專利名稱：運(yùn)用多軸機(jī)械臂的檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種運(yùn)用多軸機(jī)械臂的檢測(cè)裝置，尤指一種藉由多軸機(jī)械臂對(duì)一待測(cè)物品進(jìn)行多面檢測(cè)的檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
精密檢測(cè)，為自動(dòng)化控制中極為重要的一環(huán)。觀之自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，可由量產(chǎn)的概念說起。量產(chǎn)是大量生產(chǎn)(Mass Production)的縮寫,其概念很早即出現(xiàn)于人類的社會(huì)，具有低成本、高效率的優(yōu)點(diǎn)。但量產(chǎn)的實(shí)行受制于規(guī)格化的先決條件。在規(guī)格化尚未能達(dá)成之前，量產(chǎn)的對(duì)象僅限于低技術(shù)、低精密度的產(chǎn)業(yè)，如磚塊等簡單產(chǎn)品。隨著規(guī)格化的普及，分工越細(xì)，量產(chǎn)所能處理的對(duì)象也同時(shí)增多。然而隨著精密工業(yè)所帶來的高規(guī)格的需求，對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量亦需經(jīng)過嚴(yán)密的檢測(cè)才能符合一般供應(yīng)鏈的標(biāo)準(zhǔn)。是以，如何對(duì)產(chǎn)品進(jìn)·行高精密度的檢測(cè)，以提供高質(zhì)量的產(chǎn)料輸出為制程廠商的一大課題。精密檢測(cè)通常適用于須具備高精密度、低容錯(cuò)率的產(chǎn)品，通常配合一自動(dòng)化控制產(chǎn)線設(shè)置，并配設(shè)于供應(yīng)鏈的末端位置，以對(duì)制造的成品進(jìn)行表面污損、磨損、漏銅等瑕疵的檢測(cè)。其通常包含有一光學(xué)儀器(例如線掃描攝影機(jī)、面掃描攝影機(jī)等)用以對(duì)待測(cè)物品的表面取像，再以計(jì)算機(jī)影像處理技術(shù)來檢出異物或圖案異常等瑕疵。于已知技術(shù)中通常是藉由一輸送帶將待測(cè)物送至上述光學(xué)儀器的景深范圍內(nèi)進(jìn)行取像，然而，大多數(shù)的檢測(cè)裝置僅具備有對(duì)待測(cè)物品的單一視覺平面進(jìn)行取像的功效，并不能配合多面體的產(chǎn)品進(jìn)行多維度的表面檢測(cè)。如中國臺(tái)灣第1230255號(hào)專利，揭露一種自動(dòng)光學(xué)檢查機(jī)，包含有一直立平臺(tái)及數(shù)個(gè)電荷稱合組件(charge coupled device,CCD)。該電荷稱合組件用以對(duì)玻璃基板進(jìn)行光學(xué)檢查。該自動(dòng)光學(xué)檢查機(jī)另包括一多軸向的機(jī)械手臂，用以加載及卸載該玻璃基板于一平臺(tái)上。然而該裝置僅只能用于平面基板的檢測(cè)，并不能適用于針對(duì)多面體進(jìn)行多維度取像的情況。針對(duì)多面體的檢測(cè)，實(shí)際上通常是使用一 XY Θ載臺(tái)以調(diào)整待測(cè)物的位置、角度，使待測(cè)物的取像面正對(duì)光學(xué)儀器的景深范圍內(nèi)，然而透過XY Θ載臺(tái)移動(dòng)多面體的技術(shù)須單一向量的維度到達(dá)定位時(shí)，才可進(jìn)行另一向量方向的位移，是以受限于操作的速率，該裝置用于大量檢測(cè)的效果并不甚理想。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種運(yùn)用多軸機(jī)械臂的檢測(cè)裝置，一種運(yùn)用多軸機(jī)械臂對(duì)一多面體的待測(cè)物進(jìn)行多面檢測(cè)的檢測(cè)裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種運(yùn)用多軸機(jī)械臂的檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)待測(cè)物品的數(shù)個(gè)可視平面的表面瑕疵，其特點(diǎn)是該檢測(cè)裝置包含有第一影像掃描裝置及多軸機(jī)械臂，該第一影像掃描裝置設(shè)置于一第一待測(cè)區(qū)域的一側(cè)，該第一待測(cè)區(qū)域相對(duì)位于該第一影像掃描裝置的景深區(qū)域范圍內(nèi)；該多軸機(jī)械臂包含有一固定上述待測(cè)物品的拾取部、以及一連結(jié)該拾取部以移動(dòng)上述待測(cè)物品的機(jī)臂，該機(jī)臂移動(dòng)上述待測(cè)物品至上述第一待測(cè)區(qū)域并轉(zhuǎn)動(dòng)該待測(cè)物品以藉由該第一影像掃描裝置擷取上述待測(cè)物品的數(shù)個(gè)可視平面的影像。進(jìn)一步地，該檢測(cè)裝置包含有一第二影像掃描裝置、一設(shè)置于該第二影像掃描裝置景深范圍內(nèi)的第二待測(cè)區(qū)域、以及一載置上述待測(cè)物品至該第二待測(cè)區(qū)域以便于第二影像掃描裝置該對(duì)該待測(cè)物品的一可視平面進(jìn)行影像擷取的載臺(tái)。進(jìn)一步地，該載臺(tái)包含有一第一載具以及一第二載具，該第二載具包含有一由起始位置軸旋至該第一載具上方并吸附該待測(cè)物品一面的第一狀態(tài)，以及一復(fù)位至起始位置以將該待測(cè)物品相對(duì)該一面的另一面向上曝露以便供第二影像掃描裝置進(jìn)行取像的第二狀態(tài)。進(jìn)一步地，該第二影像掃描裝置為線掃描攝影機(jī)(Line Scan Camera)。進(jìn)一步地,該第二影像掃描裝置為面掃描攝影機(jī)(Area Scan Camera)。 進(jìn)一步地，該檢測(cè)裝置包含有一對(duì)該待測(cè)物品進(jìn)行補(bǔ)光的補(bǔ)光燈具。進(jìn)一步地，該拾取部為真空吸附裝置。進(jìn)一步地，該第一影像掃描裝置為面掃描攝影機(jī)(Area Scan Camera)。進(jìn)一步地，該第一影像掃描裝置為線掃描攝影機(jī)(Line Scan Camera)。因此，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)I.本實(shí)用新型比現(xiàn)有技術(shù)更具備多視角的檢測(cè)功能，可拍攝取得多面體待測(cè)物各角度的可視平面，進(jìn)而對(duì)待測(cè)物的每一可視平面進(jìn)行瑕疵檢測(cè)。2.由于本實(shí)用新型的多軸機(jī)臂可以同時(shí)進(jìn)行多軸的移動(dòng)，比現(xiàn)有技術(shù)的XY Θ載臺(tái)，不僅移動(dòng)速度更快，更由于多軸機(jī)臂操作于三度空間，其可供使用的空間裕度更廣，可更靈活的與所述的檢測(cè)裝置相互配置。

圖I是本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的外觀示意圖。圖2是本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的操作示意圖一。圖3是本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的操作示意圖二。圖4是本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的操作示意圖三。圖5是本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的操作示意圖四。圖6是本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的操作示意圖五。標(biāo)號(hào)說明100...檢測(cè)裝置10 ...第一影像掃描裝置11 ...第一待測(cè)區(qū)域 12 ...補(bǔ)光燈具20 ...第二影像掃描裝置 21 ...第二待測(cè)區(qū)域22 ...補(bǔ)光燈具30 ...多軸機(jī)械臂31 ...拾取部32 ...機(jī)臂40 ...載臺(tái)41 ...第一載具42 ...第一載具200...待測(cè)物品。
具體實(shí)施方式
有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說明及技術(shù)內(nèi)容，現(xiàn)就配合圖式說明如下。再者，本實(shí)用新型中的圖式，為說明方便，其比例未必按實(shí)際比例繪制，而有夸大的情況，該等圖式及其比例非用以限制本實(shí)用新型的范圍。有關(guān)于本實(shí)用新型的運(yùn)用多軸機(jī)械臂的檢測(cè)裝置，請(qǐng)參閱圖1，為本實(shí)用新型檢測(cè)裝置的外觀示意圖，如圖所示本實(shí)用新型的檢測(cè)裝置100，主要是用于對(duì)一待測(cè)物品200的數(shù)個(gè)可視平面進(jìn)行表面瑕疵的檢測(cè)，該待測(cè)物品200可為一多面體的結(jié)構(gòu)，并具有數(shù)個(gè)可視平面。更具體而言，本實(shí)用新型可用于對(duì)芯片、晶圓表面、電子封裝零件、電子零組件、電子裝置外殼或其它具備數(shù)個(gè)可視平面的產(chǎn)品進(jìn)行多個(gè)視角的檢測(cè)。于本實(shí)施例中，本實(shí)用新型主要包含有一可對(duì)單一平面進(jìn)行取像的第一影像掃描裝置10，以及一以規(guī)則方式移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)該待測(cè)物品200使該第一影像掃描裝置10得以分別取得該待測(cè)物品200的數(shù)個(gè)可視平面的多軸機(jī)械臂30。為便于對(duì)該待測(cè)物品200進(jìn)行取像，該第一影像掃描裝置10設(shè)置于一第一待測(cè)區(qū)域11的一側(cè)，該第一待測(cè)區(qū)域11相對(duì)位于該第一影像掃描裝置10的景深區(qū)域范圍內(nèi)，并于該第一影像掃描裝置10的一側(cè)設(shè)置有一對(duì)該第一待測(cè)區(qū)域11上的待測(cè) 物品200進(jìn)行補(bǔ)光以便于該第一影像掃描裝置10取像的補(bǔ)光燈具12。有關(guān)于所述的景深區(qū)域范圍，是指上述第一影像掃描裝置10可清晰辨識(shí)待測(cè)物品200表面的合理范圍內(nèi)。有關(guān)于所述的第一影像掃描裝置10較佳為一面掃描攝影機(jī)(Area Scan Camera),以便于對(duì)待測(cè)物品200的各可視角度分別取像，另外該第一影像掃描裝置10亦可依配置上的需求選擇線掃描攝影機(jī)(Line Scan Camera)。上述的多軸機(jī)械臂30，包含有一固定上述待測(cè)物品200的拾取部31，以及一連結(jié)該拾取部31以移動(dòng)上述待測(cè)物品200的機(jī)臂32。于本實(shí)施例中，該拾取部31為可吸附待測(cè)物品200的真空吸嘴，于實(shí)際操作時(shí)，該拾取部31亦可為藉由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)用以夾持待測(cè)物品200的夾臂，于本實(shí)用新型中并不予以限制其實(shí)施型態(tài)。由于藉由多軸機(jī)械臂30檢測(cè)待測(cè)物品200時(shí)必會(huì)有至少一面因機(jī)臂32上的拾取部31遮蔽而導(dǎo)致取像不全，是以，本實(shí)用新型更配置有一第二影像掃描裝置20，一設(shè)置于該第二影像掃描裝置20的景深范圍內(nèi)的第二待測(cè)區(qū)域21，以及一對(duì)應(yīng)于該第二影像掃描裝置20的載臺(tái)40。該載臺(tái)40用以承載上述待測(cè)物品200沿一檢測(cè)路徑移動(dòng)并經(jīng)過上述的第二待測(cè)區(qū)域21，以藉由該第二影像掃描裝置20取得該待測(cè)物品200的平面影像，并于該第二影像掃描裝置20的一側(cè)設(shè)置有一對(duì)該第二待測(cè)區(qū)域21的待測(cè)物品200進(jìn)行補(bǔ)光的補(bǔ)光燈具22。所述的第二影像掃描裝置20較佳為一線掃描攝影機(jī)(Line Scan Camera),以便于檢測(cè)的程序連續(xù)進(jìn)行。然而，該第二影像掃描裝置20亦可依配置上的需求選擇面掃描攝影機(jī)(Area Scan Camera)。較佳的是，本實(shí)用新型的載臺(tái)40具有一第一載具41，及一設(shè)置于該第一載具41 一側(cè)的第二載具42,該第二載具42包含有一第一狀態(tài)以及一第二狀態(tài)。于第二影像掃描裝置20取得上述待測(cè)物品200的一正面影像后，該第二載具42操作于第一狀態(tài)。于第一狀態(tài)時(shí)，該第二載具42由一起始位置相對(duì)該第一載具41軸旋并翻轉(zhuǎn)至該第一載具41的上方，以藉由該第二載具42上的真空吸附裝置吸附該待測(cè)物品200的正面。于第二狀態(tài)時(shí)，該第二載具42復(fù)歸至起始位置，使該待測(cè)物品200的背面朝上以藉由該第二影像掃描裝置20進(jìn)一步取得背面影像。有關(guān)于所述的正面及背面是指相應(yīng)于上述真空吸嘴吸附的位置而言，亦即正面及背面可分別代表該待測(cè)物品200受遮蔽位置的一平面，及相對(duì)該平面的另一面。有關(guān)于本實(shí)用新型的相關(guān)作動(dòng)細(xì)節(jié)，請(qǐng)一并參閱圖2至圖6，以下系揭露本實(shí)用新型的一種多面體的檢測(cè)過程，其中該待測(cè)物品200包含有數(shù)個(gè)側(cè)面、一正面、以及一背面。為達(dá)成以下的操作，本實(shí)用新型的機(jī)械臂至少須包含有四軸才能完成操作，在此將其四軸分別定義為X軸、Y軸、Z軸、以及Θ軸，該X軸、Y軸、Z軸用于操作該待測(cè)物品200于一三維空間內(nèi)移動(dòng)，該Θ軸用于定點(diǎn)操作該待測(cè)物品200軸旋，其操作順序如下于待測(cè)物品200(多面體)移動(dòng)至操作平臺(tái)時(shí)，上述的多軸機(jī)械臂30藉由該真空吸嘴拾取該待測(cè)物品200的一正面(背面)，并藉由上述X軸、Y軸、Z軸進(jìn)行X軸向、Y軸向、以及Z軸向的移動(dòng)(所述X軸、Y軸、Z軸并不一定要分別對(duì)應(yīng)三維空間之X、Y、Z軸方向設(shè)置，本實(shí)用新型并不排除任何可運(yùn)用三軸于三維空間內(nèi)移動(dòng)待測(cè)物品200的實(shí)施樣式)，將該待測(cè)物品200移至上述第一影像掃描裝置10的景深范圍內(nèi)(亦即上述的待測(cè)區(qū)域)。接續(xù)請(qǐng)參閱圖2所示，該多軸機(jī)械臂30移動(dòng)該待測(cè)物品200，使其側(cè)面正對(duì)該第一影像掃描裝置10的鏡頭，并藉由上述的Θ軸使該待測(cè)物品200相對(duì)應(yīng)該第一影像掃描裝置10的鏡頭旋轉(zhuǎn)，使該第一影像掃描裝置10取得該待測(cè)物品200每一側(cè)面的影像。進(jìn)一步，請(qǐng)參閱圖3所示，為便于擷·取該待測(cè)物品200的正面及背面的影像，該多軸機(jī)械臂30將該待測(cè)物品200移載至上述的第一載具41上，該第一載具41并具有一真空吸附裝置，用以吸附上述待測(cè)物品200。接續(xù)，如圖4所示，于該載臺(tái)40感應(yīng)到該待測(cè)物品200置放于該第一載具41上時(shí)，該載臺(tái)40承載該待測(cè)物品200朝該第二影像掃描裝置20的景深范圍移動(dòng)，于該待測(cè)物品200經(jīng)過第二影像掃描裝置20時(shí),該掃描裝置上的線性排列的電荷稱合組件(charge coupled device,(XD)取得該待測(cè)物品200正面的影像。進(jìn)一步，請(qǐng)參閱圖5所示，于該掃描裝置取得該待測(cè)物品200正面的影像后，設(shè)置于該第一載具41 一側(cè)的第二載具42朝該第一載具41的位置翻轉(zhuǎn)，并藉由該第二載具42上的真空吸附裝置吸附該待測(cè)物品200，并回轉(zhuǎn)至起始位置，使該待測(cè)物品200的背面朝上。此時(shí)，如圖6所示，該載臺(tái)40沿原檢測(cè)路徑移回至起始位置，使該第二影像掃描裝置20取得該待測(cè)物品200的背面影像。最后，經(jīng)由移載裝置將待測(cè)物品200移載至輸送平臺(tái)完成所有的檢測(cè)。綜上所述，本實(shí)用新型比現(xiàn)有技術(shù)更具備多視角的檢測(cè)功能，可拍攝取得多面體待測(cè)物各角度的可視平面，進(jìn)而對(duì)待測(cè)物的每一可視平面進(jìn)行瑕疵檢測(cè)。此外，由于本實(shí)用新型的多軸機(jī)臂可以同時(shí)進(jìn)行多軸的移動(dòng)，比現(xiàn)有技術(shù)的XY θ載臺(tái)，不僅移動(dòng)速度更快，更由于多軸機(jī)臂操作于三度空間，其可供使用的空間裕度更廣，可更靈活的與所述檢測(cè)裝置相互配置。以上已將本實(shí)用新型做一詳細(xì)說明，惟以上所述，僅為本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以此限定本實(shí)用新型實(shí)施的范圍，即凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種運(yùn)用多軸機(jī)械臂的檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)待測(cè)物品的數(shù)個(gè)可視平面的表面瑕疵，其特征在于該檢測(cè)裝置包含有第一影像掃描裝置及多軸機(jī)械臂，該第一影像掃描裝置設(shè)置于一第一待測(cè)區(qū)域的一側(cè)，該第一待測(cè)區(qū)域相對(duì)位于該第一影像掃描裝置的景深區(qū)域范圍內(nèi)；該多軸機(jī)械臂包含有一固定上述待測(cè)物品的拾取部、以及一連結(jié)該拾取部以移動(dòng)上述待測(cè)物品的機(jī)臂，該機(jī)臂移動(dòng)上述待測(cè)物品至上述第一待測(cè)區(qū)域并轉(zhuǎn)動(dòng)該待測(cè)物品以藉由該第一影像掃描裝置擷取上述待測(cè)物品的數(shù)個(gè)可視平面的影像。
2.如權(quán)利要求I所述的運(yùn)用多軸機(jī)械臂的檢測(cè)裝置，其特征在于該裝置更進(jìn)一步包含有一第二影像掃描裝置、一設(shè)置于該第二影像掃描裝置景深范圍內(nèi)的第二待測(cè)區(qū)域、以及一載置上述待測(cè)物品至該第二待測(cè)區(qū)域以便于第二影像掃描裝置該對(duì)該待測(cè)物品的一可視平面進(jìn)行影像擷取的載臺(tái)。
3.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)用多軸機(jī)械臂的檢測(cè)裝置，其特征在于所述載臺(tái)包含有一第一載具以及一第二載具，該第二載具包含有一由起始位置軸旋至該第一載具上方并吸附該待測(cè)物品一面的第一狀態(tài)、以及一復(fù)位至起始位置以將該待測(cè)物品相對(duì)該一面的另一面向上曝露以便供第二影像掃描裝置進(jìn)行取像的第二狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)用多軸機(jī)械臂的檢測(cè)裝置，其特征在于所述第二影像掃描裝置為線掃描攝影機(jī)。
5.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)用多軸機(jī)械臂的檢測(cè)裝置，其特征在于所述第二影像掃描裝置為面掃描攝影機(jī)。
6.如權(quán)利要求I所述的運(yùn)用多軸機(jī)械臂的檢測(cè)裝置，其特征在于該裝置更進(jìn)一步包含有對(duì)該待測(cè)物品進(jìn)行補(bǔ)光的補(bǔ)光燈具。
7.如權(quán)利要求I所述的運(yùn)用多軸機(jī)械臂的檢測(cè)裝置，其特征在于所述拾取部為真空吸嘴。
8.如權(quán)利要求I所述的運(yùn)用多軸機(jī)械臂的檢測(cè)裝置，其特征在于所述第一影像掃描裝置為面掃描攝影機(jī)。
9.如權(quán)利要求I所述的運(yùn)用多軸機(jī)械臂的檢測(cè)裝置，其特征在于所述第一影像掃描裝置為線掃描攝影機(jī)。
專利摘要一種運(yùn)用多軸機(jī)械臂的檢測(cè)裝置，包含有一第一影像掃描裝置以及一對(duì)應(yīng)該第一影像掃描裝置設(shè)置的多軸機(jī)械臂。該第一影像掃描裝置設(shè)置于一第一待測(cè)區(qū)域的一側(cè)，該第一待測(cè)區(qū)域相對(duì)位于該第一影像掃描裝置的景深區(qū)域范圍內(nèi)。該多軸機(jī)械臂包含有一固定上述待測(cè)物品的拾取部以及一連結(jié)該拾取部以移動(dòng)上述待測(cè)物品的機(jī)臂，該機(jī)臂移動(dòng)上述待測(cè)物品至上述第一待測(cè)區(qū)域并旋轉(zhuǎn)該待測(cè)物品以藉由該第一影像掃描裝置擷取上述待測(cè)物品每一可視平面的影像。從而，更具多視角的檢測(cè)功能，可拍攝取得多面體待測(cè)物各角度的可視平面，進(jìn)而對(duì)待測(cè)物的每一可視平面進(jìn)行瑕疵檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N21/88GK202770779SQ201220425738
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者王玉龍, 李仲偉, 陳銘勇, 蔡鴻儒 申請(qǐng)人:由田新技股份有限公司