CN116858841A - 一种表贴封装元器件外观自动检测设备 - Google Patents

一种表贴封装元器件外观自动检测设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种表贴封装元器件外观自动检测设备，属于电子元器件检测设备技术领域，包括柔性振动盘、直振器、机械手、图像定位采集系统、光纤感应器、第一图像采集系统、检测台、第二图像采集系统和工控机；图像定位采集系统用于采集柔性振动盘中元器件的定位图像信息，第一图像采集系统用于获取元器件的第一表面图像信息，第二图像采集系统用于获取元器件的第二表面图像信息；工控机用于根据定位图像信息控制机械手动作，以及用于根据第一表面图像信息和第二表面图像信息确定元器件的外观检测结果。本发明适用于多种不同封装类型和外形尺寸的表贴封装元器件外观自动检测，操作简便，能够满足不同生产需要，具有较高的使用率。

Description

一种表贴封装元器件外观自动检测设备
技术领域
本发明属于电子元器件检测设备技术领域，具体涉及一种表贴封装元器件外观自动检测设备。
背景技术
表贴封装类型的元器件有电阻、电容、电感、半导体分立器件及集成电路等，表贴封装的类型和外形尺寸多样。市场上的元器件外观检测设备主要用于阻容感类器件，缺少表贴封装类半导体分立器件和集成电路的外观检测设备，而且单台设备仅适用于单个封装尺寸的元器件，针对需要检测多种封装类型和外形尺寸的情况不适用，设备利用率低；而采用人工方式检测元器件的外观，工作效率低、强度大，容易出现漏检。
发明内容
本发明目的在于，针对表贴封装元器件外观检测设备的检测封装类型单一、设备利用率低以及人工检测效率低等问题的问题，提供一种表贴封装元器件外观自动检测设备。
一种表贴封装元器件外观自动检测设备，包括
柔性振动盘，用于装载待检测的元器件；
直振器，包括振动器和料槽；所述料槽的末端安装有定位卡，所述定位卡上设有用于元器件定位的凹槽；所述振动器用于将所述料槽中的元器件振动至所述定位卡的凹槽中；
机械手，用于吸取所述柔性振动盘内的元器件，并将所吸取的元器件放置到所述料槽中；
图像定位采集系统，用于采集所述柔性振动盘中元器件的定位图像信息；
光纤感应器，安装于所述料槽的上方，并靠近所述料槽的前端；
第一图像采集系统，用于对元器件进行第一次外观检测，并获取该元器件的第一表面图像信息；所述第一图像采集系统安装于所述料槽的上方，且位于所述光纤感应器和所述定位卡之间；在元器件经过所述光纤感应器后触发所述第一图像采集系统对元器件进行第一表面图像信息的采集；
检测台，位于所述定位卡的后方；所述检测台包括检测盘、转盘吸嘴组件和分料盒；所述分料盒至少为两个，其中一个用于放置检测合格的元器件；所述检测盘上设有检测工位，所述转盘吸嘴组件用于将定位卡凹槽处的元器件吸取到检测工位上进行第二次外观检测，以及所述转盘吸嘴组件用于将检测合格的元器件吸取到相应的分料盒中；
第二图像采集系统，位于所述检测盘的下方；所述第二图像采集系统用于对检测工位中的元器件进行第二次外观检测，并获取该元器件的第二表面图像信息；
工控机，分别与所述图像定位采集系统、所述机械手、所述直振器、所述光纤感应器、所述第一图像采集系统、所述第二图像采集系统和所述转盘吸嘴组件控制相连；
所述工控机具有视觉检测系统，该视觉检测系统用于根据所述定位图像信息确定所述柔性振动盘中元器件的位置坐标信息，并根据该位置坐标信息控制所述机械手动作；以及该视觉检测系统用于根据所述第一表面图像信息和所述第二表面图像信息确定元器件的外观检测结果，并根据该外观检测结果控制所述转盘吸嘴组件将检测合格的元器件吸取到相应的分料盒中。
进一步的，所述柔性振动盘包括料仓、振动盘和柔性振动器，所述料仓用于装载待检测的元器件，且所述料仓中的元器件能够进入所述振动盘中；
所述机械手用于从所述振动盘内吸取元器件，且所述柔性振动器能够分别振动所述料仓和所述振动盘。
进一步的，在所述定位图像信息中的元器件数量Q小于预先设定值M时，所述工控机控制所述柔性振动器对所述料仓进行振动。
进一步的，所述转盘吸嘴组件包括距离调节夹具和转盘吸嘴；
所述转盘吸嘴用于吸取元器件，所述距离调节夹具用于调节转盘吸嘴与所述检测台中心的距离。
进一步的，所述转盘吸嘴的数量为2N个，将每2个转盘吸嘴设为一组；其中，N为正整数，且所述检测盘上检测工位的数量与转盘吸嘴的组数相应一致；
在每组转盘吸嘴中，其中一个转盘吸嘴用于将位于定位卡凹槽处的元器件吸取到所述检测盘的检测工位上进行第二次外观检测；另一个转盘吸嘴用于将经第二次外观检测后的元器件吸取到相应的分料盒中。
进一步的，所述检测盘上还设有预留工位，所述预留工位用于对元器件增加图像采集系统或电参数检测工位。
进一步的，所述检测盘在每个检测工位处均设有透明区域，且所述第二图像采集系统通过透明区域对元器件进行第二表面图像的采集。
进一步的，所述机械手的末端设有用于吸取元器件的吸嘴，且该吸嘴与所述机械手的末端可拆卸连接，所述定位卡可拆卸地安装于所述料槽的末端。
进一步的，所述第一图像采集系统包括上光源、上镜头、上工业相机、上立柱和上支块；其中，所述上立柱竖直设置，所述上立柱通过第一上安装座滑动配合在所述上支块上，且所述上立柱与所述上支块构成T形结构，所述上立柱能够沿所述上支块的长度方向移动；
所述上立柱上滑动配合有第二上安装座，且所述第二上安装座能够沿所述上立柱的轴向上下移动，所述上光源、所述上镜头、所述上工业相机均固设于所述第二上安装座上。
进一步的，所述第二图像采集系统包括下光源、下镜头、下工业相机、下立柱和下支块；其中，所述下立柱竖直设置，所述下立柱通过第一下安装座滑动配合在所述下支块上，且所述下立柱与所述下支块构成T形结构，所述下立柱能够沿所述下支块的长度方向移动；
所述下立柱上滑动配合有第二下安装座，且所述第二下安装座能够沿所述下立柱的轴向上下移动，所述下光源、所述下镜头、所述下工业相机均固设于所述所述第二下安装座上。
本发明的有益效果为：
与现有技术相比，本发明适用于多种不同封装类型和外形尺寸的表贴封装元器件外观自动检测，操作简便，能够满足不同生产需要，具有较高的使用率。
附图说明
图1为本实施例的俯视结构示意图。
图2为本实施例的立体结构示意图。
图3为本实施例中第一图像采集系统的结构示意图。
图4为本实施例中第二图像采集系统的结构示意图。
图5为本实施例中检测台的结构示意图。
图6为本实施例中料槽的俯视示意图。
附图标记：
1-料仓，2-振动盘，3-柔性振动器，4-图像定位采集系统，5-机械手，6-直振器，7-光纤感应器，8-料槽，9-第一图像采集系统，91-上光源，92-上镜头，93-上工业相机，94-上立柱，95-上支块，10-定位卡，11-第二图像采集系统，111-下光源，112-下镜头，113-下工业相机，114-下立柱，115-下支块，12-检测台，13-转盘吸嘴组件，131-距离调节夹具，132-转盘吸嘴，14-预留检测工位，15-分料盒，16-工控机。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
针对表贴封装元器件外观检测设备的检测封装类型单一、设备利用率低以及人工检测效率低等问题的问题，本实施例提供了一种表贴封装元器件外观自动检测设备，能够适用于多种不同封装类型和外形尺寸的表贴封装元器件外观自动检测，操作简便，满足不同生产需要，具有较高的使用率。
如图1至图6所示，本实施例包括柔性振动盘、直振器、机械手、图像定位采集系统、光纤感应器、第一图像采集系统、检测台、第二图像采集系统和工控机。
其中，所述柔性振动盘包括料仓1、振动盘2和柔性振动器3。所述料仓1用于装载待检测的元器件，且所述料仓1中的元器件能够进入所述振动盘2中。在本实施例中，所述柔性振动器3能够分别振动所述料仓1和所述振动盘2，以便于所述料仓1内的元器件能够进入所述振动盘2中，以及便于所述柔性振动器3能够保证所述振动盘2内的元器件不会堆叠。
在本实施例中，所述柔性振动器3可优选为功率、频率及工作模式为可调式的。所述振动盘2优选为由防静电材料制作。
本实施例中的所述直振器6包括振动器和料槽8，所述料槽8的末端可拆卸式地安装有定位卡10，所述定位卡10上设有用于元器件定位的凹槽，该凹槽用于与元器件封装尺寸适配。
所述振动器用于将所述料槽8中的元器件振动至所述定位卡10的凹槽中。
优选地，所述料槽8的间距可调，且所述料槽8可采用由防静电材料制成；所述定位卡10采用防静电材料制作。
本实施例中的机械手可以选择为四轴机械手，该所述四轴机械手的末端设有用于吸取元器件的吸嘴，且吸嘴与所述四轴机械手的末端可拆卸连接，从而便于操作员根据实际需求，使所述四轴机械手与相应型号的吸嘴相连，以便于实现对各类型表贴封装元器件的吸取。
在工作时，机械手用于对振动盘2内的元器件实现吸取，并将所吸取的元器件放置到所述料槽8中。
本实施例中的图像定位采集系统4，安装于所述振动盘2上方。优选地，所述图像定位采集系统4可以包括工业相机、镜头、光源和支架，且所述工业相机、所述镜头和所述光源均固设于所述支架上。在本实施例中，所述图像定位采集系统4用于采集所述振动盘2中元器件的定位图像信息。
本实施例中的光纤感应器7安装于所述料槽8的上方，且靠近所述料槽8的前端。本实施例中第一图像采集系统9安装于所述料槽8的上方，且位于所述光纤感应器7和所述定位卡10之间。
在元器件被振动至所述定位卡10的凹槽处的过程中，对该元器件进行第一次外观检测。第一次外观检测由光纤感应器7和第一图像采集系统9配合完成。具体地，在元器件经过所述光纤感应器7后触发所述第一图像采集系统9对元器件进行第一表面图像信息的采集，且所述第一图像采集系统9能够将所采集的第一表面图像信息传输给所述工控机16。
如图3所示，所述第一图像采集系统9包括上光源91、上镜头92、上工业相机93、上立柱和上支块；其中，所述上立柱的轴向竖直设置，所述上立柱通过第一上安装座滑动配合在所述上支块上，且所述上立柱与所述上支块构成T形结构，所述上立柱能够沿所述上支块的长度方向移动；所述上立柱上滑动配合有第二上安装座，且所述第二上安装座能够沿所述上立柱的轴向上下移动，所述上光源91、所述上镜头92、所述上工业相机93均固设于所述第二上安装座上。
本实施例中的检测台可以选择为圆形检测台。本实施例中的检测台位于所述定位卡10的后方。
在本实施例中，所述检测台包括检测盘12、转盘吸嘴组件13和分料盒15。
其中，所述分料盒15的个数根据检测结果设置，一般可设置为合格盒、不合格盒和待复检盒3个。优选地，分料盒15内底部的高度可根据盒内所需要放入的元器件数量进行调整，以避免元器件在放入分料盒15的过程中而造成元器件引脚损伤的现象发生。
所述转盘吸嘴组件13包括距离调节夹具131和转盘吸嘴132；所述检测盘12上设有检测工位和预留工位14；其中，每个检测工位的处均配有对应的转盘吸嘴132；预留工位14用于对元器件增加图像采集系统或电参数检测工位，以便于在实际作业时，能够根据元器件的检测需求增加图像采集系统或电参数检测工位。
在本实施例中，转盘吸嘴132用于将定位卡10凹槽处的元器件吸取到所述检测盘12的检测工位上进行第二次外观检测，以及转盘吸嘴132用于将经第二次外观检测后的元器件吸取到相应的分料盒15中；所述转盘吸嘴组件13中的距离调节夹具131用于调节转盘吸嘴132与所述圆形检测台中心的距离，从而可以通过调节转盘吸嘴132与圆形检测台中心的距离，以实现对多种封装尺寸的元器件进行吸取。
在本实施例中，元器件的第二次外观检测由第二图像采集系统11完成。其中，所述第二图像采集系统11位于所述检测盘12的下方；所述第二图像采集系统11用于获取检测工位中元器件的第二表面图像信息，并将该第二表面图像信息传输给所述工控机16。
进一步的，所述检测盘12在每个检测工位处均设有透明区域，且所述第二图像采集系统11通过该透明区域对元器件进行第二表面图像的采集。优选地，该透明区域可由为透明玻璃材质制成。
优选地，如图4所示，本实施例中的所述第二图像采集系统11包括下光源111、下镜头112、下工业相机113、下立柱和下支块；其中，所述下立柱的轴向竖直设置，所述下立柱通过第一下安装座滑动配合在所述下支块上，且所述下立柱与所述下支块构成T形结构，所述下立柱能够沿所述下支块的长度方向移动；所述下立柱上滑动配合有第二下安装座，且所述第二下安装座能够沿所述下立柱的轴向上下移动，所述下光源111、所述下镜头112、所述下工业相机113均固设于所述所述第二下安装座上。
优选地，可以使所述定位卡10的布设位置、所述第二图像采集系统11的布设位置、所述预留检测工位14的布设位置、所有分料盒15的布设位置沿所述检测盘12周向间隔设置。
进一步的，在本实施例中，转盘吸嘴132的数量为2N个，N为正整数，并将每2个转盘吸嘴132设为一组。检测盘上检测工位的数量与转盘吸嘴的组数相应一致。在每组转盘吸嘴中，其中一个转盘吸嘴132用于将位于定位卡10凹槽处的元器件吸取到所述检测盘12的检测工位上进行第二次外观检测；另一个转盘吸嘴132用于将经第二次外观检测后的元器件吸取到相应的分料盒15中。
工控机16，所述工控机16具有视觉检测系统。所述工控机16分别与所述柔性振动器3、所述图像定位采集系统4、所述四轴机械手5、所述直振器6、所述光纤感应器7、所述第一图像采集系统9、所述第二图像采集系统11和所述转盘吸嘴组件13控制相连。
作业时，图像定位采集系统4将所采集到的定位图像信息传输给所述工控机16，所述工控机16中的视觉检测系统根据该定位图像信息获取所述振动盘2中元器件的位置坐标信息，并根据该位置坐标信息控制所述四轴机械手5动作，以实现所述四轴机械手5对振动盘2内的元器件进行吸取，以及通过所述四轴机械手5将所吸取的元器件放置到所述料槽8中。
优选的，在所述定位图像信息中的元器件数量Q小于预先设定值M时，所述工控机16控制所述柔性振动器3对所述料仓1进行振动，从而便于能够及时对振动盘2中的元器件进行补充，以便于四轴机械手5吸取。其中，Q和M可以根据实际需求进行选择。
作业时，所述工控机16中的视觉检测系统根据所述第一表面图像信息和所述第二表面图像信息确定元器件的外观检测结果，根据该外观检测结果将元器件标记为合格、不合格或待复检，以及根据该外观检测结果控制转盘吸嘴组件13将经第二次外观检测后的元器件吸取到相应的分料盒15中。
与现有技术相比，本发明适用于多种不同封装类型和外形尺寸的表贴封装元器件外观自动检测，操作简便，能够满足不同生产需要，具有较高的使用率。
以上所述仅为本发明较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种表贴封装元器件外观自动检测设备，其特征在于：包括
柔性振动盘，用于装载待检测的元器件；
直振器，包括振动器和料槽；所述料槽的末端安装有定位卡，所述定位卡上设有用于元器件定位的凹槽；所述振动器用于将所述料槽中的元器件振动至所述定位卡的凹槽中；
机械手，用于吸取所述柔性振动盘内的元器件，并将所吸取的元器件放置到所述料槽中；
图像定位采集系统，用于采集所述柔性振动盘中元器件的定位图像信息；
光纤感应器，安装于所述料槽的上方，并靠近所述料槽的前端；
第一图像采集系统，用于对元器件进行第一次外观检测，并获取该元器件的第一表面图像信息；所述第一图像采集系统安装于所述料槽的上方，且位于所述光纤感应器和所述定位卡之间；在元器件经过所述光纤感应器后触发所述第一图像采集系统对元器件进行第一表面图像信息的采集；
检测台，位于所述定位卡的后方；所述检测台包括检测盘、转盘吸嘴组件和分料盒；所述分料盒至少为两个，其中一个用于放置检测合格的元器件；所述检测盘上设有检测工位，所述转盘吸嘴组件用于将定位卡凹槽处的元器件吸取到检测工位上进行第二次外观检测，以及所述转盘吸嘴组件用于将检测合格的元器件吸取到相应的分料盒中；
第二图像采集系统，位于所述检测盘的下方；所述第二图像采集系统用于对检测工位中的元器件进行第二次外观检测，并获取该元器件的第二表面图像信息；
工控机，分别与所述图像定位采集系统、所述机械手、所述直振器、所述光纤感应器、所述第一图像采集系统、所述第二图像采集系统和所述转盘吸嘴组件控制相连；
所述工控机具有视觉检测系统，该视觉检测系统用于根据所述定位图像信息确定所述柔性振动盘中元器件的位置坐标信息，并根据该位置坐标信息控制所述机械手动作；以及该视觉检测系统用于根据所述第一表面图像信息和所述第二表面图像信息确定元器件的外观检测结果，并根据该外观检测结果控制所述转盘吸嘴组件将检测合格的元器件吸取到相应的分料盒中。
2.根据权利要求1所述的表贴封装元器件外观自动检测设备，其特征在于：所述柔性振动盘包括料仓、振动盘和柔性振动器，所述料仓用于装载待检测的元器件，且所述料仓中的元器件能够进入所述振动盘中；
所述机械手用于从所述振动盘内吸取元器件，且所述柔性振动器能够分别振动所述料仓和所述振动盘。
3.根据权利要求2所述的表贴封装元器件外观自动检测设备，其特征在于：在所述定位图像信息中的元器件数量Q小于预先设定值M时，所述工控机控制所述柔性振动器对所述料仓进行振动。
4.根据权利要求1所述的表贴封装元器件外观自动检测设备，其特征在于：所述转盘吸嘴组件包括距离调节夹具和转盘吸嘴；
所述转盘吸嘴用于吸取元器件，所述距离调节夹具用于调节转盘吸嘴与所述检测台中心的距离。
5.根据权利要求4所述的表贴封装元器件外观自动检测设备，其特征在于：所述转盘吸嘴的数量为2N个，将每2个转盘吸嘴设为一组；其中，N为正整数，且所述检测盘上检测工位的数量与转盘吸嘴的组数相应一致；
在每组转盘吸嘴中，其中一个转盘吸嘴用于将位于定位卡凹槽处的元器件吸取到所述检测盘的检测工位上进行第二次外观检测；另一个转盘吸嘴用于将经第二次外观检测后的元器件吸取到相应的分料盒中。
6.根据权利要求1所述的表贴封装元器件外观自动检测设备，其特征在于：所述检测盘上还设有预留工位，所述预留工位用于对元器件增加图像采集系统或电参数检测工位。
7.根据权利要求1所述的表贴封装元器件外观自动检测设备，其特征在于：所述检测盘在每个检测工位处均设有透明区域，且所述第二图像采集系统通过透明区域对元器件进行第二表面图像的采集。
8.根据权利要求1所述的表贴封装元器件外观自动检测设备，其特征在于：所述机械手的末端设有用于吸取元器件的吸嘴，且该吸嘴与所述机械手的末端可拆卸连接，所述定位卡可拆卸地安装于所述料槽的末端。
9.根据权利要求1-8中任一所述的表贴封装元器件外观自动检测设备，其特征在于：所述第一图像采集系统包括上光源、上镜头、上工业相机、上立柱和上支块；其中，所述上立柱竖直设置，所述上立柱通过第一上安装座滑动配合在所述上支块上，且所述上立柱与所述上支块构成T形结构，所述上立柱能够沿所述上支块的长度方向移动；
所述上立柱上滑动配合有第二上安装座，且所述第二上安装座能够沿所述上立柱的轴向上下移动，所述上光源、所述上镜头、所述上工业相机均固设于所述第二上安装座上。
10.根据权利要求1-8中任一所述的表贴封装元器件外观自动检测设备，其特征在于：所述第二图像采集系统包括下光源、下镜头、下工业相机、下立柱和下支块；其中，所述下立柱竖直设置，所述下立柱通过第一下安装座滑动配合在所述下支块上，且所述下立柱与所述下支块构成T形结构，所述下立柱能够沿所述下支块的长度方向移动；
所述下立柱上滑动配合有第二下安装座，且所述第二下安装座能够沿所述下立柱的轴向上下移动，所述下光源、所述下镜头、所述下工业相机均固设于所述所述第二下安装座上。
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