CN204308972U - 视觉检查系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动化技术领域，公开了一种视觉检查系统。本实用新型中，视觉检查系统包含：机器人、处理芯片、存储器、至少两个摄像头与若干个支撑件；其中，摄像头与支撑件一一对应；一个摄像头设置在机器人的一个抓手上，该抓手可摆动或者旋转；其余的摄像头分别固定设置在对应的支撑件上；一个支撑件固定设置在机器人侧边，该支撑件上的摄像头在工作时与抓手上设置的摄像头相对，其余支撑件上设置的摄像头方位不同并共同形成待检物品的空间，同时分别垂直于设置在抓手上的摄像头；处理芯片设置在机器人上，并分别与所有摄像头、抓手、存储器相连。这样，可以避免人工作业引入的误差；且该系统可以不间断工作，从而极大地提高了工作效率。

Description

视觉检查系统

技术领域

本实用新型涉及自动化技术领域，特别涉及一种视觉检查系统。

背景技术

目前，在业内已有很多机器人可进行产品搬运、翻转等各种运输操作，极大地提高了工作效率。然而，SMT(Surface Mount Technology，表面组装技术)的AOI(Automatic Optic Inspection，自动光学检测)相关设备，在PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)表面粘贴技术的质量检查有许多视觉处理的方案，但是至今为止，很大程度上还依赖于人工操作，未实现视觉处理的自动化。

由于人工检查工作量大，并不可避免地带有主观性，通常不能保证在每个产品上的检查达到所有质量标准的检测，直接导致效率低下。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种视觉检查系统，可以利用机器人按照预先设置的质量标准进行作业，避免人工作业引入的误差；且该系统可以不间断工作，从而极大地提高了工作效率。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种视觉检查系统，包含：机器人、处理芯片、存储器、至少两个摄像头与若干个支撑件；其中，所述摄像头与所述支撑件一一对应；

一个摄像头设置在所述机器人的一个抓手上，该抓手可摆动或者旋转；

其余的摄像头分别固定设置在对应的支撑件上；

一个支撑件固定设置在所述机器人侧边，该支撑件上的摄像头在工作时与所述抓手上设置的摄像头相对，其余支撑件上设置的摄像头方位不同并共同形成待检物品的空间，同时分别垂直于设置在所述抓手上的摄像头；

所述处理芯片设置在所述机器人上，并分别与所有摄像头、所述抓手、所述存储器相连。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，包含机器人、处理芯片与至少两个摄像头；其中，将一个摄像头安装在机器人的一个抓手上，该抓手可旋转或者摆动，故而，该抓手既可携带摄像头一起运动，使摄像头对抓手所指之处进行拍照，又可抓取待检物品，并将待检物品移动至对应的摄像头的对面，以供拍照；将其余的摄像头分别固定设置在对应的支撑件上，在工作时，机器人的抓手抓取待检的物品后移动至对应的摄像头的相对位置，以供拍照；所有拍摄的照片均输出至处理芯片，处理芯片根据存储器中预先设置的质量标准对接收的照片进行处理后，根据处理结果控制机器人的手臂进行运动，对待检物品进行处理。这样，机器人每一次作业都是按照预先设置的质量标准进行，避免了人工作业引入的误差；而且，该系统还可以不间断地工作，从而极大地提高了工作效率。

另外，所述机器人可以为6轴机器人，该视觉检查系统可以包含两个摄像头。对于一个三维的待检物品，比如，长方体物品，具有6个面，机器人抓手上的摄像头可以对其上面进行直接拍照，安装在机器人底座上的摄像头可以对其下面直接拍照，那么还有4个面待拍照检查，这也就意味着，机器人的抓手只至少需要4个自由度的运动便可完成对待检长方体物品的检查。该系统采用6轴机器人，可以完成上述的运动要求，且可以进一步增加系统的灵活性。

另外，所述机器人为4轴机器人，该视觉检查系统包含三个摄像头。同 样，对于一个三维待检物品，比如，长方体物品，具有6个面，机器人抓手上的摄像头可以对其上面进行直接拍照，安装在机器人底座上的一个摄像头可以对其下面直接拍照，另一个摄像头与待检物品的侧面相对设置，并对该侧面进行拍照，那么，该待检物品还有3个面待拍照检查，这也就意味着，机器人的抓手只需要1个旋转自由度的运动便可完成对待检长方体物品的检查，即4轴机器人(包含3个空间自由度与1个旋转自由度)便可完成上述作业。由于4轴机器人要比6轴机器人的成本低很多，所以，可以节约成本。

另外，所述抓手上设有吸盘；所述吸盘与所述抓手活动连接。吸盘用于吸取片状待检物品，而且，吸盘与抓手活动连接，可以根据不同待检物品任意调整吸盘的位置，适用性强。

优选地，所述摄像头均为CCD相机。由于CCD相机常应用于工业，故业界常称呼其为工业CCD相机。

附图说明

图1是根据本实用新型第一实施方式中的6轴机器人的具体结构示意图；

图2是根据本实用新型第一实施方式中的CCD相机的相对位置示意图；

图3是根据本实用新型第二实施方式中的CCD相机的相对位置示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种 种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本实用新型的第一实施方式涉及一种视觉检查系统，包含：6轴机器人、处理芯片、存储器、车间作业管理(SFC)芯片、1个支撑件与两个工业CCD相机。处理芯片设置在6轴机器人上，并分别与两个工业CCD相机、SFC芯片、存储器相连。

其中，6轴机器人，如图1所示，包含底座107、第一旋转轴(Axis1)101、第二旋转轴(Axis2)102、第三旋转轴(Axis3)103、第四旋转轴(Axis4)104、第五旋转轴(Axis5)105与第六旋转轴(Axis6)106。其中，第二旋转轴102相当于机器人的大臂，第三旋转轴103相当于机器人的小臂，第五旋转轴105与第六旋转轴106相当于机器人的抓手。这六个轴均与处理芯片相连，在处理芯片的控制下相互配合，可以实现6个自由度的运动。其中，第五旋转轴105可以摆动，第六旋转轴106可以转动，即机器人的抓手既可以摆动，也可以转动。而且，在本实施方式中，抓手上设有吸盘；吸盘与抓手活动连接，吸盘的位置可以根据不同产品进行任意调整，增加了本实用新型的适用性。

一个工业CCD相机201设置在6轴机器人的手臂的第五旋转轴105上。换句话说，该工业CCD相机201设置在6轴机器人的抓手上，可以随抓手摆动。在对待检物进行检查时，第五旋转轴105上的工业CCD相机201随第五旋转轴105运动到待检物品处，对待检物品的上表面进行拍照，并将拍摄的照片输出至处理芯片。其中，在本实施方式中，待检物为产片。然后，吸盘在处理芯片的控制下吸起产片，并移动至另一个工业CCD相机202的相对位置。在6轴机器人的抓手运动到产片上方进行第一次拍照时，一则取像判断正面质量，二则校准6轴机器人抓手的运动坐标。

另一个工业CCD相机202固定设置在支撑件上，该支撑件固定设置在6轴机器人侧边，该支撑件上的工业CCD相机202在工作时与抓手上设置的 工业CCD相机201相对，二者中轴线重合，即支撑件上的工业CCD相机202与抓手上的工业CCD相机201中轴线夹角为0度，具体如图2所示。处理芯片控制6轴机器人对产片进行翻转，每一次翻转90度，即每次翻转后产片的不同表面正对底座107上的工业CCD相机201，并且，每翻转一次，控制底座107上的工业CCD相机201对产片的表面进行拍照，并将拍摄的照片输出至处理芯片，直至除了被吸盘吸取的表面外的5个表面都被拍照。

处理芯片设置在机器人上，并分别与两个工业CCD相机、抓手相连。存储器中预先保存有产片的质量检验标准，具体地说，是产片的6个外表面的参比照片。在本实施方式中，处理芯片自动对产片的各表面的照片与存储器中的对应的6个参比照片进行对比，符合质量检验标准的标记为合格品，否者，标记为瑕疵品或者缺陷品。其中，处理芯片是通过对比拍摄的照片与参比照片的灰度对二者进行对比的。

比如，产片的外观缺陷包括SMT(表面组装技术)元件类缺陷、标签印刷类缺陷与PCB板的缺陷。其中，SMT(表面组装技术)元件类缺陷包含：缺件、偏移、虚焊、极性错等；标签印刷类缺陷包含：barcode(条码)的漏贴、破损、脏污、印刷偏移、文字内容不符计划书等；PCB板的缺陷包含：镀金面沾锡、PCB表面污渍、PCB切面毛刺等。这些缺陷在照片中的灰度不同，这样，处理芯片通过照片对比可以获知产片的缺陷类型与程度，并予以标记。

处理芯片根据预先设置的质量标准对接收的照片进行处理后，定制一套检验序列，检验完成后将处理结果输出至SFC(Shop Floor Control，车间作业管理)芯片，由SFC芯片更新该号码在芯片内的站点标示位，同时将处理结果输出至6轴机器人。

6轴机器人根据接收到的处理结果控制抓手进行运动，对产片进行处理。比如，将产片的合格品放置在合格品传送带上，送至下一站；将瑕疵品与缺 陷品分别放置在瑕疵品与缺陷品的传送带上，送至维修处进行维修。

这样，6轴机器人每一次作业都是按照预先设置的质量标准进行，避免了人工作业引入的误差；而且，该系统还可以不间断地工作，从而极大地提高了工作效率。

需要说明的是，6轴机器人可以根据不同的产品先单步运行到各个翻转拍照的坐标点，经行记录，然后将此套运动所有坐标编辑成一套模板，确定运行路径后，再按照这套模板自动运行到所有预定坐标点。

需要说明的是，在本实施方式中，仅包含2个工业CCD相机，故不存在其余支撑件上设置的摄像头方位不同并共同形成待检物品的空间的情况。

与现有技术相比，是将一个工业CCD相机安装在机器人的一个抓手上，该抓手可摆动，故而，该抓手既可携带工业CCD相机一起运动，使工业CCD相机对抓手所指之处进行拍照，又可抓取待检物品，并将待检物品移动至对应的工业CCD相机的对面，以供拍照；将另一个CCD相机固定设置在支撑件上，在工作时，机器人的抓手抓取待检物品后移动至支撑件上设置的工业CCD相机的相对位置，以供拍照；2个工业CCD拍摄的照片均输出至处理芯片，处理芯片根据存储器中预先设置的质量标准对接收的照片进行处理后，根据处理结果控制机器人的手臂进行运动，对待检物品进行处理。这样，机器人每一次作业都是按照预先设置的质量标准进行，避免了人工作业引入的误差；而且，该系统还可以不间断地工作，从而极大地提高了工作效率。

本实用新型的第二实施方式涉及一种视觉检查系统。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第一实施方式中，机器人为6轴机器人，视觉检查系统包含两个工业CCD相机。而在本实用新型第二实施方式中，机器人为4轴机器人，视觉检查系统包含三个CCD相机(第一CCD相机301、第二CCD302与第三相机CCD相机303)，这样，可以节约 成本。

具体地说，在本实施方式中，4轴机器人的抓手具有4个运动自由度(3个空间自由度与一个平面旋转自由度)，且该抓手上设置有第一CCD相机301，另外两个CCD相机对应地设置在2个支撑件上，其中，第二CCD相机302在工作时与第一CCD相机301竖直相对，第三CCD相机303与第二CCD相机302垂直相对，并共同形成待检物品的空间，具体如图3所示，其中，第二CCD相机302与第一实施方式中的设置在支撑件上的CCD相机202位置相同。其中，第一CCD相机301设置在3轴机器人的抓手上，既可以随抓手进行三维运动，又可以围绕抓手的旋转轴转动。

在对待检产片进行检查时，抓手上的第一CCD相机301随抓手运动到产片处，对产片的上表面进行拍照，并将拍摄的照片输出至处理芯片。然后，抓手上的吸盘在处理芯片的控制下吸起产片，并移动至第二CCD相机302的正上方位置，此时，产片的一个侧面正对第三CCD相机303，第二CCD相机302与第三CCD相机303同时对产片的下表面与一个侧面进行拍照，并将拍摄的照片输出至处理芯片，至此为止，已经完成了产片的3的外表面的拍照，还剩余3个侧表面的拍照。接着，处理芯片控制抓手的旋转轴进行旋转，每次旋转90度，即每次转转后，产片的一个侧面正对第三CCD相机303，第三CCD相机303对旋转后与之正对的产片的侧表面进行拍照，并输出至处理芯片，直至剩余的3个侧表面都被拍照。

处理芯片自动对产片的各表面的照片与存储器中对应的6个参比照片进行对比，并将对比结果输出至4轴机器人，4轴机器人根据接收到的对比结果对产片进行相应处理。

由于4轴机器人比6轴机器人的撤成本低，所以本实施方式中的视觉检查系统可以节约成本，而且，控制简单，易于实现和推广。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (6)

1.一种视觉检查系统，其特征在于，包含：机器人、处理芯片、存储器、至少两个摄像头与若干个支撑件；其中，所述摄像头与所述支撑件一一对应；

一个摄像头设置在所述机器人的一个抓手上，该抓手可摆动或者旋转；

其余的摄像头分别固定设置在对应的支撑件上；

一个支撑件固定设置在所述机器人侧边，该支撑件上的摄像头在工作时与所述抓手上设置的摄像头相对，其余支撑件上设置的摄像头方位不同并共同形成待检物品的空间，同时分别垂直于设置在所述抓手上的摄像头；

所述处理芯片设置在所述机器人上，并分别与所有摄像头、所述抓手、所述存储器相连。

2.根据权利要求1所述的视觉检查系统，其特征在于，所述机器人为6轴机器人，该视觉检查系统包含两个摄像头。

3.根据权利要求1所述的视觉检查系统，其特征在于，所述机器人为4轴机器人，该视觉检查系统包含三个摄像头。

4.根据权利要求1所述的视觉检查系统，其特征在于，所述抓手上设有吸盘；

所述吸盘与所述抓手活动连接。

5.根据权利要求1所述的视觉检查系统，其特征在于，还包含车间作业管理SFC芯片；

所述SFC芯片与所述处理芯片相连。

6.根据权利要求1所述的视觉检查系统，其特征在于，所述摄像头均为CCD相机。