一种光学检测设备及自动检测系统的制作方法

1.本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种光学检测设备及自动检测系统。


背景技术：

2.目前，由于5g和人工智能产业的带动，对pcb的需求是越来越高。关于pcb的生产越来越多。且对pcb的精细化要求越来越高。目前pcb的精度已经发展到最小孔径0.08mm、最小孔间距0.1mm甚至更高的水平。钻孔是pcb制造中的一个重要环节，除了导通孔、零件孔，还有槽孔、异形孔、板外形等均需要检查。如何对pcb的钻孔品质进行高效、精确的检测，已经成为保证产品质量的重要环节。
3.现有的pcb钻孔自动光学检测设备一般都是采用玻璃平台加玻璃盖板的方式来进行检测，盖板大都采用斜撑开合方式，仅适用于人工上下料检测，且上料区和下料区重叠，效率低。
4.因此，亟待需要一种光学检测设备以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的在于提供一种光学检测设备，通过改变盖板开合方式，使得检测设备的嫁接性能好，可保证自动上下料的便利性，提高作业效率。
6.本发明的另一个目的在于提供一种自动检测系统，通过应用上述光学检测设备，能够实现自动上下料及自动检测，有效的降低了生产节拍，作业效率高。
7.为实现上述目的，提供以下技术方案：
8.第一方面，提供了一种光学检测设备，包括：
9.机台；
10.载台装置，包括载板组件和载板平移驱动机构，所述载板组件用于承载待检测件，所述载板平移驱动机构设置于所述机台上，所述载板平移驱动机构用于驱动所述载板组件沿水平第一方向移动；
11.盖板装置，包括盖板组件、盖板平移驱动机构和盖板升降驱动机构，所述盖板平移驱动机构设置于所述机台上，所述盖板升降驱动机构设置在所述盖板平移驱动机构的输出端上，所述盖板升降驱动机构的输出端与所述盖板组件可分离的连接。
12.作为所述光学检测设备的可选方案，所述光学检测设备还包括压紧机构，所述压紧机构用于将所述载板组件和所述盖板组件压紧在一起。
13.作为所述光学检测设备的可选方案，所述压紧机构包括：
14.压紧驱动件，设置在所述载板组件上；
15.压块，设置在所述压紧驱动件的输出端上；
16.承压块，设置在所述盖板组件上，当所述盖板组件被支撑于所述载板组件上时，所述压紧驱动件能够驱动所述压块沿竖直方向向下移动并压紧在所述承压块上，以使所述盖板组件压紧在所述载板组件上。
17.作为所述光学检测设备的可选方案，所述压紧驱动件还能够驱动所述压块在水平面内转动，以使所述压块能够与所述承压块相对设置，或使所述压块避让所述承压块。
18.作为所述光学检测设备的可选方案，所述承压块包括连接部和承压部，所述连接部固定在所述盖板组件上，所述承压部与所述盖板组件平行设置，所述压块能够压紧在所述承压部上。
19.作为所述光学检测设备的可选方案，所述载台装置还包括工作台，所述载板平移驱动机构的输出端与所述工作台相连接，所述载板组件固定在所述工作台上。
20.作为所述光学检测设备的可选方案，所述光学检测设备还包括检测机构，所述第一位置和所述第二位置分别位于所述检测机构沿水平第一方向的两端。
21.作为所述光学检测设备的可选方案，当所述盖板升降驱动机构的输出端与所述盖板组件相连接时，所述盖板平移驱动机构能够驱动所述盖板升降驱动机构和所述盖板组件沿水平第一方向在所述机台上的第一位置和第二位置之间运动，所述盖板组件在所述第一位置可遮盖所述载板组件的上方或可与所述载板组件沿所述水平第一方向错开，所述盖板组件在所述第二位置可遮盖所述载板组件的上方或可与所述载板组件沿所述水平第一方向错开，所述盖板组件与所述载板组件错开时，能够将待检测件放置于所述载板组件或将所述载板组件上的所述待检测件移除；当所述盖板升降驱动机构的输出端与所述盖板组件分离时，所述盖板组件被支撑于所述载板组件上且能够随所述载板组件沿水平第一方向移动。
22.作为所述光学检测设备的可选方案，所述盖板升降驱动机构能够驱动所述盖板组件沿竖直方向升降以远离或被支撑于所述载板组件上，所述盖板升降驱动机构包括：
23.升降驱动件，设置在所述盖板平移驱动机构的输出端上；
24.支撑板，设置在所述升降驱动件的输出端上；
25.插接组件，包括插接件和插接孔，所述插接件和所述插接孔中的一个设置在所述支撑板上，另一个设置在所述盖板组件上，所述升降驱动件能够驱动所述支撑板升降，以使所述插接件和所述插接孔可分离的连接。
26.作为所述光学检测设备的可选方案，所述盖板组件包括玻璃盖板、盖板边框和连接板，所述玻璃盖板沿水平第二方向的两侧均设置有所述连接板，一个或多个所述插接孔设置在所述连接板上，与所述插接孔对应设置的所述插接件设置在所述支撑板上。
27.作为所述光学检测设备的可选方案，所述盖板平移驱动机构包括：
28.动力组件，设置在所述机台上；
29.导向组件，包括滑动配合的导轨和滑块，所述导轨沿水平第一方向设置在所述机台上，所述滑块用于安装盖板升降驱动机构，所述动力组件能够驱动所述滑块带动所述盖板升降驱动机构沿所述导轨移动。
30.作为所述光学检测设备的可选方案，所述盖板平移驱动机构还包括传动组件，至少两组所述导向组件分别设置于所述盖板组件沿水平第二方向的两侧，所述动力组件通过所述传动组件能够同时驱动两组所述导向组件中的滑块沿所述导轨移动。
31.作为所述光学检测设备的可选方案，所述动力组件包括伺服电机和传动轴，所述传动组件为传动连接于所述传动轴的皮带传动组件；
32.或者，所述动力组件包括伺服电机，所述传动组件为丝杆传动组件；
33.或者，所述动力组件包括伺服电机和固定于所述机台的运动导轨，所述伺服电机滑动设于所述运动导轨，所述传动组件为齿条传动组件。
34.第二方面，提供了一种自动检测系统，包括上料设备、下料设备和如上所述的光学检测设备，所述上料设备和所述下料设备分别位于所述光学检测设备沿所述水平第一方向的两端，所述上料设备由所述水平第一方向将所述待检测件传送至所述光学检测设备，所述下料设备由所述水平第一方向将所述光学检测设备上的所述待检测件传送出所述光学检测设备。
35.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
36.本发明提供的光学检测设备，通过设置既可相对独立运动又可结合同步运动的载台装置和盖板装置，盖板组件与载板组件在机台的上第一位置和第二位置都可以实现重叠和错位，因而实现了机台在两端都可以上下板，保证了上下板的便利性，适合自动化生产需求，减少了等待时间，有效的提高了检测效率。
37.本发明提供的自动检测系统，通过应用上述光学检测设备，能够实现自动上下料及自动检测，有效的降低了生产节拍，从而有效提高作业效率。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
39.图1为本发明实施例提供的光学检测设备上料状态的结构示意图；
40.图2为本发明实施例提供的光学检测设备检测状态的结构示意图；
41.图3为本发明实施例提供的光学检测设备下料状态的结构示意图；
42.图4为本发明实施例提供的光学检测设备省去盖板装置的结构示意图；
43.图5为本发明实施例提供的载板组件的结构示意图；
44.图6为本发明实施例提供的盖板装置的结构示意图；
45.图7为本发明实施例提供的盖板组件的结构示意图；
46.图8为本发明实施例提供的自动检测系统的结构示意图。
47.附图标记：
48.100
‑
上料设备；200
‑
光学检测设备；300
‑
下料设备；400
‑
待检测件；
[0049]1‑
机台；
[0050]2‑
工作台；
[0051]3‑
载板组件；31
‑
玻璃载板；32
‑
载板边框；33
‑
支撑臂；
[0052]4‑
载板平移驱动机构；41
‑
直线驱动件；42
‑
载板导向组件；421
‑
载板导轨；422
‑
载板滑块；
[0053]5‑
盖板组件；51
‑
玻璃盖板；52
‑
盖板边框；53
‑
连接板；
[0054]6‑
盖板平移驱动机构；61
‑
动力组件；611
‑
伺服电机；612
‑
直角减速机；613
‑
传动轴；62
‑
传动组件；621
‑
主动带轮；622
‑
皮带；623
‑
张紧轮；624
‑
夹块；625
‑
从动带轮；63
‑
导向组件；631
‑
导轨；632
‑
滑块；
[0055]7‑
盖板升降驱动机构；71
‑
升降驱动件；72
‑
支撑板；73
‑
插接组件；731
‑
插接件；732
‑
插接孔；
[0056]8‑
压紧机构；81
‑
压紧驱动件；82
‑
压块；83
‑
承压块；831
‑
连接部；832
‑
承压部；
[0057]9‑
检测机构；91
‑
线性光源；92
‑
线扫相机。
具体实施方式
[0058]
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0059]
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0060]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0061]
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
[0062]
如图1
‑
图4所示，本实施例还提供了一种光学检测设备200，包括机台1、载台装置、盖板装置和检测机构9，载台装置和盖板装置配合夹紧待检测件400，然后由检测机构9对待检测件400进行检测。
[0063]
其中，待检测件400可以是pcb等需要进行光学检测的板状件。
[0064]
为了提高检测效率，载台装置包括载板组件3和载板平移驱动机构4，载板组件3用于承载待检测件400，载板平移驱动机构4设置于机台1上，载板平移驱动机构4用于驱动载板组件3沿水平第一方向移动；盖板装置包括盖板组件5、盖板平移驱动机构6和盖板升降驱动机构7，盖板平移驱动机构6设置于机台1上，盖板升降驱动机构7设置在盖板平移驱动机构6的输出端上，盖板升降驱动机构7的输出端与盖板组件5可分离的连接；当盖板升降驱动机构7的输出端与盖板组件5相连接时，盖板平移驱动机构6能够驱动盖板升降驱动机构7带动盖板组件5沿水平第一方向移动，且盖板升降驱动机构7能够驱动盖板组件5沿竖直方向升降以远离或被支撑于载板组件3上；当盖板升降驱动机构7的输出端与盖板组件5分离时，盖板组件5被支撑于载板组件3上且能够随载板组件3沿水平第一方向移动。
[0065]
需要指出的是，“水平第一方向”与光学检测设备200的上游至其下游的方向平行，即与从第一位置至第二位置的方向相平行。
[0066]
在工作过程中，通过盖板平移驱动机构6和盖板升降驱动机构7的设置，盖板组件5
能够具有第一状态和第二状态，其中，在第一状态下，盖板组件5与载板组件3错开设置，由于载板组件3上方无遮拦，从而便于实现自动化上下料，提高上下料效率；在第二状态下，盖板组件5与载板组件3重叠并被支撑于载板组件3上，然后通过载板平移驱动机构4驱动载板组件3带动盖板组件5同步运动，保证盖板组件5和载板组件3之间的待检测件400保持稳定，以便于进行光学检测，提高检测质量。由于盖板组件5和载板组件3的运动动力是分开供给的，互不统属，上下料无需等待，生产效率高。
[0067]
本实施例提供的光学检测设备，相比现有技术中盖板平移机构6设置在载台装置上的技术方案，能够实现在光学检测设备的水平第一方向的两端进行上下料，且结构更加紧凑，整机体积更小。
[0068]
具体而言，盖板平移驱动机构6能够驱动盖板组件5在机台1上的第一位置和第二位置之间运动，第一位置和第二位置分别位于机台1上沿水平第一方向的两端，例如第一位置和第二位置可设置为盖板组件5和载板组件3在机台1两端的极限运动位置。其中，盖板组件5在第一位置处时可遮盖载板组件3或与载板组件3错开，以进行光学检测或便于待检测件400的自动上下料，盖板组件5在第二位置处也可遮盖载板组件3或与载板组件3错开，以进行光学检测，或便于待检测件400的自动上下料。错开是指盖板组件5与载板组件3基本不重叠或者两者之间至少部分不重叠。
[0069]
此外，需要说明的是，第一位置和第二位置都可以进行上下料，取决于上下料机摆布的位置。本实施例提供的盖板装置和载板装置还可以应用于其他自动化检测生产线上，属于前上后下方式，有效降低了生产节拍，提高生产效率。
[0070]
检测机构9包括线性光源91和线扫相机92，其中，线性光源91通过龙门架设置于盖板组件5的上方，线扫相机92设置于载板组件3的下方，线扫相机92配合线性光源91对待检测件400(可以是电路板)进行光学检测。进一步地，第一位置和第二位置分布位于检测机构9沿水平第一方向的两端，以保证检测机构9能够对待检测件400进行检测。
[0071]
示例性地，机台1可以包括大理石台面和由金属构件焊接而成的底座，保证光学检测设备200的整体的稳定性。
[0072]
为了保证载板组件3能够更好地支撑待检测件400，并与盖板组件5配合更好地充分压平待检测件400，载台装置还包括工作台2，载板平移驱动机构4的输出端与工作台2相连接，载板组件3固定在工作台2上。
[0073]
可选地，如图4所示，载板平移驱动机构4包括直线驱动件41和载板导向组件42，直线驱动件41的输出端与工作台2固定连接，以驱动工作台2带动载板组件3沿水平第一方向移动。载板导向组件42包括载板导轨421和载板滑块422，载板导轨421沿水平第一方向固定在机台1上，载板滑块422与其滑动配合，并与工作台2固定连接，以使工作台2平稳地沿水平第一方向移动。
[0074]
示例性地，载板导向组件42为两组，两组载板导向组件42分别设置在工作台2的两侧。
[0075]
为了将盖板组件5和载板组件3固定在一起，光学检测设备200还包括压紧机构8，压紧机构8用于将载板组件3和盖板组件5固定压紧在一起，以便于两者能够同步运动，方便检测机构9进行检测。
[0076]
可选地，如图5
‑
图7所示，压紧机构8包括压紧驱动件81、压块82和承压块83，压紧
驱动件81设置在载板组件3上；压块82设置在压紧驱动件81的输出端上；承压块83设置在盖板组件5上，当盖板组件5被支撑于载板组件3上时，压紧驱动件81能够驱动压块82沿竖直方向向下移动并压紧在承压块83上，以使盖板组件5压紧在载板组件3上。
[0077]
进一步优选地，压紧驱动件81还能够驱动压块82在水平面内转动，以使压块82能够与承压块83相对设置，或使压块82避让承压块83。
[0078]
示例性地，承压块83包括连接部831和承压部832，连接部831固定在盖板组件5上，承压部832与盖板组件5平行设置，压块82能够压紧在承压部832上。优选地，承压部832朝向盖板组件5的内侧延伸，压块82的端部朝向载板组件3的外侧延伸，压块82能够压紧在承压部832上。
[0079]
在工作过程中，压块82的初始状态与机台1的水平第一方向平行，当盖板组件5与盖板升降驱动机构7的输出端分离时且被支撑于载板组件3上后，压紧驱动件81先驱动压块82逆时针或顺时针旋转90
°
，使得压块82与承压部832相对应，然后压紧驱动件81驱动压块82向下运动并压紧在承压部832上，从而使得盖板组件5压紧在载板组件3上。
[0080]
可选地，压紧机构8的数量可以为多个，多个压紧机构8均匀布置在载板组件3或者盖板组件5的周侧，使两者均匀受力。示例性地，压紧机构8的数量为四个，布置在载板组件3或改变组件5的四角处。
[0081]
可选地，压紧驱动件81可以是旋转升降气缸，既能够驱动压块82在水平面内转动，又可以驱动压块82在竖直方向升降。
[0082]
优选地，载板组件3包括玻璃载板31、载板边框32和支撑臂33，载板边框32围设在玻璃载板31的周侧，支撑臂33设置在载板边框32上。压紧机构8中的压紧驱动件81固定在支撑臂33上，压紧驱动件81的输出端固定连接压块82。
[0083]
示例性地，支撑臂33可以是z字型，便于将压紧驱动件81置于载板组件3的外侧。
[0084]
可选地，盖板升降驱动机构7包括升降驱动件71、支撑板72和插接组件73，升降驱动件71设置在盖板平移驱动机构6的输出端上；支撑板72设置在升降驱动件71的输出端上；插接组件73包括插接件731和插接孔732，插接件731和插接孔732中的一个设置在支撑板72上，另一个设置在盖板组件5上，升降驱动件71能够驱动支撑板72升降，以使插接件731和插接孔732可分离的连接。
[0085]
在本实施例中，插接件731设置于支撑板72上，插接孔732设置在盖板组件5上，通过升降驱动件71驱动支撑板72升降，从而使插接件731插接入插接孔732中，从而可使盖板平移驱动机构6驱动盖板升降驱动机构7进而带动盖板组件5沿水平第一方向移动；或使插接件731下降与插接孔732分离，然后由压紧机构8将盖板组件5压紧在载板组件3上，并由载板平移驱动机构4驱动载板组件3及盖板组件5同步沿水平第一方向平移。
[0086]
优选地，盖板组件5包括玻璃盖板51、盖板边框52和连接板53，玻璃盖板51沿水平第二方向的两侧的盖板边框52上均设置有连接板53，一个或多个插接孔732设置在连接板53上，与插接孔732对应设置的插接件731设置在支撑板72上。
[0087]
可选地，盖板平移驱动机构6包括动力组件61和导向组件63，动力组件61设置在机台1上；导向组件63包括滑动配合的导轨631和滑块632，导轨631沿水平第一方向设置在机台1上，滑块632用于安装盖板升降驱动机构7，动力组件61能够驱动滑块632带动盖板升降驱动机构7沿导轨631移动。
[0088]
盖板平移驱动机构6还包括传动组件62，至少两组导向组件63分别设置于盖板组件5沿水平第二方向的两侧，动力组件61通过传动组件62能够同时驱动两组导向组件63中的滑块632沿导轨631移动。此外，通过设置两组导向组件63，还能够防止盖板组件5在沿水平第一方向移动过程中跑偏，影响检测结果。
[0089]
可选地，动力组件61包括伺服电机611、直角减速机612和传动轴613，伺服电机611通过直角减速机612驱动传动轴613转动，然后由传动轴613驱动传动组件62运动。
[0090]
可选地，传动组件62可以是皮带传动组件，包括主动带轮621、皮带622、张紧轮623、夹块624和从动带轮625，其中，主动带轮621与传动轴613键槽连接，从动带轮625通过支架设置在机台1上，皮带622绕设在主动带轮621和从动带轮625上，张紧轮623用于张紧皮带622；夹块624固定在皮带622上，夹块624与滑块632固定连接。当传动轴613带动主动带轮621转动时，皮带622带动其上的夹块624沿水平第一方向移动，进而使滑块632沿水平第一方向移动。
[0091]
可选地，传动组件62还可以是丝杆传动组件，包括丝杆和螺母，螺母与滑块632固定连接，动力组件61包括伺服电机，伺服电机可通过齿轮机构驱动丝杆转动，进而使螺母带动滑块632沿水平第一方向移动。
[0092]
可选地，传动组件62还可以是齿轮齿条传动组件，包括齿轮和齿条，齿条固定在机台1上，齿轮通过连接板53与滑块632固定连接，然后由动力组件61驱动齿轮沿齿条移动。此时，动力组件包括伺服电机和固定于机台1上的运动导轨，伺服电机滑动设于运动导轨上。
[0093]
本实施例的光学检测设备200的检测过程如下：
[0094]
1、初始时，载板组件3位于机台1的第一位置，而盖板升降驱动机构7此时顶起盖板组件5，同时盖板平移驱动机构6带动盖板组件5运动至第二位置，此时盖板组件5与载板组件3错开，人工或机器将待检测件400放置于载板组件3上；
[0095]
2、盖板平移驱动机构6带动盖板组件5运动至第一位置，到位后，盖板升降驱动机构7带动盖板组件5下降，当盖板组件5叠放在载板组件3上并压制待检测件400后，盖板升降驱动机构7的升降驱动件71的输出端继续下降使得支撑板72上的插接件731与插接孔732脱离；
[0096]
3、压紧驱动件81驱动压块82逆时针或顺时针旋转90
°
，然后压紧驱动件81驱动压块82向下运动并压紧在承压部832上，从而使得盖板组件5压紧在载板组件3上；
[0097]
4、载板平移驱动机构4驱动载板组件3和盖板组件5同步由第一位置向第二位置运动，此时，待检测件400会经过线扫相机92完成检测。
[0098]
5、检测完成后，压紧驱动件81驱动压块82上升并旋转90
°
使得压块82与承压部832分离且不干涉，盖板升降驱动机构7此时顶起盖板组件5，同时盖板平移驱动机构6带动盖板组件5运动至第一位置，此时载板组件3和盖板组件5已经错开，可人工或机器将载板组件3的待检测件400取出。
[0099]
如图8所示，本实施例提供了一种自动检测系统，包括上料设备100、下料设备300和光学检测设备200，上料设备100和下料设备300分别位于光学检测设备200沿所述水平第一方向的两端。其中，上料设备100位于光学检测设备200的上游，用于向光学检测设备200自动上料，例如此时上料设备100对接于机台1的第一位置；下料设备300位于光学检测设备200的下游，用于将光学检测设备200上已完成检测的工件进行自动下料，例如此时下料设
备300对接于机台1的第二位置。
[0100]
本实施例提供的自动检测系统，能够实现自动上下料及光学检测，作业效率高。
[0101]
为了方便理解，以待检测件400为电路板为例，本实施例提供的自动检测系统的工作原理如下：
[0102]
光学检测设备200中的工作台2的运动方向与电路板的传输方向是同一方向，电路板在光学检测设备200的上游上料后，经过检测运动到光学检测设备200的下游即可直接下料，有效的降低了生产节拍、提高了生产效率。上料设备100包括第一壳体和设于第一壳体内的供料器(用于放置待检测的电路板)、第一机械手及举升机构(用于整体抬升层叠的待检测件400)。下料设备300包括第二壳体和设于第二壳体内的收料器(用于放置已经检测完毕的电路板)和第二机械手。上料时，上料设备100通过机械手将上料设备100内的电路板抓取至载板组件3，下料时，下料设备300通过机械手将检测完成的电路板抓取至设备内的良品或不良品工位进行存储。
[0103]
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。