自动测量装置

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，特别涉及一种自动测量装置。

背景技术

电路板上一般需要印刷油墨以对其电路进行保护，油墨的用量对电路板的品质影响很大。现有技术中，通过光学影像测量仪对油墨的尺寸特征进行测量，从而获取油墨的印刷情况，其中，操作人员需要手动调整光学影像测量仪，以对电路板的不同区域的油墨进行测量。然而，当电路板上需要测量的油墨区域比较多的情况下，操作人员需要多次手动调整光学影像测量仪，使得油墨测量的效率十分低下。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种自动测量装置，旨在实现油墨的尺寸特征测量的全自动化，以提升测量电路板上油墨印刷品质的效率。

为实现上述目的，本发明提出的自动测量装置，所述自动测量装置用于测量电路板上油墨印刷的品质，所述自动测量装置包括机架、载料机构、测量机构和驱动机构；所述机构具有作业平台；所述载料机构可活动地设于所述作业平台，所述载料机构包括载料件，所述载料件用于承载所述电路板；所述测量机构可活动地设于所述机架，并位于所述作业平台的上方，所述测量机构包括高度测量组件和平面测量组件，所述高度测量组件和所述平面测量组件分别用于测量所述电路板上油墨的高度尺寸和平面尺寸；所述驱动机构设于所述机架，所述驱动机构用于带动所述测量机构沿所述电路板的高度方向和平面方向上活动。

可选地，所述驱动机构包括第一导轨、直线电机和传动结构，所述传动结构与所述测量机构连接，所述第一导轨沿所述平面方向延伸设置，所述直线电机驱动所述传动结构沿所述第一导轨滑动。

可选地，所述传动结构包括第一连接板、第二导轨、连接件和第一伺服电机，所述连接件与所述测量机构连接，所述第一连接板滑动连接于所述第一导轨，所述第二导轨设于所述第一连接板的背离所述第一导轨的一侧，并沿所述高度方向延伸，所述第一伺服电机驱动所述连接件沿所述第二导轨滑动。

可选地，所述连接件包括第二连接板和连接于所述第二连接板的第一固定板，所述第二连接板滑动连接于所述第二导轨，所述第一固定板较所述第二连接板的背离所述第二导轨的一侧弯折，于所述平面方向上，所述高度测量组件和平面测量组件分设于所述第一固定板的相对两侧。

可选地，所述高度测量组件包括两个并列设置的光谱共焦传感器，所述第二连接板的背离所述第二导轨的一侧设置有沿所述平面方向延伸的第三导轨，所述连接件还包括第三连接板、第二伺服电机和第二固定板，所述第二伺服电机驱动所述第三连接板沿所述第三导轨滑动，所述第二固定板连接于所述第三连接板的背离所述第三导轨的一侧，并较所述第三连接板弯折设置，两个所述光谱共焦传感器分别安装于所述第一固定板和所述第二固定板。

可选地，所述第二连接板的设置所述第三导轨的一侧设有两个固定部和限位部，两个所述固定部均设于所述第一固定板的连接所述光谱共焦传感器的一侧，于所述第三导轨的延伸方向，所述第二伺服电机的输出轴穿设两个所述固定部，并通过所述输出轴上固定连接的定位部连接所述第三连接板，两个所述光谱共焦传感器分别设于所述第一固定板和所述第二固定板的同侧，当所述第二伺服电机驱动两个所述光谱共焦传感器相背活动时，所述定位部与所述限位部相抵接。

可选地，所述第一固定板的连接所述平面测量组件的一侧设置有沿所述高度方向延伸的第四导轨，所述平面测量组件包括沿所述高度方向自上而下设置的工业相机、远心镜头和光源，所述工业相机连接于所述远心镜头的上部，所述远心镜头与所述第四导轨滑动连接，所述光源固定连接于所述第一固定部。

可选地，所述载料机构还包括真空吸附结构，所述真空吸附结构与所述载料件连通，以使所述电路板平整吸附在所述载料件的表面。

可选地，所述自动测量装置还包括设于所述机架上的进出料机构，所述进出料机构包括第五导轨和夹持结构，所述夹持结构包括夹持件和支撑件，所述支撑件滑动连接于所述第五导轨，所述夹持件滑动连接于所述支撑件，所述夹持件用于将所述电路板放置和提取于所述载料件。

可选地，所述自动测量装置还包括外壳，所述外壳包裹所述机架，并具有料门，所述料门对应所述载料机构设置。

可选地，所述自动测量装置还包括设于所述机架上部的负离子空气净化器，所述负离子空气净化器的输出口对应所述作业平台设置。

本发明技术方案通过设置一作业平台，载料机构在作业平台上将载料件上的电路板移动至检测工位，在此，驱动机构在平面方向驱动测量机构，以使测量机构可以在检测工位上对准待检测的电路板，并且驱动机构和载料机构可以依据电路板上待检测区域的分布快速调整测量机构和电路板之间的相对位置，以自动化地对整张电路板进行全覆盖检测，相对于现有技术中的手动调节方式，本发明的技术方案提升了测量效率。同时，依据驱动机构在高度方向上调节测量机构，测量机构能够精准对焦电路板，以使测量机构的高度测量组件和平面测量组件对电路板上油墨的印刷分布情况和油墨高度进行测量，以检测电路板上的油墨印刷品质，如此，可以实现对电路板油墨印刷的自动测量，提升检测电路板油墨印刷品质的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明自动测量装置一实施例的结构示意图；

图2为本发明自动测量装置无外壳一实施例的结构示意图；

图3为图2中驱动机构的结构示意图；

图4为图3中驱动机构无第三连接板和第二固定板的结构示意图；

图5为图2中A处的放大图；

图6为图2中B处的放大图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

现有技术中，电路板800上需要印刷一层油墨，以保护电路板，而印刷区域的准确度和油墨高度对电路板800的品质影响很大，需要全部测量，其中，一张400mm*300mm尺寸的fpc为例，整张电路板800上具有近百处的油墨区域的平面尺寸和高度尺寸需要检测，现有的检测装置通过光学影像测量仪进行测量，而光学影像测量仪只能手动方式测量电路板800上指定位置的长、宽和圆角尺寸等，检测一个油墨区域的特征尺寸需要耗时5秒左右，检测完整张电路板800需要耗时近十分钟，效率低无法满足生产需求。

本发明提出一种自动测量装置。

在本发明实施例中，请参照图1至图6，该自动测量装置用于测量电路板800上油墨印刷的品质，自动测量装置包括机架100、载料机构200、测量机构300和驱动机构400；机构具有作业平台110；载料机构200可活动地设于作业平台110，载料机构200包括载料件210，载料件210用于承载电路板800；测量机构300可活动地设于机架100，并位于作业平台110的上方，测量机构300包括高度测量组件和平面测量组件320，高度测量组件和平面测量组件320分别用于测量电路板800上油墨的高度尺寸和平面尺寸；驱动机构400设于机架100，驱动机构400用于带动测量机构300沿电路板800的高度方向和平面方向上活动。

本发明技术方案通过设置一作业平台110，载料机构200在作业平台110上将载料件210上的电路板800移动至检测工位，在此，驱动机构400在平面方向驱动测量机构300，以使测量机构300可以在检测工位上对准待检测的电路板800，并且驱动机构400和载料机构200可以依据电路板800上待检测区域的分布快速调整测量机构300和电路板800之间的相对位置，以对整张电路板800进行全覆盖检测，相对于现有技术中的手动调节方式，本发明的技术方案提升了测量效率。同时，依据驱动机构400在高度方向上的调节测量机构300，测量机构300能够精准对焦电路板800，以使测量机构300的高度测量组件和平面测量组件320对电路板800上油墨的油墨高度和印刷分布情况进行测量，以检测电路板800上的油墨印刷品质，如此，可以实现对电路板800油墨印刷的自动测量，提升检测电路板800油墨印刷品质的效率。

其中，在本实施例中，需要说明的是，平面方向和高度方向均是相较于电路板800在载料件210上而言，也即本实例中所称的平面方向和高度方向对应电路板800上油墨印刷区域的分布方向和油墨的高度方向。

在此，作业平台110采用大理石平台，能使载料机构200中的直线电机驱动载料件210沿第六导轨220在进料工位和检测工位之间平稳滑动，以使该自动测量装置作业时的振动小，保障测量精度。本发明的自动测量装置中的载料机构200、测量机构300、驱动机构400等，其连接的控制线均通过拖链，避免传输和控制线路对自动测量装置的干扰，并保障线路的安全。具体而言，在作用平台的相对进料工位的一侧，于机架100的高度面设置有驱动机构400，驱动机构400自该高度面朝检测工位设置有可平面和高度滑动的结构，同时，共同垂直于驱动机构400所调节的平面方向和高度方向，直线电机调节载料件210在第六导轨220上滑动，以在检测工位上对测量机构300的高度测量组件和平面测量组件320进行调节，保障测量机构300可以全面覆盖待检测的电路板800，以提升测量效率，而驱动机构400在高度方向上的调整则可以保障测量机构300精准对焦电路板800，保障测量精度。以一张400mm*300mm尺寸的fpc为例，本发明的自动测量装置测一张只需要28s，并且能自动计算印刷层的体积。需要说明的是，待检测的电路板800可以是软线路板或硬线路板，本实施例中的待检测的电路板800为软线路板也即FPC。

进一步地，在本实施例中，请继续参照图1至图6，驱动机构400包括第一导轨420、直线电机和传动结构410，传动结构410与测量机构300连接，第一导轨420沿平面方向延伸设置，直线电机驱动传动结构410沿第一导轨420滑动。可以理解，第一导轨420于平面方向设于机架100上，直线电机也设于机架100以驱动传动结构410沿第一导轨420滑动，从而使得传动结构410上的测量机构300在平面方向上实现精准位移，载料件210上电路板800呈平面铺设，如此，测量机构300可以适配电路板800的平面宽度，实现对整张电路板800的全面覆盖，以在一次测量过程中，便可全自动检测整张电路板800。当然，在其他实施例中，可以先是将第一导轨420于高度方向延伸，以满足在高度方向上调节高度测量组件与电路板800之间的高度，实现精准测量。

在此，上述实施例所称的直线电机具有加速度高、移动速度快等特点，适配自动测量装置运行过程中的生产效率要求。当然，在其他实施例中，直线电机也可以换成伺服电机。下述实施例中所称的伺服电机同理也可以更换为直线电机。

进一步地，在本实施例中，请继续参照图1至图6，传动结构410包括第一连接板411、第二导轨412、连接件413和第一伺服电机，连接件413与测量机构300连接，第一连接板411滑动连接于第一导轨420，第二导轨412设于第一连接板411的背离第一导轨420的一侧，并沿高度方向延伸，第一伺服电机驱动连接件413沿第二导轨412滑动。如此，第一连接板411可以稳定连接于第一导轨420，而连接件413也可以在第一连接板411上的第二导轨412平稳滑动，通过伺服电机驱动连接件413沿第二导轨412滑动，实现测量机构300在高度方向上的调节，测量机构300可以精确对焦电路板800，保障了测量的精度，同时，伺服电机在运行过程中的振动较小，符合本发明的自动测量装置对抗振动的要求，当然，在其他实施例中，在第一导轨420于高度方向延伸设置时，第二导轨412可以设置沿平面方向延伸设置，以实现测量机构300对整张电路板800的全面覆盖。

具体而言，在本实施例中，请继续参照图1至图6，连接件413包括第二连接板4131和连接于第二连接板4131的第一固定板4132，第二连接板4131滑动连接于第二导轨412，第一固定板4132较第二连接板4131的背离第二导轨412的一侧弯折，于平面方向上，高度测量组件和平面测量组件320分设于第一固定板4132的相对两侧。不失一般性，在本实施例中，第一固定板4132上连接有三角板，以第一固定板4132和第二连接板4131的连接稳定性，如此，第二连接板4131可以稳定连接于第二导轨412，以使第一固定板4132上的高度测量组件和平面测量组件320在高度方向和平面方向上均可以实现动调节，并且高度测量组件和平面测量组件320通过第一固定板4132实现同步移动，以同时针对电路板800上的一个测量特征实施油墨的平面分布测量和油墨高度测量，提升检测效率。当然，在其他实施例中，第二连接板4131上可以设置多个第一固定板4132，以分别固定高度测量组件和平面测量组价。

进一步地，在本实施例中，请参照图1至图6，高度测量组件包括两个并列设置的光谱共焦传感器310，第二连接板4131的背离第二导轨412的一侧设置有沿平面方向延伸的第三导轨4135，连接件413还包括第三连接板4133、第二伺服电机414和第二固定板4134，第二伺服电机414驱动第三连接板4133沿第三导轨4135滑动，第二固定板4134连接于第三连接板4133的背离第三导轨4135的一侧，并较第三连接板4133弯折设置，两个光谱共焦传感器310分别安装于第一固定板4132和第二固定板4134。需要说明的是，光学影像仪无法在高度方向上检测油墨印刷的质量，现有技术中，通过激光高度传感器检测油墨的高度尺寸，但激光高度传感器的精度只能达到0.01毫米级别，检测精度过低，容易出现较大的误差。在本发明中，光谱共焦传感器310可以更为精准测量电路板800上油墨的厚度，光谱共焦传感器310可以实现0.1微米级别的测量精度，在本发明的自动测量装置的飞速运行过程中，依旧可以保障测量精度。如此，第二伺服电机414可以稳定驱动第三连接板4133沿第三导轨4135滑动，以在平面方向上调节其中之一的光谱共焦传感器310，进而调节两个光谱共焦传感器310的间距，以适应整张电路板800上不同fpc或pcb的排列间距，从而提升了测量效率。当然，在其他实施例中，可以仅设置一个光谱共焦传感器310，亦或者设置多个光谱共焦传感器310，以实现测量效率的适配，亦或者采用其他传感器来进行测量。

具体而言，在本实施中，请继续参照图1至图6，第二连接板4131的设置第三导轨4135的一侧设有两个固定部4136和限位部4138，两个固定部4136均设于第一固定板4132的连接光谱共焦传感器310的一侧，于第三导轨4135的延伸方向，第二伺服电机414的输出轴穿设两个固定部4136，并通过输出轴上固定连接的定位部4137连接第三连接板4133，两个光谱共焦传感器310分别设于第一固定板4132和第二固定板4134的同侧，当第二伺服电机414驱动两个光谱共焦传感器310相背活动时，定位部4137与限位部4138相抵接。不失一般性，第一固定板4132和第二固定板4134之间具有第三连接板4133的部分，该部分的宽度大于一个光谱共焦传感器310的宽度，以使两个光谱共焦传感器310在相对运动时，第三连接板4133会先与第一固定板4132相抵接，而避免两个光谱共焦传感器310发生碰撞。如此，通过两个固定部4136以限定第二伺服电机414的输出轴的运动方向是并行于第三导轨4135的延伸方向，保障调节两个光谱共焦传感器310的间距时，两个光谱共焦传感器310相对电路板800的距离不发生改变。在此，设置限位部4138，当两个光谱共焦传感器310相背活动时，第二伺服电机414的输出轴上的定位部4137与限位部4138相抵接，以避免两个光谱共焦传感器310的间距过大，同时，避免定位部4137与固定部4136发生碰撞，造成其中一个固定部4136位移，影响伺服电机的输出轴的调节方向。当然，在其他实施例中，可以在两个固定部4136之间设置缓冲垫，以缓冲定位部4137。

在一实施例中，请参照图1至图6，第一固定板4132的连接平面测量组件320的一侧设置有沿高度方向延伸的第四导轨4139，平面测量组件320包括沿高度方向自上而下设置的工业相机321、远心镜头322和光源323，工业相机321连接于远心镜头322的上部，远心镜头322与第四导轨4139滑动连接，光源323固定连接于第一固定部4136。需要说明的是，工业相机321的快门时间短，可以抓拍高速运动的物体，并且性能稳定，连续工作时间长，并且其帧率高，满足本发明的自动测量装置运行时所需要的抓拍需求；远心镜头322可以在其物距范围内所得到的图片扩大倍率不会随物距的改变而改变，也就不会产生近大远小的状况，从而满足对电路板800上油墨平面分布的测量，保障了测量的精度，优选地，在本实施例中，该工业相机321采用500万像素的工业相机321，满足精度需求。如此，利用光源323对电路板800进行补光，并利用远心镜头322沿第四导轨4139滑动，实现更好的对焦，以使工业相机321抓拍的数据真实并精确还原电路板800上油墨实际的分布情况，保障了平面测量的精度。

在一实施例中，请参照图1至图6，载料机构200还包括真空吸附结构230，真空吸附结构230与载料件210连通，以使电路板800平整吸附在载料件210的表面。如此，通过真空吸附结构230将整张fpc平整地吸附在载料件210的上表面，避免载料件210移动过程中电路板800发生位移，同时，整张fpc平整的贴合在载料件210的上表面，减少了由于电路板800本身的弯曲导致的检测误差，提升了测量的精度。

在一实施例中，请参照图1至图6，自动测量装置还包括设于机架100上的进出料机构500，进出料机构500包括第五导轨510和夹持结构520，夹持结构520包括夹持件521和支撑件522，支撑件522滑动连接于第五导轨510，夹持件521滑动连接于支撑件522，夹持件521用于将电路板800放置和提取于载料件210。不失一般性，第五导轨510横向穿过机架100，其两端可以分别与上下游设备连接，也可以在其两端设置止动件。如此，夹持件521先是夹起电路板800，并沿第五导轨510滑动至供料工位，将电路板800放置载料件210上，当载料件210沿第六导轨220从检测工位滑动至进料工位时，夹持件521将电路板800夹起，并沿第五导轨510滑动至其端部，以移交至下一工序，从而将该自动测量装置连接至整个电路板800的生产过程，提升了生产效率。在此，夹持件521与支撑件522之间通过第七导轨滑动，并且夹持件521和支撑件522之间设置有限位框，以避免夹持件521和支撑件522的相对滑动幅度过大。

进一步地，在本实施例中，请参照图1，自动测量装置还包括外壳600，外壳600包裹机架100，并具有料门610，料门610对应载料机构200设置。如此，当进出料机构500停止运行时，可以通过料门610进出料，亦或者，当需要对部门电路板800进行试验检测时，也可以通过料门610进出料。同时，设置料门610也可以观察自动测量装置的运行状况，便于维护和检修。

在一实施例中，请参照图1，自动测量装置还包括设于机架100上部的负离子空气净化器700，负离子空气净化器700的输出口对应作业平台110设置。需要说明的是，印刷完油墨的电路板800，油墨上容易沾染灰尘，如此，设置负离子空气净化器700，以在测量过程中，净化检测时的空气，避免灰尘沾染至电路板800上，而影响电路板800的品质。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。