CN111665194A - 外观检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种外观检测系统，其包括基座；依次设置在基座上的上料机构、检测机构和下料机构，以及传输机构。传输机构可相对于基座旋转地设置在基座上并且包括用于放置待检测工件的多个工位。传输机构能够带动待检测工件从多个工位中的一个工位移动到多个工位中的下一工位，并且当传输机构带动待检测工件移动时，放置在多个工位上的待检测工件分别定位在上料机构、检测机构和下料机构的操作位置处。

Description

外观检测系统及检测方法

技术领域

本申请涉及一种外观检测系统，更具体地，涉及一种可在不同工位并行进行上料、检测、下料操作的外观检测系统。此外，本申请还涉及一种可通过在不同工位并行进行上料、检测、下料操作来对待检测工件的外观进行整体检测的外观检测方法。

背景技术

在工业生产中，在产品出厂之前对产品的性能和外观质量进行检测是必不可少的步骤。

常规的人工检测方式由于其效率低下而无法适应现有的生产速度。自动化生产和检测是技术发展的必然趋势。因此，根据待检测的产品的结构特征以及性能特征的不同，检测装置、检测设备、检测系统以及检测方式均存在差异。但是，与其他性能检测不同，产品外观检测目前通常采用机器视觉技术来完成。其通过相机对产品的需要检测的面的外观进行拍摄，然后与预先设定的标准图像进行特征比对，从而判断产品在该方向上的外观质量是否符合出厂要求。

为实现高效率的自动化检测，通常采用产品外观检测装置与传输装置相配合的布置方式，或者采用流水线式或转盘式布置方式。

例如，在转盘式布置方式中，工件被定位在自动转盘上，使用设于转盘上方的用于检测工件的上表面外观的CCD相机对工件的上表面进行拍摄，以及使用设于转盘下方的用于检测工件的下表面外观的CCD相机对工件的下表面进行拍摄。在这种配置中，由于直接对固定于转盘上的产品进行拍照，尤其是在从下往上对检测工件的下表面进行拍摄的过程中，要求转盘为透明刚性材质。通常，转盘的材质为玻璃。然而，玻璃在使用过程中易被磨损或者划伤，从而对CCD相机拍摄的产品外观的图像造成影响。另一方面，由于玻璃随着使用时间的增长，其透光性也会发生变化，从而对拍摄的工件图像也存在较大的影响。

此外，无论是流水线式还是转盘式布置，通常在单个工位上仅执行单项检测或者拍摄。假设为了实现在同一方向的面上的拍摄，通常对该面的整体进行拍摄。但是，由于产品的结构特征在同一方向上的各位置处深度不一，从而导致整体图像上的部分位置的图像清晰度难以满足该位置上的检测要求，造成检测难度增大。在现有技术中，为了在该方向上获取结构细节的更清晰的图像，需将待检测的产品移动到另一工位中进行检测，这导致需要较多的工位布置，使得设备占地面积过程中大。另外，由于需要在不同的工位进行拍摄，导致检测效率低下，难以满足生产要求。

发明内容

为了解决或部分解决上述问题，本申请提供了一种能够对产品的外观质量进行快速检测的外观检测系统和方法。根据本申请的外观检测系统和检测方法通过转盘布置，能够实现不同工序的并行处理。此外，本申请外观检测系统的采用机械臂夹取转盘上的产品，以进行产品的下表面的外观拍摄。对于同一面上的不同位置，本申请的外观检测系统能够在同一工位上分别进行拍摄，从而得到既可满足局部判断图像要求又能包含整体信息的清晰全面的产品外观图像组，实现对外观质量的高效精准的检测。

根据本申请的一个方面，公开了一种外观检测系统。该外观检测系统可包括：基座；依次设置在所述基座上的上料机构、检测机构和下料机构，以及传输机构，所述传输机构相对于所述基座可移动地设置在所述基座上并且包括用于放置待检测工件的多个工位。所述传输机构能够带动所述待检测工件从所述多个工位中的一个工位移动到所述多个工位中的下一工位，并且当所述传输机构带动所述待检测工件转动时，放置在所述多个工位上的待检测工件分别定位在所述上料机构、所述检测机构和所述下料机构的操作位置处。所述检测机构可在同一检测工位上对所述待检测工件的不同位置和不同深度的特征进行检测。

根据本申请的示例性实施方式，所述检测机构可包括多个检测装置。所述传输机构可配置成当带动所述待检测工件从所述多个工位中的一个工位移动到所述多个工位中的下一工位时，放置在所述多个工位上的待检测工件可以一一对应的方式定位在所述上料机构、所述多个检测装置中的每个和所述下料机构的操作位置处。

根据本申请的示例性实施方式，所述传输机构例如可包括上料工位、第一检测工位、第二检测工位和下料工位。当所述传输机构带动所述待检测工件移动时，放置在所述上料工位、所述第一检测工位、所述第二检测工位和所述下料工位上的待检测工件分别定位在所述上料机构、所述检测装置中的第一检测装置、所述检测装置中的第二检测装置和所述下料机构的操作位置处。

根据本申请的示例性实施方式，所述外观检测系统还可包括中央控制器。所述中央控制器可配置成接收所述上料机构、所述检测机构、所述下料机构和所述传输机构的反馈信息并基于所述反馈信息控制所述上料机构、所述检测机构和所述下料机构进行操作。

根据本申请的示例性实施方式，所述中央控制器可基于所述反馈信息控制所述上料机构、所述检测机构和所述下料机构进行并行操作。

根据本申请的示例性实施方式，所述检测装置可包括：机架；模组拾取装置，设置在所述机架的第一端部，以从所述传输机构的所述多个工位中的相应工位拾取所述待检测工件；以及视觉拍摄装置，在所述机架的与所述第一端部相对的第二端部处设置在所述基座上。所述视觉拍摄装置可包括：驱动装置，具有沿X轴方向驱动的第一驱动机构和沿Y轴方向驱动的第二驱动机构；相机，在朝向所述模组拾取装置的一侧固定在所述驱动装置上，以通过所述第一驱动机构和所述第二驱动机构的驱动而在所述X轴方向和所述Y轴方向上移动，从而能够对所述待检测工件的不同位置进行拍摄；以及组合光源，包括多种光源，所述多种光源能够控制为根据所述待检测工件的不同位置的材质切换为与所述材质对应的光源。

根据本申请的示例性实施方式，所述检测装置还可包括检测控制器，当所述相机与所述待检测工件的不同位置对准时，所述检测控制器根据预先设置的所述待检测工件的不同位置的材质控制所述多种光源自动切换为与所述材质相对应的光源。

根据本申请的示例性实施方式，所述检测装置还可包括检测控制器，所述检测控制器配置成控制所述多种光源中的一种光源和所述相机实时检测所述待检测工件的不同位置的材质，并根据检测结果控制所述多种光源自动切换为与所述材质相对应的光源。

根据本申请的示例性实施方式，所述多种光源可设置在所述相机上且其出射光的方向设置为朝向所述模组拾取装置的一侧，所述多种光源根据所述待检测工件的不同位置的材质自动切换成用于拍摄所述位置的对应光源。

根据本申请的示例性实施方式，所述检测装置还可包括位置检测传感器，用于检测所述待检测工件的不同位置，以使得所述检测控制器根据所检测到的位置自动切换所述多种光源。

根据本申请的示例性实施方式，所述模组拾取装置设置在所述视觉拍摄装置的上部并且包括Z轴驱动机构，所述Z轴驱动机构驱动所述待检测工件沿Z轴方向移动，以调整待检测工件与所述视觉拍摄装置之间的距离，从而对所述待检测工件进行下视觉测试。

根据本申请的示例性实施方式，所述模组拾取装置设置在所述视觉拍摄装置的下部，以及所述驱动装置包括第三轴驱动机构，用于驱动所述相机和所述组合光源沿Z轴方向移动，以调整所述待检测工件与所述视觉拍摄装置之间的距离，从而对所述待检测工件进行上视觉测试。

根据本申请的示例性实施方式，所述上料机构可包括：传送装置，设置成能够相对于所述基座运动；位置获取装置，固定在所述传送装置上方；以及模组提取装置，在所述传送装置的邻近所述检测机构的一侧固定在所述传送装置上方。所述位置获取装置用于获取位于所述传送装置上的待检测工件的位置信息，并将该位置信息传输至所述模组提取装置，以使得所述模组提取装置根据所述位置信息从所述传送装置提取所述待检测工件并将所提取的待检测工件放置在所述传输机构的所述上料工位。

根据本申请的示例性实施方式，所述下料机构可包括：第一传送装置，设置成能够相对于所述基座运动；第二传送装置，设置成在所述第一传送装置的一侧能够相对于所述基座运动；位置获取装置，固定在所述第一传送装置和所述第二传送装置上方；以及模组提取装置，在所述第一传送装置和所述第二传送装置的邻近所述检测机构的一侧固定在所述第一传送装置和所述第二传送装置上方。所述位置获取装置用于获取所述第一传送装置和所述第二传送装置上的位置信息，并将获取的位置信息传输至所述模组提取装置，所述模组提取装置根据所述位置信息和所述检测装置的检测结果将经检测的模组从所述传输机构的所述下料工位放置在所述第一传送装置或所述第二传送装置上的相应位置处。

根据本申请的另一方面，提供一种外观检测方法。该方法可包括：将待检测工件装载在传输机构的上料工位上；驱动所述传输机构转动以将待检测工件从所述传输机构的上料工位依次传送至所述传输机构的多个检测工位；在每个检测工位处分别对位于所述检测工位处的待检测工件进行检测，其中，在所述检测工位处，能够对所述待检测工件的不同位置和不同深度上的特征进行检测；驱动所述传输机构转动，以将经检测的工件从所述传输机构的多个检测工位中的最后检测工位传送至所述传输机构的下料工位；以及从所述传输机构的下料工位卸载经检测的工件。

根据本申请的示例性实施方式，所述上料工位上的装载操作、所述多个检测工位中的每个检测工位上的检查操作以及所述下料工位上的卸载操作经由控制器控制为并行进行。

根据本申请的示例性实施方式，所述多个检测工位例如可包括第一检测工位和第二检测工位。所述外观检测方法还可包括：驱动所述传输机构转动以将待检测工件从所述传输机构的上料工位依次传送至所述第一检测工位和所述第二检测工位；在所述第一检测工位上对待检测工件进行第一检测操作以及在所述第二检测工位上对待检测工件进行第二检测操作；以及驱动所述传输机构转动，以将经检测的工件从所述第二检测工位传送至所述传输机构的下料工位。

根据本申请的示例性实施方式，所述装载操作可包括：利用传送装置将所述待检测工件传送至与所述传输机构的上料工位邻近的位置处；获取所述待检测工件在所述传送装置上的位置信息；将所述位置信息传输至模组提取装置；基于所述位置信息通过所述模组提取装置将所述待检测工件从所述传送装置卸载并装载在所述传输机构的所述上料工位。

根据本申请的示例性实施方式，所述检测操作可包括：利用模组拾取装置夹取所述待检测工件；沿X轴方向和Y轴方向驱动视觉拍摄装置，使得所述视觉拍摄装置沿Z轴方向与所述待检测工件的不同位置对准；使用组合光源通过所述视觉拍摄装置对所述待检测工件的不同位置进行拍摄，其中，所述组合光源包括多种光源，所述多种光源能够根据所述待检测工件的不同位置的材质而进行切换。

根据本申请的示例性实施方式，所述检测操作还可包括识别所述待检测工件的不同位置以基于所述待检测工件的不同位置将所述组合光源自动切换至适于拍摄所述位置的对应光源。

根据本申请的示例性实施方式，所述第一检测操作可包括驱动所述待检测工件沿Z轴方向移动，以调整所述待检测工件与所述视觉拍摄装置之间的距离。

根据本申请的示例性实施方式，所述第二检测操作可包括驱动所述视觉拍摄装置和所述组合光源沿Z轴方向移动，以调整所述待检测工件与所述视觉拍摄装置之间的距离。

根据本申请的示例性实施方式，所述卸载操作可包括：接收所述检测操作的检测信息；获取第一传送装置和第二传送装置上的位置信息；将所述检测信息和所述位置信息传输至模组提取装置；利用所述模组提取装置将经检测的所述待检测工件从所述传输机构的所述下料工位卸载并基于所述检测信息和所述位置信息装载在所述第一传送装置或所述第二传送装置的相应位置。

根据本申请的外观检测系统采用机械臂夹取产品来替代直接对转盘上的产品进行拍摄，避免了由于转盘被磨损划伤而导致对工件的外观检测的干扰。通过采用传输机构，能够在不同的工位上对工件的不同方向上的外观特征进行拍摄，并且上料、检测和下料操作并行进行，大大提高了检测的效率和检测的精确度。由于本申请的外观检测系统和检测方法能够对同一方向上的不同检测位置分别进行拍摄，提高了产品外观质量检测的精度。此外，由于能够在同一工位中对同一方向上的不同检测位置进行不同深度(即在不同Z轴坐标处)的拍摄，使得外观检测系统上的工位设置合理紧凑，使外观检测系统的结构得以精简。

附图说明

以下结合附图，通过描述本申请的非限制性实施方式来解释本发明构思的原理。应当理解，附图旨在示出本申请的示例性实施方式而非对其进行限制。其中，附图用于提供对本申请发明构思的进一步理解，并且并入说明书中构成本说明书的一部分。附图中相同的附图标记表示相同的特征。在附图中：

图1示出了根据本申请的示例性实施方式的外观检测系统的示意性表示；

图2示出了根据本申请的示例性实施方式的外观检测系统的示意图；

图3示出了根据本申请的示例性实施方式的外观检测系统的操作过程的示意性流程图；

图4示出了根据本申请的示例性实施方式的外观检测系统的上料机构的示意性立体图；

图5示出了根据本申请的示例性实施方式的外观检测系统的上料机构的示意性侧视图；

图6示出了根据本申请的示例性实施方式的外观检测系统的传输机构的示例性表示；

图7示出了根据本申请的示例性实施方式的外观检测系统的检测机构的示意图；

图8示出了根据本申请的示例性实施方式的外观检测系统的另一检测机构的示意图；以及

图9示出了根据本申请的示例性实施方式的外观检测系统的下料机构的示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本申请，下文将参考附图所示的示例性实施方式对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件或部件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

应注意，在本说明书和权利要求书中，第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，文中讨论的第一方向、第一检测工位也可被称作第二方向、第二检测工位，反之亦然。

在附图中，为了便于说明，仅示意性示出各部件、机构的形状和相对位置。因此，附图仅为示例而并非严格限定各部件的具体形状、结构和布置。

应当理解的是，表述“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所列举的特征、元件、部件和/或步骤，但不排除存在或附加有一个或多个其他特征、元件、部件、步骤和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，表述“示例性的”旨在指代实施方式的示例或对实施方式进行举例说明。

除非另外限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过度正式意义来解释，除非本文中明确如此限定。

本申请通过摄像模组作为示例来对要求保护的外观检测系统和方法进行示例性说明。但是，应当理解，本申请所公开的外观检测系统和方法不仅可以用于对摄像模组进行检测，而且也适用于对其他产品进行外观检测。说明书中的各示例性说明绝不以任何方式限制本申请的范围。

以下参考附图结合具体实施方式对本申请的各个方面进行更详细的说明，但是本申请的实施方式不限于此。

在本申请的描述中，第一方向/X轴方向指的是左右方向，第二方向/Y轴方向指的是前后方向，以及第三方向/Z轴方向指的是上下方向或待检测工件的深度方向。

对于不同工件来说，由于考虑到结构、功能、美学等多方面的因素，工件的外观往往具有不规则的形状，且对于不同的外观面来说，也存在各结构特征深度不一的情形。因此在外观检测中，往往需要对工件的多个面进行检测。此外，为了检测某些面上的细节结构，需要在同一外观面的不同深度上提取特征。为了实现高效率并行处理，本申请提出使工件的装载、检测和卸载操作同步进行，从而可节省工件的装载和卸载时间。

图1示意性示出了根据本申请的示例性实施方式的外观检测系统的原理。如图1所示，外观检测系统100可包括周向布置在基座80(参见图2)上的上料机构10、检测机构20和下料机构30。外观检测系统100还包括传输机构50，传输机构50可布置成相对于基座80可移动地设置在基座80上，从而可相对于上料机构10、检测机构20和下料机构30旋转。传输机构50可包括用于放置待检测的工件的多个工位并且当传输机构50动作时，可带动放置在多个工位中的一个工位上的待检测的工件移动(或转动)到下一工位。当传输机构50带动工件在多个工位之间转动时，放置在传输机构50的上料工位、检测工位P2和下料工位P3上的待检测的工件分别定位在上料机构10、检测机构20和下料机构30的操作位置处。在示例性实施方式中，传输机构50例如可以为诸如转盘的回转机构。在另一示例性实施方式中，传输机构50可包括旋转构件和设置在旋转构件上的用于固定工件的固定装置，当传输机构驱动旋转构件转动时，设置在旋转构件上固定装置可带动待检测的工件移动(例如，转动)到下一工位。

外观检测系统100还可包括中央控制器(未示出)。中央控制器可接收上料机构10、检测机构20、下料机构30和传输机构50的反馈信息并基于接收的反馈信息控制上料机构10、检测机构20和下料机构30进行相应操作。

在外观检测系统的检测期间中，上料机构10用于将待检测的工件装载至传输机构50上，并定位在传输机构50的相应的上料工位P1处。在示例性实施方式中，传输机构50例如为(但不限于)转盘。传输机构50带动待检测的工件依次从上料工位P1经历多个外观检测工位P2至下料工位P3。下料机构30用于对经历检测后的工件从传输机构50的下料工位P3上移动至产品料盘。同时，下料机构30还可依据检测结果对工件进行筛选和分类，并将外观检测结果不合格的工件放置于不良品料盒上。检测机构20用于对待检测的工件的多个外观表面以及同一面上的不同位置进行视觉检测，并将检测结果反馈至中央控制器，以便下料结构30根据检测结果进行筛选和分类。

如图1所示的外观检测系统100包括检测装置20-1和检测装置20-2。由此，传输机构50可相应地配置成带动待检测的工件依次从上料工位P1经历外观检测工位P2-1、外观检测工位P2-2至下料工位P3，并且可在上料工位P1、外观检测工位P2-1、外观检测工位P2-2和下料工位P3处对待检测的工件进行相应的操作。

为了描述本申请的外观检测系统的结构和原理，在下文中以摄像模组作为待检测工件的示例来进行描述。但是，应当理解的是，本申请的外观检测系统不限于对摄像模组进行检测，而是可以对各种工件、零件、部件等的外观进行检测。

对于现有的摄像模组来说，需要从上下两个方向对摄像模组的外观进行重点检测。具体来讲，不仅需要沿镜头的光学光轴方向对模组镜头、镜座或支架外观进行视觉检测，而且也需要在光学光轴的另一方向上对模组的线路板的外观进行检测。此外，在产品出货前，也需要对位于电路板上的与摄像模组通过软板连接的连接器的形状进行检测，以保证模组具有良好的外观和电连接性能。

摄像模组的镜头上表面包括最上一片透镜的上表面以及镜筒的上表面。通常情况下镜筒为黑色塑料件，而透镜为透明材质(例如，透明玻璃、透明树脂等)且透镜表面具有不同的曲率。线路板或连接器根据具体情况具有不同的构造。因此，在同一方向的不同位置对模组进行检测时，摄像模组的不同位置在深度方向上具有不同的检测面积(即，不同的X轴坐标和Y轴坐标)和不同的深度(即，不同的Z轴坐标)。此外，由于摄像模组的各部分组件的材质的不一样，对光源的反射率也不一样。因此，在相同光源下，对固定的同一相机拍摄的不同位置的外观图像进行视觉对比检测的难度较大。本申请的技术方案的关键点之一为能够在同一工位上实现对摄像模组同一方向上的面的不同深度位置进行拍照检测，在不同的工位上对不同的方向上的面进行拍照检测，各工位上的拍照检测同时独立地进行，由此，可实现对摄像模组的不同关键检测面和关键检测位置同时进行全方位检测，简化了外观检测系统的结构并提高了检测效率。

图2示出了根据本申请的示例性实施方式的外观检测系统的示意图。图2所示的外观检测系统100可包括上料机构10、下视觉检测机构20-1、上视觉检测机构20-2、下料机构30、传输机构50以及控制中心(图中未示出)。在该实施方式中，传输机构50例如可以设计为回转转盘。然而，应当理解，传输机构50也可设计为其他形式，例如可带动工件沿上料机构10、下视觉检测机构20-1、上视觉检测机构20-2、下料机构30的操作位置移动的传输机构，例如，沿多个操作位置移动的传输带等。传输机构50上依次设置有上料工位P1、下视觉外观检测工位P2-1、上视觉检测工位P2-2以及下料工位P3。上料工位P1的一侧设置有上料机构10。上料机构10用于将料盘中的工件(例如摄像模组)移动至上料工位P1上。相应地，下视觉检测工位P2-1和上视觉检测工位P2-2处设置有相应的下视觉检测机构20-1和上视觉检测机构20-2。下料工位P3一侧设置有下料机构30，以用于将传输机构(例如回转机构)50上的经检测的工件(例如摄像模组)移动至对应的料盘中。

下面以图2所示的示例性外观检测系统为例并结合图3所示的示意性流程图对本申请的外观检测过程进行详细描述。

在系统启动之后，在步骤S310中，通过上料机构10将第一摄像模组放置在回转机构50的上料工位P1上。

驱动回转机构50在步骤S320中转动以将第一摄像模组从回转机构50的上料工位P1传送至回转机构30的下视觉检测工位P2-1。

然后进入步骤S330，此时，在下视觉检测工位P2-1处，利用下视觉检测机构20-1对第一摄像模组进行下视觉检测。同时，通过上料机构10将第二摄像模组放置在回转机构50的上料工位P1上。

在下视觉检测工位P2-1的检查操作完成之后，在步骤S340中，驱动回转机构50转动，以将检测的第一摄像模组从回转机构50的下视觉检测工位P2-1传送至上视觉检测工位P2-2，同时第二摄像模组从回转机构50的上料工位P1传送至下视觉检测工位P2-1。

然后进入步骤S350，此时，在上视觉检测工位P2-2处，利用上视觉检测机构20-2对第一摄像模组进行上视觉检测。同时，在下视觉检测工位P2-1处，利用下视觉检测机构20-1对第二摄像模组进行下视觉检测，并且通过上料机构10将第三摄像模组放置在回转机构50的上料工位P1上。

在上视觉检测工位P2-2和下视觉检测工位P2-1的检查操作完成之后，在步骤S360中驱动回转机构50转动，以将经检测的第一摄像模组从上视觉检测工位P2-2传送至下料工位P3，同时将经检测的第二摄像模组从下视觉检测工位P2-1传送至上视觉检测工位P2-2，以及将第三摄像模组从回转机构50的上料工位P1传送至下视觉检测工位P2-1。

然后进入步骤S370，此时，在下料工位P3处，将经检测的第一摄像模组从回转机构50的下料工位P3卸载。同时在上视觉检测工位P2-2上对第二摄像模组进行检测，在下视觉检测工位P2-1上对第三摄像模组进行检测，以及将第四摄像模组放置在回转机构50的上料工位P1处。

在步骤S380中，,连续进行步骤S370，使得每从下料工位P3处卸载一个经检测的工件，便会在上料工位P1处装载一个待检测的工件。在下料机构将最后一个待检测的工件从下料工位移除之后，检测过程结束。由此，外观检测系统的各个工位的操作并行进行，从而节省了检测时间，提高了检测效率，并且使得检测系统的结构紧凑性明显提高。

图4示出了根据本申请的示例性实施方式的外观检测系统的上料机构的示意性立体图；以及图5示出了根据本申请的示例性实施方式的外观检测系统的上料机构的示意性侧视图。

在工业生产过程中，模组在不同的生产工序中通过料盘进行批量流转。然而，在外观检测过程中，需要对单个模组的外观进行检测。为了保证料盘流转与检测数量的不对等，需要使用上料机构对料盘上的各个模组进行拾取并移动。图4和图5所示的上料机构10可包括传送装置102、位置获取装置104以及模组提取装置106。传送装置102例如包括可相对于基座运动的滑轨装置103，以带动料盒105中的多个料盘依次在滑轨103上进行传输。但是应当理解，传送装置102也可包括相对于基座运动的传送带装置，并且这仅是示例，而不应被认为是限制传送装置102的形式，只要其能够实现将料盘输送至上料工位一侧即可。位置获取装置104用于获取滑轨103上的料盘中的各模组的相关位置信息，并将获取的位置信息传输至控制器。模组提取装置106从控制器接收料盘在滑轨103上的位置信息，并基于所获取的位置信息依次从料盘中提取单个模组并将提取的模组移动至传输机构50的上料工位P1处。在具体实施方式中，例如，模组拾取装置可包括驱动机构和设置于所述驱动机构上的夹取部件，夹取部件可跟随驱动机构的运动而运动，从而将位于滑轨103上的模组移动到传输机构50的上料工位P1处。在其他示例中，模组拾取装置例如还可以包括机械臂，在机械臂的端部处设置夹取构件(例如，夹具或吸盘)，以将模组从滑轨103移动到传输机构50的上料工位P1处。例如，当中央控制器发送命令来指示模组提取装置106提取模组时，模组提取装置106的控制器基于位置获取装置104所获取的位置信息控制驱动机构带动夹取部件运动或者控制机械臂运动，从而通过布置在驱动机构上的夹取部件或者机械臂的端部处设置的夹取构件将单个模组提取并移动至传输机构50的上料工位P1处。

例如，上料过程可具体描述如下。料盒105中的料盘被夹取或推动至传送装置102的滑轨103或传送带上。滑轨103或传送带带动料盘移动至位置获取装置104的下方位置。位置获取装置例如可以为但不限于相机。例如，位置获取装置也可以为位置传感器装置。位于上方的位置获取装置104获取料盘上各模组的相应位置信息并将所获取的位置信息传输给控制器。举例来说，例如，可通过相机拍摄料盘上各模组的相应图片，对所拍摄图片经软件进行处理后，得到带有各模组的位置信息的位置矩阵图。带有模组的位置信息的位置矩阵图被传输给控制器。模组提取装置106从控制器接收模组的位置信息的位置矩阵图并基于此控制驱动机构及其夹取部件或机械臂从料盘中提取待检测的模组，并将提取的模组移动至传输机构50的上料工位P1上。控制器控制模组提取装置106按照预定的提取顺序依次连续地提取并移动模组以备检测。

图6示出了根据本申请的示例性实施方式的外观检测系统的传输机构的示例性表示。如图6所示，传输机构50设置为转盘的形式。应当理解，图6仅仅是可用于本申请的外观检测系统的传输机构的示例，而非限定传输机构的具体结构。例如，在另一示例性实施方式中，传输机构也可以为可在多个工位之间循环的输送装置。根据本申请的示例性实施方式的具体检测需求，图6中所示的转盘设置为四工位转盘，即依次为上料工位、下视觉检测工位、上视觉检测工位以及下料工位。但是，应当理解，转盘并非限制为四工位，而是可以根据检测的需要而具有更多或更少的工位。各工位上设置有模组夹具，以用于将模组定位在转盘上并且在转盘运动过程中固定模组。

图7示出了根据本申请的示例性实施方式的外观检测系统的下视觉检测机构的示意图。

如图7所示，下视觉检测机构20-1可包括安装在基座80上的机架202、模组拾取装置204和视觉拍摄装置206。模组拾取装置204例如可通过悬臂梁203设置在所述机架202的第一端部以拾取待测试模组。视觉拍摄装置206在模组拾取装置204的下方固定在基座80上。视觉拍摄装置206可包括驱动装置208、相机(未示出)和包括多种光源的组合光源210。驱动装置208包括沿第一方向(例如X轴方向)进行驱动的第一驱动机构212(例如X轴驱动机构)和沿垂直于第一方向的第二方向(例如Y轴方向)进行驱动的第二驱动机构214(例如，Y轴驱动机构)。

用于下视觉外观检测的相机用于拍摄摄像模组下表面(线路板方向)的外观特征。在下视觉外观检测中，相机在朝向模组拾取装置的一侧(即在驱动装置的上部)固定在所述驱动装置上，以沿光轴方向从下往上对待检测模组的下表面进行拍摄。当所述第一驱动机构和所述第二驱动机构在X轴方向和Y轴方向上移动时，可带动相机进行X轴方向和Y轴方向上的移动，从而能够对待测试模组的下表面的不同位置进行拍摄。

模组拾取装置204还可包括Z轴驱动机构。Z轴驱动机构可带动夹取机构向下靠近位于传输机构50(例如转盘)的下视觉检测工位P2-1移动以夹取位于下视觉检测工位P2-1处的待检测模组。Z轴驱动机构也可带动夹取机构向上运动以使待检测模组从传输机构的下视觉检测工位P2-1处脱离。此外，Z轴驱动机构还可驱动待检测模组在Z轴方向上移动，以调整待检测模组与视觉拍摄装置206之间的距离，从而对待检测模组进行下视觉测试。在检测完成之后，Z轴驱动机构带动检测的模组向下移动以将经检测的模组放回传输机构50(例如转盘)的下视觉检测工位P2-1处，以准备将该经检测的模组传送到下一工位。

例如，在检测过程中，模组拾取装置204的Z轴驱动机构可带动夹取机构向下移动至与传输机构50的下视觉检测工位P2-1上的待检测的模组接触的位置，当夹取机构夹持住待检测模组后，Z轴驱动机构带动夹取机构向上运动，使得待检测模组从传输机构50的下视觉检测工位P2-1脱离。模组拾取装置204的Z轴驱动机构还可带动摄像模组沿Z轴方向移动至下侧视觉拍摄装置20-1的光源210上方的适当位置处。当检测时，Z轴驱动机构可带动摄像模组沿Z轴方向上下运动，以调整待检测模组与视觉拍摄装置206之间的距离，从而对具有不同深度的特征进行拍摄。随后，Z轴驱动机构向下移动以将经检测的模组放回下视觉检测工位P2-1处，以准备将该经检测的模组传送到下一工位(例如，在本实施方式中，为上视觉检测工位P2-2)处。

此外，在下视觉外观检测中，模组拾取装置204还可包括另一驱动机构和至少两个夹取机构(未示出)，以将待检测模组移动到视觉拍摄装置206的上方或者用于交换待检测的模组。例如，模组拾取装置204采用旋转驱动方式进行驱动以使待检测的摄像模组位于下视觉检测装置20-1上方，而其他夹取机构可用于夹取其他待检测的模组，从而允许模组下视觉拍摄与模组拾取过程同时进行。

图8示出了根据本申请的示例性实施方式的外观检测系统的上视觉检测机构的示意图。

如图8所示上视觉检测机构20-2包括光源220、相机以及驱动装置228。上视觉检测机构20-2用于直接对转盘上的上视觉检测工位处的摄像模组的上表面进行视觉拍摄。

在图8所示的实施方式中，光源220为组合光源，其可设置在相机的下方。光源220可根据不同位置上的不同材质进行转换。相机固定在驱动装置228上，以用于对摄像模组的上表面(镜头方向)由上往下进行拍摄。在该实施方式中，驱动装置228例如可包括用于驱动相机和光源210在X轴方向上移动的X轴驱动机构222、在Y轴方向上移动的Y轴驱动机构224以及在Z轴方向上移动的Z轴驱动机构226，以使得能够拍摄同一方向上的不同深度和位置的镜头表面，从而得到各位置清晰图像。

在图7和图8所示的实施方式中，组合光源210和220例如可分别设置在相机与驱动装置204之间和相机与驱动装置228之间。具体地，在图7和图8所示的实施方式中，组合光源210在朝向模组拾取装置204一侧设置在相机与驱动装置208之间，更具体地，设置在相机与第二驱动机构214之间。在图8所示的实施方式中，组合光源220在朝向转盘一侧设置在相机与驱动装置228之间，更具体地，设置在相机与X轴驱动机构222之间。但是，应理解，以上仅仅是组合光源的示例性布置，而非限制。组合光源210和220可根据待测试的摄像模组的材质而进行切换。使得能够对模组的关键检测面的不同深度位置进行拍摄并且关键检测面的全部特征均在图像内清晰可见。由此提高了检测精度。

图7所示的下视觉检测机构20-1和图8所示的上视觉检测机构20-2还可包括检测控制器。当相机与待检测模组的不同位置对准时，检测控制器可根据预先设置的待检测模组的不同位置的材质控制多种光源自动切换为与该材质相对应的光源。例如，可在系统中预先定义模组的不同位置的材质，当相机拍摄的图片被识别为模组的某一位置时，则将预先设置的该位置的材质所需的光源需求发送给控制器，从而使得控制器控制组合光源切换为与该位置的材质相应的光源。替代地，检测系统的控制器也可通过相机和多种光源中的默认光源实时关键检测面的不同位置的材质，并根据检测结果自动切换光源。应理解，可通过各种方式实现光源根据不同位置的材质进行切换，而不限于本文描述的那些。

此外，下视觉检测机构20-1和上视觉检测机构20-2还可包括位置检测传感器，用于检测待检测模组的不同位置，使得检测控制器可根据所检测到的位置自动切换组合光源210和220的多种光源。

图9示出了根据本申请的示例性实施方式的外观检测系统的下料机构的示意图。图9所示的下料机构30的结构设置上与上料机构10大体上相似。下料机构30可包括第一传送装置301、第二传送装置302、位置获取装置304以及模组提取装置306。第一传送装置301用于将检测为合格品的摄像模组传输至良品料盒，而第二传送装置302用于将检测为不合格品的摄像模组传输至不良品料盒。

位置获取装置304用于获取第一传送装置301和第二传送装置302上的料盘位置。模组提取装置306依次提取传输机构50的下料工位P3上的检测完成的模组，并且根据检测结果筛选和区分提取的模组从而根据筛分结果将模组移动至第一传送装置301或第二传送装置302。第一传送装置301和第二传送装置302例如包括可相对于基座运动的滑轨装置，以带动料盘依次在滑轨上进行传输，并将料盘放置到料盒中。但是应当理解，传送装置301、302也可包括相对于基座运动的传送带装置，并且这些仅是示例，而不应被认为是限制传送装置的形式，只要其能够实现带动料盘移动并将料盘放置到料盒中即可。

应当指出的是，由于在实际生产过程中，用于放置不同产品的料盘尺寸不一，因此，将用于传送料盘的滑轨设置为宽度可调节的形式是有必要的。在本申请的示例性实施方式中，用于传输料盘的滑轨的宽度可通过螺杆进行调整。但是，也可通过其他方式调节滑轨的宽度，例如，可通过滑槽和销钉配合的结构来调整传输料盘的滑轨的宽度。

此外，由于产品本身的尺寸以及结构存在差异，因此，对于不同的结构以及具有不同尺寸深度的产品，进行检测的各机构的参数也存在差异。因此，在检测系统中采用可调节的连接件，以适应具有不同的尺寸及深度结构的产品的检测。

本申请的外观检测系统采用带有夹取机构的另外的驱动机构或机械臂夹取产品来替代直接对转盘上的产品进行拍摄，从而避免了由于转盘被磨损划伤而导致对工件的外观检测的干扰。根据本申请的实施方式，通过采用传输机构，能够在不同的工位上对工件的不同方向上的外观特征进行拍摄，并且上料、检测和下料操作并行进行，大大提高了检测的效率和检测的精确度。由于本申请的外观检测系统和检测方法能够对同一方向上的不同检测位置分别进行拍摄，从而提高了产品外观质量检测的精度。此外，由于能够在同一工位中对同一方向上的不同检测位置进行不同深度(即在不同Z轴坐标处)的拍摄，从而使得外观检测系统上的工位设置合理紧凑，使外观检测系统的结构得以精简。

以上参照附图对本申请的示例性实施方式进行了描述。本领域技术人员应该理解，上述实施方式仅是为了说明的目的而所举的示例，而不是用来限制本申请的范围。本申请的范围应由所附权利要求及其等同物限定。凡在本申请的教导和权利要求保护范围下所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请要求保护的范围内。

Claims (23)

1.一种外观检测系统，其特征在于，所述外观检测系统包括：

基座；

依次设置在所述基座上的上料机构、用于外观检测的检测机构和下料机构，以及

传输机构，所述传输机构相对于所述基座能够移动地设置在所述基座上并且包括用于放置待检测工件的多个工位，

其中，所述传输机构能够带动所述待检测工件从所述多个工位中的一个工位移动到所述多个工位中的下一工位，并且当所述传输机构带动所述待检测工件移动时，放置在所述多个工位上的待检测工件分别定位在所述上料机构、所述检测机构和所述下料机构的操作位置处；以及

其中，所述检测机构能够在同一检测工位上对所述待检测工件的不同位置和不同深度的特征进行检测。

2.根据权利要求1所述的外观检测系统，其特征在于，

所述检测机构包括多个检测装置，以及所述传输机构配置成当带动所述待检测工件从所述多个工位中的一个工位移动到所述多个工位中的下一工位时，放置在所述多个工位上的待检测工件以一一对应的方式定位在所述上料机构、所述多个检测装置和所述下料机构的操作位置处。

3.根据权利要求2所述的外观检测系统，其特征在于，

所述传输机构包括上料工位、第一检测工位、第二检测工位和下料工位，以及当所述传输机构带动所述待检测工件移动时，放置在所述上料工位、所述第一检测工位、所述第二检测工位和所述下料工位上的待检测工件分别定位在所述上料机构、所述检测装置中的第一检测装置、所述检测装置中的第二检测装置和所述下料机构的操作位置处。

4.根据权利要求3所述的外观检测系统，其特征在于，

所述外观检测系统还包括中央控制器，所述中央控制器配置成接收所述上料机构、所述检测机构、所述下料机构和所述传输机构的反馈信息并基于所述反馈信息控制所述上料机构、所述检测机构和所述下料机构进行操作。

5.据权利要求4所述的外观检测系统，其特征在于，

所述中央控制器基于所述反馈信息控制所述上料机构、所述检测机构和所述下料机构进行并行操作。

6.根据权利要求5所述的外观检测系统，其特征在于，

所述检测机构包括：

机架；

工件拾取装置，设置在所述机架的第一端部，以从所述传输机构的所述多个工位中的相应工位拾取所述待检测工件；以及

视觉拍摄装置，在所述机架的与所述第一端部相对的第二端部一侧设置在所述基座上，所述视觉拍摄装置包括：

驱动装置，具有沿X轴方向驱动的第一驱动机构和沿Y轴方向驱动的第二驱动机构；

相机，在朝向所述工件拾取装置的一侧固定在所述驱动装置上，以通过所述第一驱动机构和所述第二驱动机构的驱动而在所述X轴方向和所述Y轴方向上移动，从而能够对所述待检测工件的不同位置进行拍摄；以及

组合光源，包括多种光源，所述多种光源能够控制为根据所述待检测工件的不同位置的材质切换为与所述材质对应的光源。

7.根据权利要求6所述的外观检测系统，其特征在于，

所述检测机构还包括检测控制器，当所述相机与所述待检测工件的不同位置对准时，所述检测控制器根据预先设置的所述待检测工件的不同位置的材质控制所述多种光源自动切换为与所述材质相对应的光源。

8.根据权利要求6所述的外观检测系统，其特征在于，

所述检测机构还包括检测控制器，所述检测控制器配置成控制所述多种光源中的一种光源和所述相机实时检测所述待检测工件的不同位置的材质，并根据检测结果控制所述多种光源自动切换为与所述材质相对应的光源。

9.根据权利要求7或8所述的外观检测系统，其特征在于，

所述多种光源设置在所述相机上且其出射光的方向设置为朝向所述工件拾取装置的一侧，所述多种光源根据所述待检测工件的不同位置的材质自动切换成用于拍摄所述位置的对应光源。

10.根据权利要求9所述的外观检测系统，其特征在于，

所述检测机构还包括位置检测传感器，用于检测所述待检测工件的不同位置，以使得所述检测控制器根据所检测到的位置自动切换所述多种光源。

11.根据权利要求10所述的外观检测系统，其特征在于，

所述工件拾取装置设置在所述视觉拍摄装置的上部并且包括Z轴驱动机构，所述Z轴驱动机构驱动所述待检测工件沿Z轴方向移动，以调整待检测工件与所述视觉拍摄装置之间的距离，从而对所述待检测工件进行下视觉测试。

12.根据权利要求10所述的外观检测系统，其特征在于，

所述工件拾取装置设置在所述视觉拍摄装置的下部，以及所述驱动装置包括第三轴驱动机构，用于驱动所述相机和所述组合光源沿Z轴方向移动，以调整所述待检测工件与所述视觉拍摄装置之间的距离，从而对所述待检测工件进行上视觉测试。

13.根据权利要求5所述的外观检测系统，其特征在于，

所述上料机构包括：

传送装置，设置成能够相对于所述基座运动；

位置获取装置，固定在所述传送装置上方；以及

工件提取装置，在所述传送装置的邻近所述检测机构的一侧固定在所述传送装置上方，

其中，所述位置获取装置获取位于所述传送装置上的待检测工件的位置信息，并将该位置信息传输至所述工件提取装置，以使得所述工件提取装置根据所述位置信息从所述传送装置提取所述待检测工件并将所提取的待检测工件放置在所述传输机构的所述上料工位。

14.根据权利要求5所述的外观检测系统，其特征在于，

所述下料机构包括：

第一传送装置，设置成能够相对于所述基座运动；

第二传送装置，设置成在所述第一传送装置的一侧能够相对于所述基座运动；

位置获取装置，固定在所述第一传送装置和所述第二传送装置上方；以及

工件提取装置，在所述第一传送装置和所述第二传送装置的邻近所述检测机构的一侧固定在所述第一传送装置和所述第二传送装置上方，

其中，所述位置获取装置获取所述第一传送装置和所述第二传送装置上的位置信息，并将获取的位置信息传输至所述工件提取装置，所述工件提取装置根据所述位置信息和所述检测机构的检测结果将经检测的工件从所述传输机构的所述下料工位放置在所述第一传送装置或所述第二传送装置上的相应位置处。

15.一种外观检测方法，其特征在于，所述方法包括：

将待检测工件装载在传输机构的上料工位上；

驱动所述传输机构转动以将所述待检测工件从所述传输机构的上料工位依次传送至所述传输机构的多个检测工位；

在每个检测工位处分别对位于所述检测工位处的待检测工件进行检测，其中，在所述检测工位处，能够对所述待检测工件的不同位置和不同深度上的特征进行检测；

驱动所述传输机构转动，以将经检测的工件从所述传输机构的多个检测工位中的最后检测工位传送至所述传输机构的下料工位；以及从所述传输机构的下料工位卸载经检测的工件。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，

所述上料工位上的装载操作、所述多个检测工位中的每个检测工位上的检查操作以及所述下料工位上的卸载操作并行进行。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，

所述多个检测工位包括第一检测工位和第二检测工位，以及

所述方法还包括：

驱动所述传输机构转动以将待检测工件从所述传输机构的上料工位依次传送至所述第一检测工位和所述第二检测工位；

在所述第一检测工位上对待检测工件进行第一检测操作以及在所述第二检测工位上对待检测工件进行第二检测操作；以及

驱动所述传输机构转动，以将经检测的工件从所述第二检测工位传送至所述传输机构的下料工位。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，

所述装载操作包括：

利用传送装置将所述待检测工件传送至与所述传输机构的上料工位邻近的位置处；

获取所述待检测工件在所述传送装置上的位置信息；

将所述位置信息传输至模组提取装置；

基于所述位置信息通过所述模组提取装置将所述待检测工件从所述传送装置卸载并装载在所述传输机构的所述上料工位。

19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，

所述检测操作包括：

利用模组拾取装置夹取所述待检测工件；

沿X轴方向和Y轴方向驱动视觉拍摄装置，使得所述视觉拍摄装置沿Z轴方向与所述待检测工件的不同位置对准；

使用组合光源通过所述视觉拍摄装置对所述待检测工件的不同位置进行拍摄，其中，所述组合光源包括多种光源，所述多种光源能够根据所述待检测工件的不同位置的材质而进行切换。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，

所述检测操作还包括识别所述待检测工件的不同位置以基于所述待检测工件的不同位置将所述组合光源自动切换至适于拍摄所述位置的对应光源。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，

所述第一检测操作包括驱动所述待检测工件沿Z轴方向移动，以调整所述待检测工件与所述视觉拍摄装置之间的距离。

22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，

所述第二检测操作包括驱动所述视觉拍摄装置和所述组合光源沿Z轴方向移动，以调整所述待检测工件与所述视觉拍摄装置之间的距离。

23.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，

所述卸载操作包括：

接收所述检测操作的检测信息；

获取第一传送装置和第二传送装置上的位置信息；

将所述检测信息和所述位置信息传输至模组提取装置；

利用所述模组提取装置将经检测的工件从所述传输机构的所述下料工位卸载并基于所述检测信息和所述位置信息装载在所述第一传送装置或所述第二传送装置的相应位置。

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