CN210936022U - 一种高精度led支架料带在线检测冲切设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度LED支架料带在线检测冲切设备，包括机架、控制器、送料单元、在线检测单元和冲裁单元，本实用新型采用机器视觉设备和控制器在线检测LED支架料带，可以高效、高精度识别LED支架料带中的不良品，并且高效、高精度定位不良品所在位置。通过设置特殊的光源组件，使得LED支架料带上不会出现强弱光区而产生阴影，确保机器视觉设备所拍摄的图像能够准确反映LED支架料带的真实状态，从而实现高精度检测。本实用新型提供的高精度LED支架料带在线检测冲切设备，识别精度为0.02mm，可检测LED支架单边尺寸为1.0mm的LED支架料带，不良品识别率可达100％。

Description

一种高精度LED支架料带在线检测冲切设备

技术领域

本实用新型属于LED自动化生产设备技术领域，具体涉及一种高精度LED支架料带在线检测冲切设备。

背景技术

LED支架广泛应用于制作显示屏背光源，随着国内外科技经济的发展，对LED支架需求的种类、型号和数量规模越来越大，对其外表面尺寸参数和表面完美的要求标准也越来越高。对于LED支架的生产企业来说，对产品的外观形状、尺寸和表面缺陷的检测工序在整个工艺流程中占据了重要的地位，占用了较大的人力、场地、资金资源。

在LED支架的生产过程中，为了加快生产速度，不会将LED支架单独一个一个地生产，而是先在同一片金属片上冲压成型出数排数列的导电脚，再通过注塑成型的方式将绝缘座与导电脚镶嵌成型在一起，这样便制成多排多列LED支架，这种未将各LED支架剪下的板块被称为LED支架料带。

LED支架料带加工过程的其中一个工序是在料带上对应区域涂胶，焊盘上不能出现胶粒且焊盘外区域不能缺胶，同时满足以上两个条件即为合格品，否则为不良品。目前，现有技术对LED支架料带的缺胶检测一般是人工检测方式，由经验丰富的检测人员对线上的产品进行快速判断，或者在一道工序之后进行人工抽检。这种方式不仅劳动强度大，效率低，而且精度差，漏检、误检的概率也很高。影响了产品总体质量的提高和生产成本的降低。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高精度LED支架料带在线检测冲切设备，可对LED支架料带进行非接触、高精度和高效率在线检测，并且可以自动冲裁不良品。

实现本实用新型目的所采用的技术方案为，一种高精度LED支架料带在线检测冲切设备，包括机架、控制器、以及安装在所述机架上的送料单元、在线检测单元和冲裁单元，其中：

所述送料单元用于将所述LED支架料带沿第一方向移送；

所述在线检测单元包括机器视觉设备和光源组件，所述光源组件包括面光源和同轴光源，所述面光源和所述同轴光源间隔设置，所述LED支架料带位于所述面光源和所述同轴光源之间；所述机器视觉设备设置于所述机架上，且所述机器视觉设备的拍摄范围覆盖位于所述面光源和所述同轴光源之间的所述LED支架料带；

所述冲裁单元包括第一直线位移机构、第二直线位移机构和冲裁模具，其中：

所述冲裁模具与所述第一直线位移机构的可动部分连接，所述冲裁模具通过所述第一直线位移机构驱动，沿与所述第一方向垂直的第二方向移动；

所述第一直线位移机构的固定部分与所述第二直线位移机构的可动部分连接，所述第一直线位移机构和所述冲裁模具共同通过所述第二直线位移机构驱动，沿与所述第一方向和所述第二方向均垂直的第三方向移动；

所述第二直线位移机构的固定部分安装于所述机架上；

所述控制器分别与所述送料单元、所述机器视觉设备、所述第一直线位移机构和所述第二直线位移机构电性连接。

优选的，所述面光源包括平板状LED阵列和分光板，所述平板状LED阵列通过所述分光板封装。

优选的，所述同轴光源包括发光元件、三棱镜和光源支架，所述发光元件和所述三棱镜均安装于所述光源支架上，所述三棱镜位于所述光源支架的边部，以在所述同轴光源的安装区域内形成一拍摄通道，所述机器视觉设备通过所述拍摄通道对所述LED支架料带进行拍摄。

优选的，所述在线检测单元还包括光源伸缩机构，所述光源组件固定于所述光源伸缩机构上，所述光源组件通过所述光源伸缩机构驱动，在靠近或远离所述LED支架料带的方向上移动。

优选的，所述冲裁单元还包括冲裁支架，所述冲裁支架与所述第二直线位移机构的可动部分连接，所述第一直线位移机构安装于所述冲裁支架上。

优选的，所述冲裁模具包括冲裁头和冲裁下模，所述冲裁下模固定于所述冲裁支架上，所述冲裁头与所述第一直线位移机构的可动部分连接。

优选的，还包括接头感应单元，所述接头感应单元安装于所述机架上；所述接头感应单元包括拨杆和微动开关，所述拨杆的中部转动安装于所述机架上，构成一杠杆机构，所述微动开关设置于所述杠杆机构的阻力臂旁，且所述微动开关与所述控制器电性连接；

所述杠杆机构的动力臂位于所述LED支架料带的移送区的旁侧，当所述LED支架料带发生移送异常时，所述LED支架料带触碰所述动力臂。

优选的，所述送料单元为滚轮送料机。

优选的，所述滚轮送料机包括送料电机、传动机构、上送料滚轮和下送料滚轮，所述送料电机通过所述传动机构驱动所述上送料滚轮和所述下送料滚轮转动，所述LED支架料带通过所述上送料滚轮和所述下送料滚轮夹紧并移送。

优选的，所述滚轮送料机还包括用于调节所述上送料滚轮与所述下送料滚轮夹紧力的压料机构。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的高精度LED支架料带在线检测冲切设备，整体包括机架、控制器、送料单元、在线检测单元和冲裁单元，其中：送料单元用于将LED支架料带沿第一方向移送，实现在线处理；在线检测单元用于在线检测LED支架料带，在线检测单元包括机器视觉设备和光源组件，光源组件包括间隔设置的面光源和同轴光源，LED支架料带在移送过程中穿过面光源与同轴光源之间区域，面光源的作用是提供拍摄背光，便于识别LED支架料带的轮廓，以及单颗LED支架的轮廓，面光源利用无影灯的原理，避免在LED支架料带上造成强弱光区而产生阴影；同轴光源的光线垂直照射LED支架料带，同轴光源的作用是提高拍摄区亮度，提高拍摄清晰度；机器视觉设备对准位于面光源与同轴光源之间的LED支架料带，其拍摄范围可覆盖该部分LED支架料带，用于拍摄被照亮的该部分LED支架料带的图像。冲裁单元用于裁切不良品，冲裁单元包括第一直线位移机构、第二直线位移机构和冲裁模具，冲裁模具通过第一直线位移机构驱动，以垂直于LED支架料带平面的方向对不良品进行裁切，第一直线位移机构和冲裁模具共同通过第二直线位移机构驱动，用于定位到不良品所在列。控制器控制整个设备的各功能单元协调配合，机器视觉设备拍摄的图片传送至控制器，由控制器判断图片中的LED支架料带是否具有不良品，并且定位不良品所在行数与列数，控制器根据不良品的位置对第二直线位移机构发出指令，使得冲裁模具对准不良品，随后控制器控制第一直线位移机构驱动冲裁模具对不良品进行冲裁。

与现有技术相比，本实用新型采用机器视觉设备和控制器在线检测LED支架料带，可以高效、高精度识别LED支架料带中的不良品，并且高效、高精度定位不良品所在位置。通过设置特殊的光源组件，使得LED支架料带上不会出现强弱光区而产生阴影，确保机器视觉设备所拍摄的图像能够准确反映LED支架料带的真实状态，从而实现高精度检测。本实用新型提供的高精度LED支架料带在线检测冲切设备，识别精度为0.02mm，可检测LED支架单边尺寸为1.0mm的LED支架料带，不良品识别率可达100％。

附图说明

图1为本实用新型实施例中高精度LED支架料带在线检测冲切设备的结构示意图；

图2为图1中送料单元的结构示意图；

图3A为图1中在线检测单元的主视图；

图3B为图1中在线检测单元的侧视图；

图4为图1中冲裁单元的结构示意图；

图5为图1中接头感应单元的结构示意图；

附图标记说明：10-机架；20-控制器；30-送料单元，31-送料电机，32-传动机构，33-上送料滚轮，34-下送料滚轮，35-压料机构；40-在线检测单元，41-机器视觉设备；42-光源组件，43-光源伸缩机构，44-导轨，45-连接板，46-面光源，47-同轴光源；50-冲裁单元，51-第一直线位移机构，52-第二直线位移机构，53-冲裁头，54-冲裁下模，55-冲裁支架；60-接头感应单元，61-拨杆，62-微动开关，63-动力臂，64-阻力臂，65-触头；70-放料机；80-收料机；90-料带导板；100-LED支架料带。

具体实施方式

为了使本实用新型所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本实用新型，下面结合附图，通过具体实施例对本实用新型技术方案作详细描述。

在本实用新型实施例中，一种高精度LED支架料带在线检测冲切设备，用于对涂胶后、折弯前的LED支架料带进行在线检测，检测并去除缺胶的不良品。在该设备前方和后方分别设置有放料机70和收料机80，分别用于将LED支架料带卷自动展开，以及将LED支架料带自动卷取。

参见图1，该设备包括机架10，控制器20，以及安装在机架10上的送料单元30、在线检测单元40和冲裁单元50，下面对各功能单元的结构进行详细描述：

参见图1，机架10是整体设备的安装基础，机架10采用钢结构，尺寸依据其上安装的设备而定。

控制器20可以采用PLC、单片机、电脑等，为方便控制，控制器20上需设置人机界面。控制器20分别与送料单元30、机器视觉设备41、光源伸缩机构43、第一直线位移机构51、第二直线位移机构52和微动开关62电性连接，协调各部件的动作。

送料单元30用于将LED支架料带100沿第一方向移送。本实施例中LED支架料带100沿水平方向的横向输送，即第一方向为X轴方向。为方便布置，送料单元30设置于机架10的后侧，送料单元30与放料机70配合，共同建立一定张力，方便LED支架料带100的移送。本实施例中，送料单元30采用滚轮送料机。

参见图2，滚轮送料机包括送料电机31、传动机构32、上送料滚轮33和下送料滚轮34，送料电机31通过传动机构32驱动上送料滚轮33和下送料滚轮34转动，通过上送料滚轮33和下送料滚轮34将LED支架料带100夹紧移动，为保证移动稳定，上送料滚轮33和下送料滚轮34均设置两个。

具体的，传动机构32包括皮带传动机构和齿轮转动机构，送料电机31输出的扭矩经皮带传动机构传送至齿轮转动机构，齿轮转动机构包括啮合的上齿轮和下齿轮，其中，上齿轮与上送料滚轮33同轴转动，下齿轮与下送料滚轮34同轴转动。

在一优选实施例中，滚轮送料机还包括压料机构35，压料机构35采用线弹簧，通过弹性力将上送料滚轮33和下送料滚轮34压紧，使得上送料滚轮33和下送料滚轮34紧贴LED支架料带100，防止移动过程中打滑。

为保证LED支架料带100在移送过程中平直、稳定通过，在机架上还设置有料带导板90，料带导板90为对称设置的两条导轨，LED支架料带100在移送时贴紧料带导板90。

参见图3A和图3B，在线检测单元40包括机器视觉设备41和光源组件，用于在线拍摄LED支架料带100的图像。为方便布置，在线检测单元40设置于机架10的前侧，即LED支架料带100首先经过在线检测单元40，随后经过送料单元30。

参见图3B，光源组件包括面光源46和同轴光源47，面光源46和同轴光源47间隔设置，优选平行设置，LED支架料带100位于面光源46和同轴光源47之间。具体的，面光源46位于LED支架料带100的上方，同轴光源47位于LED支架料带100的下方，面光源46和同轴光源47之间间距为5mm～50mm，优选10mm～30mm。

具体的，该面光源46包括平板状LED阵列和分光板，平板状LED阵列通过分光板进行封装，平板状LED阵列的宽度应该大于LED支架料带100的宽度，长度大于机器视觉设备41的拍摄范围。

该同轴光源47包括发光元件、三棱镜和光源支架，发光元件和三棱镜均安装于光源支架上，发光元件发出的光线经三棱镜折射，得到水平光束，水平光束垂直照射在LED支架料带100上。利用三棱镜对光的折射还可以避让出机器视觉设备41的拍摄通道，具体的，三棱镜位于光源支架的边部，以在同轴光源47的安装区域内避让出一个无任何遮挡物的拍摄通道。

机器视觉设备41设置于机架10上、且对准位于面光源46和同轴光源47之间的LED支架料带100，机器视觉设备41优选CCD。本实施例中，机器视觉设备41安装于同轴光源47的下方，且正对LED支架料带100，其拍摄范围可覆盖位于面光源46和同轴光源47之间的LED支架料带100，机器视觉设备41通过拍摄通道对LED支架料带100进行拍摄。

由于该设备中，LED支架料带100的上方和下方均设置光源，且光源组件面积较大，设备需要检修时缺少操作空间，为解决该问题，本实施例中在线检测单元40还包括光源伸缩机构43，光源组件与光源伸缩机构43的可动部分连接，光源组件通过光源伸缩机构43驱动，沿第三方向移动。

具体的，该光源伸缩机构43采用气缸，气缸驱动光源组件沿水平方向的纵向移动，即第三方向为Y轴方向。由于光源组件的照明效果直接影响本设备的检测精度，因此要求光源组件移动至检测位时，仍然位于设计位置，面光源46和同轴光源47与LED支架料带100之间间距保持原设计不变。本实施例中，在机架10的对应位置上安装有两条高精度直线导轨，直线导轨的滑块上安装一连接板45，面光源46和同轴光源47均安装在连接板上，使得面光源46和同轴光源47共同移动，保证二者相对位置不变。

参见图4，冲裁单元50用于将不良品从LED支架料带100中冲裁掉，该冲裁动作是基于在线检测单元40的检测结果而做出的，因此冲裁单元50设置于在线检测单元40的后方，具体位于在线检测单元40与送料单元30之间。

参见图4，冲裁单元50包括第一直线位移机构51、第二直线位移机构52和冲裁模具，冲裁模具与第一直线位移机构51的可动部分连接，冲裁模具通过第一直线位移机构51驱动，沿与第一方向垂直的第二方向移动；第一直线位移机构51的固定部分与第二直线位移机构52的可动部分连接，第一直线位移机构51和冲裁模具共同通过第二直线位移机构52驱动，沿与第一方向和第二方向均垂直的第三方向移动；第二直线位移机构52的固定部分安装于机架10上。

具体的，本实施例中，第一直线位移机构51采用气缸，驱动冲裁模具在竖直方向上移动，即第二方向为Z轴方向。第二直线位移机构52采用电机驱动的滚珠丝杠副，滚珠丝杠副的螺母上安装一冲裁支架55，气缸固定在冲裁支架55上。

具体的，冲裁模具包括冲裁头53和冲裁下模54，冲裁下模54悬空固定于冲裁支架55上，冲裁头53与气缸的活塞连接。当电机驱动的滚珠丝杠副移动时，气缸、冲裁头53、冲裁下模54和冲裁支架55共同沿Y轴移动，使得冲裁模具到达不良品所在列，随后气缸动作，驱动冲裁头53向下冲压，冲裁头53和冲裁下模54配合，将不良品冲裁掉。

由于本实施例的高精度LED支架料带在线检测冲切设备是进行LED支架料带的连续、在线检测，因此需要连续进料。当当前LED支架料带卷即将检测完时，需要将下一LED支架料带卷开卷进料，在两个LED支架料带的接头处，容易出现进料卡顿的问题，影响整个设备运行。

为此，本实施例中，该高精度LED支架料带在线检测冲切设备还设置接头感应单元60，接头感应单元60安装于机架10上，且位于机架的最前方，即LED支架料带100首先经过接头感应单元60，再进入在线检测单元40，移送方向如图5中箭头a所示。

参见图5，接头感应单元60主要包括拨杆61和微动开关62，拨杆61为两个，对称设置在LED支架料带100移送区的两侧，并且距离LED支架料带100一定高度，例如LED支架料带100厚0.2mm，拨杆61距离LED支架料带100上表面0.1mm，若发生料带重叠，则重叠的料带无法通过拨杆61。

拨杆61的中部转动安装于机架10上，构成一杠杆机构，微动开关62设置于杠杆机构的阻力臂64旁，杠杆机构的动力臂63位于LED支架料带100移送面的上方。正常情况下，LED支架料带100不会触碰拨杆61，拨杆61处于正常位置(图5中b位置)。当LED支架料带100出现叠料或者料带堆积等移送异常时，异常位置的LED支架料带100会触碰单个或者同时触碰两个拨杆61的动力臂63，拨杆61绕支点转动，动力臂63触碰微动开关62的触头65(图5中c位置)。

本实用新型提供的高精度LED支架料带在线检测冲切设备的工作过程如下：

(1)控制器控制送料单元30与放料机70配合，使得LED支架料带100建立一定张力，并持续移送。该移送过程是断续移送，即LED支架料带100每移送一端距离则停顿一段时间t1，例如0.2s、0.3s，一般不超过0.5s，供在线检测单元40进行检测分析。

(2)在线检测单元40利用停顿时间进行检测分析，机器视觉设备41拍摄LED支架料带100的图像，并传输至控制器20，控制器20中预先存有与当前检测的LED支架料带100尺寸相匹配的合格品图像，控制器20进行图像比对，判断拍摄的图片中是否有不良品，并定位出不良品所在的行数和列数。

(3)控制器20基于判断出的行数，控制送料单元30将LED支架料带100继续向前移送一段距离，使得不良品所在行恰好位于冲裁单元50正下方，LED支架料带100再次停顿一段时间t2，例如0.3s、0.5s，一般不超过1s，供冲裁单元50定位、冲裁。

(4)控制器20基于判断出的列数，控制第二直线位移机构52将冲裁模具移动至不良品所在位置正上方，随后控制器20控制第一直线位移机构51下行，冲裁模具将不良品冲裁掉。

若该行具有多个不良品，则LED支架料带100停顿nt2秒，其中n为不良品的数量，冲裁单元50将多个不良品逐个冲裁掉。

通过上述实施例，本实用新型具有以下有益效果或者优点：

本实用新型采用机器视觉设备和控制器在线检测LED支架料带，可以高效、高精度识别LED支架料带中的不良品，并且高效、高精度定位不良品所在位置。通过设置特殊的光源组件，使得LED支架料带上不会出现强弱光区而产生阴影，确保机器视觉设备所拍摄的图像能够准确反映LED支架料带的真实状态，从而实现高精度检测。本实用新型提供的高精度LED支架料带在线检测冲切设备，识别精度为0.02mm，可检测LED支架单边尺寸为1.0mm的LED支架料带，不良品识别率可达100％。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种高精度LED支架料带在线检测冲切设备，其特征在于：包括机架，控制器，以及安装在所述机架上的送料单元、在线检测单元和冲裁单元，其中：

所述送料单元用于将所述LED支架料带沿第一方向移送；

所述在线检测单元包括机器视觉设备和光源组件，所述光源组件包括面光源和同轴光源，所述面光源和所述同轴光源间隔设置，所述LED支架料带位于所述面光源和所述同轴光源之间；所述机器视觉设备设置于所述机架上，且所述机器视觉设备的拍摄范围覆盖位于所述面光源和所述同轴光源之间的所述LED支架料带；

所述冲裁单元包括第一直线位移机构、第二直线位移机构和冲裁模具，其中：

所述冲裁模具与所述第一直线位移机构的可动部分连接，所述冲裁模具通过所述第一直线位移机构驱动，沿与所述第一方向垂直的第二方向移动；

所述第一直线位移机构的固定部分与所述第二直线位移机构的可动部分连接，所述第一直线位移机构和所述冲裁模具共同通过所述第二直线位移机构驱动，沿与所述第一方向和所述第二方向均垂直的第三方向移动；

所述第二直线位移机构的固定部分安装于所述机架上；

所述控制器分别与所述送料单元、所述机器视觉设备、所述第一直线位移机构和所述第二直线位移机构电性连接。

2.如权利要求1所述的高精度LED支架料带在线检测冲切设备，其特征在于：所述面光源包括平板状LED阵列和分光板，所述平板状LED阵列通过所述分光板封装。

3.如权利要求1所述的高精度LED支架料带在线检测冲切设备，其特征在于：所述同轴光源包括发光元件、三棱镜和光源支架，所述发光元件和所述三棱镜均安装于所述光源支架上，所述三棱镜位于所述光源支架的边部，以在所述同轴光源的安装区域内形成一拍摄通道，所述机器视觉设备通过所述拍摄通道对所述LED支架料带进行拍摄。

4.如权利要求1至3中任一项所述的高精度LED支架料带在线检测冲切设备，其特征在于：所述在线检测单元还包括光源伸缩机构，所述光源组件固定于所述光源伸缩机构上，所述光源组件通过所述光源伸缩机构驱动，在靠近或远离所述LED支架料带的方向上移动。

5.如权利要求1所述的高精度LED支架料带在线检测冲切设备，其特征在于：所述冲裁单元还包括冲裁支架，所述冲裁支架与所述第二直线位移机构的可动部分连接，所述第一直线位移机构安装于所述冲裁支架上。

6.如权利要求5所述的高精度LED支架料带在线检测冲切设备，其特征在于：所述冲裁模具包括冲裁头和冲裁下模，所述冲裁下模固定于所述冲裁支架上，所述冲裁头与所述第一直线位移机构的可动部分连接。

7.如权利要求1所述的高精度LED支架料带在线检测冲切设备，其特征在于：还包括接头感应单元，所述接头感应单元安装于所述机架上；所述接头感应单元包括拨杆和微动开关，所述拨杆的中部转动安装于所述机架上，构成一杠杆机构，所述微动开关设置于所述杠杆机构的阻力臂旁，且所述微动开关与所述控制器电性连接；

所述杠杆机构的动力臂位于所述LED支架料带的移送区的旁侧，当所述LED支架料带发生移送异常时，所述LED支架料带触碰所述动力臂。

8.如权利要求1所述的高精度LED支架料带在线检测冲切设备，其特征在于：所述送料单元为滚轮送料机。

9.如权利要求8所述的高精度LED支架料带在线检测冲切设备，其特征在于：所述滚轮送料机包括送料电机、传动机构、上送料滚轮和下送料滚轮，所述送料电机通过所述传动机构驱动所述上送料滚轮和所述下送料滚轮转动，所述LED支架料带通过所述上送料滚轮和所述下送料滚轮夹紧并移送。

10.如权利要求9所述的高精度LED支架料带在线检测冲切设备，其特征在于：所述滚轮送料机还包括用于调节所述上送料滚轮与所述下送料滚轮夹紧力的压料机构。

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