TWI896261B

TWI896261B - 光學檢測設備

Info

Publication number: TWI896261B
Application number: TW113128641A
Authority: TW
Inventors: 王偉杰; 郭温良; 高軍峰; 林至善
Original assignee: 海華科技股份有限公司
Priority date: 2024-07-16
Filing date: 2024-08-01
Publication date: 2025-09-01
Also published as: CN121347387A

Abstract

本發明公開一種光學檢測設備，其包含一料件傳送帶、一下視覺檢測機構、於所述料件傳送帶及所述下視覺檢測機構之間傳輸多個電子構件的兩個移載機構、及位於兩個所述移載機構一側的一複合式裝置。所述複合式檢測裝置包含一上視覺檢測機構與一環側面檢測機構。多個所述電子構件能在完成所述下視覺檢測機構的下表面檢測之後、由所述料件傳送帶傳輸至所述複合式裝置，並且所述複合式檢測裝置能相對於所述檢測傳送帶移動，以使所述上視覺檢測機構與所述環側面檢測機構能夠用以檢測多個所述電子構件的上表面與環側面。

Description

光學檢測設備

本發明涉及一種檢測設備，尤其涉及一種光學檢測設備。

現有光學檢測設備須採用至少六個檢查站，方能對一電子構件的外表面進行檢測。其中，現有光學檢測設備在對所述電子構件的環側面進行檢測時，須將單個所述電子構件置入反射件的內側，方能實現所述環側面的檢測。然而，現有光學檢測設備的架構造成其檢測較為耗時、且需佔用較大的廠房空間。

於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。

本發明實施例在於提供一種光學檢測設備，其能有效地改善現有光學檢測設備所可能產生的缺陷。

本發明實施例公開一種光學檢測設備，其包括：一工作台；一料件傳送帶，安裝於所述工作台且用以沿一第一方向傳輸承載有多個電子構件的一料盤，以使所述料盤能於一第一位置、一第二位置、及一第三位置之間移動；一第一移載機構，安裝於所述工作台且用以沿垂直所述第一方向的一第二方向自位於所述第一位置的所述料盤擷取並傳輸多個所述電子構件；一下視覺檢測機構，安裝於所述工作台，並且所述第一移載機構位於所述下視覺檢測機構的一側；其中，所述下視覺檢測機構用以接收自所述第一移載機構所傳輸的多個所述電子構件、並檢測多個所述電子構件的下表面；一第二移載機構，安裝於所述工作台，並且所述第二移載機構位於所述下視覺檢測機構的另一側；其中，所述第二移載機構用以將完成所述下視覺檢測機構檢測的多個所述電子構件傳輸至位於所述第二位置的所述料盤；以及一複合式裝置，安裝於所述工作台且位於遠離所述第一移載機構的所述第二移載機構一側；其中，所述複合式裝置包含：一上視覺檢測機構，能用以檢測位於所述第三位置的所述料盤之中的多個所述電子構件的上表面；及一環側面檢測機構，包含：一殼體；一攝像器，安裝於所述殼體之內；一錐狀反射件，位於所述殼體之內且位於所述攝像器的下方；及一環狀反射件，位於所述殼體之內且對應於所述錐狀反射件配置；其中，所述攝像器的取像光路徑通過所述錐狀反射件與所述環狀反射件的反射而定義有位於所述殼體之外的一取像空間，其用以檢測位於所述第三位置的所述料盤之中的多個所述電子構件的環側面；其中，當所述料盤之內承載多個所述電子構件且位於所述第三位置時，所述複合式裝置能相對於所述料件傳送帶移動，以使所述上視覺檢測機構與所述環側面檢測機構能夠用以檢測多個所述電子構件的所述上表面與所述環側面。

本發明實施例也公開一種光學檢測設備，其包括：一工作台；一料件傳送帶，安裝於所述工作台且用以沿一第一方向傳輸承載有多個電子構件的一料盤，以使所述料盤能於一第一位置、一第二位置、及一第三位置之間移動；一第一移載機構，安裝於所述工作台且用以沿垂直所述第一方向的一第二方向自位於所述第一位置的所述料盤擷取並傳輸多個所述電子構件；一下視覺檢測機構，安裝於所述工作台，並且所述第一移載機構位於所述下視覺檢測機構的一側；其中，所述下視覺檢測機構用以接收自所述第一移載機構所傳輸的多個所述電子構件、並檢測多個所述電子構件的下表面；一第二移載機構，安裝於所述工作台，並且所述第二移載機構位於所述下視覺檢測機構的另一側；其中，所述第二移載機構用以將完成所述下視覺檢測機構檢測的多個所述電子構件傳輸至位於所述第二位置的所述料盤；以及一複合式裝置，安裝於所述工作台且位於遠離所述第一移載機構的所述第二移載機構一側；其中，所述複合式裝置包含：一上視覺檢測機構，能用以檢測位於所述第三位置的所述料盤之中的多個所述電子構件的上表面；及一環側面檢測機構，定義有位於其之外的一取像空間，用以檢測位於所述第三位置的所述料盤之中的多個所述電子構件的環側面；其中，當所述料盤之內承載多個所述電子構件且位於所述第三位置時，所述複合式裝置能相對於所述料件傳送帶移動，以使所述上視覺檢測機構與所述環側面檢測機構能夠用以檢測多個所述電子構件的所述上表面與所述環側面。

綜上所述，本發明實施例所公開的光學檢測設備，其通過所述複合式檢測裝置整合所述上視覺檢測機構與所述環側面檢測機構於相同軸向，據以利於提升所述光學檢測設備的檢測效能、並能縮小所述光學檢測設備的整體體積。

再者，本發明實施例所公開的光學檢測設備，其所採用的所述環側面檢測機構夠通過所述取像空間直接對位於所述環側面檢測機構外側的多個所述電子構件的所述環側面進行取像，因而無須受限於逐個檢測所述電子構件的所述環側面，據以有效地提升檢測效能。

為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。

100:光學檢測設備

1:料件傳送帶

11:料盤

2:第一移載機構

21:軌道

22:擷取器

3:第二移載機構

31:軌道

32:擷取器

4:下視覺檢測機構

41:治具

42:光投射器

43:光接收器

44:處理模組

5:複合式裝置

51:第三移載機構

511:軌道

512:擷取器

52:上視覺檢測機構

53:環側面檢測機構

531:殼體

532:攝像器

533:錐狀反射件

5331:第一反射鏡

534:環狀反射件

5341:第二反射鏡

6:分料單元

7:料盤傳送帶

8:工作台

D1:第一方向

D2:第二方向

H:高度方向

P1:第一位置

P2:第二位置

P3:第三位置

L:結構光

S:取像空間

P:取像光路徑

C:中心軸線

σ:反射角

200:電子構件

200a:已檢測構件

201:下表面

202:上表面

203:環側面

圖1為本發明實施例的光學檢測設備的側視示意圖。

圖2為本發明實施例的光學檢測設備的俯視示意圖。

圖3為圖2的後續作動示意圖。

圖4為圖3的後續作動示意圖。

圖5為圖4的局部放大剖視示意圖。

圖6為圖4的後續作動示意圖。

圖7為圖6的後續作動示意圖。

圖8為圖7的後續作動示意圖。

圖9為圖8的局部放大剖視示意圖。

圖10為圖8的後續作動示意圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關「光學檢測設備」的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到「第一」、「第二」、「第三」等術語來描述各種元件或者特徵，但這些元件或者特徵不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一特徵與另一特徵。另外，本文中所使用的術語「或」，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

請參閱圖1至圖10所示，其為本發明的實施例。本實施例公開一種如圖1和圖2所示，本實施例公開一種光學檢測設備100，其包含一料件傳送帶1、橫跨所述料件傳送帶1的一第一移載機構2、平行所述第一移載機構2的一第二移載機構3、位於所述第一移載機構2與所述第二移載機構3之間的一下視覺檢測機構4、橫跨所述料件傳送帶1的一複合式裝置5、平行且位於所述料件傳送帶1一側的多個分料單元6、平行且位於所述料件傳送帶1另一側的一料盤傳送帶7、及用以供上述元件安裝的一工作台8。

也就是說，所述料件傳送帶1、所述第一移載機構2、所述第二移載機構3、所述下視覺檢測機構4、所述複合式裝置5、多個所述分料單元6、及所述料盤傳送帶7皆安裝於所述工作台8，但本發明不受限於此。舉例來說，於本發明未繪示的其他實施例中，所述光學檢測設備100可依據實際需求而省略多個所述分料單元6與所述料盤傳送帶7。

於本實施例中，所述料件傳送帶1用以沿一第一方向D1傳輸至少一個料盤11，其承載有多個電子構件200並能(沿所述料件傳送帶1)於一第一位置P1、一第二位置P2、及一第三位置P3之間移動。其中，所述料件傳送帶1於本實施例中是沿所述第一方向D1大致跨越整個所述工作台8。需額外說明的是，為便於理解本實施例，位於所述料件傳送帶1的所述料盤11的數量於下述內容之中是以一個來介紹，但本發明不受限於此。

此外，為便於理解所述光學檢測設備100於本實施例之中的移載架構佈局，此處先行簡要介紹所述複合式裝置5所包含的多個機構。於本實施例中，所述複合式裝置5包含一第三移載機構51、安裝於所述第三移載機構51的一上視覺檢測機構52、及安裝於所述第三移載機構51的一環側面檢測機構 53；也就是說，所述複合式裝置5於本實施例中是包含有移載功能與多重檢測功能，但本發明不以此為限。

所述第一移載機構2、所述第二移載機構3、及所述複合式裝置5(如：所述第三移載機構51)彼此平行設置並且各自沿著垂直所述第一方向D1的一第二方向D2架設於所述工作台8。其中，所述複合式裝置5位於遠離所述第一移載機構2的所述第二移載機構3一側(也就是，所述第二移載機構3位於所述第一移載機構2與所述複合式裝置5之間)，並且所述複合式裝置5(如：所述第三移載機構51)橫跨所述料件傳送帶1、多個所述分料單元6、及所述料盤傳送帶7。

進一步地說，所述第一移載機構2、所述第二移載機構3、及所述第三移載機構51於本實施例中各包含有一軌道21、31、511、及可移動地安裝於所述軌道21、31、511的一擷取器22、32、512。其中，所述軌道21、31、511安裝於所述工作台8且沿所述第二方向D2配置，而所述擷取器22、32、512用以擷取多個所述電子構件200。再者，所述第一移載機構2的所述擷取器22的移動路徑沿經所述料件傳送帶1的所述第一位置P1，所述第二移載機構3的所述擷取器32的移動路徑沿經所述料件傳送帶1的所述第二位置P2，所述第三移載機構51的所述擷取器512的移動路徑沿經所述料件傳送帶1的所述第三位置P3。

其中，所述上視覺檢測機構52與所述環側面檢測機構53較佳是沿所述第二方向D2排列並安裝於所述第三移載機構51的所述擷取器512，據以能相對於所述料件傳送帶1移動，但本發明不以此為限。舉例來說，於本發明未繪示的其他實施例中，所述上視覺檢測機構52及/或所述環側面檢測機構53也可依據實際需求而可移動地安裝於所述所述第三移載機構51的所述軌道511，據以能獨立地相對於所述料件傳送帶1移動；或者，所述上視覺檢測機構52與所述環側面檢測機構53也能各自配置有單獨的移載機構。

以上為所述光學檢測設備100於本實施例之中的移載架構佈局大致說明，以下接著介紹所述光學檢測設備100的其餘架構細節與運作功能。如圖3至圖6所示，所述下視覺檢測機構4設置於所述第一移載機構2與所述第二移載機構3的所述擷取器32的所述移動路徑之上；也就是說，所述第一移載機構2位於所述下視覺檢測機構4的一側，而所述第二移載機構3位於所述下視覺檢測機構4的另一側。

所述第一移載機構2(如：所述擷取器22)用以沿所述第二方向D2自位於所述第一位置P1的所述料盤11擷取並傳輸多個所述電子構件200。所述下視覺檢測機構4用以接收自所述第一移載機構2所傳輸的多個所述電子構件200、並檢測多個所述電子構件200的下表面201(如：圖5)。所述第二移載機構3用以將完成所述下視覺檢測機構4檢測的多個所述電子構件200傳輸至位於所述第二位置P2的所述料盤11，據以通過所述料件傳送帶1將所述料盤11自所述第二位置P2傳輸至所述第三位置P3。

需額外說明的是，所述下視覺檢測機構4的具體架構可依實際需求而加以調整變化，但為便於理解本實施例，下述內容將以所述下視覺檢測機構4的其中一種可行的架構來介紹，但本發明不以此為限。如圖5所示，所述下視覺檢測機構4於本實施例中包含有一治具41、面向所述治具41底側的一光投射器42、對應於所述光投射器42的多個光接收器43、及電性耦接於多個所述光接收器43的一處理模組44。

更詳細地說，所述治具41用以承載多個所述電子構件200，並使多個所述電子構件200的所述下表面201裸露於所述治具41之外。所述光投射器42用以朝每個所述電子構件200的所述下表面201(如：多個觸點)發出基於干涉條紋的一結構光L。多個所述光接收器43用於接收由每個所述電子構件 200所反射的所述結構光L，以得到一信號。所述處理模組44用以接收所述信號、以得到形狀對應於每個所述電子構件200的所述下表面201的一立體構面。再者，所述處理模組44於本實施例中可以是通過點雲數據(point cloud data)方式呈現所述立體構面，其能通過一螢幕(圖中未示出)顯示，但本發明不以上述為限。

如圖7至圖9所示，所述上視覺檢測機構52於本實施例中能用以檢測位於所述第三位置P3的所述料盤11之中的多個所述電子構件200的上表面202，並且所述上視覺檢測機構52的具體架構也可依實際需求而加以調整變化。然而，為便於理解，所述上視覺檢測機構52於本實施例中所採用的架構如同所述下視覺檢測機構4於圖5所呈現的架構，因而以下內容不再加以贅述。

所述環側面檢測機構53定義有位於其之外的一取像空間S，用以檢測位於所述第三位置P3的所述料盤11之中的多個所述電子構件200的環側面203。也就是說，所述環側面檢測機構53能夠通過所述取像空間S直接對位於所述環側面檢測機構53外側的多個所述電子構件200的所述環側面203進行取像，因而無須受限於逐個檢測所述電子構件200的所述環側面203，據以有效地提升檢測效能。換個角度來說，需要將電子構件置入反射件包圍空間的任何檢測機構，其不同於本實施例所提供的所述環側面檢測機構53。

需額外說明的是，所述環側面檢測機構53的具體架構可依據實際需求而加以調整變化，但為便於理解本實施例，下述內容將以所述環側面檢測機構53的其中一種可行的架構來介紹，但本發明不以此為限。如圖9所示，所述環側面檢測機構53於本實施例中包含一殼體531、安裝於所述殼體531之內的一攝像器532、位於所述殼體531之內且位於所述攝像器532下方的一錐狀反射件533、及位於所述殼體531之內且對應於所述錐狀反射件533配置的一環狀反射件534。

更詳細地說，所述環側面檢測機構53通過所述殼體531安裝於所述第三移載機構51，並且所述攝像器532沿垂直所述第一方向D1與所述第二方向D2的一高度方向H設置於所述錐狀反射件533的正上方。再者，所述攝像器532的取像光路徑P通過所述錐狀反射件533與所述環狀反射件534的反射而定義有位於所述殼體531之外的所述取像空間S，其用以檢測位於所述第三位置P3的所述料盤11之中的多個所述電子構件200的所述環側面203。

依上所述，當所述料盤11之內承載多個所述電子構件200且位於所述第三位置P3時，所述複合式裝置5能相對於所述料件傳送帶1(沿所述第二方向D2)移動，以使所述上視覺檢測機構52與所述環側面檢測機構53能夠用以檢測多個所述電子構件200的所述上表面202與所述環側面203。

據此，所述光學檢測設備100於本實施例中能通過所述複合式裝置5整合所述上視覺檢測機構52與所述環側面檢測機構53於相同軸向，進而有利於提升所述光學檢測設備100的檢測效能、並能縮小所述光學檢測設備100的整體體積。

進一步地說，為使所述環側面檢測機構53能夠具備有較佳的檢測效果，所述環側面檢測機構53較佳是具有下述至少部分特徵。其中，所述錐狀反射件533包含有N個第一反射鏡5331，所述環狀反射件534包含有N個第二反射鏡5341，並且N個所述第一反射鏡5331的位置分別對應於N個所述第二反射鏡5341的位置(如：所述取像光路徑P通過每個所述第一反射鏡5331與相對應所述第二反射鏡5341的兩次反射、而於所述殼體531之外彼此重疊形成有所述取像空間S)，而N為大於5的正整數(如：N為8)。更詳細地說，所述取像光路徑P在經過所述環狀反射件534時，每個所述第二反射鏡5341能朝向所述取像空間S且相對於所述高度方向H形成有介於40度~50度的一反射角σ，但本發明不受限於此。

再者，所述殼體531定義有平行所述高度方向H的一中心軸線C，所述攝像器532設置於所述中心軸線C之上。所述錐狀反射件533相對於所述中心軸線C呈N重旋轉對稱(N-fold rotational symmetry)，並且所述環狀反射件534相對於所述中心軸線C也呈N重旋轉對稱。更詳細地說，多個所述第一反射鏡5331所包圍的區域朝遠離所述攝像器532的方向逐漸地增加，並且遠離所述攝像器532的所述錐狀反射件533的底部包圍於所述環狀反射件534，但不受限於此。

舉例來說，於本發明未繪示的其他實施例中，所述環狀反射件534也可以沿所述高度方向H與所述錐狀反射件533呈間隔配置；或者，所述環側面檢測機構53的所述取像光路徑P也可以通過兩次以上的反射而定義有位於所述殼體531之外的所述取像空間S。

依上所述，如圖8至圖10所示，每個所述電子構件200在所述下表面201、所述上表面202、及所述環側面203於檢測之後定義為一已檢測構件200a，其位在所述第三位置P3的所述料盤11之內。再者，所述第三移載機構51(如：所述擷取器512)能於所述料件傳送帶1及多個所述分料單元6之間移動，並且所述第三移載機構51能用以選擇性地自位在所述第三位置P3的所述料盤11、將至少其中一個所述已檢測構件200a移動至多個所述分料單元6的其中之一。

據此，所述光學檢測設備100於本實施例中能通過所述第三移載機構51來將多個所述已檢測構件200a依據檢測結果進行分類、並移動至相對應的所述分料單元6。舉例來說：未有任何缺陷的所述已檢測構件200a、所述下表面201具有缺陷的所述已檢測構件200a、所述上表面202具有缺陷的所述已檢測構件200a、及所述環側面203具有缺陷的所述已檢測構件200a可以各由一個所述分料單元6所存放。

需補充說明的是，所述光學檢測設備100於本實施例中所包含的所有元件可以是同步進行作業(如：所述下視覺檢測機構4在對一批電子構件200進行檢測時，所述上視覺檢測機構52與所述環側面檢測機構53可以同步對另一批電子構件200進行檢測)，據以能夠有效地提高所述光學檢測設備100的運作效能。

[本發明實施例的技術效果]

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的專利範圍內。