CN216560315U - 一种线路板在线aoi光学检测机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种线路板在线AOI光学检测机，包括传送机构和检测机构；所述传送机构包括上传送带装置和下传送带装置以及进板辅助传送装置，且所述上传送带装置和所述下传送带装置中均设有真空吸附装置；所述检测机构包括上下两个采集机构，每个采集机构包括多个采集相机组件，每个采集相机组件设置在一个独立的相机调节装置上，所述相机调节装置能够进行X方向、Z方向和角度θ方向的调整；两个采集机构分为上采集机构和下采集机构，分别用来对线路板的上下两面进行检测。本实用新型优点包括：传送稳定性好，能够解决线路板翘曲导致的图像模糊问题；机构稳定性好，采集相机组件解析度、清晰度一致；容易调试及维修，成本低其易加工。

Description

一种线路板在线AOI光学检测机

技术领域

本实用新型涉及光学检测技术领域，具体涉及一种线路板在线AOI光学检测机。

背景技术

目前行业对于PCB/FPC的在线AOI(Automated Optical Inspection，自动光学检测)光学检测设备，本文统称为线路板的在线AOI光学检测设备，其核心原理为，图像采集系统与线路板的传送速度匹配吻合，保证采集图像的真实性，AOI软件才能将采集的图像与标准资料图像对比进行检测，然后输出检测结果。在线AOI光学检测设备主要包括传送机构和检测机构两个重要部分。

传送机构：传送机构的作用是为检测机构提供稳定的传送速度，其图像采集系统与线路板的传送速度匹配吻合，才能获得线路板的真实图像，为检测软件提供图像依据。目前行业采用的传送方式，包括采用动力滚筒组合作为压轮机构进行传送；也有部分厂商采用动力皮带来作为压轮机构进行传送。

滚筒压轮机构的缺点主要有：

1)性能：动力滚筒的速度或者动力皮带的速度与传送速度不相等，导致线路板经过采集区域时发生打滑，挫顿等现象，从而影响到采集图像的准确性，影响检测结果。

2)滚筒加工困难、成本高：对于滚筒式的传送，按相机参数及检测精度要求，计算后得出设备对滚筒加工的全跳动要求为非常高，行业线路板标准规格尺寸为28”宽度，这种长度的滚筒加工要达到这种加工精度跳动是非常困难的，并且成本非常高；(例如滚筒尺寸：直径45，长度950，全跳动公差0.01mm以内)。

3)使用寿命：滚筒长时间使用后，受负载和自身产生应力变形影响，全跳动逐渐变大，导致滚筒报废，需要更换，使用寿命短；皮带材质为聚氨酯皮带或者其他材质的皮带，长时间与线路板摩擦传送过板，导致皮带容易磨损，经常需要更换，使用寿命短；

4)效率及调试：动力滚筒或动力皮带与线路板的间隙和平行度难以调整，受线路板自身凹凸不平的影响，滚筒或皮带与线路板的间隙经常需要调整，生产效率低。

目前行业采用的皮带压轮传送有两种，一种为两段皮带前后水平设计，如图6-1所示；另一种为三段皮带设计，其中两段前后水平设计在下方，在两段皮带中间位置上方设计第三段皮带来压平，该三段皮带采用同一动力传动，如图6-2所示。这两种皮带传动的缺点有：

1)两段皮带传送方式，通用性不强，检测精度低；对于一些0.2mm厚度以下的薄板，容易出现翘曲现象，导致翘曲部位图像出现模糊，影响检测精度；

2)三段皮带传送方式，传送精度低；三段皮带采用同一动力装置，且上传送带与下传送带的传送方向需相反，期间存在一组反向惰轮中转结构，多级传送后会导致上传送带与下传送带直接存在传送速度差的问题，影响传送精度。

3)三段皮带传送方式，调试和维修困难，通用性不强，由于上下三段皮带采用同一动力，上下传送带间隔仅限于皮带张紧和松弛的范围内，只适用于2-3mm厚度差的产品范围内，超过厚度该范围的产品需重新调整惰轮位置。

检测机构：检测机构的作用是准确获取线路板的图像信息，包括上检测机构和下检测机构，目前国内外厂商均采用若干个线扫相机来进行图像采集，线扫相机基本采用直接固定式。这种固定方式的缺点是：单个相机不能进行方向调整，导致每个采集相机的解析度和清晰度都不同，影响检测结果。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是，提供一种线路板在线AOI光学检测机，用来解决现有技术所存在的问题：1)解决目前行业内传送机构中传送不稳定的问题；2)解决线路板翘曲导致图像模糊问题；3)解决设备调试及维修困难问题。

本实用新型采用的技术方案如下：一种线路板在线AOI光学检测机，包括传送机构和检测机构；所述传送机构包括上传送带装置和下传送带装置以及进板辅助传送装置，且所述上传送带装置和所述下传送带装置中均设有真空吸附装置；所述检测机构包括上下两个采集机构，每个采集机构包括多个采集相机组件，每个采集相机组件设置在一个独立的相机调节装置上，所述相机调节装置能够进行X方向、Z方向和角度θ方向的调整；两个采集机构分为上采集机构和下采集机构，分别用来对线路板的上下两面进行检测。

一种可能的实现方式中，所述上传送带装置中的上传送带和所述下传送带装置中的下传送带均开设有真空孔，所述真空吸附装置包括与所述真空孔配合的真空吸盘。

一种可能的实现方式中，所述真空吸盘上对应真空孔的Y方向设有真空槽，所述真空槽的槽口宽度大于真空孔的直径，槽口长度大于Y方向两相邻真空孔的孔距。

一种可能的实现方式中，所述上传送带装置还包括上传送带Z轴；所述上传送带安装在所述上传送带Z轴上，在所述上传送带Z轴带动下做升降运动，用于根据线路板的厚度调整与所述下传送带的间隙。

一种可能的实现方式中，所述上传送带和所述下传送带分别采用相同规格参数的电机控制。

一种可能的实现方式中，所述进板辅助传送装置包括多条辅助传送滚轮和进板导向板以及测厚装置。

一种可能的实现方式中，所述上采集机构中的上采集相机组件安装在上采集Z轴上，在所述上采集Z轴带动下做升降运动，用于根据线路板的厚度调整上采集相机组件的高度以达到焦距固定或者说补偿焦距变化的目的。

一种可能的实现方式中，所述采集相机组件包括搭配有线扫镜头的线扫相机和光源系统。

一种可能的实现方式中，所述上传送带装置设在所述进板辅助传送装置和所述下传送带装置中间位置的上方，并位于所述下采集机构的正上方；所述上采集机构位于所述下传送带装置的上方。

一种可能的实现方式中，所述传送机构还包括设于所述下传送带装置后面的出板传送装置。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

1)传送稳定性：传送机构采用上下传送带+真空设计，保证了图像采集区域传送的平整和稳定，提高了传送的稳定性，并有助于解决PCB翘曲导致的图像模糊问题。

2)机构稳定性：每个采集相机都设计在独立的相机调节装置上，该装置设计有X方向、Y方向和角度θ方向的调整机构，可以将所有相机调整到同一工作状态，解析度、清晰度一致。

3)容易调试及维修：上下传送带分开控制和传送，每个相机安装在独立的相机调节装置上，非常容易调试及维修。

4)成本低，易加工：与压轮传送相比，本发明采用传送带带传送，降低了对滚轮的加工的要求，成本也降低了。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例和现有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仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型一个实施例提供的一种线路板在线AOI光学检测机的上传送带装置的结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例提供的一种线路板在线AOI光学检测机的下传送带装置的结构示意图；

图3是本实用新型一个实施例提供的一种线路板在线AOI光学检测机的进板辅助传送装置的结构示意图；

图4是本实用新型一个实施例提供的一种线路板在线AOI光学检测机的上采集机构的结构示意图；

图5是本实用新型一个实施例提供的一种线路板在线AOI光学检测机的整机结构的结构示意图；

图6-1和6-2分别是现有技术中两种皮带压轮的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面通过具体实施例，对本发明方案进行详细的说明。

请参考图1至图5，本实用新型的一个实施例，提供一种线路板在线AOI光学检测机。该检测机包括传送机构和检测机构。

本实用新型采用的技术方案主要为：

传送机构设计有上传送带装置和下传送带装置，采用上下两段传送带来实现对线路板的传送，并且上、下传送带装置均设计真空吸附装置，包括在上、下传送带内部设计真空装置如真空吸盘，对应上、下传送带上开设真空孔，通过真空吸附用来保证线路板传送时的平稳性；进一步的，上传送带单独安装在上传送带Z轴上，可以根据产品厚度来调整上下传送带间隙，用来通用各种厚度的产品。

检测机构在检测区域错开位置设计上采集机构和下采集机构，实现对线路板的上、下两面的同时检测，提升检测效率。上采集机构和下采集机构均由若干个相同的采集相机组件(包括线扫相机、线扫镜头以及光源系统)组成；进一部的，上采集机构安装在上采集Z轴上，对于不同板厚的线路板可以自动调整采集高度，下采集机构则固定于下机架内部，采集高度固定。每个采集相机组件都设计在相机调节装置上，该装置设计有X方向、Z方向和角度θ方向等多个方向的调整机构，可以将所有采集相机组件调整到同一工作状态，解析度、清晰度一致。

1)传送机构

传送机构主要由上传送带装置、下传送带装置以及进板辅助传送装置三个部分组成。

1.1上传送带装置

如图1所示，为上传送带装置示意图，上传送带19通过两条上传送带传送轴18和一条上传送带张紧轴16安装在上传送带安装板14下方，由上传送带传送电机15驱动；上传送带19里面设计有上传送带真空吸盘17，上传送带真空吸盘17上的真空孔与上传送带19的真空孔位置对应，两者配合。可选的，所述真空吸盘上对应真空孔的Y方向设有真空槽，所述真空槽的槽口宽度大于真空孔的直径，槽口长度大于Y方向两相邻真空孔的孔距。

整个装置通过上传送带安装板14固定在至少包含一个电机的升降Z轴上，根据产品和传送带的宽度不同，可以设计多个电机来提高结构的稳定性，升降Z轴由升降电机11、丝杆12、导轨13等组成。真空吸附装置能够使PCB(Printed Circuit Board，线路板)传送时将PCB平整地吸附在上传送带19上，提高传送的稳定性，以及解决PCB因翘曲导致图像模糊的问题。

1.2下传送带装置

如图2所示，为下传送带装置示意图，下传送带24通过下传送带主动轴22和下传送带从动轴23安装在下传送带安装座26上，由下传送带传送电机21驱动，下传送带张紧轴27安装在下方，下传送带安装座26上设计有下传送带真空吸盘25，位于下传送带24内部，下传送带真空吸盘25上设计真空孔与下传送带24上的真空孔位置相对应配合。真空吸附装置能够使PCB传送时将PCB平整地吸附在下传送带24上，提高传送的稳定性，以及解决PCB因翘曲导致图像模糊的问题。

1.3进板辅助传送装置

如图3所示，为进板辅助传送装置示意图，多条辅助传送滚轮32平行安装在两侧的轴承座上，其前面还可设有进板过渡板31，进板方向传送滚轮上方可安装有测厚装置，测厚装置主要由测厚反转惰轮33、测厚传感器35和测厚气缸36组成，可以在PCB进入后进行厚度测量，在测厚装置一端安装进板导向板34，可以防止PCB翘曲导致无法进入上下传送带区域。

另外，值得说明的是，本文所述的上、下传送带，具体可以采用皮带，也可以采用钢带，或者其它形式的传送带。

2)检测机构

检测机构包括上采集机构(上检测机构)和下采集机构(下检测机构)，其结构原理相同，本文以上采集机构为例，详细阐述采集机构的特点。

如图4所示，为上采集机构示意图，其中：上检测安装座41上设有上采集Z轴42，若干个采集相机43分布于上采集Z轴43上，且所有的采集相机43处于同一Y轴直线上，每个采集相机42正下方配有相对应的镜头45，在镜头45的正下方，同轴光源46和侧光源47组合成了光源系统，为采集相机采集提供光源。和采集相机及其镜头一样，光源系统也固定在上采集Z轴42上，可以根据不同板厚的线路调整采集机构的工作高度。采集相机42优选采用线扫相机，其镜头45优选采用线扫镜头，再加上光源系统，共同组成采集相机组件。

特别地，每个采集相机组件都设计一个相机调节装置44上，该装置设计有X方向、Z方向和角度θ方向的调整机构，每个采集相机可以单独调整X方向、Z方向和角度θ方向，从而调整到所有的相机具体相同的解析度、清晰度，所有相机的工作状态一致。

3)整机结构

如图5所示，为本实施例提供的一种在线AOI光学检测机的内部结构示意图，其中，辅助进板传送装置51和上传送带装置52以及下传送带装置54组成了检测段传送结构，上传送带装置52位于辅助进板传送装置51和下传送带装置54两者中间的上方，以及位于下采集机构57的正上方，上采集机构53则位于下传送带装置52的上方，且上传送带装置52和下传送带装置54中均设有真空吸附装置。进一步的，传送机构还可包括出板传送装置55，其位于下传送带装置54后面。以上，传送机构的全部组件和检测机构的全部组件，均安装在机架56上。

本实施例检测机的工作流程为：PCB从辅助进板传送装置51进入设备，在经过进板辅助传送装置51中的测厚装置时得出PCB的厚度值，反馈到上传送带装置52中的Z轴升降电机调整上传送带的高度，以及上采集机构53的Z轴升降电机调整上采集相机的高度，PCB进入上传送带装置52覆盖区域后，PCB在其真空作用下，完全平整地吸附在上传送带上，平稳的经过下检测区域，实现下采集装置的图像采集，然后PCB从上皮传送装置52中传送至下传送带装置54中，PCB完全平整地吸附在下传送带上，平稳的经过上检测区域，实现上采集装置的图像采集，之后PCB传送至出板传送装置55中进行PCB板下料，完成整个PCB传送和图像采集功能，最后将采集的PCB图像与标准资料图像对比，经过数据处理后得出PCB板的缺陷位置，完成对PCB板的检测。

本实用新型方案具有如下显著特点：

1)传送机构包括上传送带装置、下传送带装置以及进板辅助传送装置三个部分组成，采用上下两段传送带来做检测传送，且上下传送带均设计有真空吸附装置，从而实现PCB板平整稳定传送，不仅提高了传送的稳定性，还解决了图像模糊的问题；

2)传送段采用传送带方式，结构简单可靠，易加工，不存在滑动摩擦损坏，使用寿命长，调试和维修简单方便；

3)检测机构中的每个采集相机组件都设计有相机调节装置，该装置设计有X方向、Z方向和角度θ方向的调整机构，每个采集相机组件可以单独调整X方向、Z方向和角度θ方向。调整到所有的相机具体相同的解析度、清晰度，保证了所有相机的解析度和清晰度一致要求。

4)上下传送带分别采用两个动力电机，增加上下传送带的间隙调整范围，适应客户所有厚度的PCB板检测，增强兼容性。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

1)传送稳定性：传送机构采用上下传送带+真空设计，保证了图像采集区域传送的平整和稳定，提高了传送的稳定性，并有助于解决PCB翘曲导致的图像模糊问题。

2)机构稳定性：每个采集相机都设计在独立的相机调节装置上，该装置设计有X方向、Y方向和角度θ方向的调整机构，可以将所有相机调整到同一工作状态，解析度、清晰度一致。

3)容易调试及维修：上下传送带分开控制和传送，每个相机安装在独立的相机调节装置上，非常容易调试及维修。

4)成本低，易加工：与压轮传送相比，本发明采用传送带传送，降低了对滚轮的加工的要求，成本也降低了。

5)传送精度高，上下传送带分别采用相同规格参数的电机来控制，没有中转环节，提高了传送带传送精度。

6)兼容性强：上下传送带分开传送，上传送带可以单独做升降控制，可以兼容所有厚度的产品来检测。

以上，通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行了详细说明。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

应当理解，上述各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员，可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和保护范围。

Claims (10)

1.一种线路板在线AOI光学检测机，其特征在于，包括传送机构和检测机构；所述传送机构包括上传送带装置和下传送带装置以及进板辅助传送装置，且所述上传送带传送装置和所述下传送带装置中均设有真空吸附装置；所述检测机构包括上下两个采集机构，每个采集机构包括多个采集相机组件，每个采集相机组件设置在一个独立的相机调节装置上，所述相机调节装置能够进行X方向、Z方向和角度θ方向的调整；两个采集机构分为上采集机构和下采集机构，分别用来对线路板的上下两面进行检测。

2.根据权利要求1所述的线路板在线AOI光学检测机，其特征在于，所述上传送带装置中的上传送带和所述下传送带装置中的下传送带均开设有真空孔，所述真空吸附装置包括与所述真空孔配合的真空吸盘。

3.根据权利要求2所述的线路板在线AOI光学检测机，其特征在于，

所述真空吸盘上对应真空孔的Y方向设有真空槽，所述真空槽的槽口宽度大于真空孔的直径，槽口长度大于Y方向两相邻真空孔的孔距。

4.根据权利要求2所述的线路板在线AOI光学检测机，其特征在于，所述上传送带装置还包括上传送带Z轴；所述上传送带安装在所述上传送带Z轴上，在所述上传送带Z轴带动下做升降运动，用于根据线路板的厚度调整与所述下传送带的间隙。

5.根据权利要求2所述的线路板在线AOI光学检测机，其特征在于，所述上传送带和所述下传送带分别采用相同规格参数的电机控制。

6.根据权利要求1所述的线路板在线AOI光学检测机，其特征在于，所述进板辅助传送装置包括多条辅助传送滚轮和进板导向板以及测厚装置。

7.根据权利要求1所述的线路板在线AOI光学检测机，其特征在于，所述上采集机构中的上采集相机组件安装在上采集Z轴上，在所述上采集Z轴带动下做升降运动，用于根据线路板的厚度调整上采集相机组件的高度以达到焦距固定的目的。

8.根据权利要求1所述的线路板在线AOI光学检测机，其特征在于，所述采集相机组件包括搭配有线扫镜头的线扫相机和光源系统。

9.根据权利要求1所述的线路板在线AOI光学检测机，其特征在于，所述上传送带装置设在所述进板辅助传送装置和所述下传送带装置中间位置的上方，并位于所述下采集机构的正上方；所述上采集机构位于所述下传送带装置的上方。

10.根据权利要求1所述的线路板在线AOI光学检测机，其特征在于，所述传送机构还包括设于所述下传送带装置后面的出板传送装置。

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