CN110632078A - 真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机，包括检测工作台，所述检测工作台上设有上料机构、运料机构、检测机构、激光打标机构、下料机构以及控制机构。本发明真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机自动化程度高，能够满足流水线批量作业需求，工作效率高、节省大量人力且检测精度高，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于光学自动检测领域，尤其涉及一种真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机。
背景技术
真空镀膜是真空应用领域的一个重要方面，它是以真空技术为基础，利用物理或化学方法，并吸收电子束、分子束、离子束、等离子束、射频和磁控等一系列新技术，为科学研究和实际生产提供薄膜制备的一种新工艺。简单地说，在真空中把金属、合金或化合物进行蒸发或溅射，使其在被涂覆的物体（称基板、基片或基体）上凝固并沉积的方法，称为真空镀膜。
众所周知，在某些材料的表面上，只要镀上一层薄膜，就能使材料具有许多新的、良好的物理和化学性能。20世纪70年代，在物体表面上镀膜的方法主要有电镀法和化学镀法。前者是通过通电，使电解液电解，被电解的离子镀到作为另一个电极的基体表面上，因此这种镀膜的条件，基体必须是电的良导体，而且薄膜厚度也难以控制。后者是采用化学还原法，必须把膜材配制成溶液，并能迅速参加还原反应，这种镀膜方法不仅薄膜的结合强度差，而且镀膜既不均匀也不易控制，同时还会产生大量的废液，造成严重的污染。因此，这两种被人们称之为湿式镀膜法的镀膜工艺受到了很大的限制。真空镀膜则是相对于上述的湿式镀膜方法而发展起来的一种新型镀膜技术，通常称为干式镀膜技术。
近年来，随着真空镀膜产品品质要求的提高，对真空镀膜产品外观和尺寸都有严格要求。对于真空镀膜产品的检测，传统方式多为人工肉眼识别，这种检测方式检测效率低，检测劳动强度大，人工长时间工作造成视觉疲劳，导致检测精度低。目前，真空镀膜产品行业产能非常大，依靠人工对每片产品进行外观缺陷检测不切实际，非常浪费人力且人工误判率较高，对产品后续使用造成不良影响。虽然现在市场上已经陆续出现多种辅助检测设备，但现有检测设备自动化程度低，检测过程需要操作人员进行人工上下料及运料，费时费力，工作效率低，工作强度大，无法满足流水线批量作业需求。因此，开发一套自动化检测设备，自动检测真空镀膜产品的外观缺陷，在真空镀膜产品行业内，具有重大的实用价值。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种自动化程度高、能够满足流水线批量作业需求、工作效率高、节省大量人力且检测精度高的真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机。
本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：
一种真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机，包括检测工作台，其特征在于，所述检测工作台上设有上料机构、运料机构、工装治具拆卸机构 、检测机构、激光打标机构、下料机构以及控制机构，其中：
所述上料机构是在所述运料机构前端设有一入料拉带，人工将挂镀架上待测样品的挂镀工装治具放入拉带，经上料机械手将工装治具放入环形导轨载具；
所述运料机构是在所述检测工作台上设有环形导轨，所述环形导轨上所有载具与各工位一一对应，所述导轨载具上可同时放置待测样品挂镀工装治具和待测样品，所述环形导轨底部设有驱动所述环形导轨转动的转盘驱动马达，所述转盘驱动马达经传动装置连接所述环形导轨，所述转盘驱动马达连接所述控制机构；
所述工装治具拆卸机构是架设在待测样品工装治具放入环形导轨载具后，对样品的挂镀工装治具进行拆卸，卸工装治具弹簧，回收上盖，将待测样品从工装治具内取出转移到环形导轨载具吸附板上；
所述检测机构是在所述运料机构外周边设有设有光源、摄像元件及处理器，所述摄像元件对所述运料机构运送的待测样品进行图像采集、并将采集的图像传送至所述处理器，所述处理器对所述摄像元件传送的图像进行计算处理获得待测样品的外观缺陷信息并判断待测产品是否合格；
所述激光打标机构是架设在所述检测机构后端，对检测后的合格样品背面进行激光打标；
所述下料机构是在所述激光打标机构后端设有第一吸附单元及下料托盘，检测后的所述合格样品由所述吸附元件非接触式吸附下料，所述吸附元件将所述合格样品吸附至下料托盘，所述下料托盘将所述合格样品由下料排出口下料。
所述控制机构分别电性连接所述上料机构、运料机构、工装治具拆卸机构、检测机构、激光打标机构以及下料机构，用于对所述上料机构、运料机构、检测机构、激光打标机构以及下料机构进行实时控制。
进一步的，所述运料机构前端设有待测样品的挂镀工装治具拆卸机构，对所述待测样品上的挂镀治具的进行拆卸。
进一步的，所述待测样品挂镀工装治具拆卸机构包括弹簧拆卸机构以及上盖体回收堆叠机构。
进一步的，所述弹簧拆卸机构上设有弹簧夹紧单元以及第一驱动单元，所述弹簧夹紧单元夹紧待测样品工装治具上弹簧，所述驱动单元带动所述弹簧夹紧单元产生位移，所述位移的方向为使得所述弹簧释放的方向。
进一步的，所述待测样品挂镀工装治具拆卸机构包括弹簧拆卸机构以及上盖体回收堆叠机构。
进一步的，所述检测机构包括第一缺陷检测机构、第二缺陷检测机构以及第三缺陷检测机构依次设置在所述环形导轨外周，实现对待测样品不同位置的检测。
进一步的，所述第一缺陷检测机构包括一线光源、第一镜头和面阵相机。
进一步的，所述第二缺陷检测机构、第三缺陷检测机构均包括一同轴光源、第二镜头和相机。
进一步的，所述检测机构前端设有 ，所述待测样品转移机构包括第二吸附单元和第二驱动单元，所述吸附单元非接触式吸取待测样品，所述第二驱动单元控制所述吸附单元产生位移，所述位移方向为转移待测样品的方向。
进一步的，所述导轨载具包括固定在载具固定板上的待测样品工装治具夹紧机构、第一顶升驱动机构以及待测样品吸附板，所述待测样品转移机构控制待测样品由所述产品夹紧机构转移至所述待测样品吸附板上。
进一步的，所述第一缺陷检测机构和/或所述第二缺陷检测机构和/或所述第三缺陷检测机构上设有待测样品位置校正单元，所述待测样品位置校正单元包括第二顶升驱动机构和第三吸附单元，所述第三吸附单元吸取待测样品，所述第二顶升驱动机构控制所述第三吸附单元产生位移，便于检测时控制产品的位置，减少因不同导轨载具造成的待测样品高度或平面度误差，影响相机拍摄。
本发明的有益效果是，由于本发明真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机，包括检测工作台，所述检测工作台上设有上料机构、运料机构、工装治具拆卸机构、检测机构、激光打标机构、下料机构以及控制机构，因而使用时操作人员仅需要将待检测的样品挂镀工装治具放置在上料机构的入料拉带上，待测样品工装治具经所述入料拉带输，经上料机械手将工装治具放入环形导轨载具，运料机构的转盘驱动马达带动环形导轨旋转，待测样品工装治具固定在导轨载具上，导轨载具在环形导轨的带动下进行旋转运动，通过工装治具拆卸机构，将待测样品从工装治具内转移到载具吸附板，当待测样品到达检测机构和激光打标机构时，对其进行外观缺陷检测和激光打标，结束之后在环形导轨的带动下位移至下料机构，由下料机构的第一吸附单元及下料托盘将其下料，最后再堆叠回收工装治具下盖板，依次循环进行。本发明自动化程度高，能够满足流水线批量作业需求，工作效率高、节省大量人力且检测精度高，应用前景广阔。
附图说明
图1、图2为本发明检测装置的一种实施例结构示意图，也是一种优选实施例示意图，其中，图2为图1的俯视图。
图3为本发明导轨载具的一种实施例结构示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
图1-图3示出了本发明真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机的一种实施例结构示意图，也是一种优选实施例示意图。如图1、图2所示，本实施例所述的真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机，包括检测工作台10，所述检测工作台10上设有上料机构11、运料机构12、检测机构13、激光打标机构14、下料机构15以及控制机构，其中，所述上料机构11是在所述运料机构12前端设有一入料拉带111，待测样品经所述入料拉带111输送上料至所述运料机构12；所述运料机构12是在所述检测工作台10上设有环形导轨，如图3所示，所述环形导轨上对应每个工位设有相应导轨载具16，所述导轨载具16上放置待测样品工装治具，所述环形导轨底部设有驱动所述环形导轨转动的转盘驱动马达，所述转盘驱动马达经传动装置连接所述环形导轨，所述转盘驱动马达连接所述控制机构；所述传动装置可以是现有技术中任何能够实现动力传动的结构，如减速器。
所述检测机构13是在所述运料机构外周边设有光源、摄像元件及处理器，所述摄像元件对所述运料机构12运送的待测样品进行图像采集、并将采集的图像传送至所述处理器，所述处理器对所述摄像元件传送的图像进行计算处理获得待测样品的外观缺陷信息并判断待测产品是否合格，本发明中所述处理器可以为现有技术中任何具有图像处理功能的结构，并非本发明创新点，在此不再赘述；所述激光打标机构14是架设在所述检测机构13后端，对检测后的合格样品背面进行激光打标，本发明中所述激光打标机构可以为现有技术中任何具有激光打标功能的结构，并非本发明创新点，在此不再赘述。
所述下料机构15是在所述激光打标机构14后端设有第一吸附单元及下料托盘，检测后的所述合格样品由所述吸附元件非接触式吸附下料，所述吸附元件将所述合格样品吸附至下料托盘，所述下料托盘将所述合格样品由下料排出口下料，所述吸附元件可以是现有技术中任何具有吸附待测样品功能的结构，并非本发明创新点，在此不再赘述。本实施例无需人工手动下料，自动化程度高，省时省力，结构简单，操作便利。
所述控制机构分别电性连接所述上料机构11、运料机构12、检测机构13、激光打标机构14以及下料机构15，用于对所述上料机构11、运料机构12、检测机构13、激光打标机构14以及下料机构15进行实时控制。
作为优选实施方式，所述运料机构12前端设有工装治具拆卸机构，对所述待测样品挂镀工装治具进行拆卸，所述挂镀工装治具拆卸机构包括弹簧拆卸机构121以及盖体拆卸机构122，所述弹簧拆卸机构121上设有弹簧夹紧单元以及第一驱动单元，所述弹簧夹紧单元夹紧待测样品上弹簧，所述驱动单元带动所述弹簧夹紧单元产生位移，所述位移的方向为使得所述弹簧释放的方向。所述盖体回收机构122采用吸附的方式，将待测样品工装治具上覆盖的盖体移开，并回收盖体。
作为优选实施方式，所述检测机构包括第一缺陷检测机构131、第二缺陷检测机构132以及第三缺陷检测机构133依次设置在所述环形导轨外周，所述第一缺陷检测机构131包括一线光源、第一镜头和面阵相机，所述第二缺陷检测机构132、第三缺陷检测机构133均包括一同轴光源、第二镜头和相机，实现对待测样品不同位置的检测，用来检测不同区域的对应的麻点、亮点、毛巾丝、凸包、压伤、研磨痕、针孔、桔皮、碰伤等缺陷。
作为优选实施方式，所述检测机构13前端设有待测样品转移机构，所述待测样品转移机构包括第二吸附单元和第二驱动单元，所述吸附单元非接触式吸取待测样品，所述第二驱动单元控制所述吸附单元产生位移，所述位移方向为转移待测样品的方向。
作为优选实施方式，请参阅图3，所述导轨载具16包括固定在载具固定板上的待测样品工装治具夹紧机构161、第一顶升驱动机构162以及待测样品吸附板163，所述待测样品转移机构控制待测样品由所述产品夹紧机构转移至所述待测样品吸附板上。
作为优选实施方式，所述第一缺陷检测机构131和/或所述第二缺陷检测机构132和/或所述第三缺陷检测机构133上设有待测样品位置校正单元，所述待测样品位置校正单元包括第二顶升驱动机构和第三吸附单元，所述第三吸附单元吸取待测样品，所述第二顶升驱动机构控制所述第三吸附单元产生位移。
值得一提的是，本实施例所述的控制机构为基于可编程控制器PLC（ProgrammableLogic Controller），由于此为现有技术中的成熟技术，并非本发明的创新点，因而在此不再赘述。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (10)
1. 一种真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机，包括检测工作台，其特征在于，所述检测工作台上设有上料机构、运料机构、工装治具拆卸机构 、检测机构、激光打标机构、下料机构以及控制机构，其中：
所述上料机构是在所述运料机构前端设有一入料拉带，人工将挂镀架上待测样品的挂镀工装治具放入拉带，经上料机械手将工装治具放入环形导轨载具；
所述运料机构是在所述检测工作台上设有环形导轨，所述环形导轨上所有载具与各工位一一对应，所述导轨载具上可同时放置待测样品挂镀工装治具和待测样品，所述环形导轨底部设有驱动所述环形导轨转动的转盘驱动马达，所述转盘驱动马达经传动装置连接所述环形导轨，所述转盘驱动马达连接所述控制机构；
所述工装治具拆卸机构是架设在待测样品工装治具放入环形导轨载具后，对样品的挂镀工装治具进行拆卸，卸工装治具弹簧，回收上盖，将待测样品从工装治具内取出转移到环形导轨载具吸附板上；
所述检测机构是在所述运料机构外周边设有设有光源、摄像元件及处理器，所述摄像元件对所述运料机构运送的待测样品进行图像采集、并将采集的图像传送至所述处理器，所述处理器对所述摄像元件传送的图像进行计算处理获得待测样品的外观缺陷信息并判断待测产品是否合格；
所述激光打标机构是架设在所述检测机构后端，对检测后的合格样品背面进行激光打标；
所述下料机构是在所述激光打标机构后端设有第一吸附单元及下料托盘，检测后的所述合格样品由所述吸附元件非接触式吸附下料，所述吸附元件将所述合格样品吸附至下料托盘，所述下料托盘将所述合格样品由下料排出口下料；
所述控制机构分别电性连接所述上料机构、运料机构、检测机构、激光打标机构以及下料机构，用于对所述上料机构、运料机构、检测机构、激光打标机构以及下料机构进行实时控制。
2.根据权利要求1所述的真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机，其特征在于，所述运料机构前端设有工装治具拆卸机构，对所述待测样品上的挂镀工装治具进行拆卸，便于检测工装治具内样品。
3.根据权利要求2所述的真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机，其特征在于，所述工装治具拆卸机构包括弹簧拆卸机构以及盖体回收机构。
4.根据权利要求3所述的真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机，其特征在于，所述弹簧拆卸机构上设有弹簧夹紧单元以及第一驱动单元，所述弹簧夹紧单元夹紧待测样品工装治具上弹簧，所述驱动单元带动所述弹簧夹紧单元产生位移，所述位移的方向为使得所述弹簧释放的方向。
5.根据权利要求1或4所述的真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机，其特征在于，所述检测机构包括第一缺陷检测机构、第二缺陷检测机构以及第三缺陷检测机构依次设置在所述环形导轨外周。
6.根据权利要求5所述的真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机，其特征在于，所述第一缺陷检测机构包括一线光源、第一镜头和面阵相机。
7.根据权利要求5所述的真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机，其特征在于，所述第二缺陷检测机构、第三缺陷检测机构均包括一同轴光源、第二镜头和相机。
8.根据权利要求5所述的真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机，其特征在于，所述检测机构前端设有待测样品转移机构，所述待测样品转移机构包括第二吸附单元和第二驱动单元，所述吸附单元非接触式吸取待测样品，所述第二驱动单元控制所述吸附单元产生位移，所述位移方向为转移待测样品的方向。
9.根据权利要求8所述的真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机，其特征在于，所述导轨载具包括固定在载具固定板上的待测样品工装治具夹紧机构、第一顶升驱动机构以及待测样品吸附板，所述待测样品转移机构控制待测样品由所述产品工装治具夹紧机构转移至所述待测样品吸附板上。
10.根据权利要求5所述的真空镀膜产品外观缺陷检测及激光打标一体机，其特征在于，所述第一缺陷检测机构和/或所述第二缺陷检测机构和/或所述第三缺陷检测机构上设有待测样品位置校正单元，所述待测样品位置校正单元包括第二顶升驱动机构和第三吸附单元，所述第三吸附单元吸取待测样品，所述第二顶升驱动机构控制所述第三吸附单元产生位移。
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