑架上端四角分别固定连接有阻尼隔振台，所述阻尼隔振台上端均固定连接在工作平台下端，所述工作平台上端左部固定连接有防护暗舱，所述防护暗舱内部设置有五轴移动机构。通过五轴移动机构的设置，使通过五轴移动机构精准调节待检测元件与检测模块的相对位置，达到了高精度定位的效果，提高了检测的精准性，同时提高了检测的稳定性，增大了检测范围。
Description
技术领域
本发明涉及检测仪器技术领域，具体为一种具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器。
背景技术
电子信息产业是研制与生产电子设备的工业，对于我国经济的发展以及国防安全有着重要的意义。而PCB被称为“电子产品之母”，是全球电子元件产品中市场份额占有率最高的产品，现如今，电子产品趋于多功能化、智能化和小型化，从消费电子到工业设备、军用武器系统等，只要有集成电路等电子元器件，它们之间电气互连都要用到PCB，PCB板是电子产品无可替代的精密部件，它的质量直接影响产品的性能，因此，在PCB生产过程中，质检工作至关重要，而外观检测是质检环节中非常重要的一部分，对检测的精度、效率、速度等方面都有很高的要求。
传统的PCB检测方式采用人工肉眼，容易漏检且检出速度慢、时间长，对环境条件要求严格，不适应危险工作环境，另外，在人口红利优势弱化大背景下，人员培训和用工成本上升，人工检测已逐渐不能够满足大规模生产需要，随着科技进步出现了X光检查技术，利用不同物质对X光的吸收率的不同，透视需要检测的部位发现缺陷，主要用于检测超细间距和超高密度电路板等，能够检测BGA等产品内部情况，但环境要求苛刻，应用成本高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器，解决了电子元件高精度外观检测的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器，包括支撑架，所述支撑架内部固定连接有电控箱，所述电控箱前端设置有对称分布的箱门，支撑架下端四角分别固定连接有支脚，所述支撑架上端四角分别固定连接有阻尼隔振台，所述阻尼隔振台上端均固定连接在工作平台下端，所述工作平台上端左部固定连接有防护暗舱，所述防护暗舱内部设置有五轴移动机构，所述五轴移动机构前端设置有检测机构，所述防护暗舱前端设置有舱门，所述工作平台上端右部设置有工控机。
优选的，所述五轴移动机构包括X轴移动平台、Z1轴移动平台、Z2轴移动平台、Y轴移动平台、α轴水平调校台、β轴水平调校台，所述检测机构包括二维检测模块、三维检测模块。
优选的，所述X轴移动平台后端固定连接有固定板，所述固定板下壁两端分别固定连接有支柱，所述支柱下端分别固定连接在工作平台上壁左后部与中后部，所述X轴移动平台采用直线电机驱动。
优选的，所述Z1轴移动平台与Z2轴移动平台后端分别固定连接在X轴移动平台动子前端左部与右部，所述Z1轴移动平台采用电动滑轨驱动，所述Z2轴移动平台采用手动滑轨驱动。
优选的，所述Z1轴移动平台前端设置有二维检测模块，所述Z2轴移动平台前端设置有三维检测模块。
优选的，所述Y轴移动平台下端固定连接在工作平台上壁左部，所述Y轴移动平台位于X轴移动平台中下方，所述Y轴移动平台采用直线电机驱动。
优选的，所述Y轴移动平台动子上端固定连接在α轴水平调校台下端，所述α轴水平调校台上端固定连接在β轴水平调校台下端，所述β轴水平调校台上端固定连接有载物台，所述α轴水平调校台与β轴水平调校台均采用步进驱动器驱动。
优选的，所述的具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器的检测步骤，其特征在于：
打开防护暗舱的舱门，将待检测元件放置于载物台，再关闭舱门，再通过工控机内置的配套软件对检测步骤进行控制；
通过工控机发送命令给扫描控制模块，通过扫描控制模块控制X轴移动平台于Y轴移动平台，是三维检测模块位于待检测元件正上方，通过三维检测模块对待检测元件进行扫描，扫描后的图像数据通过采集模块返回给工控机，经过软件计算后判断待检测元件的水平度，再通过控制模块控制α轴水平调校台与β轴水平调校台调整两个方向的水平度，使检测元件的水平面与三维检测模块的检测水平面平行；
水平调节后进行采样测试，通过扫描控制模块控制X轴移动平台、Y轴移动平台、Z1轴移动平台使二维检测模块与三维检测模块对待检测元件表面进行扫描，后通过采集模块采集光源功率、曝光时间、增益时间、测试图像数据等返回工控机，通过软件计算后对各项参数进行调整，如：通过光源控制器对光源强度进行调整，通过采集到的元件尺寸对扫描范围进行调整等；
采样测试后即可开始对待检测元件表面进行检测，即通过扫描控制模块控制X轴移动平台、Y轴移动平台、Z1轴移动平台使二维检测模块与三维检测模块对待检测元件表面进行扫描，扫描后的图像数据通过采集模块返回给工控机，通过多算法融合、误差补偿、特征变换算法等图像处理技术，完成疵病图像的快速分析处理，以此完成对待检测元件表面疵病的检测。
本发明提供了一种具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器。具备以下有益效果：
1.本发明通过五轴移动机构的设置，使通过五轴移动机构精准调节待检测元件与检测模块的相对位置，达到了高精度定位的效果，提高了检测的精准性，同时提高了检测的稳定性，增大了检测范围。
2.本发明通过阻尼隔振台、防护暗舱的设计，使检测过程处于稳定及无尘密封的状态，避免了振动、杂散光、外界气流、气体以及灰尘等杂质的干扰，达到了实现无干扰的精准测量的效果，进一步提高了检测的精度。
3.通过软件系统多算法融合、误差补偿、特征变换算法等图像处理技术，达到了疵病图像的快速分析处理的效果。
4.通过控制系统总体设计方案和创新各控制单元技术，实现了光源驱动、扫描控制、数据采集、测量控制的模块化和自动化，提高了提高仪器操作的稳定性和测量的精确性。
附图说明
图1为本发明的正视立体图；
图2为本发明的五轴移动机构示意图；
图3为本发明的正视图；
图4为图1中A处放大图；
图5为本发明的工作原理示意图。
其中，1、支撑架；2、阻尼隔振台；3、工作平台；4、电控箱；5、箱门；6、支脚；7、防护暗舱；8、舱门；9、工控机；10、支柱；11、固定板；12、X轴移动平台；13、Z1轴移动平台；14、Z2轴移动平台；15、二维检测模块；16、三维检测模块；17、Y轴移动平台；18、α轴水平调校台；19、β轴水平调校台；20、载物台。
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做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。
实施例：
如图1-5所示，本发明实施例提供一种具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器，包括支撑架1，其特征在于：支撑架1内部固定连接有电控箱4，电控箱4前端设置有对称分布的箱门5，支撑架1下端四角分别固定连接有支脚6，支撑架1上端四角分别固定连接有阻尼隔振台2，阻尼隔振台2上端均固定连接在工作平台3下端，工作平台3上端左部固定连接有防护暗舱7，通过阻尼隔振台、防护暗舱的设计，使检测过程处于稳定及无尘密封的状态，避免了振动、杂散光、外界气流、气体以及灰尘等杂质的干扰，达到了实现无干扰的精准测量的效果，进一步提高了检测的精度，防护暗舱7内部设置有五轴移动机构，五轴移动机构前端设置有检测机构，通过五轴移动机构的设置，使通过五轴移动机构精准调节待检测元件与检测模块的相对位置，达到了高精度定位的效果，提高了检测的精准性，同时提高了检测的稳定性，增大了检测范围，防护暗舱7前端设置有舱门8，工作平台3上端右部设置有工控机9。
五轴移动机构包括X轴移动平台12、Z1轴移动平台13、Z2轴移动平台14、Y轴移动平台17、α轴水平调校台18、β轴水平调校台19，使检测模块与待检元件之间实现三轴的相对运动及相对水平度的调节，检测机构包括二维检测模块15、三维检测模块16，使检测机构实现对待检元件的平面横向分辨及深度分辨。
X轴移动平台12后端固定连接有固定板11，固定板11下壁两端分别固定连接有支柱10，支柱10下端分别固定连接在工作平台3上壁左后部与中后部，X轴移动平台12采用直线电机驱动，通过扫描控制模块控制X轴移动平台12移动，且具有高精度的移动效果。
Z1轴移动平台13与Z2轴移动平台14后端分别固定连接在X轴移动平台12动子前端左部与右部，Z1轴移动平台13采用电动滑轨驱动，Z2轴移动平台14采用手动滑轨驱动，Z1轴移动平台13前端设置有二维检测模块15，Z2轴移动平台14前端设置有三维检测模块16，通过扫描控制模块控制Z1轴移动平台上下移动，达到调节二维检测模块15检测焦距的目的。
Y轴移动平台17下端固定连接在工作平台3上壁左部，Y轴移动平台17位于X轴移动平台12中下方，Y轴移动平台17采用直线电机驱动，通过扫描控制模块控制Y轴移动平台17移动，且具有高精度的移动效果。
Y轴移动平台17动子上端固定连接在α轴水平调校台18下端，α轴水平调校台18上端固定连接在β轴水平调校台19下端，β轴水平调校台19上端固定连接有载物台20，α轴水平调校台18与β轴水平调校台19均采用步进驱动器驱动，通过α轴水平调校台18与β轴水平调校台19调节待检测元件与检测模块之间的相对水平度，达到了提高检测精度的目的。
本实施例的所述具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器的检测步骤包括以下步骤：
打开防护暗舱7的舱门8，将待检测元件放置于载物台20，再关闭舱门8，再通过工控机9内置的配套软件对检测步骤进行控制；
通过工控机9发送命令给扫描控制模块，通过扫描控制模块控制X轴移动平台12于Y轴移动平台17，是三维检测模块16位于待检测元件正上方，通过三维检测模块16对待检测元件进行扫描，扫描后的图像数据通过采集模块返回给工控机9，经过软件计算后判断待检测元件的水平度，再通过控制模块控制α轴水平调校台18与β轴水平调校台19调整两个方向的水平度，使检测元件的水平面与三维检测模块16的检测水平面平行；
水平调节后进行采样测试，通过扫描控制模块控制X轴移动平台12、Y轴移动平台17、Z1轴移动平台使二维检测模块15与三维检测模块16对待检测元件表面进行扫描，后通过采集模块采集光源功率、曝光时间、增益时间、测试图像数据等返回工控机9，通过软件计算后对各项参数进行调整，如：通过光源控制器对光源强度进行调整，通过采集到的元件尺寸对扫描范围进行调整等；
采样测试后即可开始对待检测元件表面进行检测，即通过扫描控制模块控制X轴移动平台12、Y轴移动平台17、Z1轴移动平台使二维检测模块15与三维检测模块16对待检测元件表面进行扫描，扫描后的图像数据通过采集模块返回给工控机9，通过多算法融合、误差补偿、特征变换算法等图像处理技术，完成疵病图像的快速分析处理，以此完成对待检测元件表面疵病。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器，包括支撑架(1)，其特征在于：所述支撑架(1)内部固定连接有电控箱(4)，所述电控箱(4)前端设置有对称分布的箱门(5)，支撑架(1)下端四角分别固定连接有支脚(6)，所述支撑架(1)上端四角分别固定连接有阻尼隔振台(2)，所述阻尼隔振台(2)上端均固定连接在工作平台(3)下端，所述工作平台(3)上端左部固定连接有防护暗舱(7)，所述防护暗舱(7)内部设置有五轴移动机构，所述五轴移动机构前端设置有检测机构，所述防护暗舱(7)前端设置有舱门(8)，所述工作平台(3)上端右部设置有工控机(9)。
2.根据权利要求1所述的一种具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器，其特征在于：所述五轴移动机构包括X轴移动平台(12)、Z1轴移动平台(13)、Z2轴移动平台(14)、Y轴移动平台(17)、α轴水平调校台(18)、β轴水平调校台(19)，所述检测机构包括二维检测模块(15)、三维检测模块(16)。
3.根据权利要求2所述的一种具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器，其特征在于：所述X轴移动平台(12)后端固定连接有固定板(11)，所述固定板(11)下壁两端分别固定连接有支柱(10)，所述支柱(10)下端分别固定连接在工作平台(3)上壁左后部与中后部，所述X轴移动平台(12)采用直线电机驱动。
4.根据权利要求2所述的一种具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器，其特征在于：所述Z1轴移动平台(13)与Z2轴移动平台(14)后端分别固定连接在X轴移动平台(12)动子前端左部与右部，所述Z1轴移动平台(13)采用电动滑轨驱动，所述Z2轴移动平台(14)采用手动滑轨驱动。
5.根据权利要求4所述的一种具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器，其特征在于：所述Z1轴移动平台(13)前端设置有二维检测模块(15)，所述Z2轴移动平台(14)前端设置有三维检测模块(16)。
6.根据权利要求2所述的一种具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器，其特征在于：所述Y轴移动平台(17)下端固定连接在工作平台(3)上壁左部，所述Y轴移动平台(17)位于X轴移动平台(12)中下方，所述Y轴移动平台(17)采用直线电机驱动。
7.根据权利要求6所述的一种具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器，其特征在于：所述Y轴移动平台(17)动子上端固定连接在α轴水平调校台(18)下端，所述α轴水平调校台(18)上端固定连接在β轴水平调校台(19)下端，所述β轴水平调校台(19)上端固定连接有载物台(20)，所述α轴水平调校台(18)与β轴水平调校台(19)均采用步进驱动器驱动。
8.根据权利要求1所述的一种具有高精定位五轴移动机构的精密检测仪器的检测步骤，其特征在于：
打开防护暗舱(7)的舱门(8)，将待检测元件放置于载物台(20)，再关闭舱门(8)，再通过工控机(9)内置的配套软件对检测步骤进行控制；
通过工控机(9)发送命令给扫描控制模块，通过扫描控制模块控制X轴移动平台(12)于Y轴移动平台(17)，是三维检测模块(16)位于待检测元件正上方，通过三维检测模块(16)对待检测元件进行扫描，扫描后的图像数据通过采集模块返回给工控机(9)，经过软件计算后判断待检测元件的水平度，再通过控制模块控制α轴水平调校台(18)与β轴水平调校台(19)调整两个方向的水平度，使检测元件的水平面与三维检测模块(16)的检测水平面平行；
水平调节后进行采样测试，通过扫描控制模块控制X轴移动平台(12)、Y轴移动平台(17)、Z1轴移动平台使二维检测模块(15)与三维检测模块(16)对待检测元件表面进行扫描，后通过采集模块采集光源功率、曝光时间、增益时间、测试图像数据等返回工控机(9)，通过软件计算后对各项参数进行调整，如：通过光源控制器对光源强度进行调整，通过采集到的元件尺寸对扫描范围进行调整等；
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|---|---|---|---|---|
| CN115502940A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-12-23 | 成都贝瑞光电科技股份有限公司 | 一种适用于精密光学元件表面疵病三维检测的仪器 |
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| CN115502940A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-12-23 | 成都贝瑞光电科技股份有限公司 | 一种适用于精密光学元件表面疵病三维检测的仪器 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20221209 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |