CN214097122U - 一种工作台玻璃盖板装置及光学检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工作台玻璃盖板装置及光学检测设备，其涉及光学检测设备领域。其技术方案要点包括用于光学检测的盖板，盖板包括盖板框体，盖板框体上设置有第一定位件；承载待测件的垫板；驱动垫板移动的平移机构；驱动盖板移动的升降机构，升降机构上设置有第二定位件；升降机构上升时第一定位件与第二定位件连接，盖板被顶升至与垫板分离，平移机构驱动垫板移动，使盖板与垫板错开；升降机构下降时，第一定位件与第二定位件脱离，盖板被托降于垫板上，平移机构驱动垫板与盖板一起移动。本实用新型通过平移和升降的组合移动方式实现盖板与垫板的分离，同时采用双相机组合，既能够提高检测效率，又能够扩展检测功能，增强检测效果。

Description

一种工作台玻璃盖板装置及光学检测设备

技术领域

本实用新型涉及光学检测设备领域，更具体地说，它涉及一种工作台玻璃盖板装置及光学检测设备。

背景技术

自动光学检测设备一般是在工作台上加装一块玻璃盖板来将PCB板压平，然后通过相机采集图像后来检查和分析产品质量。在工作台上加装玻璃盖板来将PCB板压平，是为了避免PCB板自身材料的局部翘曲影响相机成像质量。

现有授权公告号为CN103471636B的中国专利，公开了一种光学检测设备的玻璃压板装置，其包括玻璃框组件、工作台、铰链组件和升降组件，玻璃框组件的一端与工作台的一端通过铰链组件连接，升降组件的一端设置在工作台上，另一端设置在玻璃框组件上。

同时，现有公开号为CN106442520A的中国专利，公开了一种PCB板孔位检测设备，其包括相机和玻璃载台，玻璃载台包括用于放置PCB板的搁物台、与搁物台相配合以压平并固定PCB板的盖板及连接搁物台与盖板的轴动部。

上述两个专利中，用于压平PCB板的玻璃盖板均采用翻转的方式实现开合，且玻璃盖板只能打开至特定角度。但是翻转开合的方式不便于工人放置PCB板，同时也很难通过自动化方式实现PCB板的自动化上下料。同时，翻转开合的方式会造成灰尘清理盲区，长期使用后上下玻璃板之间会存在积灰严重的情况。

对于上述专利中的PCB板孔位检测设备，其仅采用了一个CCD相机，该CCD相机可以沿X轴和Z轴方向移动，而放置有PCB板的载台可沿Y轴移动，则CCD相机与载台共同移动来获取PCB板的完整图像。但是，仅采用一个CCD相机，其成像效率还有待提升。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种工作台玻璃盖板装置，其便于清理盖板与垫板之间的灰尘污渍，消除清理盲区。本实用新型的工作台玻璃盖板装置还便于为垫板贴膜，方便工人在垫板上放置PCB板，以及容易通过自动化的方式实现PCB的上下料。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种工作台玻璃盖板装置，包括：

用于光学检测的盖板，所述盖板包括盖板框体，所述盖板框体上设置有第一定位件；

用于承载待测件的垫板；

用于驱动所述垫板沿水平方向移动的平移机构；以及，

用于驱动所述盖板沿竖直方向移动的升降机构，所述升降机构上设置有与所述第一定位件配接的第二定位件；

其中，所述升降机构上升时，所述第一定位件与第二定位件连接，所述盖板被顶升至与所述垫板分离，所述平移机构能够驱动所述垫板沿水平方向移动，使所述盖板与垫板沿水平方向错开；

所述升降机构下降时，所述第一定位件与第二定位件脱离，所述盖板下降至所述垫板上，所述平移机构能够驱动所述垫板与盖板一起沿水平方向移动。

进一步地，所述第一定位件和第二定位件为相互配合的定位销和顶板，所述顶板上设置有与所述定位销配合的定位孔。

进一步地，所述升降机构包括多个升降装置，多个所述升降装置布置于所述盖板的两侧；所述顶板安装于所述升降装置上，所述定位销设置于所述盖板框体底壁；所述升降装置能够驱动所述顶板沿竖直方向移动，使所述定位销嵌于所述定位孔内，或者与所述定位孔脱离。

进一步地，所述盖板与垫板之间设置有用于限制两者相对位移的弹性紧固件。

进一步地，所述垫板包括垫板框体，所述盖板置于所述垫板上时，与所述垫板配合将待测件压平；所述弹性紧固件为设置于所述垫板框体外侧壁或者所述盖板框体内侧壁的球头柱塞。

本实用新型的另一目的在于提供一种光学检测设备，其通过CCD相机与接触式线阵相机的结合，扩展了检测功能，提高了检测效率，增强了检测效果。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种光学检测设备，包括：

机架载台；

承载于所述机架载台、用于获取待测件图像的相机检测模块；

所述机架载台上设置有上述工作台玻璃盖板装置。

进一步地，所述相机检测模块包括：

用于快速获取待测件完整图像的接触式线阵相机；以及，

用于获取待测件局部位置详细特征图像的CCD相机。

进一步地，所述CCD相机位于所述盖板上方，所述接触式线阵相机位于所述垫板下方。

进一步地，所述机架载台上设置有能够沿Y轴方向平移的龙门架，所述龙门架上设置有X轴移动模组，所述X轴移动模组上设置有用于承载所述CCD相机的Z轴移动模组，且所述龙门架上设置有与所述CCD相机沿水平方向错开的上光源；所述接触式线阵相机固定设置于所述机架载台上，且所述上光源能够移动至所述接触式线阵相机上方。

进一步地，所述垫板下方设置有与所述平移机构连接的支撑底板，所述支撑底板与垫板之间设置有两个侧支撑板；所述接触式线阵相机位于所述支撑底板和垫板之间，且位于两个所述侧支撑板之间。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、盖板的升降运动与垫板的平移运动相结合，实现盖板与垫板的分离，分离后便于清理盖板与垫板之间的灰尘污渍，消除清理盲区，同时便于为垫板贴膜，方便工人在垫板上放置PCB板，以及容易通过自动化的方式实现PCB的上下料；

2、工作台玻璃盖板装置结构简单，能够减少工作台上的机械机构，大大降低装配难度，降低制造成本；

3、接触式线阵相机与CCD相机配合，一方面能够快速获取待测件的完整图像，提高检测效率，另一方面能够获取异常孔的详细特征，大大扩展了设备的检测功能，增强了检测效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中工作台玻璃盖板装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型图1中A部分的放大示意图；

图3为本实用新型实施例1中工作台与Y轴平移驱动装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例1中升降装置与机架载台的结构示意图；

图5为本实用新型实施例1中盖板与垫板的结构示意图；

图6为本实用新型实施例2中光学检测设备的整体结构示意图；

图7为本实用新型实施例2中接触式线阵相机与工作台的结构示意图一；

图8为本实用新型图7中B部分的放大示意图；

图9为本实用新型实施例2中接触式线阵相机与工作台的结构示意图二。

图中：1、盖板；11、盖板框体；111、卡槽；12、第一光学玻璃板；2、升降装置；21、第一固定板；31、定位销；32、顶板；321、定位孔；41、垫板；411、垫板框体；4111、限位槽；4112、球头柱塞；412、第二光学玻璃板；42、侧支撑板；43、支撑底板；51、Y轴平移驱动装置；52、第一滑轨组件；6、机架载台；61、沉槽；62、通孔；71、水平推拉驱动装置；711、第二固定板；712、连接块；72、水平滑板；721、第二滑轨组件；73、龙门竖板；74、龙门横板；75、X轴移动模组；751、X轴驱动板；76、Z轴移动模组；761、Z轴驱动板；77、CCD相机；78、上光源；781、上光源连接板；81、接触式线阵相机；811、定位凸块；82、第三固定板；821、定位卡槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例1：

一种工作台玻璃盖板装置，参照图1，其包括用于光学检测的盖板1、用于承载待测件的垫板41、用于驱动垫板41沿水平方向移动的平移机构以及用于驱动盖板1沿竖直方向移动的升降机构。盖板1包括盖板框体11，盖板框体11上设置有第一定位件，升降机构上设置有与第一定位件配接的第二定位件。其中，升降机构上升时，第一定位件与第二定位件连接，盖板1被顶升至与垫板41分离，平移机构能够驱动垫板41沿水平方向移动，使盖板1与垫板41沿水平方向错开；升降机构下降时，第一定位件与第二定位件脱离，盖板1被托降于垫板41上，平移机构能够驱动垫板41与盖板1一起沿水平方向移动。

参照图1和图2，第一定位件与第二定位件为插接配合或者卡接配合，升降机构与盖板1通过第一定位件和第二定位件配接的目的在于保证盖板1在升降过程中位置不会偏移。本实施例中第一定位件和第二定位件为相互配合的定位销31和顶板32，顶板32上设置有与定位销31配合的定位孔321；定位销31与定位孔321为间隙配合，则定位销31沿竖直方向嵌于定位孔321内实现插接配合。具体地，定位销31设置于盖板框体11底壁，顶板32设置于升降机构上；当然，也可以在盖板框体11底壁开设定位孔321，而将定位销31设置于升降机构上，在此不做限制，能够实现插接配合即可。在其他可选的实施例中，第一定位件与第二定位件可以为卡接配合，具体可通过磁珠卡扣或者磁吸卡扣等方式实现。

参照图1至图4，本实施例的工作台玻璃盖板装置应用于检测设备，故升降机构和平移机构均安装在机架载台6上；本实施例中升降机构包括多个升降装置2，且升降装置2设置于机架载台6内，这样能够降低升降装置2的安装高度，进而也可以降低工作台的高度。具体地，升降装置2为气缸，机架载台6上开设有通孔62，升降装置2通过呈L型的第一固定板21安装于通孔62内，而顶板32固定于气缸的驱动板上。本实施例中升降装置2的数量为四个，且四个升降装置2布置于盖板1的两侧，这样能够保证盖板1的稳定性，在其他可选的实施例中，升降装置2的数量可以增多或者减少，在此不做限制，能够保证盖板1的稳定性即可，同时，升降装置2也可以为电磁缸。

参照图1至图3，垫板41下方设置有与平移机构连接的支撑底板43，支撑底板43与垫板41之间设置有两个侧支撑板42，垫板41、支撑底板43以及两个侧支撑板42形成工作台；两个侧支撑板42设置于支撑底板43的前后两端，则两个侧支撑板42在垫板41与支撑底板43之间形成通道。平移机构包括设置于支撑底板43与机架载台6之间的Y轴平移驱动装置51以及两组第一滑轨组件52，第一滑轨组件52能够保证支撑底板43移动的稳定性，而Y轴平移驱动装置51用于驱动支撑底板43沿水平方向移动。

参照图3，本实施例中Y轴平移驱动装置51为直线电机，通过直线电机控制支撑底板43沿Y轴方向移动，其中直线电机也可以用伺服电机与丝杠的结构代替。直线电机包括设置于机架载台6上的直线电机定子以及设置于支撑底板43底壁的直线电机动子，这样能够减少中间传动，提高整体精度；本实施例中机架载台6顶壁设置有沉槽61，直线电机定子设置于沉槽61内。沉槽61的设置能够降低工作台的高度，则与之配套的其他零部件的尺寸均可以减小，从而能够降低生产成本。

参照图1和图5，盖板1与垫板41之间设置有用于限制两者相对位移的弹性紧固件，这样即使受到外界驱动力的影响也能够使盖板1与垫板41相互之间保持固定不动。具体地，垫板41包括垫板框体411，盖板1置于垫板41上时，与垫板41配合将待测件压平，且此时垫板框体411外侧壁与盖板框体11内侧壁相对，弹性紧固件为设置于垫板框体411外侧壁或者盖板框体11内侧壁的球头柱塞4112，在此不做限制。本实施例中球头柱塞4112设置于垫板框体411外侧壁，且垫板框体411的左右两侧分别设置有两个球头柱塞4112。球头柱塞4112属于现有技术，本实施例中不再赘述，当然在其他可选的实施例中也可以用与球头柱塞4112相似的结构来代替，而直接选用球头柱塞4112具有方便组装的优势。

参照图5，本实施例中的盖板1和垫板41用于光学检测，故盖板框体11中间设置有第一光学玻璃板12，垫板框体411中间设置有第二光学玻璃板412，第一光学玻璃板12与第二光学玻璃板412配合将待测件夹于其中，从而能够对待测件进行光学检测。具体地，盖板框体11内侧壁设置有卡槽111，第一光学玻璃板12四周边缘嵌于卡槽111，然后通过螺钉将第一光学玻璃板12锁紧。垫板框体411顶壁开设有限位槽4111，第二光学玻璃板412嵌于限位槽4111内，且第二光学玻璃板412凸出或者齐平于垫板框体411顶壁。

工作原理如下：

（1）开门上板

初始状态时，盖板1通过球头柱塞4112的弹簧弹力卡在垫板41的侧边，使得盖板1与垫板41保持固定不动，Y轴平移驱动装置51控制支撑底板43向机架载台6后端移动时带动盖板1和垫板41一起移动，当顶板32上的定位孔321与盖板框体11底壁的定位销31相对时，停止移动。升降装置2控制顶板32向上移动使定位销31嵌于定位孔321内，并克服球头柱塞4112的锁紧力，将盖板1顶升至与垫板41分离，然后Y轴平移驱动装置51控制支撑底板43向机架载台6前端移动，使垫板41与盖板1沿水平方向错开，然后将待检测的PCB板放置在垫板41上。

（2）关门测板

Y轴平移驱动装置51控制承载有PCB板的垫板41向机架载台6的后端移动，复位至盖板1与垫板41分离的位置。升降装置2控制顶板32向下移动使定位销31与定位孔321脱离，并将盖板1托降于垫板41上，且盖板1与垫板41配合将PCB板压平。在球头柱塞4112的弹力锁紧作用下，能够使盖板1与垫板41之间保持固定不动。然后Y轴平移驱动装置51控制支撑底板43和PCB板沿Y轴方向移动，实现对PCB板的扫描检测。

实施例2：

一种光学检测设备，参照图6和图7，其包括机架载台6，机架载台6上设置有实施例1中的工作台玻璃盖板装置以及用于获取待测件图像的相机检测模块。本实施例中相机检测模块包括用于快速获取待测件完整图像的接触式线阵相机81，以及用于获取待测件局部位置详细特征图像的CCD相机77，两者配合扩展了设备的检测功能，提高了检测效率，增强了检测效果。

参照图1、图6和图7，CCD相机77位于盖板1上方，接触式线阵相机81位于垫板41下方。具体地，机架载台6上设置有能够沿Y轴方向平移的龙门架，龙门架上设置有X轴移动模组75，X轴移动模组75上设置有X轴驱动板751，X轴驱动板751上设置有Z轴移动模组76，Z轴移动模组76上设置有用于固定CCD相机77的Z轴驱动板761，且龙门架上设置有与CCD相机77沿水平方向错开的上光源78。本实施例中龙门架包括两个龙门竖板73以及连接于两个龙门竖板73之间的龙门横板74，X轴移动模组75设置于龙门横板74侧壁，当然X轴移动模组75也可以设置于龙门横板74的顶壁或者底壁，在此不做限制，能够保证CCD相机77的水平移动即可。本实施例中X轴移动模组75和Z轴移动模组76均为直线电机或丝杆进给机构，从而能够保证CCD相机77的位置调节精度。

参照图6，为了实现龙门架沿Y轴方向平移，本实施例中龙门竖板73底端设置有水平滑板72，水平滑板72与机架载台6之间设置有第二滑轨组件721，且机架载台6上设置有与水平滑板72连接的水平推拉驱动装置71。水平推拉驱动装置71通过两个呈L型的第二固定板711固定在机架载台6上，水平滑板72顶壁设置有与水平推拉驱动装置71连接的连接块712，本实施例中水平推拉驱动装置71为气缸，气缸的伸缩杆通过浮动接头与连接块712连接，则水平推拉驱动装置71能够驱动龙门架沿Y轴方向平移。本实施例中水平推拉驱动装置71的数量为两个；在其他可选的实施例中数量也可以减少为一个，则两个龙门竖板73中的一个通过水平滑板72与第二滑轨组件721连接水平推拉驱动装置71，另一个通过水平滑板72直接连接第二滑轨组件721，或者其他导向部件。水平推拉驱动装置71也可以用电磁缸或者伺服电机与丝杠的结构代替。

参照图1以及图6至图8，龙门竖板73侧壁设置有上光源连接板781，上光源78安装于两个上光源连接板781之间，而上光源78可采用线阵光源。接触式线阵相机81位于两个侧支撑板42之间形成的通道内，其两端通过第三固定板82与机架载台6固定连接，则接触式线阵相机81不会影响工作台的移动。接触式线阵相机81位于垫板41下方，具体地，接触式线阵相机81位于第二光学玻璃板412下方，而接触式线阵相机81顶端与第二光学玻璃板412底壁之间留有间隙。本实施例中接触式线阵相机81呈长条型，且沿X轴方向布置，则接触式线阵相机81固定不动，而垫板41沿Y轴方向移动，即可快速获取待测件的完整图像，提高检测效率。

参照图7和图8，本实施例中接触式线阵相机81与第三固定板82通过螺钉固定连接，同时接触式线阵相机81侧壁设置有定位凸块811，第三固定板82侧壁开设有与定位凸块811配合的定位卡槽821。定位凸块811与定位卡槽821配合一方面能够提高接触式线阵相机81的稳固性，另一方面也便于实现接触式线阵相机81的组装，提高装配效率。

工作原理如下：

1、使用接触式线阵相机81检测PCB板

水平推拉驱动装置71控制龙门架移动，使上光源78位于接触式线阵相机81上方，通过上光源78给接触式线阵相机81提供背景光。

初始状态时，盖板1通过球头柱塞4112的弹簧弹力卡在垫板41的侧边，使得盖板1与垫板41保持固定不动，Y轴平移驱动装置51控制支撑底板43向机架载台6后端移动时带动盖板1和垫板41一起移动，当顶板32上的定位孔321与盖板框体11底壁的定位销31相对时，停止移动。升降装置2控制顶板32向上移动使定位销31嵌于定位孔321内，并克服球头柱塞4112的锁紧力，将盖板1顶升至与垫板41分离，然后Y轴平移驱动装置51控制支撑底板43向机架载台6前端移动，使垫板41与盖板1沿水平方向错开，然后将待检测的PCB板放置在垫板41上。

接着，Y轴平移驱动装置51控制承载有PCB板的垫板41向机架载台6的后端移动，复位至盖板1与垫板41分离的位置。升降装置2控制顶板32向下移动使定位销31与定位孔321脱离，并将盖板1托降于垫板41上，且盖板1与垫板41配合将PCB板压平。在球头柱塞4112的弹力锁紧作用下，能够使盖板1与垫板41之间保持固定不动。然后Y轴平移驱动装置51控制支撑底板43和PCB板沿Y轴方向移动，通过接触式线阵相机81快速获取PCB板的完整图像。

2、使用CCD相机77检测PCB板

当PCB板上存在异常孔时，水平推拉驱动装置71控制龙门架移动，使CCD相机77与接触式线阵相机81中心对齐，通过接触式线阵相机81自带的灯给CCD相机77提供背景光。通过Y轴平移驱动装置51前后移动PCB板，通过X轴移动模组75左右移动CCD相机77，使得CCD相机77停留在待测孔处。然后通过Z轴移动模组76上下移动CCD相机77，使得CCD相机77调节到最佳的焦距，从而对待测孔进行成像检测。

通过接触式线阵相机81能够快速获取PCB板的完整图像，提高检测效率，通过CCD相机77能够详细观察异常孔的特征，扩展检测设备的功能，增强检测效果。

Claims (10)

1.一种工作台玻璃盖板装置，其特征在于，包括：

用于光学检测的盖板，所述盖板包括盖板框体，所述盖板框体上设置有第一定位件；

用于承载待测件的垫板；

用于驱动所述垫板沿水平方向移动的平移机构；以及，

用于驱动所述盖板沿竖直方向移动的升降机构，所述升降机构上设置有与所述第一定位件配接的第二定位件；

其中，所述升降机构上升时，所述第一定位件与第二定位件连接，所述盖板被顶升至与所述垫板分离，所述平移机构能够驱动所述垫板沿水平方向移动，使所述盖板与垫板沿水平方向错开；

所述升降机构下降时，所述第一定位件与第二定位件脱离，所述盖板下降至所述垫板上，所述平移机构能够驱动所述垫板与盖板一起沿水平方向移动。

2.根据权利要求1所述的工作台玻璃盖板装置，其特征在于：所述第一定位件和第二定位件为相互配合的定位销和顶板，所述顶板上设置有与所述定位销配合的定位孔。

3.根据权利要求2所述的工作台玻璃盖板装置，其特征在于：所述升降机构包括多个升降装置，多个所述升降装置布置于所述盖板的两侧；所述顶板安装于所述升降装置上，所述定位销设置于所述盖板框体底壁；所述升降装置能够驱动所述顶板沿竖直方向移动，使所述定位销嵌于所述定位孔内，或者与所述定位孔脱离。

4.根据权利要求1所述的工作台玻璃盖板装置，其特征在于：所述盖板与垫板之间设置有用于限制两者相对位移的弹性紧固件。

5.根据权利要求4所述的工作台玻璃盖板装置，其特征在于：所述垫板包括垫板框体，所述盖板置于所述垫板上时，与所述垫板配合将待测件压平；所述弹性紧固件为设置于所述垫板框体外侧壁或者所述盖板框体内侧壁的球头柱塞。

6.一种光学检测设备，包括：

机架载台；

承载于所述机架载台、用于获取待测件图像的相机检测模块；

其特征在于：所述机架载台上设置有权利要求1-5中任一项所述的工作台玻璃盖板装置。

7.根据权利要求6所述的光学检测设备，其特征在于：所述相机检测模块包括：

用于快速获取待测件完整图像的接触式线阵相机；以及，

用于获取待测件局部位置详细特征图像的CCD相机。

8.根据权利要求7所述的光学检测设备，其特征在于：所述CCD相机位于所述盖板上方，所述接触式线阵相机位于所述垫板下方。

9.根据权利要求8所述的光学检测设备，其特征在于：所述机架载台上设置有能够沿Y轴方向平移的龙门架，所述龙门架上设置有X轴移动模组，所述X轴移动模组上设置有用于承载所述CCD相机的Z轴移动模组，且所述龙门架上设置有与所述CCD相机沿水平方向错开的上光源；所述接触式线阵相机固定设置于所述机架载台上，且所述上光源能够移动至所述接触式线阵相机上方。

10.根据权利要求8所述的光学检测设备，其特征在于：所述垫板下方设置有与所述平移机构连接的支撑底板，所述支撑底板与垫板之间设置有两个侧支撑板；所述接触式线阵相机位于所述支撑底板和垫板之间，且位于两个所述侧支撑板之间。

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