CN103728302A - 物件外观的自动检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种物件外观的自动检测设备，包括机架、多轴机械手臂、光学检测模块、置物台、升降机构、翻转机构及控制装置，光学检测模块通过多轴机械手臂的带动能够产生移位或/及旋转；置物台对应于光学检测模块的移动范围设置；升降机构设于置物台的下方用以驱动置物台产生升降移动；翻转机构包含一组夹持部件；控制装置控制组夹持部件对物件夹持，且利用升降机构驱使置物台下降，再由夹持部件对物件进行翻转。藉此，能够一次性的对物件外观进行全面检验和测量。

Description

物件外观的自动检测设备

技术领域

本发明涉及一种检测设备，尤其涉及一种用于检测物件外观的自动检测设备。

背景技术

近年来随着手机、平板计算机等产品的持续发展，对产品的精度要求亦越来越高，在进行完前述产品的组装之后，为了达成装配质量的同一性质，往往必须再经由专门的检测设备，来对产品的平面度、孔位、零件的位置等参数的检测和确认，以防止因对位不准的情况，进而导致各零件的电性接触不良；因此将检测设备应用在产品装配后的检测作业，已成为现今信息产品的制程中不可或缺的标准步骤，且是被广泛且普遍性的应用。

现有的光学检测设备，如中国台湾新型专利号TWM453145所揭示，其主要包括一机架、一六轴机械手臂、一光学检测模块、一控制单元、一进料模块及一出料模块，六轴机械手臂设于机架上，在六轴机械手臂前端设有一供抓取物件的抓取器；光学检测模块设于机架上且位于六轴机械手臂的移动或旋转范围内；控制单元设于机架上，且控制单元可供进行检测物件、六轴机械手臂动作的设定及检测影像显示；进料模块设于机架上且可供载送物件进出机架内部；出料模块设于机架上且可供载送物件离开机架内部；如此，以组合构成一光学检测设备。

现有的光学检测设备，应用在如电路板等单纯结构或重量轻的物件时，尚能得到预期的检测效果；但是若应用在如手机、平板计算机等复杂的产品或者是重量重的产品检测工作时，则明显的受到拘限而不能达到预期的检测效果和检测效率，而待加以改善。

发明内容

本发明的一目的，在于提供一种物件外观的自动检测设备，其是在将物件置入检测设备的内部后，能够一次性的对物件外观进行全面检验和测量。

为了达成上述的目的，本发明提供一种物件外观的自动检测设备，包括一机架、一多轴机械手臂、一光学检测模块、一置物台、一升降机构、一翻转机构及一控制装置，该多轴机械手臂设置在该机架上；该光学检测模块连接在该多轴机械手臂，该光学检测模块通过该多轴机械手臂的带动能够产生移位或/及旋转；该置物台对应于该光学检测模块的移动范围设置，该置物台供所述物件置放；该升降机构设于该置物台的下方用以驱动该置物台产生升降移动；该翻转机构对应该置物台配设，该翻转机构包含一组夹持部件；该控制装置电性连接该升降机构和该翻转机构；其中，该控制装置控制该组夹持部件对所述物件夹持，且利用该升降机构驱使该置物台下降，再由该对夹持部件对所述物件进行翻转。

本发明还具有以下功效，本发明可减少物件的移动所消耗的时间，进而大幅度的提高检测效率。不管是正面、背面和四周面的各孔位和零件的检测工作，都不需要藉助人力的介入以达成全自动化的检测作业。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1本发明自动检测设备的立体外观图；

图2本发明自动检测设备的部分机构组合示意图；

图3为图2的前视图；

图4为图2中的部分机构的俯视图；

图5将物件置入自动检测设备的前视图；

图6为图5中的翻转机构在原点位置的俯视图；

图7为图5中的翻转机构朝物件方向移动的俯视图；

图8为图5中的翻转机构朝物件夹持的俯视图；

图9为图8的前视图；

图10为图9中的置物台朝下方移开的示意图；

图11为图10中的翻转机构带动物件产生翻转的示意图；

图12为图11中的置物台朝上方移动以支承物件的示意图。

其中，附图标记

10…机架

11…立杆

12…横杆

13…中间承板

131…通槽

20…多轴机械手臂

21…连接头

30…光学检测模块

31…激光检测器

32…CCD检测器

321…摄相机

322…镜头

40…置物台

41…吸盘

50…升降机构

51…电动缸

511…伸缩杆

52…支架

521…轴套

53…载板

54…定位杆

60…翻转机构

61、61a…夹持部件

611、611a…气动夹臂

612、612a…伺服马达

62、62a…固定座

63、63a…线性移动组件

631、631a…气动滑块

632、632a…导杆

70…控制装置

80…旋转机构

9…物件

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而所附的附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

请参照图1至图4所示，本发明提供一种物件外观的自动检测设备，其主要包括一机架10、一多轴机械手臂20、一光学检测模块30、一置物台40、一升降机构50、一翻转机构60及一控制装置70。

本实施例的机架10主要由多支立杆11、多支横杆12和一中间承板13所组接而成，大致呈一中空立体状矩形体，但不以此种型态为限，在中间承板13的前半段位置开设有通槽131。

本实施例的多轴机械手臂20为一具有智能型运动控制(Smart MotionControl)技术的六轴机械手臂，其是设置在机架10的中间承板13后半段位置上，此多轴机械手臂20能够提供X、Y、Z、Xθ、Yθ、Zθ六轴向的移动或/及旋转的功能，在多轴机械手臂20的前端设有一连接头21。

光学检测模块30安装在多轴机械手臂20的连接头21上，利用多轴机械手臂20的移动或/及旋转作用，以带动光学检测模块30产生位移。光学检测模块30可因应被检测物件的不同检测需求来选择配置，光学检测模块30是可为一激光检测器31或/及利用CCD的感光元件进行影像撷取及比对的检测器32；其中激光检测器31主要是用以确认物件9的平面度(如第五图所示)，可提高后续检测的准确性与有效性；利用CCD检测器32包含一摄相机321及一镜头322，用以进行影像的撷取和比对的检测工作。如此，可用来对如平板计算机等物件9进行平面度、孔位、孔径、元件和元件之间的位置关系、或元件相对于物件主体的相对关系等参数的检测工作。

本实施例的置物台40大致呈一扁状矩形体，其是对应于前述光学检测模块30的移动范围设置，在置物台40上方配置有多个吸盘41，藉以在物件9置放在置物台40时可稳定的予以吸附固定。

升降机构50设于置物台40的正下方位置，用以驱动该置物台40产生向上或向下的升降移动，本实施例的升降机构50为一电动式升降机构，其可直接连接在置物台40的底面，或是如本实施例是通过旋转机构80连接在置物台40的底面，此升降机构50主要包含一电动缸51、一支架52、一载板53及多个定位杆54，支架52呈一平底U字型，其开口端固定在中间承板13，封闭端则设有多个轴套521，电动缸51的一端固定在支架52且连接有穿出支架52的一伸缩杆511，伸缩杆511的末端连接在载板53的底面，另在载板53的四隅角落处分别固接各定位杆54，定位杆54的自由端则插接在轴套521中，以使载板53的上下移动可保持稳定状态，且载板5是从中间承板13的通槽131穿出。

翻转机构60设置在中间承板13的前半段位置且对应于置物台40配设，此翻转机构60包含一组夹持部件61、61a、一组固定座62、62a及一组线性移动组件63、63a；其中各固定座62、62a是分别固定安装在在中间承板13且形成在置物台40的两侧边位置，各线性移动组件63、63a皆为一气动式线性移动组件，线性移动组件63安装在固定座61的上方，线性移动组件63包括一气动滑块631及用以导引气动滑块631作线性移动的多个导杆632，气动滑块631是以气体来进行驱动；同理，另一线性移动组件63a亦包括一滑块631a及用以导引滑块631a作线性移动的多个导杆632a。

各夹持部件61、61a皆为一气动式夹持部件，夹持部件61安置在线性移动组件63的气动滑块631上且能够相对于线性移动组件63作线性移动，夹持部件61的移动方向与线性移动组件63的移动方向相互垂直；夹持部件61包括一气动夹臂611及连接气动夹臂611的一伺服马达612，此伺服马达612可驱动夹臂611产生旋转动作，气动夹臂611亦以气体来进行驱动；同理，另一夹持部件61a亦包括一气动夹臂611a及连接气动夹臂611a的一伺服马达612a，伺服马达612a可驱动夹臂611a产生旋转动作。

控制装置70电性连接多轴机械手臂20、光学检测模块30、升降机构50和翻转机构60，控制装置70是可以配设在中间承板13下方的空间中。

本发明的物件外观的自动检测设备，更包括一旋转机构80，旋转机构80是连接在置物台40和升降机构50之间，用以驱动置物台40在同一平面的转动。

请参照图5所示，藉由上述各机构和装置的组合，操作时是将一物件9(如:平板计算机)放置在置物台40上，并以各吸盘41来对物件9进行吸附固定，利用控制装置70内部的程序设定来控制多轴机械手臂20，多轴机械手臂20则带动光学检测模块30产生移位或/及旋转的动作，并以激光检测器31来确认物件9的平面度，以CCD检测器32来确认物件9的孔径等数据。

请参照图6至图9所示，在完成物件9的上表面和四周边的检测工作后，以多轴机械手臂20来将光学检测模块30带离，紧接着利用各线性移动组件63、63a来带动各夹持部件61、61a朝物件9的方向移动，并通过各气动夹臂611、611a的移动来对物件9的四角落处进行夹掣固持。

请参照图10至图12所示，继之，利用升降机构50的伸缩杆511朝下方缩入而使置物台40下降，此时各定位杆54是受到各轴套521的导引移动，在置物台40脱离对物件9的承载后一适当距离，以各夹持部件61、61a的各伺服马达612、612a来驱动各气动夹臂611、611a和物件9一起产生全圆周的旋转动作后；最后，再次利用升降机构50的伸缩杆511朝上方凸伸而使置物台40上升，而以置物台40来对物件9进行承载，在将翻转机构60移开后，可以多轴机械手臂20带动光学检测模块30来对物件9的背面继续作检测作业。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种物件外观的自动检测设备，其特征在于，包括:

一机架(10)；

一多轴机械手臂(20)，设置在该机架(10)上；

一光学检测模块(30)，连接该多轴机械手臂(20)，该光学检测模块(30)通过该多轴机械手臂(20)的带动能够产生移位或/及旋转；

一置物台(40)，对应于该光学检测模块(30)的移动范围设置，该置物台(40)供所述物件(9)置放；

一升降机构(50)，设于该置物台(40)的下方用以驱动该置物台(40)产生升降移动；

一翻转机构(60)，对应该置物台(40)配设，该翻转机构(60)包含一组夹持部件(61，61a)；以及

一控制装置(70)，电性连接该升降机构(50)和该翻转机构(60)；

其中，该控制装置(70)控制该组夹持部件(61，61a)对所述物件(9)夹持，且利用该升降机构(50)驱使该置物台(40)下降，再由该对夹持部件(61，61a)对所述物件(9)进行翻转。

2.根据权利要求1所述的物件外观的自动检测设备，其特征在于，更包括连接在该升降机构(50)和该置物台(40)之间的一旋转机构(80)，用以驱动该置物台(40)产生同一平面的转动。

3.根据权利要求1所述的物件外观的自动检测设备，其特征在于，该翻转机构(60)更包含一组固定座(62，62a)及一组线性移动组件(63，63a)，每一该夹持部件(61)连接在每一该线性移动组件(63)，每一该线性移动组件(63)连接在每一固定座(62)。

4.根据权利要求3所述的物件外观的自动检测设备，其特征在于，该夹持部件(61)能够相对于该线性移动组件(63)作线性移动，该线性移动组件(63)能够相对于该固定座(62)作线性移动，该夹持部件(61)的移动方向与该线性移动组件(63)的移动方向相互垂直。

5.根据权利要求3所述的物件外观的自动检测设备，其特征在于，该线性移动组件(63)为一气动式线性移动组件，其包括一气动滑块(631)及用以导引该气动滑块(631)作线性移动的多个导杆(632)。

6.根据权利要求3所述的物件外观的自动检测设备，其特征在于，该夹持部件(61)为一气动式夹持部件，其包括一气动夹臂(611)及连接该气动夹臂(611)的一伺服马达(612)，该伺服马达(612)用以驱动该气动夹臂(611)产生旋转。

7.根据权利要求1所述的物件外观的自动检测设备，其特征在于，该光学检测模块(30)为一激光检测器或/及一利用CCD的感光元件进行影像撷取及比对的检测器。

8.根据权利要求1所述的物件外观的自动检测设备，其特征在于，该升降机构(50)为一电动式升降机构，其包含一电动缸(51)、一支架(52)、一载板(53)及多个定位杆(54)，该支架固定在该机架(10)并设有多个轴套(521)，该电动缸(51)包含穿出该支架(52)的一伸缩杆(511)，该伸缩杆(511)连接在该载板(53)，该载板(53)供各该定位杆(54)固接，每一该定位杆插接在每一该轴套(521)。

9.根据权利要求1所述的物件外观的自动检测设备，其特征在于，该多轴机械手臂(20)为一六轴机械手臂。

10.根据权利要求9所述的物件外观的自动检测设备，其特征在于，该多轴机械手臂(20)的前端设有一连接头(21)，该光学检测模块(30)安装在该连接头(21)上。

11.根据权利要求1所述的物件外观的自动检测设备，其特征在于，该置物台(40)上方配设有多数的吸盘(41)。

12.根据权利要求1所述的物件外观的自动检测设备，其特征在于，该控制装置(70)更电性连接该多轴机械手臂(20)和该光学检测模块(30)。

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