一种基于CCD的桌面型贴片元件分选机的制作方法

本实用新型属于电子元件分选机械技术领域，尤其涉及一种基于CCD的桌面型贴片元件分选机。

背景技术：

现有贴片元件分选设备通常基于机器视觉技术工作，即被分选元件从进料仓通过送料模块被逐个、均匀地送入传动轴系模块，传动轴系模块上的被分选元件经过各个CCD摄像头，CCD摄像头对被分选元件进行拍摄，所得图像送入软件处理系统进行图像分析，出料装置根据分析结果将元件送入对应分级的出料仓。目前，现有的贴片元件分选设备检测精度、检测效果好，但是普遍存在体积过大，内部空间造成浪费，并且运输不方便且成本过高等缺点。广州立视电子科技有限公司生产的QV44片式元件外观分选机针对片式电子元件所设计，对元件的尺寸、外观进行详细检测，设备可根据需要调整检测面数，最多可进行六面检测。由于设备针对片式元件，因此检测精度很高，实际检测效果非常理想，价格也十分合理，但仍然存在体积较大、机器内部存在空间浪费、运输成本高的问题。又如，中国台湾擎邦精密科技有限公司研发生产的JBT-E3000 小尺寸高速六面外观检测系统和JBT-L1200彩色泛用外检机、中国台湾捷坤精密科技股份有限公司开发生产的CVA-400外观检查机以及中国台湾雷科股份有限公司研发生产的YT2300系列自动光学检测机均存在设备体积较大、运输成本高的问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种基于CCD的桌面型贴片元件分选机，它具有内部空间布局合理、内部空间紧凑、体积较小等优点。

一种基于CCD的桌面型贴片元件分选机，包括传动轴系模块、CCD光学元件模块、进料与出料模块、机柜、电气控制模块；机柜内部设有一底板，底板将机柜内部分为上下两层；传动轴系模块包括传动轴装置和元件放置结构，伺服电机安装于底板的下方，伺服电机经减速器、联轴器与传动轴装置的小轴端连接，动力经传动轴装置的大轴端输出，传动轴装置的大轴端位于底板的上方，元件放置结构安装在传动轴装置的大轴端；CCD光学元件模块安装于元件放置结构的外侧，电气控制模块安装于底板的下方，电气控制模块和传动轴系模块、 CCD光学元件模块、进料与出料模块电连接；进料与出料模块安装于底板上，并且进料端和出料端均设于元件放置结构的外侧。

优选的，进料与出料模块包括送料组件、限位装置、传感器组件、出料装置，送料组件、限位装置、传感器组件均安装于底板的上表面，限位装置、传感器组件均设于元件放置结构的外侧，出料装置设于元件放置结构外的另一侧。

优选的，还包括料仓组件，料仓组件设于送料组件的上游；送料组件包括振动盘与振动输送机，振动盘和振动输送机相连接；料仓组件的料仓导轨的末端与振动盘的料仓对接。

优选的，出料模块包括电磁阀、拨料装置、出料盒；出料盒的格数为四格，在出料盒的四个格口的上方依次设有一个拨料装置、三个电磁阀；出料盒的顶部还设有气压表，气压表和电磁阀连接。

优选的，出料盒底部呈漏斗状，在出料盒下方增加四个收纳盒，收纳盒通过管道和出料盒的底部相连接，收纳盒安装于底板的下方。

优选的，CCD光学元件模块包括一个竖直相机、一个水平相机、向上拍摄光源、水平光源；两个相机都采用CCD相机，且竖直相机自带光源；两个相机、向上拍摄光源、水平光源均安装于底板的上表面，且均位于元件放置结构的左侧。

优选的，在竖直相机、水平相机的摄像头上加装45°棱镜镜头。

优选的，元件放置结构包括玻璃圆盘、玻璃圆盘托盘、压盖；元件放置结构的核心零件采用中间呈凹陷状且直径为250mm的超白的玻璃圆盘；玻璃圆盘托盘固定于传动轴装置的上端，玻璃圆盘通过定位柱安装于玻璃圆盘托盘上，定位柱均匀分布于玻璃圆盘外侧，且定位柱位于玻璃圆盘和玻璃圆盘托盖之间，压盖安装于玻璃圆盘的中心。

优选的，电气控制模块包括控制器块、电机驱动块、市电供电块、控制板块；电机驱动块和伺服电机电连接；市电供电块和控制器块、电机驱动块、控制板块、伺服电机、进料与出料模块、CCD光学元件模块电连接；控制板块和伺服电机、进料与出料模块、CCD光学元件模块电连接；控制器块和CCD光学元件模块电连接；控制器块安装于电机的右侧，且处于设备整体的右前方；电机驱动块置于控制器块的后方；市电供电块安装于设备整体的左侧；控制板块置于市电供电块与伺服电机之间。

本实用新型的优点：通过对设备内部结构的合理设计和布局，将零部件合理布局在机柜内部的底板的上下方，使得内部的零部件布局紧凑，结构紧凑，内部空间得到充分利用，因此有效减少了设备体积，便于机器的移动和运输；本实用新型在送料组件的上游设置料仓组件，因此在启动前、运行中不断添加元件，使得机器连续工作、分选元件，不会保持空转；本实用新型在出料盒下方设有收纳盒，且收纳盒为抽拉式，因此当要取出分选后的元件时，直接拉出收纳盒，而无需打开机器的机柜；本实用新型中选用一端为大间隙端、另一端为小间隙端的限位装置，因此解决了输送过程中的元件易位问题；本实用新型中采用竖直导轨滑块和水平导轨滑块将相机安装于底板的上表面，因此方便调整相机的摄像头的位置，从而更好地对元件进行拍照、分析，分选元件更精准；并在两个相机的摄像头上加装45°棱镜镜头，因此更方便对元件进行拍照。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的前视图。

图3为本实用新型的俯视图。

图4为料仓组件的结构示意图。

图5为送料组件的结构示意图。

图6为传动轴装置的结构示意图。

图7为限位装置的结构示意图。

图8为传感器组件的结构示意图。

图9为竖直相机的安装示意图。

图10为水平相机的安装示意图。

图11为水平相机转变为向上拍摄时的示意图。

图12为水平光源的示意图。

图13为向上拍摄光源的示意图。

图14为出料装置的示意图。

图15为出料装置的轴测图。

图16为电气控制模块的俯视图。

图17为电气控制模块一个视角的轴测图。

图18为电气控制模块另一个视角的轴测图。

其中，1.底板，2.元件放置结构，3.限位装置，4.传感器组件，5.竖直相机， 6.水平相机，7.向上拍摄光源，8.水平光源，9.出料装置，10.料仓组价，11.振动盘，12.电机托架，13.M8内六角螺钉，14.减速器，15.伺服电机，16.M4内六角螺钉，17.M4螺母，18.M4内六角螺钉，19.漏斗料仓，20.料仓导轨，21.第一振动输送机，22.传动轴装置，23.玻璃圆盘，24.玻璃圆盘托盘，25.压盖，26.定位柱，27.联轴器，28.传感器，29.传感器支架，30.第一棱镜镜头，31.第一环形光源，32.竖直相机，33.第一竖直导轨滑块，34.第一方形光源，35.第一水平导轨滑块，36.水平相机，37.第二竖直导轨滑块，38.第二水平导轨滑块，39.普通镜头，40.第二棱镜镜头，41.第二方形光源，42.第三方形光源，43.第二环形光源， 44.气压表，45.电磁阀，46.拨料装置，47.出料盒，48.管道固定板，49.市电供电块，50.控制板块，51.电机驱动块，52.控制器块，53.收纳盒，54.振动盘，55.振动输送机，56.底座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的具体说明。

一种基于CCD的桌面型贴片元件分选机，它包括传动轴系模块、CCD光学元件模块、进料与出料模块、机柜、电气控制模块；机柜内部设有一底板，底板将机柜内部分为上下两层。各个模块分别设于底板的上、下两侧，充分利用机柜内部的空间，并在设计时充分合理利用内部口空间，因此内部空间紧凑，布局合理，设备体积较小。

传动轴系模块包括传动轴装置和元件放置结构。伺服电机经减速器、联轴器与传动轴装置的小轴端连接，动力经传动轴装置的大轴端输出。传动轴装置的大轴端位于底板的上方。元件放置结构包括玻璃圆盘、玻璃圆盘托盘、压盖；元件放置结构的核心零件采用中间呈凹陷状且直径为250mm的超白的玻璃圆盘；玻璃圆盘托盘固定于传动轴装置的上端(也即大轴端)，玻璃圆盘通过定位柱安装于玻璃圆盘托盘上，定位柱均匀分布于玻璃圆盘外侧，且定位柱位于玻璃圆盘和玻璃圆盘托盖之间，压盖安装于玻璃圆盘的中心。

CCD光学元件模块包括一个竖直相机、一个水平相机、向上拍摄光源、水平光源；两个相机都采用CCD相机；且竖直相机自带光源。两个相机均通过竖直导轨滑块和水平导轨滑块安装于底板的上部。竖直导轨滑块包括第一竖直导轨滑块和第二竖直导轨滑块；水平导轨滑块包括第一水平导轨滑块和第二水平导轨滑块。水平导轨安装于底板上，水平导轨滑块滑动式安装在水平导轨上；竖直导轨滑块滑动式安装于水平导轨滑块上，相机安装在竖直导轨滑块上。相机随着竖直导轨滑块在水平导轨滑块上做竖直方向的滑动，滑动水平导轨滑块，从而将相机和竖直导轨滑块在水平导轨滑块上做水平方向的滑动，因此通过竖直导轨滑块和水平导轨滑块可以调节两个相机在水平或竖直方向的位置，以得到最佳拍摄位置。竖直相机选择横置，并在竖直相机的摄像头上加装45°棱镜镜头，即第一棱镜镜头，使竖直相机既能拍摄到俯视图像，又能降低该模块高度。水平相机的摄像头上安装有普通镜头，普通镜头前端加装有一个45°棱镜镜头，即为第二棱镜镜头，当把CCD摄像头降低，并向内移动，该模块即可实现向上拍摄。光源，包括竖直相机自带的光源和向上拍摄光源均包含环形光源和方形光源。向上拍摄光源中的环形光源为第二环形光源，照明方向竖直向上；方形光源为第二方形光源，照明方向竖直向下。竖直相机自带的光源中，环形光源为第一环形光源，照明方向竖直向下；方形光源为第二方形光源，照明方向竖直向上。水平光源只有方形光源，为第三方形光源。竖直相机自带的光源和向上拍摄光源的光源支撑板具有较多孔洞用以调节光源与零件的距离。

进料与出料模块包括料仓组件、送料组件、限位装置、传感器组件、出料装置。料仓组件、送料组件、限位装置、传感器组件均安装于底板上。出料装置安装于底板上，且一部分位于底板上，一部分位于底板下。料仓组件、送料组件连接，限位装置位于送料组件的下游。限位装置、传感器组件、出料装置均设于元件放置结构的外侧。工作时，物料添加至料仓组件内，料仓组件内的物料通过送料组件再经过限位装置输送至元件放置结构上，再经过CCD光学元件模块拍摄、分析后，将元件进行分选至出料装置内。

本实施例中，送料组件包括振动盘与振动输送机，振动盘与振动输送机均通过底座安装在底板的上表面，振动盘和振动输送机相连接，通过振动盘与振动输送机协同工作，从而能够实现稳定、均匀地送料。料仓组件采用漏斗料仓，以此解决振动盘的料仓不足、需要频繁补充料仓的缺点。漏斗料仓下方接有料仓导轨，料仓导轨下方安装有第一振动输送机，从而可以通过第一振动输送机的振动将漏斗料仓添加的元件输送给送料组件。

限位装置为目前现有分选机中所选用的装置。限位装置中，限位装置一端为大间隙端，另一端为小间隙端。元件从大间隙端进入限位装置，元件从小间隙端离开限位装置，以解决输送过程中的元件易位问题。传感器组件包括传感器、传感器支架，传感器通过传感器支架安装在底板上；传感器为光学传感器。出料模块包括电磁阀、拨料装置、出料盒；出料盒的格数为四格，在出料盒的四个格口的上方依次设有一个拨料装置、三个电磁阀。设置四格的出料盒和三个电磁阀，本实施例中对元件的分级为三级，因此当元件通过分选后，符合这三个级别的，对应的电磁阀响应，从而将元件拨到相应的格内；如果这三个级别都不符合，元件将被拨到未安装电磁阀的格内。出料盒底部设计成漏斗形状，以此解决出料盒不便取出的问题。出料盒的宽度为400mm，以确保分选元件时，元件必定落在相应出料盒内。在出料盒下方增加四个收纳盒，收纳盒通过管道和出料盒的底部相连接。管道通过管道固定板安装于机柜内。出料盒的顶部还设有气压表，气压表和电磁阀连接，用以观察电磁阀是否正常运作；气压表通过气压表支架安装于出料盒的顶部。

传动轴系模块设于底板的正中央，料仓组件的料仓导轨的末端与振动盘模块的料仓对接，被分选元件进入玻璃圆盘后，依次经过限位装置、传感器组件、竖直相机、水平相机、出料模块。采用电机托架将伺服电机安装在机柜内。

电气控制模块包括4个子模块，4个子模块均安装在底板的下方；子模块包括控制器块、电机驱动块、市电供电块、控制板块。电机驱动块内设有稳压器，电机驱动块和伺服电机电连接，电机驱动块用于控制伺服电机的运动。市电供电块和控制器块、电机驱动块、控制板块、伺服电机、进料与出料模块、CCD 光学元件模块电连接；控制板块和伺服电机、进料与出料模块、CCD光学元件模块电连接；控制器块和CCD光学元件模块电连接，用于对CCD光学元件模块进行控制；市电供电块用于接入电源，并且市电供电块和控制器块、电机驱动块、控制板块、伺服电机、电磁阀、水平相机、竖直相机、光源电连接，为整个设备供电，并控制各组件通/断电，使得设备有序进行工作。控制器块安装于电机的右侧，且处于设备整体的右前方；电机驱动块置于控制器块的后方；市电供电块安装于设备整体的左侧；控制板块置于市电供电块与电机之间。收纳盒放置在市电供电块的右侧、控制板块的前方。控制板块包括DMC2210控制卡、ACC2210控制卡。伺服电机、电磁阀、水平相机、竖直相机、光源的开关均由PC经过DMC2210、ACC2210控制卡控制。当光电传感器确认到未分选元件经过时，ACC2210控制卡向PC发出元件确认信号，PC读取当前伺服电机编码刻度，并计算出元件到达水平相机、竖直相机时的编码刻度，当元件到达该编码刻度即水平相机、竖直相机的摄像头所在位置时，PC经由DMC2210控制卡对相机的摄像头发出拍摄指令；摄像头拍摄后将图像经由双绞线直接输送入 PC，PC对图像进行处理后对元件进行分级，并计算出元件到达相应出料盒时的编码刻度，当元件到达该编码刻度时，PC经由DMC2210控制卡对电磁阀发出开启指令，电磁阀打开，元件被吹(拨)入出料盒对应的格中。

上述实施例为实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。