CN219201405U - 表面贴装的视觉检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及表面贴装的视觉检测装置，包括：检测平台，用于承载待检测的表面贴装产品；视觉检测装置，包括外观检测装置及点亮检测装置；安装座，分别固定所述外观检测装置及所述点亮检测装置；以及导轨，分别连接所述检测平台及所述安装座，用于提供至少一个方向的导向移动，以使所述表面贴装产品与所述视觉检测装置具有至少一个方向的相对位移变化。上述表面贴装的视觉检测装置，提供了一体式的检测方案，实现了在一台机器上同时完成外观检测及点亮检测，大幅缩短了检测周期时间，提升了检测效率减少，因此有效地减少了对于表面贴装产品的检测耗时，同时无需采用两套独立设备分别设置，因此降低了硬件成本。

Description

表面贴装的视觉检测装置

技术领域

本申请涉及视觉检测领域，特别是涉及表面贴装的视觉检测装置。

背景技术

MiniLED(亦称Mini LED)是一种发光二极管(Light Emitting Diode，LED)器件，根据《Mini LED商用显示屏通用技术规范》团体标准，Mini LED被定义为：芯片尺寸介于50μm至200μm之间的LED器件。MiniLED面板是由Mini LED像素阵列、驱动电路组成且像素中心间距为0.3mm至1.5mm的单元。

针对MiniLED面板表面贴装技术(Surface Mount Technology，SMT)产线的视觉检测中，需要检测两大类的缺陷，第一类是外观类，即从外观上判断面板上的元件组装是否正确、是否出现位置偏移等情况。第二类是点亮类检测，即通过给LED面板通电来点亮每个发光元件。

目前的检测方案大多是通过两个独立的检测设备分别检测外观缺陷及点亮缺陷，从而导致以下三个技术问题：

1、同一检测工位需要分别检测，导致周期时间(Cycle Time，CT)较长；

2、两套独立设备分别设置，硬件成本高，占用面积大；

3、生产系统需要适配两套控制器，复杂度高。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种表面贴装的视觉检测装置。

一种表面贴装的视觉检测装置，包括：

检测平台，用于承载待检测的表面贴装产品；

视觉检测装置，包括外观检测装置及点亮检测装置；

安装座，分别固定所述外观检测装置及所述点亮检测装置；以及，

导轨，分别连接所述检测平台及所述安装座，用于提供至少一个方向的导向移动，以使所述表面贴装产品与所述视觉检测装置具有至少一个方向的相对位移变化。

上述表面贴装的视觉检测装置，提供了一体式的检测方案，实现了在一台机器上同时完成外观检测及点亮检测，大幅缩短了检测周期时间，提升了检测效率减少，因此有效地减少了对于表面贴装产品的检测耗时，同时无需采用两套独立设备分别设置，因此降低了硬件成本。

在其中一个实施例中，所述导轨安装于所述检测平台上；

所述安装座可移动地设置于所述导轨上，用于在所述导轨上沿至少一个方向移动，以使分别固定于所述安装座上的所述外观检测装置及所述点亮检测装置沿所述导轨移动。

在其中一个实施例中，所述导轨安装于所述安装座上；

所述检测平台可移动地设置于所述导轨上，用于在所述导轨上沿至少一个方向移动，以使所述表面贴装产品沿所述导轨移动。

在其中一个实施例中，所述外观检测装置及所述点亮检测装置相对于所述表面贴装产品的输送方向并排设置或前后设置。

在其中一个实施例中，所述外观检测装置设有固定于所述安装座上的第一相机、远心镜头及多层环形光源；

所述多层环形光源用于提供光源，所述第一相机用于通过所述远心镜头获取外观图像。

在其中一个实施例中，所述点亮检测装置设有固定于所述安装座上的第二相机、工厂自动化镜头及单环光源；

所述单环光源用于提供光源，所述第二相机用于通过所述工厂自动化镜头获取点亮图像。

在其中一个实施例中，所述表面贴装的视觉检测装置还包括控制器，所述控制器分别连接所述检测平台、所述导轨、所述外观检测装置及所述点亮检测装置，或者，所述控制器分别连接所述检测平台、所述安装座、所述外观检测装置及所述点亮检测装置；及/或，

所述表面贴装的视觉检测装置还包括机架，所述检测平台及/或所述安装座固定于所述机架上，及/或，所述检测平台、所述导轨、所述安装座、所述外观检测装置及所述点亮检测装置均位于所述机架中。

在其中一个实施例中，所述表面贴装产品为表面贴装的MiniLED面板，所述检测平台适配承载所述MiniLED面板。

在其中一个实施例中，所述导轨设有X方向伺服轴及Y方向伺服轴；

所述X方向伺服轴连接所述安装座且固定于所述Y方向伺服轴上，所述Y方向伺服轴连接所述检测平台，所述X方向伺服轴及所述Y方向伺服轴分别提供相垂直的两个方向的导向移动，共同形成平面直角坐标系的导向移动。

在其中一个实施例中，所述导轨还设有Z方向滑台，所述Z方向滑台固定于所述X方向伺服轴上，且所述X方向伺服轴通过所述Z方向滑台连接所述安装座；或者，所述Z方向滑台的数量为两个，两个所述Z方向滑台分别固定于所述安装座上，所述外观检测装置及所述点亮检测装置分别固定于两个所述Z方向滑台上；所述Z方向滑台用于提供垂直于所述平面直角坐标系的导向移动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请所述表面贴装的视觉检测装置一实施例的应用示意图。

图2为本申请所述表面贴装的视觉检测装置另一实施例的结构示意图。

图3为图2所示实施例的部分结构示意图。

图4为图3所示实施例的部分结构示意图。

图5为图4所示实施例的另一方向示意图。

图6为图5所示实施例的部分结构示意图。

图7为图6所示实施例的另一方向示意图。

图8为图6所示实施例的另一方向示意图。

图9为图8所示实施例的A处放大示意图。

图10为图1所示实施例获取外观图像的结果示意图。

图11为图1所示实施例获取点亮图像的结果示意图。

附图标记：

检测平台100、导轨200、安装座300、视觉检测装置400、机架500、壳体600、表面贴装的视觉检测装置800、表面贴装产品900；

X方向伺服轴210、Y方向伺服轴220、Z方向滑台230、外观检测装置410、第一相机411、远心镜头412、多层环形光源413、外观图像414、点亮检测装置420、第二相机421、工厂自动化镜头422、点亮图像424、表面贴装产品通道810。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

除非另有定义，本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请公开了一种表面贴装的视觉检测装置，其包括以下实施例的部分结构或全部结构；即，所述表面贴装的视觉检测装置包括以下的部分技术特征或全部技术特征。在本申请一个实施例中，一种表面贴装的视觉检测装置，包括检测平台、视觉检测装置、安装座以及导轨：所述检测平台用于承载待检测的表面贴装产品；所述视觉检测装置包括外观检测装置及点亮检测装置；所述安装座分别固定外观检测装置及点亮检测装置；所述导轨分别连接检测平台及安装座，用于提供至少一个方向的导向移动，以使表面贴装产品与视觉检测装置具有至少一个方向的相对位移变化。上述表面贴装的视觉检测装置，提供了一体式的检测方案，实现了在一台机器上同时完成外观检测及点亮检测，大幅缩短了检测周期时间，提升了检测效率减少，因此有效地减少了对于表面贴装产品的检测耗时，同时无需采用两套独立设备分别设置，因此降低了硬件成本。

在其中一个实施例中，一种表面贴装的视觉检测装置800如图1所示，其包括：检测平台100、导轨200及安装座300，检测平台100用于承载待检测的表面贴装产品900；导轨200分别连接检测平台100及安装座300，用于提供至少一个方向的导向移动，以使检测平台100与安装座300具有至少一个方向的相对位移变化，从而使得表面贴装产品900与视觉检测装置具有至少一个方向的相对位移变化。本实施例中，示出了表面贴装产品900的两种状态，表面贴装的视觉检测装置800还于安装座300下方设置有视觉检测装置，用于实现视觉检测。

为了更好地体现本申请所述表面贴装的视觉检测装置800的具体实现，在其中一个实施例中，所述表面贴装的视觉检测装置800一实施例如图2所示，所述表面贴装的视觉检测装置800开设有表面贴装产品通道810以输入待检测的表面贴装产品900及输出检测完成的表面贴装产品900；表面贴装产品通道810通常设计为一对，一进一出，即一个表面贴装产品通道810用于输入待检测的表面贴装产品900，另一个表面贴装产品通道810用于输出检测完成的表面贴装产品900。结合图3及图4，所述表面贴装的视觉检测装置800包括检测平台100、导轨200、安装座300、视觉检测装置400、机架500及壳体600，亦可理解为所述表面贴装的视觉检测装置800包括壳体600及设置于所述壳体600中的检测平台100、导轨200、安装座300、视觉检测装置400及机架500等，详细说明如下。

具体地，在其中一个实施例中，如图4及图5所示，视觉检测装置400包括外观检测装置410及点亮检测装置420，安装座300分别固定外观检测装置410及点亮检测装置420；外观检测装置410用于在表面贴装产品900不发光时检测其外观状态，即判断是否存在外观缺陷；点亮检测装置420用于在表面贴装产品900发光时检测其点亮状态，即判断是否存在不发光的缺陷。

在具体应用中，表面贴装的视觉检测装置800使表面贴装产品900与视觉检测装置400具有至少一个方向的相对位移变化，可以包括两种情况，一种情况是在检测中表面贴装产品900保持不动，视觉检测装置400相对于表面贴装产品900于至少一个方向移动；在其中一个实施例中，导轨200安装于检测平台100上；安装座300可移动地设置于导轨200上，用于在导轨200上沿至少一个方向移动，以使分别固定于安装座300上的外观检测装置410及点亮检测装置420沿导轨200移动。另一种情况是在检测中视觉检测装置400保持不动，表面贴装产品900相对于视觉检测装置400于至少一个方向移动。在其中一个实施例中，导轨200安装于安装座300上；检测平台100可移动地设置于导轨200上，用于在导轨200上沿至少一个方向移动，以使表面贴装产品900沿导轨200移动。

在具体应用中，表面贴装的视觉检测装置800使表面贴装产品900与视觉检测装置400具有至少一个方向的相对位移变化，从而实现视觉检测功能，考虑到表面贴装产品900通常为平面结构，例如表面贴装的LED灯呈矩阵排列，因此仅在一个方向发生位移可能存在检测视野问题，即具有至少一个方向的相对位移变化可能存在检测视野问题，从而导致视觉检测出错。进一步地，在其中一个实施例中，导轨200用于提供至少二个方向的导向移动，以使表面贴装产品900与视觉检测装置400具有至少二个方向的相对位移变化。在其中一个实施例中，如图4及图5所示，导轨200设有X方向伺服轴210及Y方向伺服轴220；X方向伺服轴210连接安装座300且固定于Y方向伺服轴220上，Y方向伺服轴220连接检测平台100，X方向伺服轴210及Y方向伺服轴220分别提供相垂直的两个方向的导向移动，共同形成平面直角坐标系的导向移动。

进一步地，对于表面贴装产品900在检测过程中保持不动的实施例，Y方向伺服轴220用于驱动X方向伺服轴210沿Y方向例如纵向移动例如滑动，X方向伺服轴210用于驱动安装座300沿X方向例如横向移动例如滑动；对于视觉检测装置400在检测过程中保持不动的实施例，X方向伺服轴210用于驱动Y方向伺服轴220沿X方向移动，Y方向伺服轴220用于驱动检测平台100沿Y方向移动，从而使得表面贴装产品900与视觉检测装置400具有一个平面上两个相互垂直方向的相对位移变化。这样的设计，提供了平面直角坐标系的导向移动，使得表面贴装产品900与视觉检测装置400具有两个方向的相对位移变化；且本实施例中，视觉检测装置400相对于检测平台100及其上的表面贴装产品900具有X方向及Y方向的位移变化。

在具体应用中，表面贴装的视觉检测装置800分为两个工位，即外观检测装置410及点亮检测装置420，设有双相机，点亮检测装置420通过一个大视野相机获得大视野成像，外观检测装置410通过一个小视野相机获得高清晰的细节成像，双相机同时挂载于导轨200配合安装座300所提供的位移平台例如XY轴平台上。

考虑到视觉检测装置400上的相机位置可能需要更多调整，进一步地，在其中一个实施例中，导轨200用于提供三个方向的导向移动，以使表面贴装产品900与视觉检测装置400具有三个方向的相对位移变化。在其中一个实施例中，如图6及图7所示，导轨200还设有Z方向滑台230，Z方向滑台230固定于X方向伺服轴210上，且X方向伺服轴210通过Z方向滑台230连接安装座300；或者，Z方向滑台230的数量为两个，两个Z方向滑台230分别固定于安装座300上，外观检测装置410及点亮检测装置420分别固定于两个Z方向滑台230上；Z方向滑台230用于提供垂直于平面直角坐标系的导向移动。这里同样给出了动静结合的两种实施方式，一种是Z方向滑台230带动安装座300及其上的视觉检测装置400整体相对于X方向伺服轴210沿Z方向移动，另一种是Z方向滑台230仅带动外观检测装置410及点亮检测装置420中的一个，在安装座300上沿Z方向移动。进一步地，X方向、Y方向及Z方向相互垂直，这样的设计，构成了空间坐标系例如空间直角坐标系，使得表面贴装产品900与视觉检测装置400具有三个确定方向的相对位移变化，从而在进行视觉检测时，有利于准确地控制视觉检测装置400的外观检测装置410及点亮检测装置420，与表面贴装产品900的相对位置，且相对位置能够准确地呈现给控制器，进而保证了表面贴装的视觉检测装置800的视觉检测效果的准确性及精确度。

在其中一个实施例中，结合图1及图4，外观检测装置410及点亮检测装置420相对于表面贴装产品900的输送方向910并排设置或前后设置。在其中一个实施例中，如图4及图5所示，外观检测装置410及点亮检测装置420相对于表面贴装产品900的输送方向910或前后设置。

在其中一个实施例中，如图5所示，表面贴装的视觉检测装置800还包括机架500，检测平台100及/或安装座300固定于机架500上；检测平台100、导轨200、安装座300、外观检测装置410及点亮检测装置420均位于机架500中。本实施例中，可以将检测平台100固定于机架500上。这样可以形成一个整体的表面贴装的视觉检测装置800。

在其中一个实施例中，如图8及图9所示，外观检测装置410设有固定于安装座300上的第一相机411、远心镜头412及多层环形光源413；点亮检测装置420设有固定于安装座300上的第二相机421及工厂自动化镜头(Factory Automation，FA)，镜头422亦即工业镜头。其他实施例中，点亮检测装置420还设有固定于安装座300上的单环光源，单环光源用于提供光源；结合图10及图11，多层环形光源413用于提供光源尤其是无影光源亦即无死角光源，第一相机411用于通过远心镜头412获取外观图像414；第二相机421用于通过工厂自动化镜头422获取点亮图像424。表面贴装的视觉检测装置800中工业镜头可以将产品图像传送至图像传感器的光敏面上，工业镜头与工业相机在机器视觉系统中的融合，可以进一步的提高工业检测的精准度和效率。FA镜头的优点是成本低、用途广，缺点就是放大倍率会有变化，会因视角的选择造成误差，影响检测精度，适用于大尺寸物体检测成像。远心镜头的缺点是成本高，尺寸比较大，重量比较重。优点是放大倍率恒定，不随景深变化而变化，没有视差，低失真，检测精度高，适合用于高精度检测应用，如精密零部件尺寸测量、非接触式光学测量等。

下面示例说明第一相机411与第二相机421的相应关系，例如可通过视觉标定计算出第一相机411与第二相机421之间的旋转平移关系：

其中，X是横坐标，Y是纵坐标，target是目标，src是源，X_target是横坐标目标值，X_src是横坐标源值，Y_target是纵坐标目标值，Y_src是纵坐标源值，旋转矩阵R_ST所表达的是两个坐标系之间的旋转关系，b_ST为明视场中从明视场相机坐标系-明视场像素坐标系的平移矩阵。

得到标定出的两个相机间的上述转换矩阵后，第一相机411与第二相机421分别拍摄同一个标定板，获取外观图像414及点亮图像424，然后根据转换矩阵即可完成外观检测装置410与点亮检测装置420所检测结果的对应关系，从而确定同一LED点光源在外观图像414及点亮图像424的对应关系。

在其中一个实施例中，表面贴装的视觉检测装置800还包括控制器，控制器分别连接检测平台100、导轨200、外观检测装置410及点亮检测装置420，或者，控制器分别连接检测平台100、安装座300、外观检测装置410及点亮检测装置420。

在其中一个实施例中，所述表面贴装产品(900)为表面贴装的MiniLED面板，所述检测平台(100)适配承载所述MiniLED面板。进一步地，在其中一个实施例中，MiniLED面板呈矩形、圆形或圆环形。这样的设计，提供了一体式的检测方案，实现了在一台机器上同时完成外观检测及点亮检测，大幅缩短了检测周期时间，提升了检测效率减少，因此有效地减少了对于表面贴装产品的检测耗时，同时无需采用两套独立设备分别设置，因此降低了硬件成本。

需要说明的是，本申请的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的表面贴装的视觉检测装置。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种表面贴装的视觉检测装置(800)，其特征在于，包括：

检测平台(100)，用于承载待检测的表面贴装产品(900)；

视觉检测装置(400)，包括外观检测装置(410)及点亮检测装置(420)；

安装座(300)，分别固定所述外观检测装置(410)及所述点亮检测装置(420)；以及，

导轨(200)，分别连接所述检测平台(100)及所述安装座(300)，用于提供至少一个方向的导向移动，以使所述表面贴装产品(900)与所述视觉检测装置(400)具有至少一个方向的相对位移变化。

2.根据权利要求1所述表面贴装的视觉检测装置(800)，其特征在于，所述导轨(200)安装于所述检测平台(100)上；

所述安装座(300)可移动地设置于所述导轨(200)上，用于在所述导轨(200)上沿至少一个方向移动，以使分别固定于所述安装座(300)上的所述外观检测装置(410)及所述点亮检测装置(420)沿所述导轨(200)移动。

3.根据权利要求1所述表面贴装的视觉检测装置(800)，其特征在于，所述导轨(200)安装于所述安装座(300)上；

所述检测平台(100)可移动地设置于所述导轨(200)上，用于在所述导轨(200)上沿至少一个方向移动，以使所述表面贴装产品(900)沿所述导轨(200)移动。

4.根据权利要求1所述表面贴装的视觉检测装置(800)，其特征在于，所述外观检测装置(410)及所述点亮检测装置(420)相对于所述表面贴装产品(900)的输送方向(910)并排设置或前后设置。

5.根据权利要求1所述表面贴装的视觉检测装置(800)，其特征在于，所述外观检测装置(410)设有固定于所述安装座(300)上的第一相机(411)、远心镜头(412)及多层环形光源(413)；

所述多层环形光源(413)用于提供光源，所述第一相机(411)用于通过所述远心镜头(412)获取外观图像(414)。

6.根据权利要求1所述表面贴装的视觉检测装置(800)，其特征在于，所述点亮检测装置(420)设有固定于所述安装座(300)上的第二相机(421)及工厂自动化镜头(422)，所述第二相机(421)用于通过所述工厂自动化镜头(422)获取点亮图像(424)。

7.根据权利要求1所述表面贴装的视觉检测装置(800)，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别连接所述检测平台(100)、所述导轨(200)、所述外观检测装置(410)及所述点亮检测装置(420)，或者，所述控制器分别连接所述检测平台(100)、所述安装座(300)、所述外观检测装置(410)及所述点亮检测装置(420)；及/或，

所述表面贴装的视觉检测装置还包括机架(500)，所述检测平台(100)及/或所述安装座(300)固定于所述机架(500)上，及/或，所述检测平台(100)、所述导轨(200)、所述安装座(300)、所述外观检测装置(410)及所述点亮检测装置(420)均位于所述机架(500)中。

8.根据权利要求1所述表面贴装的视觉检测装置(800)，其特征在于，所述表面贴装产品(900)为表面贴装的MiniLED面板，所述检测平台(100)适配承载所述MiniLED面板。

9.根据权利要求1至8中任一项所述表面贴装的视觉检测装置(800)，其特征在于，所述导轨(200)设有X方向伺服轴(210)及Y方向伺服轴(220)；

所述X方向伺服轴(210)连接所述安装座(300)且固定于所述Y方向伺服轴(220)上，所述Y方向伺服轴(220)连接所述检测平台(100)，所述X方向伺服轴(210)及所述Y方向伺服轴(220)分别提供相垂直的两个方向的导向移动，共同形成平面直角坐标系的导向移动。

10.根据权利要求9所述表面贴装的视觉检测装置(800)，其特征在于，所述导轨(200)还设有Z方向滑台(230)，所述Z方向滑台(230)固定于所述X方向伺服轴(210)上，且所述X方向伺服轴(210)通过所述Z方向滑台(230)连接所述安装座(300)；或者，所述Z方向滑台(230)的数量为两个，两个所述Z方向滑台(230)分别固定于所述安装座(300)上，所述外观检测装置(410)及所述点亮检测装置(420)分别固定于两个所述Z方向滑台(230)上；

所述Z方向滑台(230)用于提供垂直于所述平面直角坐标系的导向移动。

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