本发明属于半导体领域，具体涉及一种电路板的光学扫描设备。
背景技术：
在电子工业生产中，尤其多层印刷电路板的生产中，要求在板上钻成千上万个直径约为0.1～0.3毫米的小孔，而钻孔加工完成后则需要对这些孔进行检测工作，查看有没有漏孔和错位的情况。多层印刷电路板的制作工艺一直在不断的完善，然而业内所关注的多层印刷电路板制作工艺往往是其前期片材处理工艺，相应的其后期检测方法一直没有得到有效的进展。
技术实现要素：
基于以上，本发明提供一种光学坐标扫描设备，其将传统的片材扫面检测进行了集成并实现自动化操作流程，克服了传统纯手工操作的弊端。
其具体技术方案如下：
一种光学坐标扫描设备，包括机架、传送单元、固定单元、扫描单元、控制系统，其特征在于：所述机架为承载和固定所述传送单元、所述固定单元的钢架结构；所述传送单元包括机械手和两个结构相同的送料机构，两个所述送料机构分别设置在所述机械手的左右两侧，其中一个所述送料机构用来传递和暂存待扫描的片材，作为上料机构，另一个所述送料机构用来暂存和送出扫描完成的片材，作为下料机构，所述机械手则起到中间传递的作用；所述机械手将待扫描片材传递到所述固定单元上固定后由所述扫描单元进行扫描检测；所述控制系统用来控制所述传送单元、所述固定单元和所述扫描单元的系统活动，并分析处理所述扫描单元的扫描结果。
进一步，所述送料机构包括架盒和料盒，所述架盒为“u”型框架，架盒“u”型凹槽内固定有无杆气缸，所述料盒则通过所述无杆气缸活动的设置在所述架盒的“u”型凹槽内，并在所述架盒上进行移动。
进一步，所述料盒为矩形盒，其内部设有叠状排布的片材板，每个片材板存放一张待扫描的片材。
进一步，所述固定单元包括基台和吸附平台，所述吸附平台通过y轴导轨活动的设置在所述基台上，并可在y轴导轨上进行y轴方向的运动；所述吸附平台由吸附板和底板组成，其中所述吸附板上具有若干吸附孔，且位于底板的上方；所述吸附板和所述底板中间形成腔室，该腔室与固定在所述基台上的真空软管相连，通过所述真空软管实现所述吸附平台内腔室中气体的输送和抽出，以此调整所述吸附平台对片材的吸附力强度。
进一步，所述吸附平台上方还设置有上料支撑板，所述上料支撑板通过2个气缸活动的设置在所述吸附平台上；所述气缸的缸体固定在所述吸附平台的侧面，所述气缸的活塞端则连接所述上料支撑板，以此实现所述上料支撑板随所述气缸的活塞端在所述吸附平台上方进行竖直方向的升降运动。
进一步，所述扫描单元包括横梁和测量轴，所述横梁通过垫块固定的设置在所述基台上；所述横梁上设置有x轴导轨、x轴电机，所述测量轴通过x轴动板活动的设置在所述x轴导轨上，并可随所述x轴动板在所述x轴导轨上进行x轴方向的运动，所述x轴电机为所述x轴动板的运动提供动力；所述横梁上还设置有x轴拖链，用于走线。
进一步，所述测量轴通过z轴导轨活动的固定在所述x轴动板上；所述测量轴包括电机、z轴动板、激光位移传感器和相机，所述z轴动板通过所述z轴导轨活动的设置在所述x轴动板上，并在所述z轴导轨上进行z轴方向的运动，所述电机为所述z轴动板的运动提供动力；所述激光位移传感器和所述相机平行的固定在所述z轴动板上；所述激光位移传感器用于测量并控制测量轴距离片材的高度；所述相机下方链接镜头，用于扫描、检测片材表面质量；所述相机与所述镜头连接处还设置有点光源。
进一步，所述控制系统包括电装板和电脑组件，所述电装板固定在所述机架上且位于所述扫描单元的后侧，所述电装板用来安装提供所述传送单元、所述固定单元、所述扫描单元运动的伺服器和驱动器；所述电脑组件控制整个设备的运行过程，并分析处理所述扫描单元的扫描结果。
进一步，所述测量轴还包括条码读取器，用于读取片材编号便于所述控制系统及时调取出该片材参数数据。
进一步，所述架盒的侧面的还设置有顶紧组件，当所述料盒从所述架盒的一端移动到另一端的时候，所述顶紧组件将所述料盒从侧面顶紧固定，以便所述机械手对所述料盒内片材的取放。
本发明的光学坐标扫描设备，在工作时，传送单元备料上料至固定单元，由扫描单元自动定位扫描工件，采集图像，将扫描的坐标点与控制系统的数据库中的标准参数进行比较，经过图像处理，检查出缺陷，并通过显示器或自动标志把缺陷显示/标示出来，然后将扫描结束的片材工件经传送单元再传出设备，供维修人员修整，全自动的过程极大的提高了效率，而且在节省人力成本的同时有效的避免了传统扫描过程中人为因素对操作结果的影响。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1所示为光学坐标扫描设备整体示意图；
图2所示为传送单元示意图；
图3所示为操作单元示意图；
图4所示为上料支撑板升起状态示意图；
图5所示为上料支撑板回落状态示意图；
图6所示为扫描单元正视图；
其中，1为机架，2为传送单元，3为固定单元，4为扫描单元，5为片材，6为电装板；
21为架盒，22为料盒，23机械手，24为架盒固定板，25为机械手固定板，26为顶紧组件，211为无杆气缸；
31为基台，32为吸附平台，33为上料支撑板，34为气缸，35为真空软管，36为y轴导轨，37为垫块；
321为吸附板，322为底板，323为气管口
41为横梁，42为x轴动板,43为x轴导轨,44为x轴电机，45为z轴导轨，46为z轴动板，47为激光位移传感器，48为条码读取器，49为相机，411为x轴拖链，412为缓冲器，491为镜头，492为点光源，40为电机。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“横”、“竖”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1一种光学坐标扫描设备，包括机架1、传送单元2、固定单元3、扫描单元4、控制系统，其特征在于：所述机架1为承载和固定所述传送单元2、所述固定单元3的钢架结构，其内部需要进行相关控制线路和气管的布置，作为设备正常运行所隐含的条件，此处不做详细说明，并不影响整个设备的结构功能；所述传送单元2包括机械手23和两个结构相同的送料机构，两个所述送料机构分别设置在所述机械手23的左右两侧，其中一个所述送料机构用来传递和暂存待扫描的片材5，作为上料机构，另一个所述送料机构用来暂存和送出扫描完成的片材5，作为下料机构，所述机械手23则起到中间传递的作用；所述机械手23将待扫描的片材5传递到所述固定单元3上固定后由所述扫描单元4进行扫描检测。
所述控制系统用来控制所述传送单元2、所述固定单元3和所述扫描单元4的系统活动，并分析处理所述扫描单元4的扫描结果。另外需要说明的是，本发明中控制系统包括电装板6和电脑组件，所述电装板6固定在所述机架1上且位于所述扫描单元4的后侧，所述电装板6用来安装提供所述传送单元2、所述固定单元3、所述扫描单元4运动的伺服器和驱动器；在本实施例中没对电脑组件做过多的展示，然而根据发明的相关内容可以理解，所述电脑组件可以控制整个设备的运行过程，并分析处理所述扫描单元4的扫描结果，控制系统实际上还包括控制电路等未作展示的部件（鉴于不影响本发明的理解，故在此不作具体展开）。
本发明更为具体的实现方式以下作具体展开：
如图2展示，送料机构包括架盒21和料盒22，其中架盒21通过架盒固定板24固定在机架1的前端，机械手23通过位于两个架盒固定板24中间的机械手固定板25固定在机架1的前端。所述架盒为“u”型框架，架盒21“u”型凹槽内固定有无杆气缸211，所述料盒22则通过所述无杆气缸211活动的设置在所述架盒21的“u”型凹槽内，并在所述架盒21上进行移动；所述料盒22为矩形盒，其内部设有叠状排布的片材板，每个片材板存放一张待扫描的片材5；另外所述架盒21的侧面的还设置有顶紧组件26，当所述料盒22从所述架盒21的一端移动到另一端的时候，所述顶紧组件26将所述料盒22从侧面顶紧固定，以便所述机械手23对所述料盒22内片材的取放，其中顶紧组件26在本实施例中优选顶紧气缸，其也可以用相同功能的配件代替，如旋钮螺丝等。
在设备工作前，上料机构的料盒22位于架盒21的外侧一端，人工将待扫描的片材5依次放在料盒22内的片材板上，一次可放入多张片材5，然后料盒22在无杆气缸211的带动下从架盒21的外端移动到架盒21的内端，即靠近机械手23的一端，随后顶紧组件26从架盒21的侧面伸出顶至料盒22的侧面，使料盒22固定不动，从而方便机械手23依次将料盒22中的片材5取出。下料过程正好与上料过程相反，先是料盒22在架盒21靠近机械手23的一端由顶紧组件26顶紧固定好，在片材5扫描结束后，由机械手23将扫描后的片材5传递至料盒22中，当下料机构中的料盒22内片材板放满片材5后，顶紧机构26从架盒21的侧面收回从而使料盒22在无杆气缸211的带动下移动至架盒21的外端，随即可将检测完毕后的片材5取出进行下一工序。整个上、下料过程机械手23可实现360度的水平旋转和上下竖直方向的位移运动。
结合图3、4、5所示，所述固定单元3包括基台31和吸附平台32，所述基台31固定在机架1上，且位于机械手固定板25的后方，所述吸附平台32通过y轴导轨36活动的设置在所述基台31上，并可在y轴导轨36上进行y轴方向的运动，其中吸附平台32在y轴导轨36上的运动轨迹与机械手23在一条直线上，以便机械手23准确的将片材5放置到吸附平台33上的上料支撑板33上；所述吸附平台32由吸附板321和底板322组成，其中所述吸附板321上具有若干吸附孔，且位于底板322的上方；所述吸附板321和所述底板322中间形成腔室，该腔室与固定在所述基台31上的真空软管35相连，具体为真空软管35连接在底板322上的气管口323，从而通过所述真空软管35实现所述吸附平台32内腔室中气体的输送和抽出，以此调整所述吸附平台32对片材5的吸附力强度。
进一步，所述吸附平台32上方还设置有上料支撑板33，上料支撑板33中间设有支撑杆，用于支撑片材5，四周具有高于上料支撑板33上表面的定位块，用于定位片材5；所述上料支撑板33通过2个气缸34活动的设置在所述吸附平台32上；所述气缸34的缸体固定在所述吸附平台32的侧面，所述气缸34的活塞端则连接所述上料支撑板33，以此实现所述上料支撑板33随所述气缸34的活塞端在所述吸附平台32上方进行竖直方向的升降运动。通过图4、图5进一步展示上料支撑板33的上升和下降过程；当上料支撑板33随吸附平台32在y轴导轨36上运动至临近机械手23一端，如图4上料支撑板33在气缸34的带动下，上升至与吸附平台32一定高度且与机械手23平齐，机械手23从上料机构中的料盒22中取出一片片材5准确的放置在上料支撑板33上，其中上料支撑板33与吸附平台32中间的距离也是为机械手23的活动预留空间，避免机械手23将片材5传递到上料支撑板33上时碰到吸附平台32，随后机械手23从上料支撑板33下抽出，上料支撑板33回落至吸附平台32表面，如图5所示状态，然后由吸附平台32将片材5吸附固定平整。
需要明确的是，当上料支撑板33回落到吸附平台32上时，上料支撑板33的边框上表面要与吸附平台32的上表面平齐，也就是说吸附平台32上方的吸附板321为“凹”型结构，上料支撑板33回落到吸附平台32上时正好落入吸附板321凹陷区域内。
进一步如图6所示，所述扫描单元4包括横梁41和测量轴，所述横梁41通过垫块37固定的设置在所述基台31上；所述横梁41上设置有x轴导轨43、x轴电机44，所述测量轴通过x轴动板42活动的设置在所述x轴导轨43上，并可随所述x轴动板42在所述x轴导轨43上进行x轴方向的运动，所述x轴电机44为所述x轴动板42的运动提供动力；所述横梁上还设置有x轴拖链411，用于走线。另外横梁41上在x轴电机44的两端还设置有缓冲器412，对测量轴的运动起缓冲作用。
进一步，所述测量轴通过z轴导轨45活动的固定在所述x轴动板42上；所述测量轴包括电机450、z轴动板46、激光位移传感器47和相机49，所述z轴动板46通过所述z轴导轨45活动的设置在所述x轴动板42上，并在所述z轴导轨45上进行z轴方向的运动，所述电机450为所述z轴动板46的运动提供动力；所述激光位移传感器47和所述相机49平行的固定在所述z轴动板46上；所述激光位移传感器47用于测量并控制测量轴距离片材5的高度；所述相机下方链接镜头491，用于扫描、检测片材5表面质量；所述相机49与所述镜头491连接处还设置有点光源492，为相机49视野提供光。
在本实施例中，所述测量轴还包括条码读取器48，用于读取片材5编号便于所述控制系统及时调取出该片材参数数据。在大批量检测扫描片材5过程中，对待检测的片材5进行打码编号，同时控制系统的电脑里存有与编号片材5对应的数据，当吸附平台32从机械手23接过待测片材5后移动到测量轴下方，由条码读取器48读取片材5编号，电脑系统自动识别调取出相应编号的数据，以此迅速的检查出片材5上坐标的对位情况是否准确，片材5的质量是否合格。
需要说明的是，本发明所涉及的光学坐标扫描设备还可以包括一些防护罩，防护罩可以将本发明所涉及的设备上需要保护的机构进行局部保护，亦可将整体形成保护，防止灰尘渗入，影响设备的用效果。
本发明中任何提及“实施例”的意指结合该实施例描述的具体构件、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处的该示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，当结合任何实施例描述具体构件、结构或者特点时，所主张的是，结合其他的实施例实现这样的构件、结构或者特点均落在本领域技术人员的范围之内。
尽管参照本发明的示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内。具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神。除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。