CN219758103U - 一种超宽幅高分辨率卷对卷生产在线光学量测*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超宽幅高分辨率卷对卷生产在线光学量测***，包括量测机械主体、服务器柜与电气柜，其中量测机械主体与服务器柜、电气柜电连接，电气柜用于提供量测机械主体与服务器柜的供电分流以及自动化控制，量测机械主体用于将卷带料输送、并通过工业相机对卷带料表面状态拍摄，基于服务器柜内置的算法服务器进行AI识别运算；量测机械主体包括机架、上表面相机模组、下表面相机模组与输送辊，其中机架具有下架体、上架体，其中下架体包括两组侧框架以及通过螺栓锁固连接于两组之间侧框架的连接横梁。本实用新型能实现线扫场景下小视野多相机排布，保证相机之间视野存在小范围的重叠，以覆盖全部设计视野，实现宽幅覆盖和高精度量测。

Description

一种超宽幅高分辨率卷对卷生产在线光学量测***

技术领域

本实用新型涉及柔性线路板、柔性显示、柔性掩膜板生产领域，具体为一种超宽幅高分辨率卷对卷生产在线光学量测***。

背景技术

柔性电路板、柔性显示屏以及柔性金属掩膜的大宽幅(大于100mm)卷对卷生产，有利于生效效率的提高。但也带来工艺过程及最终产品良率低的难题。光学量测作为良率控制的有效手段，已经在微纳制造领域广泛应用。针对超大宽幅的柔性卷对卷生产，单个光学量测传感器的视野范围不能覆盖完整宽幅。本实用新型创造提出了一种特殊的阵列式排布方法来覆盖完整宽幅。随着微电子集成度增加，柔性微电子产品的精细度(小于50um)也在提升，对量测传感器的精度、以及传感器提出了更高的要求。采用传感器阵列时，高精度量测对象，对传感器阵列的相对精度也提出了很高的要求。

通常的线扫相机检测场景下，相机镜头往往为小倍率工作状态，通常工作视野远大于相机本身尺寸。但在大宽幅柔性卷对卷生产检测项目中，需要同时满足大倍率大视野的拍摄需求，从而导致产品需要排布多个相机，且相机拍摄视野较小。经计算单相机拍摄视野为50mm左右，相机本身宽度尺寸为100mm左右，由此可知如果单排排列必然导致相机之间产生机械干涉而无法排布。同时，在大倍率拍摄条件下，整个光学***景深要求较高，需要满足精确的拍摄距离控制。

针对同时具备大宽幅和高精度特点的微电子产品，本发明提出了一种量测的***，解决机械干涉问题，并方便相机调整，采用硬件+软件+调试方法的方式完成多相机的排布及坐标标定，可以有效解决宽幅覆盖和高精度量测的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超宽幅高分辨率卷对卷生产在线光学量测***，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种超宽幅高分辨率卷对卷生产在线光学量测***，包括量测机械主体、服务器柜与电气柜，其中量测机械主体与服务器柜、电气柜电连接，电气柜用于提供量测机械主体与服务器柜的供电分流以及自动化控制，量测机械主体用于将卷带料输送、并通过工业相机对卷带料表面状态拍摄，基于服务器柜内置的算法服务器进行AI识别运算；所述量测机械主体包括机架、上表面相机模组、下表面相机模组与输送辊，其中所述机架具有下架体、上架体，其中下架体包括两组侧框架以及通过螺栓锁固连接于两组之间侧框架的连接横梁，下架体上安装有多个输送辊，上架体焊连于下架体上端，上架体顶侧安装电气柜。

优选的，上表面相机模组安装在上架体下侧，上表面相机模组包括A相机模组、B相机模组，其中A相机模组、B相机模组结构一致且其呈交错排布于输送辊两侧，A相机模组、B相机模组均具有单体自由度调整模块、相机、镜头以及整体自由度调整模块组成，其中单体自由度调整模块具有单体绕Z轴调节单元、单体Y向调节单元、单体X向调节单元与单体绕Y俯仰角单元，相机、镜头安装在自由度调整模块底侧，相机、镜头可通过单体自由度调整模块实现绕Z轴旋转、沿Y方向平移、沿X方向平移、绕Y俯仰角；单体绕Z轴调节单元包括上调节支架、下调节支架，其中上调节支架上端两侧均设有圆形腰孔，上调节支架下端两侧设有调节插槽；所述下调节支架设于上调节支架正下方且其上端设于上调节支架内侧，下调节支架两侧设有伸进调节插槽内的插块，上调节支架侧端设有顶丝安装孔，该顶丝安装孔处装有胶头顶丝；下调节支架包括支架体A、支架体B，单体绕Z轴调节单元具有顶块与第一胶头调位顶丝，其中支架体A上端设有圆形腰孔，支架体B设于支架体A正下方且其相近面贴合，支架体B上设有与圆形腰孔配合的定位销钉，支架体A、支架体B侧端中部设有顶块，该顶块两侧设置有螺纹孔，该螺纹孔内设有第一胶头调位顶丝，并通过第一胶头调位顶丝进行Y向的位置调整；单体X向调节单元安装在上调节支架上端，X向调节单元具有支架C、支架D，其中支架D设于支架C上，支架D上设有圆形腰孔，支架D底侧设有一承托滑槽，该承托滑槽内可设有支架C；所述支架C可与承托滑槽滑接，支架C上端设有与支架D底端面贴合的贴合板，该贴合板上设有与圆形腰孔配合的定位销钉，支架D前侧设有胶头螺孔，该胶头螺孔处装有第二胶头调位顶丝，第二胶头调位顶丝可穿过支架D并与支架C连接，第二胶头调位顶丝可在转动时使支架C相对支架D移动；单体绕Y俯仰角单元安装在支架C上，绕Y俯仰角单元包括蜗杆与蜗轮转台，其中蜗轮转台安装在上调节支架顶端，蜗轮转台内侧设有蜗轮，蜗轮转台可自锁，蜗杆设于蜗轮转台上且其可与蜗轮啮合并使蜗轮俯仰偏转。

优选的，整体自由度调整模块可实现多个整体A相机模组、B相机模组的绕X轴旋转、绕Z轴旋转以及沿Z轴平移，整体自由度调整模块包括整体绕X轴调节单元、整体绕Z轴调节单元与整体沿Z轴平移单元，其中整体绕X轴调节单元包括前侧板、后侧板，前侧板上设有圆形腰孔，后侧板上设有伸出圆形腰孔外的定位销钉，后侧板上设有安装座，该安装座上设有胶头顶丝安装孔，该胶头顶丝安装孔内设有与前侧板连接，并可在旋动时带动前侧板相对后侧板移动的胶头调位顶丝；所述整体沿Z轴平移单元包括直线导轨、伺服电机及直线滑台模组，直线导轨安装在后侧板后端，直线导轨上滑接有直线滑台模组；所述伺服电机轴端连接有螺杆，该螺杆穿过直线滑台模组，螺杆可在伺服电机启动时带动直线滑台模组移动，并使后侧板整体移动。

优选的，下表面相机模组与上表面相机模组结构及调节原理一致，下表面相机模组可实现单体绕Z轴旋转、单体沿Y方向平移、单体沿X方向平移、单体绕Y俯仰角、单体沿Z方向平移，以及整体沿Z方向升降、绕Z方向旋转与绕X方向旋转。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型能实现线扫场景下小视野多相机排布，一方面对相机采用双排排布，保证相机在覆盖全视野的同时不发生干涉，另一方面采用单体和整体多自由度的调节方式，保证相机之间视野存在小范围的重叠，以覆盖全部设计视野，实现宽幅覆盖和高精度量测。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型上表面相机模组的局部结构示意图；

图3为本实用新型单体绕Z轴调节单元的结构示意图；

图4为本实用新型单体绕Z轴调节单元的结构示意图；

图5为本实用新型单体X向调节单元的结构示意图；

图6为本实用新型单体绕Y俯仰角单元的结构示意图；

图7为本实用新型整体绕X轴调节单元的结构示意图一；

图8为本实用新型整体绕X轴调节单元结构示意图二；

图9为本实用新型整体沿Z轴平移单元的结构示意图。

图中：1、服务器柜；2、电气柜；3、机架；4、输送辊；5、下架体；6、上架体；7、相机；8、单体绕Z轴调节单元；81、上调节支架；82、下调节支架；821、支架体A；822、支架体B；83、调节插槽；84、插块；85、胶头顶丝；9、单体绕Z轴调节单元；91、顶块；92、第一胶头调位顶丝；10、单体X向调节单元；101、支架C；102、支架D；103、承托滑槽；104、第二胶头调位顶丝；11、单体绕Y俯仰角单元；111、蜗杆；112、蜗轮转台；12、整体绕X轴调节单元；121、前侧板；122、后侧板；123、安装座；13、整体沿Z轴平移单元；131、直线导轨；132、伺服电机；133、直线滑台模组；14、下表面相机模组。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种超宽幅高分辨率卷对卷生产在线光学量测***，包括量测机械主体、服务器柜1与电气柜2，其中量测机械主体与服务器柜1、电气柜2电连接，电气柜2用于提供量测机械主体与服务器柜1的供电分流以及自动化控制，量测机械主体用于将卷带料输送、并通过工业相机对卷带料表面状态拍摄，基于服务器柜1内置的算法服务器进行AI识别运算；量测机械主体包括机架3、上表面相机模组、下表面相机模组14与输送辊4，其中所述机架3具有下架体5、上架体6，其中下架体5包括两组侧框架以及通过螺栓锁固连接于两组之间侧框架的连接横梁，下架体5上安装有多个输送辊4，上架体6焊连于下架体5上端，上架体6顶侧安装电气柜2。

请参阅图1-2，在本实施例中，上表面相机模组安装在上架体6下侧，上表面相机模组包括A相机模组、B相机模组，其中A相机模组、B相机模组结构一致且其呈交错排布于输送辊4两侧，A相机模组、B相机模组均具有单体自由度调整模块、相机7、镜头以及整体自由度调整模块组成，其中单体自由度调整模块具有单体绕Z轴调节单元8、单体Y向调节单元9、单体X向调节单元10与单体绕Y俯仰角单元11，相机7、镜头安装在单体自由度调整模块底侧，相机、镜头可通过单体自由度调整模块实现绕Z轴旋转、沿Y方向平移、沿X方向平移、绕Y俯仰角。

请参阅图3，单体绕Z轴调节单元8包括上调节支架81、下调节支架82，其中上调节支架81上端两侧均设有圆形腰孔，上调节支架81下端两侧设有调节插槽83；所述下调节支架82设于上调节支架81正下方且其上端设于上调节支架81内侧，下调节支架82两侧设有伸进调节插槽83内的插块84，上调节支架81侧端设有顶丝安装孔，该顶丝安装孔处装有胶头顶丝85。

请参阅图2-4，下调节支架82包括支架体A821、支架体B822，单体Y向调节单元9具有顶块91与第一胶头调位顶丝92，其中支架体A821上端设有圆形腰孔，支架体B822设于支架体A821正下方且其相近面贴合，支架体B822上设有与圆形腰孔配合的定位销钉，支架体A821、支架体B822侧端中部设有顶块91，该顶块91两侧设置有螺纹孔，该螺纹孔内设有第一胶头调位顶丝92，并通过第一胶头调位顶丝92进行Y向的位置调整。

请参阅图2、5，单体X向调节单元10安装在上调节支架81上端，单体X向调节单元具有支架C101、支架D102，其中支架D102设于支架C101上，支架D102上设有圆形腰孔，支架D102底侧设有一承托滑槽103，该承托滑槽103内可设有支架C101；所述支架C101可与承托滑槽103滑接，支架C101上端设有与支架D102底端面贴合的贴合板，该贴合板上设有与圆形腰孔配合的定位销钉，支架D102前侧设有胶头螺孔，该胶头螺孔处装有第二胶头调位顶丝104，第二胶头调位顶丝104可穿过支架D102并与支架C101连接，第二胶头调位顶丝104可在转动时使支架C101相对支架D102移动。

在本实施例中，圆形腰孔可以保证上述支架C101在支架D102的通道(承托滑槽103)中前后滑动，以调整对位位置。

请参阅图2、6，单体绕Y俯仰角单元11安装在支架C101上，绕Y俯仰角单元11包括蜗杆111与蜗轮转台112，其中蜗轮转台112安装在上调节支架81顶端，蜗轮转台112内侧设有蜗轮，蜗轮转台112可自锁，蜗杆111设于蜗轮转台112上且其可与蜗轮啮合并使蜗轮俯仰偏转。

请参阅图2、7、8，整体自由度调整模块可实现多个整体A相机模组、B相机模组的绕X轴旋转、绕Z轴旋转以及沿Z轴平移，整体自由度调整模块包括整体绕X轴调节单元12、整体绕Z轴调节单元(图中未示出)与整体沿Z轴平移单元13，其中整体绕X轴调节单元12包括前侧板121、后侧板122，前侧板121上设有圆形腰孔，后侧板122上设有伸出圆形腰孔外的定位销钉，后侧板122上设有安装座123，该安装座123上设有胶头顶丝安装孔，该胶头顶丝安装孔内设有与前侧板121连接，并可在旋动时带动前侧板121相对后侧板122移动的胶头调位顶丝。

在本实施例中，整体绕Z轴调节单元(图中未示出)采用的调节原理与绕X轴旋转一致，其通过腰型孔、定位销钉配合胶头调位顶丝完成绕Z轴方向的整体调整，以保证相机组1～n号均扫描同一条直线。

请参阅图2、9，所述整体沿Z轴平移单元13包括直线导轨131、伺服电机132及直线滑台模组133，直线导轨131安装在后侧板122后端，直线导轨131上滑接有直线滑台模组133；所述伺服电机132轴端连接有螺杆，该螺杆穿过直线滑台模组133，螺杆可在伺服电机132启动时带动直线滑台模组133移动，并使后侧板122整体移动。

在本实施例中，下表面相机模组14与上表面相机模组结构及调节原理一致，在此不在赘述下表面相机模组14的组成结构集调节原理，下表面相机模组14可实现单体绕Z轴旋转、单体沿Y方向平移、单体沿X方向平移、单体绕Y俯仰角、单体沿Z方向平移，以及整体沿Z方向升降、绕Z方向旋转与绕X方向旋转。

值得注意的是：调整自由度的必要性说明：

多相机组合拍摄同一个视场，需要保证多个子视场关系尽可能简单

1)镜头带有调焦环，在一定工作范围内均可以对焦清楚，但不同的标准工作距离下放大倍率存在差异，因而，需要整体Z轴将工作位置锁定在具体的高度下，从而保证拍摄视野为设计视野；

2)机械安装精度无法保证相机在Y方向均布，因而每个相机可以在Y方向进行微调，从而保证相机之间视野存在小范围的重叠，以覆盖全部设计视野；

上述***调整流程说明：由于调整中存在诸多耦合项，调整流程需要多次迭代并从中考虑互相影响，最终确定调整流程如下：

1)粗调：进行绕Y轴旋转调整，保证成像效果为高亮(最大反射进光)则认为处于镜面反射情况；沿Y方向平行度调整(整体绕Z、独立沿X方向移动两者结合)，肉眼观测各相机基本与y轴(辊道)平行；进行对焦调整；

2)对焦精调：调整Z轴高度，保证调焦环在0～5mm刻度内对焦清楚；调整调焦环使相机图像处于最清晰的状态；

3)绕Z角度精调：观测图像是否存在物料图案水平线倾斜，如果存在倾斜则调整绕Z角度，使图案与X轴完全平行；

4)整体绕X角度精调：观测调焦环值是否存在差异，如果存在差异，调整整体绕X角度，使各调焦环差异在0.1mm以内，调整后，重新进行2)环节；

5)视野覆盖位置(独立沿Y方向移动)精调：通过卷料图案作为参考基准，保证各相机之间均存在1mm左右的重叠区域；

6)以上调整完成后重新进行对焦调整，保证整个视野范围内均对焦清晰。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种超宽幅高分辨率卷对卷生产在线光学量测***，其特征在于，包括量测机械主体、服务器柜(1)与电气柜(2)，其中量测机械主体与服务器柜(1)、电气柜(2)电连接，电气柜(2)用于提供量测机械主体与服务器柜(1)的供电分流以及自动化控制，量测机械主体用于将卷带料输送、并通过工业相机对卷带料表面状态拍摄，基于服务器柜(1)内置的算法服务器进行AI识别运算；

所述量测机械主体包括机架(3)、上表面相机模组、下表面相机模组(14)与输送辊(4)，其中所述机架(3)具有下架体(5)、上架体(6)，其中下架体(5)包括两组侧框架以及通过螺栓锁固连接于两组之间侧框架的连接横梁，下架体(5)上安装有多个输送辊(4)，上架体(6)焊连于下架体(5)上端，上架体(6)顶侧安装电气柜(2)。

2.根据权利要求1所述的一种超宽幅高分辨率卷对卷生产在线光学量测***，其特征在于：所述上表面相机模组安装在上架体(6)下侧，上表面相机模组包括A相机模组、B相机模组，其中A相机模组、B相机模组结构一致且其呈交错排布于输送辊(4)两侧，A相机模组、B相机模组均具有单体自由度调整模块、相机(7)、镜头以及整体自由度调整模块组成，其中单体自由度调整模块具有单体绕Z轴调节单元(8)、单体Y向调节单元(9)、单体X向调节单元(10)与单体绕Y俯仰角单元(11)，相机(7)、镜头安装在单体自由度调整模块底侧，相机(7)、镜头可通过单体自由度调整模块实现绕Z轴旋转、沿Y方向平移、沿X方向平移、绕Y俯仰角；

所述单体绕Z轴调节单元(8)包括上调节支架(81)、下调节支架(82)，其中上调节支架(81)上端两侧均设有圆形腰孔，上调节支架(81)下端两侧设有调节插槽(83)；所述下调节支架(82)设于上调节支架(81)正下方且其上端设于上调节支架(81)内侧，下调节支架(82)两侧设有伸进调节插槽(83)内的插块(84)，上调节支架(81)侧端设有顶丝安装孔，该顶丝安装孔处装有胶头顶丝(85)；

所述下调节支架(82)包括支架体A(821)、支架体B(822)，单体Y向调节单元(9)具有顶块(91)与第一胶头调位顶丝(92)，其中支架体A(821)上端设有圆形腰孔，支架体B(822)设于支架体A(821)正下方且其相近面贴合，支架体B(822)上设有与圆形腰孔配合的定位销钉，支架体A(821)、支架体B(822)侧端中部设有顶块(91)，该顶块(91)两侧设置有螺纹孔，该螺纹孔内设有第一胶头调位顶丝(92)，并通过第一胶头调位顶丝(92)进行Y向的位置调整；

所述单体X向调节单元(10)安装在上调节支架(81)上端，单体X向调节单元(10)具有支架C(101)、支架D(102)，其中支架D(102)设于支架C(101)上，支架D(102)上设有圆形腰孔，支架D(102)底侧设有一承托滑槽(103)，该承托滑槽(103)内可设有支架C(101)；所述支架C(101)可与承托滑槽(103)滑接，支架C(101)上端设有与支架D(102)底端面贴合的贴合板，该贴合板上设有与圆形腰孔配合的定位销钉，支架D(102)前侧设有胶头螺孔，该胶头螺孔处装有第二胶头调位顶丝(104)，第二胶头调位顶丝(104)可穿过支架D(102)并与支架C(101)连接，第二胶头调位顶丝(104)可在转动时使支架C(101)相对支架D(102)移动；

所述单体绕Y俯仰角单元(11)安装在支架C(101)上，绕Y俯仰角单元(11)包括蜗杆(111)与蜗轮转台(112)，其中蜗轮转台(112)安装在上调节支架(81)顶端，蜗轮转台(112)内侧设有蜗轮，蜗轮转台(112)可自锁，蜗杆(111)设于蜗轮转台(112)上且其可与蜗轮啮合并使蜗轮俯仰偏转。

3.根据权利要求2所述的一种超宽幅高分辨率卷对卷生产在线光学量测***，其特征在于：所述整体自由度调整模块可实现多个整体A相机模组、B相机模组的绕X轴旋转、绕Z轴旋转以及沿Z轴平移，整体自由度调整模块包括整体绕X轴调节单元(12)、整体绕Z轴调节单元与整体沿Z轴平移单元(13)，其中整体绕X轴调节单元(12)包括前侧板(121)、后侧板(122)，前侧板(121)上设有圆形腰孔，后侧板(122)上设有伸出圆形腰孔外的定位销钉，后侧板(122)上设有安装座(123)，该安装座(123)上设有胶头顶丝安装孔，该胶头顶丝安装孔内设有与前侧板(121)连接，并可在旋动时带动前侧板(121)相对后侧板(122)移动的胶头调位顶丝；所述整体沿Z轴平移单元(13)包括直线导轨(131)、伺服电机(132)及直线滑台模组(133)，直线导轨(131)安装在后侧板(122)后端，直线导轨(131)上滑接有直线滑台模组(133)；所述伺服电机(132)轴端连接有螺杆，该螺杆穿过直线滑台模组(133)，螺杆可在伺服电机(132)启动时带动直线滑台模组(133)移动，并使后侧板(122)整体移动。

4.根据权利要求1所述的一种超宽幅高分辨率卷对卷生产在线光学量测***，其特征在于：所述下表面相机模组(14)与上表面相机模组结构及调节原理一致，下表面相机模组(14)可实现单体绕Z轴旋转、单体沿Y方向平移、单体沿X方向平移、单体绕Y俯仰角、单体沿Z方向平移，以及整体沿Z方向升降、绕Z方向旋转与绕X方向旋转。