一种用载具输送的MEMS器件AOI检测方法

技术领域

本发明涉及检测方法，尤其涉及一种用载具输送的MEMS器件AOI检测方法。

背景技术

AOI(Automated Optical Inspection),中文全称是自动光学检测，是基于光学原理来对焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的设备。

AOI是新兴起的一种新型测试技术，但发展迅速，很多厂家都推出了AOI测试设备。当自动检测时，机器通过摄像头自动扫描PCB，采集图像，测试的焊点与数据库中的合格的参数进行比较，经过图像处理，检查出PCB上缺陷，并通过显示器或自动标志把缺陷显示/标示出来，供维修人员修整。

现有的用载具输送的MEMS器件AOI检测方法的检测效率较低。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种用载具输送的MEMS器件AOI检测方法。

本发明提供了一种用载具输送的MEMS器件AOI检测方法，其特征在于：所述方法通过AOI检测设备来实现；

所述AOI检测设备包括机架、步进顶料模组、传送进出料模组、传送排料模组和三轴自动对焦模组，所述步进顶料模组、传送进出料模组、传送排料模组和三轴自动对焦模组分别安装在所述机架上，所述步进顶料模组用来将物料顶起到固定位置进行检测；所述传送进出料模组用于传送物料，并在检测物料之后，将物料传送到下一个工位；所述传送排料模组则用来存放NG物料以及OK物料，并将NG物料传送离开，NG物料为不合格物料，OK物料为合格物料；所述三轴自动对焦模组用于视觉检测，通过X轴移动模组、Y轴移动模组和Z轴移动模组带动视觉检测模块做空间移动，实现多工位的操作；

所述方法包括以下工序：

工序一、物料都存放在料盘上，料盘放置在滚轮上从传送进出料模组的一边进入，在传送进出料模组上左右移动，传送到下检测工位；

工序二、料盘在传送进出料模组上运动到下检测工位时，停止前进，底部的步进顶料模组动作，将料盘向上顶升到上检测工位，此时，料盘脱离传送进出料模组，步进顶料模组停止，传送进出料模组上的左右两个夹料盘夹子动作，将料盘夹住固定，此时，步进顶料模组复位；

工序三、三轴自动对焦模组启动，通过X轴移动模组和Y轴移动模组的控制移动到料盘上方，视觉检测模块则进行检测，此时Z轴移动模组调整视觉检测模块的高度，通过位移传感器的控制，确定物料的检测位置，实时确定焦距，进行拍照，即自动实时对焦，所述视觉检测模块在完成检测之后，判断物料为NG物料或者OK物料；

工序四、进行物料的自动分拣，如果是NG物料，则通过传送排料模组排出，如果是OK物料则通过传送进出料模组传送到下一工位或者暂存到传送排料模组。

作为本发明的进一步改进，每个料盘上至少放置两个物料，工序四中物料的自动分拣包括以下过程：

1)、首个检测料盘的分拣，将NG物料存放到传送排料模组的NG盘，将OK物料存放到传送排料模组的OK补料盘；

2)、其余检测料盘的分拣，将NG物料存放到传送排料模组的NG盘，并从传送排料模组的OK补料盘抓取OK物料存放回检测料盘，直至检测料盘上放满OK物料，则通过传送进出料模组传送到下一工位；

3)、反复执行步骤2)直到传送排料模组的NG盘放满，此时，将放满NG物料的NG盘通过传送排料模组排出，并返回步骤1)。

作为本发明的进一步改进，所述传送排料模组具有前后设置的前工位和后工位，前工位用来存放OK补料盘，后工位用来存放NG盘。

作为本发明的进一步改进，在步骤3)中，当NG盘放满时，则OK补料盘被清空，此时，先将放满NG物料的NG盘通过传送排料模组排出，再将空的OK补料盘移动到后工位，形成新的NG盘，然后继续对检测料盘进行检测，将剩余NG物料存放到NG盘，此时检测料盘只剩OK物料，再将检测料盘转移到OK补料盘的位置，形成新的OK补料盘，再返回步骤1。

作为本发明的进一步改进，所述传送进出料模组包括导轨、滚轮、滚轮驱动装置和料盘，所述滚轮安装所述导轨的侧面，所述滚轮驱动装置与所述滚轮连接，所述料盘架设在所述滚轮上，所述导轨上下贯穿形成导轨槽，所述滚轮对称设置在所述导轨槽的两侧，所述步进顶料模组位于所述导轨槽的下方，所述三轴自动对焦模组位于所述导轨槽的上方，所述步进顶料模组用于穿过所述导轨槽将所述料盘顶升，所述三轴自动对焦模组用于检测被顶升的检测对象，并判定检测对象是否合格，所述传送排料模组与所述传送进出料模组的结构相同，但安装位置不相同，所述传送进出料模组用于将检测对象从上一工位传送至所述三轴自动对焦模组的检测工位，并且，用于将合格的检测对象从所述三轴自动对焦模组的检测工位传送至下一工位，所述传送排料模组用于将不合格的检测对象从所述三轴自动对焦模组的检测工位传送至不合格区域。

作为本发明的进一步改进，所述机架包括主体机架、台面板、外壳、电器箱柜、显示器和过滤机，所述台面板、外壳、电器箱柜、显示器和过滤机分别安装在所述主体机架上，所述电器箱柜位于所述主体机架的内部，所述显示器位于所述外壳的前面板上，所述过滤机安装在所述主体机架的顶部。

作为本发明的进一步改进，所述步进顶料模组包括顶料固定板、顶料电机、顶料丝杠、顶料直线轴承、顶料导向轴、顶料导柱连接板和顶料丝杠连接件，所述顶料电机安装在所述顶料固定板上，所述顶料电机与所述顶料丝杠连接，所述顶料丝杠与所述顶料丝杠连接件连接，所述顶料丝杠连接件与所述顶料导向轴连接，所述顶料导向轴与所述顶料导柱连接板连接，所述顶料导柱连接板位于所述导轨槽下方，所述顶料导向轴通过所述顶料直线轴承安装在所述顶料固定板上。

作为本发明的进一步改进，所述传送进出料模组还包括检测料盘位置的光电开关。

作为本发明的进一步改进，所述传送进出料模组通过进出料模组固定型材固定在所述机架上，所述进出料模组固定型材上固定有模组轴承座，所述模组轴承座的上表面安装有至少两个包胶轴承。

作为本发明的进一步改进，所述模组轴承座上设有夹紧料盘的夹料盘夹子，所述夹料盘夹子位于所述三轴自动对焦模组的检测工位。

作为本发明的进一步改进，所述滚轮驱动装置包括传送电机、斜齿轮传动机构和传送销轴，所述传送电机通过带传动机构与所述斜齿轮传动机构连接，所述斜齿轮传动机构通过所述传送销轴与所述滚轮连接。

作为本发明的进一步改进，所述三轴自动对焦模组包括模组支座、X轴直线模组、Y轴直线模组、Z轴升降模组、光学检测单元和吸嘴组件，所述Y轴直线模组设置在所述模组支座上，所述X轴直线模组设置在所述Y轴直线模组上，所述Z轴升降模组设置在所述X轴直线模组上，所述光学检测单元和吸嘴组件分别安装在所述Z轴升降模组上。

作为本发明的进一步改进，所述传送排料模组沿Y轴设置，所述传送排料模组沿X轴设置。

作为本发明的进一步改进，所述Z轴升降模组上安装有位移传感器。

本发明的有益效果是：通过上述方案，简化了结构，降低了成本，并且，提高了物料的运输效率。

附图说明

图1是本发明一种AOI检测设备的整体示意图。

图2是本发明一种AOI检测设备的机架的示意图。

图3是本发明一种AOI检测设备的步进顶料模组的示意图。

图4是本发明一种AOI检测设备的传送进出料模组的示意图。

图5是本发明一种AOI检测设备的传送排料模组的示意图。

图6是本发明一种AOI检测设备的三轴自动对焦模组的示意图。

图7是本发明一种AOI检测设备的光源的示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1至图7所示，一种AOI检测设备，包括机架1、步进顶料模组2、传送进出料模组3、传送排料模组4和三轴自动对焦模组5，所述步进顶料模组2、传送进出料模组3、传送排料模组4和三轴自动对焦模组5分别安装在所述机架1上，所述步进顶料模组2用于穿过所述传送进出料模组3将检测对象顶升，所述三轴自动对焦模组5用于检测被顶升的检测对象，并判定检测对象是否合格，所述传送排料模组4与所述传送进出料模组3的结构相同，但安装位置不相同，所述传送进出料模组3用于将检测对象从上一工位传送至所述三轴自动对焦模组5的检测工位，并且，用于将合格的检测对象从所述三轴自动对焦模组5的检测工位传送至下一工位，所述传送排料模组4用于将不合格的检测对象从所述三轴自动对焦模组5的检测工位传送至不合格区域。

机架1包括主体机架11、台面板12、外壳13、电器箱柜14、显示器15、FFU过滤机16。

机架底部是主体机架11，电器箱柜14在主体机架11内部，主体机架上铺放着台面板12，设备上部分是外壳13，外壳前面门位置上配有一个显示器15，顶部是一个FUU过滤机16。

步进顶料模组2包括固定板21、电机22、丝杠23、直线轴承24、导向轴25、导柱连接板26、丝杠连接件27。

步进顶料模组2通过几个固定板21组合而成，底部用电机22控制，并连接丝杠23，固定板21上装有四个直线轴承24，两根导向轴25穿过直线轴承24，并通过丝杠连接件27与丝杠连接在一起，两根导向轴顶部连接导柱连接板，整个步进顶料模组通过机架台面板的开槽孔而穿过台面板并固定在台面板上。

传送进出料模组3包括斜齿轮31、电机32、导轨滑块33、光电开关34、包胶轴承35、气缸36、导轨37、模组轴承座38、夹料盘夹子39、罩子310、料盘311、进出料模组固定型材312、滚轮313。

传送进出料模组3通过四根进出料模组固定型材312固定在机架台面板上，两根模组轴承座38固定在四根进出料模组固定型材312上，模组轴承座38上表面安装多个包胶轴承35，两个侧面分别装有滚轮313和斜齿轮31，滚轮313和斜齿轮31组装在同一根销轴上一起转动，电机32连接斜齿轮31上的传动轴，带动斜齿轮31转动，左右两个电机32分别控制左右两块区域。模组轴承座38内部零部件用罩子310罩住，前面模组轴承座38左边区域上表面还装有两个夹料盘夹子39，夹料盘夹子39安装在导轨滑块33上，而导轨滑块33安装在导轨37上滑动，此区域用来检测物料。前后模块之间放置料盘311，用来传送物料，中间两根进出料模组固定型材312上还装有两个光电开关来感应控制。

传送排料模组4包括斜齿轮41、包胶轴承42、轴承安装板43、料盘44、封板45、气缸46、位置传感器47，电机48、料盘托料块49、滚轮410、模组固定型材411、齿轮箱外罩412。

传送排料模组4通过两根模组固定型材412固定在机架台面上，两根轴承安装板43固定在两根模组固定型材412上，轴承安装板43上表面安装有多个包胶轴承42，两个侧面分别装有滚轮410和斜齿轮41，滚轮410和斜齿轮41组装在同一根销轴上一起转动，电机48连接斜齿轮41上的传动轴，带动斜齿轮41转动，轴承安装板43内部区域用齿轮箱外罩412罩住，左右模块之间放置料盘44。模块前边区域用封板45罩住，且安装有两个气缸46，每个气缸46上连接一个料盘托料块49，料盘托料块上装有位置传感器47。

三轴自动对焦模组5包括模组支撑座51、Y轴模组固定板52、Y轴直线模组53、模组连接板54、X轴模组固定板55、X轴直线模组56、导轨57、导轨滑块58、导轨固定板59、Z轴模组固定板510、Z轴直线模组511、Z轴连接板512、相机513、镜头514、镜头安装板515、吸嘴安装板516、真空气缸517、气缸安装板518、吸嘴519、调节底座520、传感器安装块521、位移传感器522、X轴拖链523、Y轴拖链524、Z轴拖链525、滑块连接板526。

三轴自动对焦模组5主要由三个直线运动轴和一个视觉检测模块组成，它通过左右两边固定到机架的台面板上。左边有三个模组支撑座51固定在台面板上，它们的上表面固定Y轴模组固定板52，Y轴模组固定板52上固定Y轴直线模组53，Y轴直线模组53上面的滑块连接模组连接板54，模组连接板54连接X轴模组固定板55，X轴模组固定板55的另一端通过滑块连接板526固定，而滑块连接板526安装在两个滑块58上，滑块58装在导轨57上，导轨57安装在导轨固定板59上，导轨固定板59则固定在右边台面板上。X轴直线模组56固定在X轴模组固定板55上，Z轴模组固定板510则安装在X轴直线模组56的滑块上，Z轴模组固定板510用来固定Z轴直线模组511，Z轴直线模组511的滑块上安装Z轴连接板512，用来固定相机513和镜头514，相机513和镜头514组合安装，镜头514通过镜头安装板515安装在Z轴连接板512上，Z轴连接板512底板安装着气缸安装板518，气缸安装板518又连接吸嘴安装板516，气缸安装板518和吸嘴安装板516前面固定四个真空气缸517，真空气缸517底部杆轴上用来安装吸嘴519。Z轴连接板512上还安装有调节底座520，调节底座520上又安装有传感器安装块521，用来固定位移传感器522。X轴拖链523、Y轴拖链524和Z轴拖链525分别固定在X轴直线模组56、Y轴直线模组53和Z轴直线模组511的边上。

整个设备上下各有一个光源，用来给物料打光，不同光源实现不同的打光需求，上面的面光61，产生环境光，直接照射在物料表面，达到好的拍照效果；底部的光源62可以打在物料的底面，消除底部被遮挡而导致光源不足的问题。光源的配合实现了视觉检测模组拍照时对物料较好的取像效果，提高检测的可行性和检测效率。

本发明提供的一种AOI检测设备，主要是通过步进顶料模组2、传送进出料模组3、传送排料模组4和三轴自动对焦模组5这四个模组相互配合工作，完成整个动作流程，工作流程具体如下：

先通过传送进出料模组3来运输物料，料盘311用来存放物料，物料随着料盘311在滚轮313上运动，而滚轮313则通过电机32控制运转，电机32通过皮带连接传动轴，传动轴又连接斜齿轮31，带动斜齿轮31运动，而斜齿轮31和滚轮313安装在同一根销轴上，从而使滚轮313转动，进而带动料盘311运动。传送进出料模组3主要分左右两块控制区域，分别由两个电机控制，左右两边都有一个光电开关34，通过光电开关34控制位置，左边区域还有夹料盘夹子39，用来夹住料盘311，进而进行物料的拍照检测，当料盘311运行到两个夹料盘夹子39中间时，通过对底下步进顶料模组2的控制，底部的载料盘可被推出升高，从而将料盘311升至夹料盘夹子39的位置，同时气缸动作，两个夹料盘夹子39夹住料盘311，步进顶料模组2则缩回原位置，此时三轴自动对焦模组5移动到料盘311上方，进行拍照检测，Z轴上的视觉检测模块具有自动对焦功能，可实时自动对焦，满足不同高度物料的对焦，完成拍照动作，其中自动对焦主要通过Z轴直线模组511和位移传感器522配合控制，自动移动到物料的焦点区域范围内。视觉检测模块上的相机513和镜头514可以调节上下的位置，而且位移传感器522也可通过调节底座520来调节高度，以满足不同的使用需求。当检测完毕后，步进顶料模组2伸出，此时夹料盘夹子39松开，料盘311回到步进顶料模组2上，然后步进顶料模组2缩回将物料放回传送进出料模组3的滚轮313上进行运输，也可通过视觉检测模组上的吸嘴安装板516推动料盘311，进而将料盘移动到传送排料模组4的滚轮410上，主要通过Z轴移动到料盘前方，然后下移，再控制轴移动将料盘往后方传送排料模组4上转移。

传送排料模组4上有两个工位，每个工位上都有一个气缸46，气缸46上带有料盘托料块49，通过控制气缸46来控制料盘托料块49的伸缩，料盘托料块49上有装有位置传感器47，通过位置传感器47的感应控制，可控制气缸49伸缩。当检测到料盘44到位时，可将气缸46的杆伸出，带动料盘托料块49推出托住料盘44，当存满物料后气缸49可缩回，料盘重新回到传送模组上，前面工位料盘是回到包胶轴承上，这一段没有电机控制，不会自行移动，此时需要检测模组上的吸嘴安装板移动到料盘后方，再将料盘推回两个夹料盘夹子的工位，同时步进顶料需要先伸出，用来托住料盘，然后放回传送进出料模组上；后方工位料盘回到滚轮上，通过电机控制，带动滚轮转动，从而带动料盘移动。

三轴自动对焦模组5通过三个移动轴来控制Z轴上视觉检测模组的移动，实现不同工位的移动，Y轴带动X轴和Z轴一起前后移动，X轴带动Z轴左右移动，Z轴带动检测模组上下移动，检测模组上的真空气缸用来产生真空吸力，并通过吸嘴519来吸取物料，再通过三个的轴的控制将物料转移到不同工位的料盘上，用来分拣物料，OK的物料堆放在一个料盘上，NG的物料堆放在一个料盘上，然后OK物料料盘可被传送进出料模组转移到下一工位，而NG物料可被传送排料模组转移出去。Z轴上的检测模组则通过相机513和镜头514对物料进行拍照，位移传感器则用来定位聚焦，实现自动对焦拍照功能。

一种用载具输送的MEMS器件AOI检测方法，所述方法通过上述AOI检测设备来实现；其中机架1为整个设备的基本框架；步进顶料模组2用来将物料顶起到固定位置进行检测；传送进出料模组3主要用于传送物料，并检测物料，再将物料传送到下一个工位；传送排料模组4则用来存放NG物料以及OK物料，并将NG物料传送离开；三轴自动对焦模组5主要用于视觉检测，三个移动轴则带动视觉检测模块做空间移动，实现多工位的操作。

所诉AOI自动生产检测流程方法包括以下工序：

工序一、物料都存放在料盘上，料盘放置在滚轮上从传送进出料模组的一边进入，在模组上可左右移动，传送到固定位置，模组上还装有传感器，可以移动到预设好的位置；进出料模组分为左右两段，这两段分别控制，互相独立又互相配合，每一段上都有两个电机控制，两个电机同步控制，保证料盘在滚轮上同步运转；

工序二、料盘在传送进出料模组上运动到检测位时，停止前进，底部的步进顶料模组动作，电机转动带动丝杠升降，从而将料盘托料块向上顶到固定位置，此时料盘也被拖盘托料块顶起而脱离传送模组，步进顶料模组升到最高位时停止，进出料模组上的左右两个夹托盘夹子动作，将料盘夹住固定，此时步进顶料模组缩回原位置；

工序三、三轴自动对焦模组启动，通过X轴和Y轴的控制移动到料盘上方，视觉检测模块则进行检测，此时Z轴调整视觉检测模块的高度，通过位移传感器的控制，确定物料的检测位置，不管物料高度如何，都可以实时确定焦距，进行拍照，即自动实时对焦，保证较好的取像效果，提高检测的效率；

工序四、先流入一个空的NG料盘到NG料盘位置，传送排料模组上有两个工位，分别由两个气缸控制，用来存放料盘，前面工位用来存放OK补料盘，后面工位用来存放NG料盘；

工序五、第一盘料检测位置，检测完后，NG料存放到NG盘，全部检测完成后，第一盘料剩下OK料，然后料盘通过三个轴的控制直接流到OK补料位置；此时OK补料盘与NG料盘总和等于一个满料盘的物料的总和；

工序六、从第二盘料开始，检测到的NG料就通过三轴自动对焦模组上的吸嘴抓取存放到NG料盘，最后从OK补料盘吸取OK料将检测盘中空料位置补满；

工序七、当NG料盘存放满的时候，此时OK补料盘肯定也空了，此时NG料盘底部的气缸缩回，料盘放回传送排料模组上，被传送离开，前面的OK补料盘则移动NG料盘的位置充当新的NG料盘；然后对检测盘继续检测，将剩下的所有NG料放到新的空NG料盘上，最后将检测盘转移到OK补料盘的位置充当OK补料盘；

工序八、检测位的料盘检测完毕后并补满OK料后，即可被放回传送进出料模组上，传送到一下工位，检测位则流入下一盘料来检测。

检测物料可自动实时对焦，这样不仅检测速度较快，也可满足更多的检测需求，功能更加强大，而且传送进出料模组和传送排料模组都可调节模组的宽度，以便适用于不同宽度的料盘，从而物料也可多样化，应用更加广泛，性价比更高。

整个流程在检测过程中可自动分拣物料，将OK物料和NG物料分开来，检测完后送出的料盘都是OK的物料，而NG物料都可被收集在一起，传送回NG物料收集处；检测过程逻辑控制，自动进行分料，相对比较高效，不用等检测完毕再取出NG的物料，也保证了整个料盘都是OK物料，也不用自己补料取料，节省了一些工序，节约了时间，提高整个检测的效率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。