CN115502100A - 一种晶片视觉甄选挑取料装置及方法 - Google Patents

一种晶片视觉甄选挑取料装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种晶片视觉甄选挑取料装置及方法，包括扩散振动盘模组、机械手模组、视觉XY轴运动模组、视觉相机模组、视觉光源模组以及控制处理单元，通过振动控制系统将堆集的产品扩散分开。视觉相机搜寻模组，在视觉光源的配合下，对扩散振动盘内的产品进行打光，相机进行拍照，视觉系统对所拍照的产品信息进行比对甄选出指示方向的产品并提供位置坐标信息，四轴机械手模组收到产品坐标信息结果后，将晶体产品快速抓取产品，并放入下道工序指定位置。本发明能够实现对晶片产品高效率高质量的挑选取料。

Description

一种晶片视觉甄选挑取料装置及方法
技术领域
本发明涉及一种晶片视觉甄选挑取料装置及方法，属于晶片处理技术领域。
背景技术
一种晶片产品划片生产制造工艺后，产品是散状（散乱无序没有作整理）提供给后道分检工序。由于晶片产品是长方积形状体积较小，具有易碎性。目前主要是依靠人工在显微镜下进行挑选取料。
这种做法技术的缺点和不足，主要体显在以下：第一，对工人视力要求较高，从人员的前期培训到熟练的对产品检查作业，周期时间较长，生产管理成本较高；第二，产品质量随人为因素而变化，容易导致产品质量不稳定；第三，对人员工作环境要求较高，需要安静及光线适合，以及占地较大的空间环境；第四，产品外观检查生产效率较低，属于劳动密集型生产模式。第五，工人长期在显微镜下观察镜片细微特征，对眼睛容易产生视力疲劳，将会影响身体健康。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种晶片视觉甄选挑取料装置及方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种晶片视觉甄选挑取料装置，包括扩散振动盘模组、机械手模组、视觉XY轴运动模组、视觉相机模组、视觉光源模组以及控制处理单元，其中：
所述扩散振动盘模组用于将晶片扩散分布在振动盘产品分布区域。
所述视觉XY轴运动模组根据相机的视野范围，依据晶片在振动盘产品分布区域的位置将振动盘产品分布区域上划分为若干子分布区域，对子分布区域进行编号；视觉XY轴运动模组用于将视觉相机模组、视觉光源模组移动到初始编号的子分布区域上方。所述视觉XY轴运动模组用于在拍照完成后，将视觉相机模组、视觉光源模组移动等待位。所述视觉XY轴运动模组用于机械手模组取出晶片后，将视觉相机模组、视觉光源模组移动到下一个编号的子分布区域上。
所述视觉光源模组用于对所在编号的子分布区域上的晶片进行打光。
所述视觉相机模组用于对对所在编号的子分布区域上的打光后的晶片进行拍照。
所述控制处理单元用于根据视觉相机模组的拍照的照片，甄选出正面朝上的晶片作为选取目标，并根据该晶片所在的子分布区域计算出晶片的位置坐标信息。
所述机械手模组根据计算出的位置坐标信息，将所对应的晶片取出。
优选的：所述视觉XY轴运动模组包括Y轴运动模组和X轴运动模组，所述X轴运动模组固定安装在Y轴运动模组的驱动端，所述视觉相机模组、视觉光源模组固定安装在X轴运动模组的驱动端，所述Y轴运动模组用于驱动X轴运动模组在Y轴上移动，所述X轴运动模组用于驱动视觉相机模组、视觉光源模组在X轴上移动。
优选的：所述子分布区域呈阵列分布。
优选的：所述振动盘为长方形振动盘。
优选的：所述振动盘采用防静电工程塑料材质制成。
优选的：所述机械手模组为四轴机械手模组。
一种晶片视觉甄选挑取料方法，包括以下步骤：
步骤1，将产品倒入振动盘。
步骤2，扩散振动盘模组工作，将晶片扩散分布在振动盘产品分布区域。
步骤3，视觉XY轴运动模组工作，根据相机的视野范围，依据晶片在振动盘产品分布区域的位置将振动盘产品分布区域上划分为若干子分布区域，对子分布区域进行编号。视觉XY轴运动模组将视觉相机模组、视觉光源模组移动到初始编号的子分布区域上方。
步骤4，视觉光源模组对所在编号的子分布区域上的晶片进行打光。
步骤5，视觉相机模组对所在编号的子分布区域上的打光后的晶片进行拍照。
步骤6，视觉XY轴运动模组在拍照完成后，将视觉相机模组、视觉光源模组移动等待位。
步骤7，控制处理单元根据视觉相机模组的拍照的照片，甄选出正面朝上的晶片作为选取目标，并根据该晶片所在的子分布区域计算出晶片的位置坐标信息。
步骤8，所述机械手模组根据计算出的位置坐标信息，将子分布区域所对应的晶片取出。
步骤9，机械手模组取出晶片后，将视觉相机模组、视觉光源模组移动到下一个编号的子分布区域上。
步骤10，重复步骤4-9.直至所有子分布区域的晶片取料完成。
本发明相比现有技术，具有以下有益效果：
本发明通过视觉打源打光，视觉相机拍照，视觉系统按照指定的晶片产品方向，甄选出晶片产品引导采用四轴机器手挑选产品的方法与装置。该装置可以代替人工大量人力，实现对晶片产品高效率高质量的挑选取料生产需要。
附图说明
图1为晶片视觉甄选挑取料装置工作原理图。
图2为晶片视觉甄选挑取料装置工作流程示意图。
图3为晶片视觉甄选挑取料装置结构俯视图。
图4为晶片视觉甄选挑取料装置正视图。
图5为晶片视觉甄选挑取料装置立体图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种晶片视觉甄选挑取料装置，如图1、3-5所示，包括扩散振动盘模组1、机械手模组2、视觉XY轴运动模组3、视觉相机模组4、视觉光源模组5以及控制处理单元，其中：
所述扩散振动盘模组1用于将晶片扩散分布在振动盘产品分布区域。由于产品具备易碎性等特性，散乱无序没有作整理，没有统一方向，体积小等特点，设备设计采用了扩散振动盘模组，其振动盘为长方形振动盘，材料为防静电工程塑料材质，用于保护片产品不容易碰伤。
所述视觉XY轴运动模组3包括Y轴运动模组31和X轴运动模组32，所述X轴运动模组固定安装在Y轴运动模组31的驱动端，所述视觉相机模组4、视觉光源模组5固定安装在X轴运动模组32的驱动端，所述Y轴运动模组31用于驱动X轴运动模组32在Y轴上移动，所述X轴运动模组32用于驱动视觉相机模组4、视觉光源模组5在X轴上移动。
所述视觉XY轴运动模组3根据相机的视野范围，依据晶片在振动盘产品分布区域的位置将振动盘产品分布区域上划分为若干子分布区域，所述子分布区域呈阵列分布。对子分布区域进行编号。视觉XY轴运动模组3用于将视觉相机模组4、视觉光源模组5移动到初始编号的子分布区域上方。所述视觉XY轴运动模组3用于在拍照完成后，将视觉相机模组4、视觉光源模组5移动等待位。所述视觉XY轴运动模组3用于机械手模组2取出晶片后，将视觉相机模组4、视觉光源模组5移动到下一个编号的子分布区域上。
所述视觉光源模组5用于对所在编号的子分布区域上的晶片进行打光。
所述视觉相机模组4用于对对所在编号的子分布区域上的打光后的晶片进行拍照。
所述控制处理单元用于根据视觉相机模组4的拍照的照片，甄选出正面朝上的晶片作为选取目标，并根据该晶片所在的子分布区域计算出晶片的位置坐标信息。
所述机械手模组2根据计算出的位置坐标信息，将所对应的晶片取出。所述机械手模组2为四轴机械手模组，所述机械手模组2设置有用于取出晶片的吸嘴机构21。所述机械手模组2与机器人控制装置22连接，所述机器人控制装置22通过联接机构23固定安装在地面。
一种晶片视觉甄选挑取料方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤1，将产品倒入振动盘。
步骤2，扩散振动盘模组1工作，将晶片扩散分布在振动盘产品分布区域。
步骤3，视觉XY轴运动模组3工作，根据相机的视野范围，依据晶片在振动盘产品分布区域的位置将振动盘产品分布区域上划分为若干子分布区域，对子分布区域进行编号。视觉XY轴运动模组3将视觉相机模组4、视觉光源模组5移动到初始编号的子分布区域上方。
步骤4，视觉光源模组5对所在编号的子分布区域上的晶片进行打光。
步骤5，视觉相机模组4对所在编号的子分布区域上的打光后的晶片进行拍照。
步骤6，视觉XY轴运动模组3在拍照完成后，将视觉相机模组4、视觉光源模组5移动等待位。
步骤7，控制处理单元根据视觉相机模组4的拍照的照片，甄选出正面朝上的晶片作为选取目标，并根据该晶片所在的子分布区域计算出晶片的位置坐标信息。
步骤8，所述机械手模组2根据计算出的位置坐标信息，将子分布区域所对应的晶片取出。
步骤9，机械手模组2取出晶片后，将视觉相机模组4、视觉光源模组5移动到下一个编号的子分布区域上。
步骤10，重复步骤4-9.直至所有子分布区域的晶片取料完成。
本发明当将产品倒入振动盘后，通过振动控制系统将堆集的产品扩散分开。视觉相机搜寻模组，在视觉光源的配合下，对扩散振动盘内的产品进行打光，相机进行拍照，视觉系统对所拍照的产品信息进行比对甄选出指示方向的产品并提供位置坐标信息，四轴机械手模组收到产品坐标信息结果后，将晶体产品快速抓取产品，并放入下道工序指定位置。
通过实施本发明，该设备系统是一种机器代替人力的模式，具有高效高质量性能稳定，解放了人力，生产效率高：第一，对工人素质要求不高，人员的作简单培训就能上岗，人员需求数量较少，生产管理成本较低；第二，不会因为产品质量随人为因素而变化，容易导致产品质量不稳定；第三，对人员工作环境及空间环境要求不高，点地较少；第四，机器代替人力对产品外观检查生产效率高，第五，不会影响工人身体健康。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种晶片视觉甄选挑取料装置，其特征在于：包括扩散振动盘模组（1）、机械手模组（2）、视觉XY轴运动模组（3）、视觉相机模组（4）、视觉光源模组（5）以及控制处理单元，其中：
所述扩散振动盘模组（1）用于将晶片扩散分布在振动盘产品分布区域；
所述视觉XY轴运动模组（3）根据相机的视野范围，依据晶片在振动盘产品分布区域的位置将振动盘产品分布区域上划分为若干子分布区域，对子分布区域进行编号；视觉XY轴运动模组（3）用于将视觉相机模组（4）、视觉光源模组（5）移动到初始编号的子分布区域上方；所述视觉XY轴运动模组（3）用于在拍照完成后，将视觉相机模组（4）、视觉光源模组（5）移动等待位；所述视觉XY轴运动模组（3）用于机械手模组（2）取出晶片后，将视觉相机模组（4）、视觉光源模组（5）移动到下一个编号的子分布区域上；
所述视觉光源模组（5）用于对所在编号的子分布区域上的晶片进行打光；
所述视觉相机模组（4）用于对对所在编号的子分布区域上的打光后的晶片进行拍照；
所述控制处理单元用于根据视觉相机模组（4）的拍照的照片，甄选出正面朝上的晶片作为选取目标，并根据该晶片所在的子分布区域计算出晶片的位置坐标信息；
所述机械手模组（2）根据计算出的位置坐标信息，将所对应的晶片取出。
2.根据权利要求1所述晶片视觉甄选挑取料装置，其特征在于：所述视觉XY轴运动模组（3）包括Y轴运动模组和X轴运动模组，所述X轴运动模组固定安装在Y轴运动模组的驱动端，所述视觉相机模组（4）、视觉光源模组（5）固定安装在X轴运动模组的驱动端，所述Y轴运动模组用于驱动X轴运动模组在Y轴上移动，所述X轴运动模组用于驱动视觉相机模组（4）、视觉光源模组（5）在X轴上移动。
3.根据权利要求2所述晶片视觉甄选挑取料装置，其特征在于：所述子分布区域呈阵列分布。
4.根据权利要求3所述晶片视觉甄选挑取料装置，其特征在于：所述振动盘为长方形振动盘。
5.根据权利要求4所述晶片视觉甄选挑取料装置，其特征在于：所述振动盘采用防静电工程塑料材质制成。
6.根据权利要求5所述晶片视觉甄选挑取料装置，其特征在于：所述机械手模组（2）为四轴机械手模组。
7.一种基于权利要求1所述晶片视觉甄选挑取料装置的取料方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将产品倒入振动盘；
步骤2，扩散振动盘模组（1）工作，将晶片扩散分布在振动盘产品分布区域；
步骤3，视觉XY轴运动模组（3）工作，根据相机的视野范围，依据晶片在振动盘产品分布区域的位置将振动盘产品分布区域上划分为若干子分布区域，对子分布区域进行编号；视觉XY轴运动模组（3）将视觉相机模组（4）、视觉光源模组（5）移动到初始编号的子分布区域上方；
步骤4，视觉光源模组（5）对所在编号的子分布区域上的晶片进行打光；
步骤5，视觉相机模组（4）对所在编号的子分布区域上的打光后的晶片进行拍照；
步骤6，视觉XY轴运动模组（3）在拍照完成后，将视觉相机模组（4）、视觉光源模组（5）移动等待位；
步骤7，控制处理单元根据视觉相机模组（4）的拍照的照片，甄选出正面朝上的晶片作为选取目标，并根据该晶片所在的子分布区域计算出晶片的位置坐标信息；
步骤8，所述机械手模组（2）根据计算出的位置坐标信息，将子分布区域所对应的晶片取出；
步骤9，机械手模组（2）取出晶片后，将视觉相机模组（4）、视觉光源模组（5）移动到下一个编号的子分布区域上；
步骤10，重复步骤4-9.直至所有子分布区域的晶片取料完成。
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