CN101826476A - 视觉检测仪器 - Google Patents

Abstract

公开了一种视觉检测仪器，并且更具体地，公开了一种能够对堆叠于托盘上的电子元件的外形进行检测的视觉检测仪器。该视觉检测仪器包括：两个或更多个装载有电子元件于其上的托盘；视觉检测单元，用于对装载于所述托盘内的电子元件进行视觉检测；以及倾倒单元，用于根据视觉检测的结果使优质产品和劣质产品在所述托盘之间相互交换，其中，所述倾倒单元将优质电子元件放置于一个或更多个托盘内，并且将劣质电子元件放置于剩余的一个或更多个托盘内。

Description

视觉检测仪器

技术领域

本发明涉及一种视觉检测仪器，特别是涉及一种能够对装载于托盘内的电子元件的外形进行检测的视觉检测仪器。

背景技术

诸如半导体封装件的电子元件在制备过程中或投入市场之前经过多种诸如电测试和外部测试的检测，以提高产量并增强产品的可靠性。

例如，半导体封装件经过多种工艺制备而成，包括晶片上的制备工艺、切割工艺以及封装工艺。如果对劣等半导体设备也不必要地实施后续工艺，可能会增加总的制造成本。为了防止这一问题的发生，在主要工艺之前实施上述测试，由此筛选出优质的电子元件。然后，对这些选定的优质电子元件进行后续加工。

大部分电子元件在投入市场之前都经过每一类型的测试。因此，仅有优质的电子元件会呈现在市场上，由此增强产品的可靠性。

视觉检测仪器像这样执行视觉检测操作：其上装载有电子元件的托盘沿一导轨上下移动，且有一照相机沿左、右方向移动以对该托盘内装载的电子元件进行检测。因为检测工作是在传送装载有电子元件的托盘时执行的，由于该托盘的容纳槽内的电子元件之间存在公差，装载于托盘内的电子元件的位置发生变化。由此，在测量该电子元件的位置时可能出现误差。下面将进行详细解释。

图1是示出了根据现有技术的视觉检测仪器的一个例子的平面图。

如图1中所示，现有的用于检测电子元件的外形的视觉检测仪器包括：托盘装载单元1，用于沿导轨1a装载其上装载有电子元件的托盘5；照相机2，用于对已被拾取器6传送的电子元件进行视觉检测；拾取器7，用于传送电子元件以便对已经完全经受过视觉检测的电子元件进行分拣；托盘传送设备(未示出)，用于传送托盘5；分拣单元4，用于沿导轨4a自动传送托盘5，等等。

然而，现有的视觉检测仪器必须装备有用于自动传送托盘的托盘传送设备，并且该托盘装载单元1和分拣单元4必须分别装备有导轨1a和4a。并且，在完成视觉检测后还必须额外装备诸如分拣单元4的分拣装置，其包括额外的拾取器7。这可能导致整体结构的复杂化，并且制造成本将比较昂贵。

在大规模生产电子元件的情况下，可以使用现有的视觉检测仪器。然而，如果在少量生产电子元件的情况下使用昂贵的视觉检测仪器时，其整体制造成本的增加将降低生产率。

此外，由于其复杂的结构和较大的尺寸，现有的视觉检测仪器占用了相对较大的安装空间。

为了增强电子元件的加工可靠性，视觉检测仪器安装于灰尘发生率等最小化的无尘室内。如果视觉检测仪器的尺寸增加，其在无尘室内将占用更大的空间。这可能降低单位面积内电子元件的生产率。

现有的视觉检测仪器通过获取装载于托盘5中的电子元件的图像，然后对该获取的图像进行分析的方式来执行视觉检测。此处，通过沿导轨以图1中的上下方向移动托盘5并且以左右方向移动照相机2的方式来获取电子元件的图像。

当传送托盘5时，由于该托盘5的容纳槽内的电子元件之间的公差，电子元件发生微小移动。这可能改变电子元件的位置，从而导致在测量电子元件的精确位置时产生误差，或致使无法测量得到电子元件的精确图像。由此可能降低视觉检测的可靠性或可能无法平稳地执行视觉检测。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种能够通过简化整体结构来减少占用面积，并能够减少制造成本的视觉检测仪器。

本发明的另一个目的在于提供一种能够通过使得用于传送托盘和电子元件的结构最小化的方式大大减少制造成本和尺寸的视觉检测仪器。

为实现这些以及其他优势并且根据本发明的目的，如在此示出并且大概描述地，提供了一种视觉检测仪器，包括：两个或更多个装载有电子元件于其上的托盘；视觉检测单元，用于对装载于该托盘内的电子元件进行视觉检测；以及倾倒单元，用于根据视觉检测的结果使优质产品和劣质产品在该托盘之间相互交换，其中，该倾倒单元将优质电子元件放置于一个或更多个托盘内，并且将劣质电子元件放置于剩余的一个或更多个托盘内。

该视觉检测单元和倾倒单元可以独立驱动，或者可以通过固定于至少一根轴上而彼此相互作用。

该倾倒单元可以包括多个拾取器，用于拾取并且放置电子元件。

根据本发明的另一方面，提供一种视觉检测仪器，包括：多个第一托盘安装单元，分别用于安装装载有电子元件于其上的托盘；一个或更多个第二托盘安装单元，用于安装空托盘；视觉检测单元，用于对装载于该托盘内的电子元件进行视觉检测；以及倾倒单元，用于根据视觉检测的结果将优质和劣质电子元件分拣至该第一和第二安装单元中的至少一个。

该倾倒单元可以配置为将优质电子元件放置于该第一托盘安装单元的一个或更多个托盘上，并且将劣质电子元件放置于该第二托盘安装单元的空托盘上。

该倾倒单元可以配置为将劣质电子元件放置于该第一托盘安装单元的一个或更多个托盘上，并且将优质电子元件放置于该第二托盘安装单元的空托盘上。

该倾倒单元可以配置为将优质电子元件放置于该第一托盘安装单元的一个或多个托盘上，并且将劣质电子元件放置于该第一托盘安装单元的剩余的一个或更多个托盘上。

该倾倒单元可以配置为将优质电子元件放置于该第二托盘安装单元的一个或多个空托盘上，并且将劣质电子元件放置于该第二托盘安装单元的剩余的一个或更多个空托盘上。

该视觉检测单元还可以包括：一个或更多个第一托盘堆叠单元，用于在其上堆叠其上装载有电子元件的托盘；一个或更多个第二托盘堆叠单元，用于在其上堆叠空托盘；一个或更多个优质品托盘堆叠单元，用于堆叠其上装载有优质电子元件的托盘；一个或多个不合格品托盘堆叠单元，用于堆叠其上装载有劣质电子元件的托盘；以及托盘传送单元，用于在该第一托盘安装单元、第二托盘安装单元、第一托盘堆叠单元、第二托盘堆叠单元、优质品托盘堆叠单元以及不合格品托盘堆叠单元之间传送该托盘。

根据本发明的再一个方面，提供了一种视觉检测仪器，包括：一个或更多个第一托盘安装单元，用于安装其上装载有电子元件、用于视觉检测的一个或更多个托盘；第一检测单元，包括第一视觉检测单元，用于执行与装载于该第一托盘安装单元的托盘内的电子元件有关的第一视觉检测；倒置单元，用于接收已经完全执行过该第一视觉检测的托盘并且对该托盘内装载的电子元件进行倒置；两个或更多个第二托盘安装单元，用于安装由该倒置单元倒置过的托盘；第二视觉检测单元，用于执行与装载于该第二托盘安装单元的托盘内的电子元件有关的第二视觉检测；第二检测单元，包括倾倒单元，用于在该第二视觉检测后，根据该第一和第二视觉检测的结果，将装载于该第二托盘安装单元的托盘内的电子元件分拣为优质和劣质电子产品；以及托盘传送单元，用于在该第一检测单元、倒置单元和第二检测单元之间传送该托盘。

该倒置单元可以包括：托盘拾取单元，用于在对托盘进行倒置之前拾取该待倒置的托盘；以及倒置设备，用于使由该托盘传送单元所传送的托盘与由该托盘拾取单元所拾取的托盘相重叠，然后将该相重叠的一对托盘倒置，由此对装载于该托盘内的电子元件进行倒置。

该第二检测单元的第二托盘安装单元可以包括：一个或更多个第一子托盘安装单元，用于在接收来自该倒置单元的托盘后执行第二视觉检测；以及一个或更多个第二子托盘安装单元，用于在接收来自该第一子托盘安装单元的已经执行过第二视觉检测的托盘后，根据该第一和第二视觉检测的结果，通过倾倒单元对电子元件进行分拣。

该第一子托盘安装单元可以以临近于该第一检测单元的方式设置于该第一检测单元和第二子托盘安装单元之间。

每一第一和第二托盘安装单元可以在数量上设置为多个，并且沿垂直于该第一和第二检测单元的布置方向的方向设置。

可以这样配置该第二子托盘安装单元，使得在第二视觉检测后，根据第一和第二视觉检测的结果，通过该倾倒单元对电子元件进行分拣。

根据本发明的视觉检测仪器还可以包括托盘堆叠单元，用于为该第一托盘安装单元或该第二托盘安装单元提供托盘，或用于在该托盘堆叠单元上堆叠托盘。

该托盘堆叠单元可以包括：第一托盘堆叠单元，用于为该第一托盘安装单元提供托盘；第二托盘堆叠单元，用于在其上堆叠空托盘；以及第三托盘堆叠单元，用于在其上堆叠已经经过第二视觉检测的托盘。

该托盘堆叠单元可以设置于该第一和第二托盘安装单元下方，并且该托盘传送单元可以包括X-Z方向机器人(robot)或X-Y-Z机器人。

根据本发明的视觉检测仪器可以具有以下优势：

首先，在将两个或更多个装载有多个电子元件于其上的托盘固定的状态下执行视觉检测，然后根据视觉检测的结果将优质和劣质电子元件分拣至每个托盘。这可以简化整体结构并且使该视觉检测仪器最小化。

第二，由于该视觉检测仪器的尺寸更小，降低了制造成本，并且同时还减少了安装空间。因此，可以有效利用用于生产电子元件的整体空间。

第三，因为该视觉检测仪器的尺寸较小，可以大大增加单位面积内电子元件的生产率。

第四，因为在执行视觉检测时仅移动了视觉检测单元的照相机，而没有移动待执行视觉检测的电子元件，电子元件可以保持稳定并且可以顺利执行视觉检测。这可以增强视觉检测的可靠性，并且使得可以更顺利地执行视觉检测。

下面将结合附图进行详细描述以使得本发明的前述和其他目的、特性、方面以及优势更加明显。

附图说明

所包含的用于进一步理解本发明并且被并入和构成说明书的一部分的附图例示本发明的实施例且与该说明一起用于解释本发明的原理。

附图中：

图1为根据现有技术的视觉检测仪器的平面图；

图2为根据本发明的第一实施例的视觉检测仪器的立体图；

图3A-3C为示出了图2中视觉检测仪器的操作的平面图；

图4为根据本发明的第二实施例的视觉检测仪器的立体图；

图5A-5D为示出了图4中视觉检测仪器的操作的平面图；

图6为图4中视觉检测仪器的托盘堆叠单元的部分立体图；

图7为根据本发明的第三实施例的视觉检测仪器的立体图；

图8为示出了图7中视觉检测仪器的一部分的前视图；

图9为图7中视觉检测仪器的平面图；以及

图10A-10C为示出了图7中视觉检测仪器的倒置装置的操作的部分前视图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明进行详细描述。

接下来，将参照附图对根据本发明的视觉检测仪器进行详细解释。

图2为根据本发明的第一实施例的视觉检测仪器的立体图，并且图3A-3C为示出了图2中视觉检测仪器的操作的平面图。

如图2中所示，根据本发明的第一实施例的视觉检测仪器包括：本体100；安装于托盘安装单元110并且装载有电子元件10于其上以便进行视觉检测的两个或更多个托盘20，该托盘安装单元110固定地安装于该本体100内；视觉检测单元300，用于对装载于该托盘20内的电子元件10进行视觉检测；以及倾倒单元200，用于使优质和劣质电子元件10在该托盘20之间相互交换。

待执行视觉检测的电子元件10可以包括需要进行视觉检测的所有类型的对象，例如，诸如包括PGA、BGA等IC芯片的半导体封装件，诸如DDI、PCBs的应用芯片，等等。

该托盘20用于在其上装载多个电子元件10并且运送该电子元件10。该托盘20可以根据电子元件10的类型而具有多种尺寸和结构，并且可以具有水平和垂直方向的容纳槽，该容纳槽用于在其内容纳电子元件。

该本体100装备有安装于其内的每一元件，其可以包括：用于形成上表面的上板部分101，以及用于支撑该上板部分101的支撑部分102。并且，该本体100可以具有包括框架结构的多种结构。

如图2中所示，该托盘安装单元110可以包括多个固定地安装于该本体100的上板部分101上的引导部件111，并且被配置为横向支撑托盘20。这里，该托盘安装单元110的托盘20可以在视觉检测后由工操作员手动处理替换为其他的托盘20。

该视觉检测单元300是一种执行与电子元件10有关的视觉检测的仪器，其通过获取电子元件10的顶面、底面等的外部图像，然后基于该获取的图像的分析结果对电子元件10的外形进行检测来执行。该视觉检测单元300可以包括诸如照相机的图像获取设备(未示出)以及图像分析设备(未示出)。

该视觉检测单元300安装于该本体100内，以便在该托盘安装单元110上方移动时捕获装载于托盘20内的电子元件10的图像。如图2中所示，该视觉检测单元300可以安装于X-Y机器人320内，以便可沿X和Y方向移动。

在该本体100内安装有倾倒单元200，其用于在视觉检测后拾取电子元件10并且将该被拾取的电子元件10传送给其它托盘20，以及使优质和劣质电子元件10在托盘20之间相互交换。

该倾倒单元200可以具有能够拾取和放置电子元件10的任何结构。例如，该倾倒单元200可以包括倾倒单元210，其具有通过形成真空压力的方式来拾取电子元件10的吸入压头(未示出)以及用于上下移动该吸入压头的上下驱动设备。

该倾倒单元210必须执行拾取功能以从一托盘20处拾取电子元件10，并且必须执行放置功能以将该被拾取的电子元件10放置于另一托盘20。因此，该倾倒单元210必须装备有两个或更多个拾取器211。然而，考虑到制造成本和简化结构，优选为安装两个拾取器211。

该倾倒单元210的两个拾取器211中的一个从一托盘20处拾取电子元件10，然后移动至装载有待替换的电子元件10的另一托盘20处。接下来，该倾倒单元210的另一个拾取器211拾取该待替换的电子元件10，然后将首先被拾起的电子元件10放置于另一托盘20上。重复执行这些操作。

该倾倒单元210与该视觉检测单元300一样安装于该本体100内，以便在该托盘安装单元110上方移动时传送装载于托盘20内的电子元件10。如图2中所示，该倾倒单元210可以安装于X-Y机器人320内，以便可沿X和Y方向移动。

该视觉检测单元300和该倾倒单元210可以固定于一个轴，并且可以彼此相互作用或独立工作。

优选地，可以安装两个或更多个托盘安装单元110，用于视觉检测和“拣选被确定为劣质产品的电子元件10”。该托盘安装单元110可以根据操作方法而具有不同结构。

如图3A中所示，每一托盘安装单元110安装其上装载有电子元件10的托盘20，用于视觉检测。如图3B和3C中所示，为了在视觉检测后通过托盘20之间的电子元件10的交换来分拣优质的电子元件10(图3A-3C中的“G”)和劣质的电子元件10(图3A-3C中的“R”)，可以仅在托盘安装单元110的托盘20内装载优质电子元件10(G)，并且可以仅在剩余的托盘安装单元110的剩余的托盘20内装载劣质电子元件10(R)。

例如，如图2-3C中所示，布置有两个托盘安装单元110。并且，可以这样设置：在视觉检测后使用倾倒单元210通过交换过程使得左方的托盘20内仅装载有优质的电子元件10(G)，并且右方的托盘20内仅装载有劣质的电子元件10(R)。

也就是说，该托盘安装单元110可以包括：一个或更多个第一托盘安装单元(左)，用于安装装载有电子元件10于其上、用于视觉检测的托盘20；以及一个或更多个第二托盘安装单元(右)，用于在视觉检测后通过倾倒单元210使来自第一托盘安装单元110的托盘20的优质和劣质的电子元件10相互交换。

由于该第一和第二托盘安装单元的位置是为便利而设置，其可以根据操作方法而变化。

劣质电子元件10的数量相对较小。因此，如图3B中所示，当左方的托盘安装单元110的托盘20已经仅填充有优质电子元件10时，重复替换左方的托盘安装单元110的托盘20。

如图3C中所示，当右方的托盘安装单元110的托盘20已经仅填充有劣质电子元件10时，操作员将该托盘20替换为另一个其上装载有待执行视觉检测的电子元件10的托盘20。

操作员并非每次都使用新的托盘来替换托盘安装单元110的托盘20。而是可以在已经堆叠有预定数量的托盘20后，自动将该已堆叠的托盘20中的每一托盘20提供给每一托盘安装单元110。

图4是根据本发明的第二实施例的视觉检测仪器的立体图，图5A-5D是示出了图4中视觉检测仪器的操作的平面图，并且图6是图4中视觉检测仪器的托盘堆叠单元的部分立体图。

本发明的第二实施例与第一实施例的区别在于其托盘安装单元110的布置不同，并且额外增加了用于自动传送托盘20的托盘传送单元。因此，为方便起见，仅对第二实施例的区别部分进行描述。

根据第二实施例的托盘安装单元400可以包括：一个或更多个第一托盘安装单元410，用于安装装载有电子元件10、用于视觉检测的托盘20；以及一个或更多个第二托盘安装单元420，用于安装空托盘20。

如图4和图5A-5D中所示，可以安装有两个或更多个第一托盘安装单元410。可以在一个第一托盘安装单元410的托盘20的空余区域上放置装载于另一个第一托盘安装单元410的托盘20内的优质电子元件10。这里，空余区域是指这样一种区域，在该区域处，劣质电子元件10被拾取并传送至第二托盘安装单元420的托盘20。

该第一和第二托盘安装单元410和420可以根据倾倒单元210的分拣结果而具有不同的结构，并且可以被配置为在其上分别放置优质和劣质电子元件，或劣质和优质电子元件。

在安装多个托盘20的情况下，每一该第一和第二托盘安装单元410和420可以包括仅装载有优质电子元件于其上的托盘20以及仅装载有劣质电子元件于其上的托盘20。

首先将一个空托盘20安装至该第二托盘安装单元420。然后，将该空托盘20填充装载于该第一托盘安装单元410的托盘20内的劣质电子元件10。还可以将装载有待执行视觉检测的电子元件的托盘20安装至该第二托盘安装单元420。

还可以在该本体100内装备托盘堆叠单元500和托盘传送单元580，该托盘堆叠单元500用于在其上堆叠即将安装至该托盘安装单元400的托盘20，以使得能够自动传送托盘20；该托盘传送单元580用于在该托盘堆叠单元500和托盘安装单元400之间传送托盘20。

如图4和图6中所示，该托盘堆叠单元500可以具有这样一种结构以在其上堆叠多个托盘20并且将该托盘20提供给托盘安装单元400或由该托盘安装单元400处收回该托盘20。并且，该托盘堆叠单元500可以包括：第一托盘堆叠单元510，用于在其上堆叠待执行视觉检测的托盘20并且将该托盘20提供给该第一托盘安装单元410；第二托盘堆叠单元520，用于堆叠空托盘；第三托盘堆叠单元520，用于在其上堆叠已经完全执行过视觉检测和分拣操作的托盘20。

该第一托盘堆叠单元510被配置为可在其上堆叠装载有电子元件10的、待执行视觉检测和分拣的托盘20，并且可以以一个或更多个的数量进行安装。

该第二托盘安装单元520被配置为堆叠有空托盘20，该空托盘20未装载电子元件10或其上的电子元件10已被移除，或被设置为可以在完成将劣质电子元件10放置于先前的空托盘20上之后向该第二托盘安装单元420提供空托盘20。

该第三托盘堆叠单元530被配置为在根据视觉检测的结果对电子元件10进行分拣后用于堆叠托盘20。并且，该第三托盘堆叠单元530可以包括：一个或更多个优质品托盘堆叠单元531，用于在其上堆叠填充有优质电子元件10的托盘20；以及一个或更多个不合格品托盘堆叠单元532，用于在其上堆叠填充有劣质电子元件10的托盘20。

该托盘堆叠单元500安装于该本体100内，位于该托盘安装单元400的下方。并且，该托盘堆叠单元500可以包括：底部501，用于形成底面，以便于在其上堆叠托盘20；以及引导部件502，用于引导托盘20的每一边缘(顶点)，以便于在其上稳定地堆叠托盘20。

与第一实施例不同的是，该托盘安装单元400被配置为以窗口的形式设置于该本体100的上表面101内，以使得可以通过该托盘传送单元580平稳地提供托盘20。并且，该托盘安装单元400可以包括托盘固定单元401，用于固定已经由该托盘传送单元580提供的托盘20。

该托盘堆叠单元500被安装为容纳于该本体100内而不暴露于外部。并且，该托盘堆叠单元500可以可滑动式安装于该本体100内，以使得操作员可以通过控制手柄503等方式收回托盘20。

该托盘传送单元580被配置为在该托盘堆叠单元500和托盘安装单元400之间传送托盘20。并且，该托盘传送单元580可以具有能够传送托盘20的任何结构。

如图6中所示，该托盘传送单元580可以包括：托盘拾取单元581，用于拾取托盘20；以及拾取驱动单元582，用于在该托盘堆叠单元500和托盘安装单元400之间传送被该托盘拾取单元581所拾取的托盘20。

该拾取驱动单元582被配置为沿X-Z方向移动该托盘拾取单元581，并且可以由X-Z机器人实现。根据托盘20的布置，该拾取驱动单元582可以包括一个X-Y-Z机器人。

下面将详细解释依据本发明的视觉检测仪器的操作。

首先，在第一托盘堆叠单元510上堆叠待执行视觉检测的托盘20，并且在第二托盘堆叠单元500上堆叠预定数量的空托盘20。

该第一托盘堆叠单元510上的托盘20堆叠完成后，该托盘传送单元580将来自第一托盘堆叠单元510的装载有待执行视觉检测的电子元件10的托盘20提供给该第一托盘安装单元410。并且，该托盘传送单元580将空托盘20提供给该第二托盘安装单元420。

托盘20的提供步骤完成后，该视觉检测单元300和倾倒单元210执行与装载于托盘20内的电子元件10有关的视觉检测和分拣步骤。

该托盘安装单元400可以根据操作方法而具有不同的结构。如前所述的，该托盘安装单元400可以包括一个或更多个第一托盘安装单元410，和一个或更多个第二托盘安装单元420。例如，如图4-5D中所示，该托盘安装单元400可以包括两个第一托盘安装单元410和一个第二托盘安装单元420。

如图5A中所示，将待执行视觉检测的托盘20安装于两个第一托盘安装单元410中的每一个，并且将空托盘20安装于该第二托盘安装单元420。

在托盘20的安装完成后，该视觉检测单元300通过移动X-Y机器人320来执行与装载于该第一托盘安装单元410的托盘20内的电子元件10有关的视觉检测。

在该视觉检测单元300的视觉检测完成后，如图5A中所示，装载于该第一托盘安装单元410的托盘20内的电子元件10中的劣质电子元件10被传送至该第二托盘安装单元420的托盘20。

如图5B中所示，该倾倒单元210将劣质电子元件10传送给该第二托盘安装单元420，并且将装载于该两个第一托盘安装单元410中右边的托盘20内的优质电子元件10传送给该两个第一托盘安装单元410中左边的托盘20。

如图5B中所示，当该左边的第一托盘安装单元410的托盘20已经完全被优质电子元件10所填充时，将该托盘20传送给优质托盘堆叠单元531，并且由该第一托盘堆叠单元510向该左边的第一托盘安装单元410提供新的托盘20。

如图5C中所示，当已经完全接收了被传送的优质电子元件10的右边的第一托盘安装单元410的托盘20成为空托盘时，将该空托盘20堆叠在该第二托盘堆叠单元520上，并且由该第一托盘堆叠单元510向该右边的第一托盘安装单元410提供新的托盘20。

如图5D中所示，当该第二托盘安装单元420的托盘20已经完全被劣质电子元件10所填充时，将该托盘20传送给第三托盘堆叠单元530的不合格品托盘堆叠单元532。并且，由该第二托盘堆叠单元520向该第二托盘安装单元420提供新的托盘20。

如有必要，根据本发明的视觉检测仪器可以被配置为检测电子元件10的两个表面，即，底面和顶面。

图7为根据本发明的第三实施例的视觉检测仪器的立体图，图8为示出了图7中视觉检测仪器的一部分的前视图，图9为图7中视觉检测仪器的平面图，并且图10A-10C为示出了图7中视觉检测仪器的操作的部分前视图。

根据本发明的第三实施例的视觉检测仪器被配置为首先执行视觉检测(第一视觉检测)，然后在对电子元件10进行倒置后接着执行视觉检测(第二视觉检测)。该第二视觉检测的执行方式与第二实施例的相近似。因此，与第二实施例相近似的元件将具有相同的参考标记，并且将省略其详细解释。

如图7-9中所示，根据本发明的第三实施例的视觉检测仪器可以包括：本体100；安装于该本体100内的第一检测单元，用于执行第一视觉检测；安装于该本体100内的倒置单元700，用于接收已经完全执行过由该第一检测单元执行的第一视觉检测的托盘20，并且将装载于该托盘20内的电子元件10进行倒置；安装于该本体100内的第二检测单元，用于执行第二视觉检测和分拣操作；以及一个或更多个托盘传送单元780、580，用于传送托盘20。

该托盘传送单元780、580可以具有不同的结构，用于在该第一检测单元的第一托盘安装单元810和该第二检测单元的第二托盘安装单元820之间，以及该倒置单元700和托盘堆叠单元500之间传送托盘20。并且，该托盘传送单元780、580可以具有与第三实施例中相同或近似的结构。参考标记781代表托盘拾取单元，用于拾取托盘20。

如图7中所示，考虑到托盘20被传送给该第一检测单元和第二检测单元两者，该托盘传送单元780、580可以分别安装于每一第一和第二检测单元内，以便平稳操作。

在沿水平和垂直方向布置多个第一托盘安装单元810的情况下，该托盘传送单元780、580可以包括X-Z方向机器人或X-Y-Z机器人，其可以根据该第一托盘安装单元810的布置沿X-Z方向或X-Y-Z方向移动。

该第一视觉检测单元可以包括：固定地安装于该本体100内的一个或更多个第一托盘安装单元810，用于安装装载有电子元件10、用于第一视觉检测的托盘20；以及第一视觉检测单元630，用于在该第一托盘安装单元810上方移动时执行与装载于该第一托盘安装单元810的托盘20内的电子元件10有关的第一视觉检测。

该第一托盘安装单元810具有近似于该第二检测单元的第二托盘安装单元820的结构，稍后将对其进行解释。为了平稳进行第一视觉检测，该第一托盘安装单元810的数量优选为两个或更多。在该第一托盘安装单元810的实施数量为多个的情况下，可以沿水平方向或垂直方向设置该第一托盘安装单元810。考虑到仪器的尺寸，假设该第一和第二检测单元沿水平方向(X轴方向)布置，该第一托盘安装单元810优选为沿垂直于该X轴方向的方向布置，即，沿垂直方向(Y轴方向)布置。

该第一视觉检测单元630具有近似于第一和第二实施例中视觉检测单元的结构，并且是一种通过获取电子元件10的外部图像并且基于该获取的图像的分析结果对电子元件10的外形进行检测的方式来执行与电子元件10有关的视觉检测的仪器。该第一视觉检测单元630可以包括诸如照相机的图像获取设备(未示出)以及图像分析设备(未示出)。

该第一视觉检测单元可以安装于该本体100内，以便于在该第一托盘安装单元810上方移动时获取装载于托盘20内的电子元件10的外部图像。并且，如图7中所示，该第一视觉检测单元630可以安装于X-Y机器人620内，以便于沿X和Y方向移动。

如前所述地，该第二检测单元具有近似于第三优选实施例中第二检测单元的结构。并且，该第二检测单元包括：两个或更多个固定地安装于该本体100内的第二托盘安装单元820，用于安装由该倒置单元700倒置的托盘20；第二视觉检测单元300，用于在该第二托盘安装单元820上方移动时执行与装载于该第二托盘安装单元820的托盘20内的电子元件10有关的第二视觉检测；以及倾倒单元210，用于在该第二托盘安装单元820上方移动时将装载于该第二托盘安装单元820的一个托盘20内的电子元件10传送给该第二托盘安装单元820的另一个托盘20。

该第二检测单元具有近似于第三优选实施例中第二检测单元的结构，并且因此将省略其详细描述。由于分拣步骤是根据该第二检测单元的结果而执行的，在此，该第二托盘安装单元820可以布置为不相同，使得可以根据第一和第二视觉检测的结果执行分拣步骤。

例如，该第二托盘安装单元820可以包括：一个或更多个第一子托盘安装单元821，用于安装装载有待执行视觉检测的电子元件10的托盘20；以及多个第二子托盘安装单元822，用于接收来自该第一子托盘安装单元821的已经执行过视觉检测的托盘20，并且通过倾倒单元210使优质和劣质电子元件10彼此区分。

该第一子托盘安装单元821可以被配置为执行第二视觉检测和分拣步骤两个操作，或可以被配置为仅执行第二视觉检测，如图7-9所示。并且，该第一子托盘安装单元821可以具有近似于该第一检测单元的第一托盘安装单元810的结构。

考虑到托盘20在经过第一视觉检测和倒置后将被传送，该第一子托盘安装单元821优选布置为临近于该第一检测单元。即，该第一子托盘安装单元821可以被设置于该第一检测单元和第二子托盘安装单元822之间。

该第二子托盘安装单元822可以被设置为使得电子元件10可以根据第一和第二检测的结果，在第一视觉检测后被分拣为劣质产品(R1)，在第二视觉检测后被分拣为劣质产品(R2)。该第二子托盘安装单元822可以具有不同的结构，即，根据分拣方法将部分托盘固定的结构。并且，该第二子托盘安装单元822的实施数量为多个，以便于分拣优质和劣质电子元件10。

例如，如图7和图9中所示，该第二子托盘安装单元822包括一个或更多个2-1至2-3的子托盘安装单元822a、822b、822c，用于接收来自该第一子托盘安装单元821的托盘20。可以通过倾倒单元210将优质电子元件10放置于一个或更多个第一子托盘安装部分822a内，可将由第一视觉检测产生的劣质电子元件10(R1)放置于第二子托盘安装部分822b内，并且将由第二检测单元执行的第二检测产生的劣质电子元件10(R2)放置于第三子托盘安装部分822c内。

该第二子托盘安装单元822还可以包括缓冲托盘单元424，用于临时装载用作仪器的初始化或为误操作而准备的电子元件10。

在该第二子托盘安装单元820的实施数量为近似于该第一检测单元的第一托盘安装单元810的多个的情况下，它们可以沿水平方向或垂直方向布置。考虑到仪器的尺寸，假设该第一和第二检测单元沿水平方向(X轴方向)布置，该第二托盘安装单元820优选为沿垂直方向(Y轴方向)布置。

根据该第一和第二托盘安装单元810、820的结构和布置，该视觉检测单元300和倾倒单元210可以具有与第二实施例中视觉检测单元和倾倒单元近似的结构。在该第二托盘安装单元820包括第一子托盘安装单元821和第二子托盘安装单元822的情况下，该倾倒单元210和视觉检测单元300可以被设置为能够通过额外的X-Y机器人620、640彼此独立操作。

该第二视觉检测单元300可以具有不同结构，即，近似于第一视觉检测单元610的结构，或近似于第二实施例中第二视觉检测单元的结构，等等。如图7-9中所示，该第二视觉检测单元300可以安装于X-Y机器人640上，以便于可沿X和Y方向移动。用于移动该第一视觉检测单元610的X-Y机器人620和用于移动该第二视觉检测单元300的X-Y机器人640可以共用导轨650，在其引导下沿其移动。

与第二实施例中相同，倾倒单元210安装于本体100内，以便于在该第二子托盘安装单元822上方移动时传送装载于托盘20内的电子元件10。如图7-9中所示，该倾倒单元210可以安装至X-Y机器人320，以便于可沿X和Y方向移动。

与第二实施例中相同，该本体100内还可以安装有托盘堆叠单元500，用于在其上堆叠待安装于该第一和第二安装单元810、820上的托盘20，以便于自动传送托盘20。

该托盘堆叠单元500可以具有近似于第二实施例中托盘堆叠单元的结构，并且具有可以向该第一检测单元的第一托盘安装单元810提供托盘20或由其处收回托盘20的结构。并且，该托盘堆叠单元500可以包括：第一托盘堆叠单元510，用于在其上堆叠待执行视觉检测的托盘20，并且将该托盘20提供给该第一检测单元的第一托盘安装单元810；第二托盘堆叠单元520，用于堆叠空托盘；以及第三托盘堆叠单元530，用于在其上堆叠已经完全执行过视觉检测和分拣操作的托盘20。

考虑到视觉检测是由第一和第二视觉检测组成的，该第三托盘堆叠单元530可以包括：优质品托盘堆叠单元531，用于在其上堆叠装载有优质电子元件的托盘20；第一不合格品托盘堆叠单元532，用于在其上堆叠装载有由第一视觉检测产生的劣质电子元件10(R1)的托盘20；以及第二不合格品托盘堆叠单元533，用于在其上堆叠装载有由第二视觉检测产生的劣质电子元件10的托盘20。

该托盘堆叠单元500还可以包括缓冲托盘堆叠单元(未示出)，用于在第一视觉检测后在其上临时堆叠已经被倒置的托盘20。

该倒置单元700可以具有多种结构。该倒置单元700可以首先接收执行过由该第一检测单元执行的视觉检测的托盘20，然后将装载于该托盘20内的电子元件10倒置，以使得该电子元件10的一个表面(上或下表面)首先执行视觉检测后，还未执行视觉检测的、该电子元件10的另一表面(下或上表面)可以接着被检测。

如图10A-10C中所示，该倒置单元700可以包括：托盘拾取单元322，用于在对托盘20进行倒置之前拾取临时托盘21；以及倒置装置720，用于使由托盘传送单元780所传送的托盘20与由该托盘拾取单元322所拾取的临时托盘21相重叠，然后将该重叠的托盘21和托盘20颠倒，由此将堆叠在托盘20上的电子元件10倒置于该临时托盘21上。

用于在由倒置单元720执行的倒置操作之前和之后拾取该临时托盘21的托盘拾取单元322可以具有多种结构。在对托盘20进行倒置之前，该托盘拾取单元322拾取该临时托盘21。并且，在对托盘20进行倒置之后，该托盘拾取单元322拾取电子元件10已从其移除的空托盘20，以便于将其用作下一个临时托盘。

用于旋转处于重叠状态的托盘20和临时托盘21的倒置设备720可以具有多种结构。该倒置设备720可以包括：托盘固定单元721，用于使由该托盘传送单元780传送的托盘20与由该托盘拾取单元322所拾取的临时托盘21相重叠，并且固定该相互重叠的临时托盘21和托盘20；以及托盘旋转单元722，用于旋转该相互重叠的临时托盘21和托盘20。

用于在其上装载电子元件10的托盘20可以具有多种结构。例如，该托盘20可以具有其上表面和下表面均能使用的结构。或，该托盘20可以具有使得装载于其上表面上的电子元件10在被倒置后堆叠于其下表面上的结构。

由该托盘拾取单元322所拾取的临时托盘21在被拾取时应该与即将与其重叠的托盘20处于相同的状态。由于该已被倒置设备720所倒置的托盘20处于倒置的状态，可以将用作临时托盘21的托盘20以倒置设备720倒置后颠倒。

被倒置单元700的倒置设备720所倒置过的、其上装载有电子元件10的临时托盘21在被另一托盘传送单元580倒置的状态下被传送给第二检测单元以进行第二检测。

将更详细地解释根据本发明的第三实施例的视觉检测仪器。

与第二实施例中相同，首先，在第一托盘堆叠单元510上堆叠待执行视觉检测的托盘20，并且在第二托盘堆叠单元520上堆叠预定数量的空托盘20。

该第一托盘堆叠单元510上的托盘20堆叠完成后，该第一检测单元的托盘传送单元780将来自该第一托盘堆叠单元510的、装载有待执行视觉检测的电子元件10的托盘20提供给该第一托盘安装单元810。

将托盘20装载至该第一托盘安装单元810的装载过程完成后，该第一检测单元的第一视觉检测单元630执行第一视觉检测。

第一视觉检测完成后，该托盘传送单元780由该第一托盘安装单元810处收回托盘20，并且将该托盘20传送给倒置单元700。在实施有两个或更多第一托盘安装单元810的情况下，当由一个第一托盘安装单元810处收回托盘20时，该第一视觉检测单元630可以检测装载于其它的第一托盘安装单元810的托盘20内的电子元件10。这可以使得第一视觉检测能够连续执行。

在将托盘20传送给倒置单元700后，该托盘传送单元780将来自该第一托盘堆叠单元610的另一待执行视觉检测的托盘20提供给该第一托盘安装单元810。

已经接收了经过第一视觉检测的托盘20的倒置单元700使已被倒置的托盘20与临时托盘21相重叠，然后使重叠的托盘20和临时托盘21倒置，由此使装载于该托盘20内的电子元件10倒置。

一旦通过倒置单元700完成托盘20的倒置，移动该托盘传送单元580以接收装载有被倒置过的电子元件10的托盘20(临时托盘21)，然后将所接收的托盘20传送给第二检测单元的第二托盘安装单元820。

在将托盘20传送给第二检测单元的第二托盘安装单元820，尤其是第一子托盘安装单元821之后，该第二检测单元300以近似于第二实施例中第二检测单元的方式工作。

第二视觉检测和分拣过程

一旦将托盘20安装至第二检测单元的第二托盘安装单元820的第一子托盘安装单元821，该第二视觉检测单元300执行第二视觉检测。

在第二视觉检测之后，通过托盘传送单元580将托盘20传送给第二子托盘安装单元822。然后，基于第一和第二视觉检测的结果，通过倾倒单元201对装载于该托盘20内的电子元件10进行分拣。

根据第二子托盘安装单元822的数量和布置，该分拣过程可以以不同的方式实现。

如前所述的，该第二子托盘安装单元822可以包括2-1至2-3子托盘安装单元822a、822b、822c。来自该第一子托盘安装单元821的待分拣的托盘20可以被连续提供给这些2-1至2-3子托盘安装单元822a、822b、822c。

根据分拣步骤的结果，可以将优质电子元件10放置在2-1子托盘安装单元822a内，将由第一视觉检测产生的劣质电子元件10(R1)放置于2-2子托盘安装单元822b内，并且将由第二视觉检测产生的劣质电子元件10(R2)放置于2-3子托盘安装单元822c内。

下面将解释由倾倒单元210执行的分拣过程。

首先，倾倒单元210拾取装载于2-1子托盘安装单元822a内的劣质电子元件10(由第一视觉检测产生的R1和由第二视觉检测产生的R2)，然后将已拾取的劣质电子元件10传送给2-2子托盘安装单元822b或2-3子托盘安装单元822c。

接下来，倾倒单元210从该2-2子托盘安装单元822b或2-3子托盘安装单元822c的托盘20拾取优质电子元件10，然后将劣质电子元件10(由第一视觉检测产生的R1和由第二视觉检测产生的R2)放置于空余空间内。

接下来，倾倒单元210返回至2-1子托盘安装单元822a处，并且将由2-2子托盘安装单元822b或2-3子托盘安装单元822c中拾取的优质电子元件10放置于该2-1子托盘安装单元822a的托盘20的空余空间内。

当该2-1子托盘安装单元822a、2-2以及2-3子托盘安装单元822b、822c的托盘20已经分别完全被优质电子元件10、劣质(R1)电子元件10和劣质(R2)电子元件10所填充时，使用新的托盘20替换该托盘20或将该托盘20传送给托盘堆叠单元500。

如有必要，可以由该第二托盘堆叠单元520向该2-1至2-3子托盘安装单元822a、822b、822c提供额外的空托盘。

将该第二子托盘安装单元822处已经完全经执行过分拣步骤的托盘20传送并堆叠至该托盘堆叠单元500上。

更具体地，如果该2-1子托盘安装单元822a的托盘20填充有优质电子元件10，将该托盘20堆叠在优质托盘堆叠单元531上。并且，如果该2-2以及2-3子托盘安装单元822b、822c的托盘20填充有劣质电子元件10(R1和R2)，将该托盘20堆叠在不合格品托盘堆叠单元532、533上。

可以将由第一视觉检测确定为劣质产品(R1)的托盘20堆叠在该两个不合格品托盘堆叠单元532、533中的一个上。并且可以将由第二视觉检测确定为劣质产品(R2)的托盘20堆叠在该两个不合格品托盘堆叠单元532、533中的另外一个上。

前述实施例和优势仅为示范，并不能解释为对本发明所公开内容的限定。本教导可以很容易地应用于其它类型的仪器中。该说明为示例性目的，并不用于限定权利要求书的范围。对于本领域技术人员来说，存在多种显而易见的替换、改进和变形。可以以多种方式将在此描述过的示例性实施例的特征、结构、方法和其它特性结合在一起，从而获得额外的和/或可替换的示例性实施例。

由于这些特性可以以不脱离其特征的多种形式实施，还应该理解到，除非特别说明，上述实施例并不由前述说明的任何细节所限定，而应该被解释为广泛包含于由所附权利要求书所限定的范围内，并且因此，落入该权利要求书的界限和范围内的所有变化和改进或这些界限和范围的等同物由此也被包含于所附权利要求书内。

Claims (8)

1.一种视觉检测仪器，包括：

两个或更多个装载有电子元件于其上的托盘；视觉检测单元，用于执行关于装载于所述托盘内的电子元件的视觉检测；以及倾倒单元，用于根据所述视觉检测的结果在所述托盘之间相互交换优质产品和劣质产品，

其中，所述倾倒单元将优质电子元件放置于一个或更多个托盘内，并且将劣质电子元件放置于剩余的一个或更多个托盘内。

2.如权利要求1所述的仪器，其中，所述视觉检测单元和所述倾倒单元被独立地驱动，或通过固定于至少一根轴使彼此相互作用。

3.如权利要求1所述的仪器，其中，所述倾倒单元包括多个拾取器，用于拾取并放置所述电子元件。

4.一种视觉检测仪器，包括：

多个第一托盘安装单元，分别用于安装其上装载有电子元件的托盘；

一个或更多个第二托盘安装单元，用于安装空托盘；

视觉检测单元，用于对装载于所述托盘内的所述电子元件进行视觉检测；以及

倾倒单元，用于根据所述视觉检测的结果将优质和劣质电子元件分拣至所述第一和第二安装单元中的至少一个。

5.如权利要求4所述的仪器，其中，所述倾倒单元被配置为将优质电子元件放置于所述第一托盘安装单元的一个或更多个托盘上，以及将劣质电子元件放置于所述第二托盘安装单元的空托盘上。

6.如权利要求4所述的仪器，还包括：

一个或更多个第一托盘堆叠单元，用于在其上堆叠其上装载有所述电子元件的托盘；

一个或更多个第二托盘堆叠单元，用于在其上堆叠所述空托盘；

一个或更多个优质品托盘堆叠单元，用于堆叠其上装载有优质电子元件的托盘；

一个或更多个不合格品托盘堆叠单元，用于堆叠其上装载有劣质电子元件的托盘；以及

托盘传送单元，用于在所述第一托盘安装单元、第二托盘安装单元、第一托盘堆叠单元、第二托盘堆叠单元、优质品托盘堆叠单元和不合格品托盘堆叠单元之间传送所述托盘。

7.一种视觉检测仪器，包括：

一个或更多个第一托盘安装单元，用于安装其上装载有电子元件、用于视觉检测的一个或更多个托盘；

第一检测单元，包括第一视觉检测单元，用于执行关于装载于所述第一托盘安装单元的托盘内的电子元件的第一视觉检测；

倒置单元，用于接收已经完全经受所述第一视觉检测的托盘，并且将装载于所述托盘内的电子元件倒置；

两个或更多个第二托盘安装单元，用于安装由所述倒置单元倒置的托盘；

第二视觉检测单元，用于执行关于装载于所述第二托盘安装单元的托盘内的电子元件的第二视觉检测；

第二检测单元，包括倾倒单元，用于在所述第二视觉检测后，根据所述第一和第二视觉检测的结果，将装载于所述第二托盘安装单元的托盘内的电子元件分拣为优质和劣质电子产品；以及

托盘传送单元，用于在所述第一检测单元、所述倒置单元和所述第二检测单元之间传送所述托盘。

8.如权利要求7所述的仪器，其中，所述倒置单元包括：

托盘拾取单元，用于在倒置所述托盘之前拾取待倒置的托盘；以及

倒置设备，用于将由所述托盘传送单元传送的托盘与由所述托盘拾取单元拾取的托盘重叠，然后将所重叠的一对托盘颠倒，由此将装载于所述托盘内的电子元件倒置。

Images