CN205749309U - 基板检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基板检测设备，包括：传输机构，用于传输基板；成像机构，与所述传输机构相向设置，用于在特定位置以一次拍照的方式对所述传输机构上输送的所述基板进行拍摄生成完整图像；控制机构，与所述成像机构电连接，用于控制所述成像机构的拍摄并对拍摄出的所述完整图像进行存储、分析进而诊断出所述基板的缺陷；所述成像机构包括相向所述传输机构设置的高像素相机和安装于所述高像素相机的高分辨率工业镜头，所述高像素相机与所述控制机构电连接受所述控制机构控制。通过上述实施方式，能够在基板输送过程中自动完成缺陷检测，不需要传输机构停板检测，不需要对基板进行固定，且一次成像检测精度高。

Description

基板检测设备

技术领域

本实用新型涉及基板检测技术领域，尤其涉及一种基板检测设备。

背景技术

现有的基板检测设备，大多数都是采用通过相机在X、Y轴相互交叉运动以进行多点、多次相机成像图片，再利用检测软件多图拼接成完整图像，从而识别基板如电路板或工件的制造缺陷。

由于需要上述检测步骤，现有的基板检测设备需要在生产线上停板，待检测完工件后，输送到下一工序，其效率低下，且设备制造成本过高。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题提供一种基板检测设备，能够在基板输送过程中自动完成缺陷检测，不需要传输机构停板检测，不需要对基板进行固定，且一次成像检测精度高。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基板检测设备，包括：传输机构，用于传输基板；成像机构，与所述传输机构相向设置，用于在特定位置以一次拍照的方式对所述传输机构上输送的所述基板进行拍摄生成完整图像；控制机构，与所述成像机构电连接，用于控制所述成像机构的拍摄并对拍摄出的所述完整图像进行存储、分析进而诊断出所述基板的缺陷；其中，所述成像机构包括相向所述传输机构设置的高像素相机和安装于所述高像素相机的高分辨率工业镜头，所述高像素相机与所述控制机构电连接受所述控制机构控制。

进一步地，所述传输机构包括相对平行设置于的第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和所述第二导轨相对的两侧壁分别安装有传送单元，所述传送单元包括主动轮、从动轮及传送带，所述传送带安装在所述主动轮和所述从动轮上，所述基板支撑于两个所述传送单元的所述传送带上并随所述传送带移动。

进一步地，所述第一导轨上装设有第一固定支座和第二固定支座，所述第二导轨上装设有第一活动支座和第二活动支座；所述第一固定支座顶端和所述第二固定支座顶端之间、及所述第一活动支座顶端和所述第二活动支座顶端之间分别通过一横梁连接，所述第一固定支座顶端和所述第二活动支座顶端之间、及所述第二固定支座顶端和所述第一活动支座顶端之间分别通过一纵梁连接，各所述横梁和所述纵梁首尾拼接成框体；所述成像机构安装于所述框体上。

进一步地，所述框体上安装有至少一个用于为所述成像机构提供背景光的条形光机构，所述条形光机构包括两个光源安装块、两个紧定螺钉以及一个RGB三色光源；两个所述光源安装块固设于所述框体上，所述RGB三色光源的两端分别通过一所述紧定螺钉转动连接于一所述光源安装块上，通过旋紧所述紧定螺钉进而将所述RGB三色光源的锁紧固定在所述光源安装块上，所述RGB三色光源与所述控制机构电连接并受所述控制机构控制。

进一步地，所述框体上安装有至少一个读取机构，所述读取机构包括滑动设置于两所述横梁之间或者两所述纵梁之间的安装条、滑动设置于所述安装条上且可在所述安装条长度方向上滑动的安装块、及活动连接于所述安装块上且与所述控制机构电连接的非接触式的读取单元，所述读取单元朝向并接近所述基板表面设置，相应的，所述基板表面适当位置贴附或印刷形成有标签，当所述读取单元读取到所述标签，所述控制机构从所述读取单元处获取当前所述标签内含的信息并控制所述成像机构对当前所述基板进行拍摄，并将所述成像机构拍摄到的完整图像与所述标签内含的信息相关联且进行保存，同时根据所述完整图像进行分析进而诊断出所述基板的缺陷。

进一步地，所述读取单元是扫码枪，所述标签是条形码或者二维码；所述控制机构还用于判断所述完整图像是否清晰有效，如果判断到所述完整图像不清晰，再次对当前所述基板进行拍摄，如果连续两次拍摄到的所述完整图像均不清晰有效，报警提醒用户对所述成像机构或者所述传输机构进行调节。

进一步地，所述第二导轨可相向于所述第一导轨移动或远离所述第一导轨移动实现二者之间宽度可调；相应的，所述第一活动支座和所述第二活动支座分别包括固设于所述活动导轨上的第一安装座、固设于所述固定安装座上的直线轴承、固设于所述纵梁上的两个第二安装座以及穿设并固定于两个所述第二安装座的直线轴，其中，所述直线轴承套设于所述直线轴上并可在所述直线轴上往复移动，进一步地，所述直线轴承上装设有紧定螺钉，通过旋入所述紧定螺钉并使所述紧定螺钉的端末抵紧所述直线轴进而可将所述直线轴承锁紧在所述直线轴上。

进一步地，所述成像机构通过Z轴升降机构安装固定于所述框体上，并可在所述Z轴升降机构上竖直上下移动。

进一步地，所述Z轴升降机构包括驱动电机，联轴器，丝杆支座，第一滑动块，丝杆螺母，螺旋丝杆，Z轴立柱，电机座，直线滑轨及第二滑动块；所述Z轴立柱安装于所述框体上，所述电机座固定于所述Z轴立柱顶端，所述驱动电机固定于所述电机座上；两个所述丝杆支座分别固定于所述Z轴立柱的上下两端，下端的所述丝杆支座的底面还固定于所述框体上，所述螺旋丝杆同轴连接于两个所述丝杆支座之间；所述丝杆支座上端通过所述联轴器与所述驱动电机的输出轴固定连接；所述直线滑轨安装于所述Z轴立柱上且平行于所述螺旋丝杆设置；所述第一滑动块与所述第二滑动块紧固连接，所述丝杆螺母固设于所述第一滑动块内，所述第一滑动块通过所述丝杆螺母套设所述螺旋丝杆进而与所述螺旋丝杆连接，所述第二滑动块套设于所述直线滑轨上；所述成像机构还包括支撑梁和支撑板，所述支撑梁与所述第一滑动块紧固连接且其朝所述框体侧水平延伸，所述支撑板滑动连接于所述支撑梁上可在所述支撑梁的长度方向上滑动，所述高像素相机安装于所述支撑板上且朝向所述框体侧设置以对所述基板进行拍摄。

进一步地，所述传输机构上还装设有显示屏，所述显示屏与所述控制机构电连接，至少用于显示所述成像机构拍摄出的所述完整图像。

本实用新型的基板检测设备，设置与传输机构相向设置的成像机构及与该成像机构电连接的控制机构，能够通过成像机构在特定位置以一次拍照的方式对传输机构上输送的基板进行拍摄生成完整图像供控制机构存储、分析进而诊断出该基板的缺陷，其不需要传输机构停板检测，不需要对基板进行固定，直接在基板输送过程中完成自动检测；而且，不需要进行图像合成处理，一次成像其检测精度得到极大提高。

附图说明

图1是本实用新型基板检测设备的主视图。

图2是图1所示基板检测设备的局部放大图。

图3是图2所示基板检测设备的侧视图。

图4是图2所示基板检测设备的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型进行详细说明。

请结合图1至图4进行参阅，本实用新型提供一种基板检测设备，适用于对基板100如PCB电路板或者其它板状工件进行缺陷检测。该基板检测设备包括：

传输机构70，用于传输基板100。该传输机构70可以是SMT（Surface MountTechnology，表面组装技术）生产线或者接驳台，将基板100从前一工序输送到后一工序。

成像机构90，与传输机构70相向设置，用于在特定位置以一次拍照的方式对传输机构70上输送的基板100进行拍摄生成完整图像。该完整图像可以理解为对该基板100未经任何图像处理形成的全景图像。

控制机构80，与成像机构90电连接，用于控制成像机构90的拍摄并对拍摄出的完整图像进行存储、分析进而诊断出基板100的缺陷。

其中，成像机构90包括相向传输机构70设置的高像素相机和安装于高像素相机的高分辨率工业镜头，高像素相机与控制机构80电连接受控制机构80控制。具体的，该高像素相机可以选用千万级别的工业相机，如1000～1500万像素的高速工业相机，以保证图像的成像效率和成像效果，满足对基板100缺陷的检测。

本实用新型的基板检测设备，设置与传输机构70相向设置的成像机构90及与该成像机构90电连接的控制机构80，能够通过成像机构90在特定位置以一次拍照的方式对传输机构70上输送的基板100进行拍摄生成完整图像供控制机构80存储、分析进而诊断出该基板100的缺陷，其不需要传输机构70停板检测，不需要对基板100进行固定，直接在基板100输送过程中完成自动检测；而且，不需要进行图像合成处理，一次成像其检测精度得到极大提高。另外，控制机构80可与传输机构70分离设置，减轻了设备的重量，安装轻便。

在一具体应用实施方式中，为方便直观地观察当前所检测的基板100的结构，可以在传输机构70上任一位置装设显示屏10，显示屏10的装设位置不影响基板100的输送及成像机构90对基板100拍摄即可。其中，该显示屏10与控制机构80电连接，至少用于显示成像机构拍摄出的基板100的完整图像，后续还可以用于显示当前基板100的编号，以及在经过控制机构80对该完整图像进行处理后经显示屏10显示该基板100的缺陷类型、缺陷位置及缺陷数量等信息。

在一具体应用实施方式中，传输机构70包括支撑平台700和安装于该支撑平台700上的第一导轨701和第二导轨702。该第一导轨701和该第二导轨702相对平行设置。第一导轨701和第二导轨702相对的两侧壁分别安装有传送单元703，传送单元703包括主动轮7031、从动轮（图未示）及传送带7032，主动轮7031由步进电机（图未示）驱动，该步进电机可以与控制机构80电连接并受控制机构80的控制，传送带7032安装在主动轮7031和从动轮上，基板100支撑于两个传送单元703的传送带7032上并随传送带7032移动。

其中，第一导轨701侧壁上安装的传送单元703与第二导轨702侧壁上安装的传送单元703应当设置于相同高度，以水平支撑基板100。另外，各传送单元703可以分别设置于第一导轨701及第二导轨702侧壁的中间位置，使得传送带7032上侧距离第一导轨701和第二导轨702顶端一定距离，以借助第一导轨701和第二导轨702的侧壁限制基板100的运动轨迹不会偏离，同时传送带7032下侧距离支撑平台700一定距离，传送带7032不会与支撑平台700产生摩擦进而受干扰。

在一具体应用实施方式中，传输机构70上安装有底支座机构20，该底支座机构20包括装设于第一导轨701上的第一固定支座22a和第二固定支座22b、及装设于第二导轨702上的第一活动支座50和第二活动支座（图未示），该底支座机构20还包括设置于第一固定支座22a顶端和第二固定支座22b顶端之间、及第一活动支座50顶端和第二活动支座顶端之间的两个横梁24，以及设置于第一固定支座22a顶端和第二活动支座顶端之间、及第二固定支座22b顶端和第一活动支座50顶端之间的两个纵梁26，各横梁24和各纵梁26首尾拼接成框体27。框体27的形状通常为矩形框体27，优选为方形框体27。其中，第一固定支座22a和第二固定支座22b之间可加装连接杆23以增强两者之间的稳定性，另外，可在第一固定支座22a与连接杆23之间、及第二固定支座22b与连接杆23之间加装安装角码25紧固连接，并且，还可在第一固定支座22a和第二固定支座22b侧边用加强安装块21连接至第一导轨701上。进一步地，成像机构90可以安装于框体27上。

优选地，框体27上安装有至少一个用于为成像机构90提供背景光以提高成像效果的条形光机构60。该条形光机构60包括两个光源安装块61、两个紧定螺钉62以及一个RGB三色光源63。具体的，两个光源安装块61固设于框体27上，RGB三色光源63的两端分别通过一紧定螺钉62转动连接于一光源安装块61上，其中，该RGB三色光源63可以在光源安装块61上进行360°任一角度的旋转，并通过旋紧紧定螺钉62进而将RGB三色光源63锁紧固定在光源安装块61上，该RGB三色光源63进一步与控制机构80电连接并受控制机构80控制，可以根据需要调节RGB三色光源63的强度与色彩等参数以配合成像机构90进行拍摄。更优选地，可以在各横梁24和各纵梁26上均设置一个条形光机构60，可以全面地对基板100进行补光，以更加提高成像效果帮助后续缺陷诊断。

优选地，该框体27上安装有至少一个读取机构30，该读取机构30包括安装条31、安装块32以及读取单元33。具体的，两横梁24之间或者两纵梁26之间滑动设置有安装条31，如图2所示，安装条31设置于两横梁24之间，安装条31上滑动设置有可在安装条31长度方向上滑动的安装块32，安装块32上活动安装有与控制机构80电连接的非接触式的读取单元33，读取单元33朝向并接近基板100表面设置，相应的，基板100表面适当位置贴附或印刷形成有标签；其中，读取单元33可以通过上述结构手动调节扫描基板100的任意位置。当读取单元33读取到标签的信息时（该过程瞬间完成），控制机构80从读取单元33处获取当前标签内含的信息并控制成像机构90对当前基板100进行拍摄，并将成像机构90拍摄到的完整图像与标签内含的信息相关联且进行保存，同时根据完整图像进行分析进而诊断出基板100的缺陷。优选地，读取单元33是扫码枪，标签是条形码或者二维码。当然，读取单元33和标签也可以是其它配套元件，如RFID读卡器和RFID标签。标签中至少内含基板100的编号信息，便于产品不良信息的保存和追遡；方便后续在判断到该基板100存在较大缺陷时可通过一配套的拾取机构（采用吸附或夹取结构实现）和读取机构30等方式及时从生产线上或者库存中将该基板100拾取出来。

优选地，控制机构80还用于判断一次拍摄出的完整图像是否清晰有效，如果判断到完整图像不清晰，需要再次对当前基板100进行拍摄，如果连续两次拍摄到的完整图像均不清晰有效，报警提醒用户对成像机构90（如焦距）或者传输机构70（如传输速度）进行调节，可以设置与控制机构80电连接的声光装置进行报警提醒，如上文所述的显示屏10，或者该声光装置可以用短信机替代，向相关责任人发送短信进行报警提醒。

在一较佳实施方式，第二导轨702可相向于第一导轨701移动或远离第一导轨701移动实现二者之间宽度可调，进而适用于对不同宽度的基板100进行缺陷检测。相应的，第一活动支座50和第二活动支座分别包括固设于活动导轨上的第一安装座51、固设于第一安装座51上的直线轴承52、固设于纵梁26上的两个第二安装座54以及穿设并固定于两个第二安装座54的直线轴53，其中，直线轴承52套设于直线轴53上并可在直线轴53上往复移动，直线轴承52上装设有紧定螺钉55，通过旋入紧定螺钉55并使紧定螺钉55的端末抵紧直线轴53进而可将直线轴承52锁紧在直线轴53上。这样，框体27尺寸和结构不发生改变，即可使得第一导轨701和第二导轨702之间的宽度发生改变。与之配合地，可以通过转动RGB三色光源调整补光区域以适用于新尺寸的基板100；也可以通过调整读取机构30的位置以适用于新尺寸的基板100。该基板检测设备通过型材固定，其通用性好，制造成本低，更换方便，能兼容于不同生产线和不同基板100的板宽。

在一较佳实施方式中，成像机构90通过Z轴升降机构40视需要固定于框体27上任意位置。举例而言，如图2所示，Z轴升降机构40可以固定于第一活动支座50与第二活动支座之间的横梁24上。具体的，该Z轴升降机构40包括：驱动电机40-1，联轴器40-2，丝杆支座40-3，第一滑动块40-4，丝杆螺母40-5，螺旋丝杆40-6，Z轴立柱40-7，电机座40-8，直线滑轨40-9及第二滑动块40-10。Z轴立柱40-7安装于框体27上，具体如图2，安装于第一活动支座50与第二活动支座之间的横梁24上；电机座40-8固定于Z轴立柱40-7顶端，驱动电机40-1固定于电机座40-8上；两个丝杆支座40-3分别固定于Z轴立柱40-7的上下两端，其中，下端的丝杆支座40-3的底面还固定于横梁24上，螺旋丝杆40-6同轴连接于两个丝杆支座40-3之间；丝杆支座40-3上端通过联轴器40-2与驱动电机40-1的输出轴固定连接；直线滑轨40-9亦安装于Z轴立柱40-7上且平行于螺旋丝杆40-6设置；第一滑动块40-4与第二滑动块40-10紧固连接，丝杆螺母40-5固设于第一滑动块40-4内，第一滑动块40-4通过丝杆螺母40-5套设螺旋丝杆40-6进而与螺旋丝杆40-6连接，第二滑动块40-10套设于直线滑轨40-9上。

进一步地，成像机构90还包括支撑梁91和支撑板94。支撑梁91与第一滑动块40-4紧固连接且其朝框体27侧水平延伸，支撑板94滑动连接于支撑梁91上可在支撑梁91的长度方向上滑动，其中，该支撑板94包括滑动连接在支撑梁91上端的滑动部和安装于滑动部且朝向框体27侧竖直延伸的安装部，高像素相机92安装于安装部且安装于高像素相机92上的高分辨率工业镜头93朝向框体27侧。进一步地，滑动部顶部安装有紧定螺钉96，通过拧紧紧定螺钉96可以将支撑板94紧固在支撑梁91上。

使用时，将支撑板94按照需要手动调节到拍照位置，再通过紧定螺钉96拧紧固定。当驱动电机40-1转动时，带动螺旋丝杆40-6旋转运动，从而驱动成像机构90作上下直线运动可实现焦距调节。该驱动电机40-1可与控制机构80电连接受控制机构80控制。

另外，为了方便成像机构90的升降，可以在Z轴立柱40-7上刻画标尺40-11，以方便察看成像机构90的升降高度。进一步地，可以在高像素相机92和高分辨率工业镜头93外围安装相机保护罩95，以对两者进行有效保护。

以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基板检测设备，其特征在于，包括：

传输机构，用于传输基板；

成像机构，与所述传输机构相向设置，用于在特定位置以一次拍照的方式对所述传输机构上输送的所述基板进行拍摄生成完整图像；

控制机构，与所述成像机构电连接，用于控制所述成像机构的拍摄并对拍摄出的所述完整图像进行存储、分析进而诊断出所述基板的缺陷；

其中，所述成像机构包括相向所述传输机构设置的高像素相机和安装于所述高像素相机的高分辨率工业镜头，所述高像素相机与所述控制机构电连接受所述控制机构控制。

2.根据权利要求1所述的基板检测设备，其特征在于：

所述传输机构包括相对平行设置于的第一导轨和第二导轨，所述第一导轨和所述第二导轨相对的两侧壁分别安装有传送单元，所述传送单元包括主动轮、从动轮及传送带，所述传送带安装在所述主动轮和所述从动轮上，所述基板支撑于两个所述传送单元的所述传送带上并随所述传送带移动。

3.根据权利要求2所述的基板检测设备，其特征在于：

所述第一导轨上装设有第一固定支座和第二固定支座，所述第二导轨上装设有第一活动支座和第二活动支座；所述第一固定支座顶端和所述第二固定支座顶端之间、及所述第一活动支座顶端和所述第二活动支座顶端之间分别通过一横梁连接，所述第一固定支座顶端和所述第二活动支座顶端之间、及所述第二固定支座顶端和所述第一活动支座顶端之间分别通过一纵梁连接，各所述横梁和所述纵梁首尾拼接成框体；

所述成像机构安装于所述框体上。

4.根据权利要求3所述的基板检测设备，其特征在于：

所述框体上安装有至少一个用于为所述成像机构提供背景光的条形光机构，所述条形光机构包括两个光源安装块、两个紧定螺钉以及一个RGB三色光源；两个所述光源安装块固设于所述框体上，所述RGB三色光源的两端分别通过一所述紧定螺钉转动连接于一所述光源安装块上，通过旋紧所述紧定螺钉进而将所述RGB三色光源的锁紧固定在所述光源安装块上，所述RGB三色光源与所述控制机构电连接并受所述控制机构控制。

5.根据权利要求3所述的基板检测设备，其特征在于：

所述框体上安装有至少一个读取机构，所述读取机构包括滑动设置于两所述横梁之间或者两所述纵梁之间的安装条、滑动设置于所述安装条上且可在所述安装条长度方向上滑动的安装块、及活动连接于所述安装块上且与所述控制机构电连接的非接触式的读取单元，所述读取单元朝向并接近所述基板表面设置，相应的，所述基板表面适当位置贴附或印刷形成有标签，当所述读取单元读取到所述标签，所述控制机构从所述读取单元处获取当前所述标签内含的信息并控制所述成像机构对当前所述基板进行拍摄，并将所述成像机构拍摄到的完整图像与所述标签内含的信息相关联且进行保存，同时根据所述完整图像进行分析进而诊断出所述基板的缺陷。

6.根据权利要求5所述的基板检测设备，其特征在于：

所述读取单元是扫码枪，所述标签是条形码或者二维码；

所述控制机构还用于判断所述完整图像是否清晰有效，如果判断到所述完整图像不清晰，再次对当前所述基板进行拍摄，如果连续两次拍摄到的所述完整图像均不清晰有效，报警提醒用户对所述成像机构或者所述传输机构进行调节。

7.根据权利要求3所述的基板检测设备，其特征在于：

所述第二导轨可相向于所述第一导轨移动或远离所述第一导轨移动实现二者之间宽度可调；相应的，所述第一活动支座和所述第二活动支座分别包括固设于所述活动导轨上的第一安装座、固设于所述固定安装座上的直线轴承、固设于所述纵梁上的两个第二安装座以及穿设并固定于两个所述第二安装座的直线轴，其中，所述直线轴承套设于所述直线轴上并可在所述直线轴上往复移动，所述直线轴承上装设有紧定螺钉，通过旋入所述紧定螺钉并使所述紧定螺钉的端末抵紧所述直线轴进而可将所述直线轴承锁紧在所述直线轴上。

8.根据权利要求3所述的基板检测设备，其特征在于：

所述成像机构通过Z轴升降机构安装固定于所述框体上，并可在所述Z轴升降机构上竖直上下移动。

9.根据权利要求8所述的基板检测设备，其特征在于：

所述Z轴升降机构包括驱动电机，联轴器，丝杆支座，第一滑动块，丝杆螺母，螺旋丝杆，Z轴立柱，电机座，直线滑轨及第二滑动块；

所述Z轴立柱安装于所述框体上，所述电机座固定于所述Z轴立柱顶端，所述驱动电机固定于所述电机座上；两个所述丝杆支座分别固定于所述Z轴立柱的上下两端，下端的所述丝杆支座的底面还固定于所述框体上，所述螺旋丝杆同轴连接于两个所述丝杆支座之间；所述丝杆支座上端通过所述联轴器与所述驱动电机的输出轴固定连接；所述直线滑轨安装于所述Z轴立柱上且平行于所述螺旋丝杆设置；所述第一滑动块与所述第二滑动块紧固连接，所述丝杆螺母固设于所述第一滑动块内，所述第一滑动块通过所述丝杆螺母套设所述螺旋丝杆进而与所述螺旋丝杆连接，所述第二滑动块套设于所述直线滑轨上；

所述成像机构还包括支撑梁和支撑板，所述支撑梁与所述第一滑动块紧固连接且其朝所述框体侧水平延伸，所述支撑板滑动连接于所述支撑梁上可在所述支撑梁的长度方向上滑动，所述高像素相机安装于所述支撑板上且朝向所述框体侧设置以对所述基板进行拍摄。

10.根据权利要求1所述的基板检测设备，其特征在于：

所述传输机构上还装设有显示屏，所述显示屏与所述控制机构电连接，至少用于显示所述成像机构拍摄出的所述完整图像。