一種機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供一種機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)，包括基座、用于拾取芯片的拾取頭、CCD相機(jī)、反射鏡、半透半反射鏡、基板以及導(dǎo)軌，基板相對基座固定設(shè)置，基座可沿導(dǎo)軌進(jìn)行左右移動(dòng)，CCD相機(jī)固定設(shè)置在基座的上部，基座上還固定設(shè)置有第一齒輪和第二齒輪，第一齒輪與第二齒輪之間通過皮帶傳動(dòng)連接或者相互嚙合，拾取頭的側(cè)部固定設(shè)置與第一齒輪和/或第二齒輪嚙合的直齒條，第一齒輪和/或第二齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)可帶動(dòng)直齒條上下移動(dòng)從而帶動(dòng)拾取頭上下移動(dòng)，從以上可以知曉，通過設(shè)計(jì)合理的齒輪參數(shù)，就可以使得反射鏡和拾取頭在運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)相互干涉。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)
本技術(shù)涉及倒裝芯片貼裝
，具體涉及一種機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
機(jī)器視覺是指利用機(jī)器模仿人眼來做測量和判斷，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)柔性化和自動(dòng)化的技術(shù)手段。倒裝設(shè)備中的機(jī)器視覺系統(tǒng)是通過圖像攝取裝置(CMOS或CCD)獲取生產(chǎn)線上芯片或基板的圖像，并將其轉(zhuǎn)換成電信號，傳送給專門的圖像處理系統(tǒng)，以得到被攝物的形態(tài)信息，然后根據(jù)得到的像素分布、亮度和顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，再通過圖像系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取拍攝目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動(dòng)作。倒裝設(shè)備中要準(zhǔn)確清晰地獲取工件和安裝工位的圖像，視覺系統(tǒng)中的CCD相機(jī)與被拍攝物之間要建立起良好的光學(xué)對中方式，即在拾取機(jī)構(gòu)吸取工件到貼裝的過程中，CCD相機(jī)能夠通過設(shè)計(jì)的光路捕捉到工件的圖像，而且圖像要足夠清晰便于分析處理；同理，拾取機(jī)構(gòu)移動(dòng)到安裝工位后利用所設(shè)計(jì)的光路，CCD相機(jī)能夠攝取到安裝工位的圖像。為滿足倒裝設(shè)備高精度、高質(zhì)量、高效率的需求，達(dá)到高效快速成像的目的，設(shè)計(jì)一種簡單、有效的光學(xué)對中方式至關(guān)重要。目前大部分的倒裝設(shè)備的光學(xué)對中系統(tǒng)采用兩臺CCD相機(jī)，一臺豎直向上安裝于拾取位與貼裝位之間的固定位置，這樣在拾取頭吸取芯片向基板運(yùn)動(dòng)的過程中，經(jīng)過攝像機(jī)上方，便可以獲取到元件的圖像；另一臺固定安裝在拾取機(jī)構(gòu)上，當(dāng)拾取模塊到達(dá)貼裝工位時(shí)，便可攝取到安裝工位的圖像。這種光學(xué)對中系統(tǒng)較簡單，成像質(zhì)量較好且利于控制，但缺點(diǎn)是元件成像過程中需要將拾取機(jī)構(gòu)移動(dòng)到靜止的仰視CCD上方并作短暫停留，降低了貼裝的工作效率，且拾取機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)的過程中需要增加額外的啟停，在一定程度上增加了拾取頭的振動(dòng)，影響貼片質(zhì)量。另一種方案是只使用一套CCD相機(jī)系統(tǒng)獲取元件和基板位置的方案，當(dāng)拾取機(jī)構(gòu)吸取芯片運(yùn)動(dòng)到安裝工位上方，此時(shí)將一套光路系統(tǒng)置于芯片和安裝位之間，依靠光路設(shè)計(jì)同時(shí)采集芯片和基板的圖像，以實(shí)現(xiàn)芯片和安裝工位的光學(xué)對。該方案的對準(zhǔn)精度較高，但芯片鍵合時(shí)需要將光路系統(tǒng)移開，降低了貼裝的工作效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
鑒于以上所述，為了解決至少其中一個(gè)技術(shù)問題，本技術(shù)有必要提供一種機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)。本技術(shù)采用的技術(shù)方案為：一種機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)，包括基座、用于拾取芯片的拾取頭、CCD相機(jī)、反射鏡、半透半反射鏡、基板以及導(dǎo)軌，基板相對基座固定設(shè)置，基座可沿導(dǎo)軌進(jìn)行左右移動(dòng)，CCD相機(jī)固定設(shè)置在基座的上部，基座上還固定設(shè)置有第一齒輪和第二齒輪，第一齒輪與第二齒輪之間通過皮帶傳動(dòng)連接或者相互嚙合，拾取頭的側(cè)部固定設(shè)置與第一齒輪和/或第二齒輪嚙合的直齒條，第一齒輪和/或第二齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)可帶動(dòng)直齒條上下移動(dòng)從而帶動(dòng)拾取頭上下移動(dòng)，反射鏡被第一齒輪驅(qū)動(dòng)并與基座的底邊呈斜向運(yùn)動(dòng)，半透半反射鏡傾斜的固定在基座的一個(gè)底角，反射鏡在第一齒輪驅(qū)動(dòng)作用下斜向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)拾取頭拾取芯片并向上運(yùn)動(dòng)，在拾取頭達(dá)到預(yù)定位置之后，芯片在反射鏡的成像可通過半透半反射鏡被CCD相機(jī)捕獲。進(jìn)一步地，半透半反射鏡的反射面在上部而透射面在下部，半透半反射鏡與基座上靠近半透半反射鏡的透射面所在一側(cè)的底角呈45°夾角設(shè)置；反射鏡與相對半透半反射鏡所在一側(cè)的底角呈135°角設(shè)置。進(jìn)一步地，拾取頭包括上、下兩個(gè)極限位置；拾取頭在下極限位置時(shí)，拾取芯片，反射鏡完全避開拾取頭；拾取頭在上極限位置時(shí)，已完成拾取芯片的動(dòng)作，反射鏡斜向下運(yùn)動(dòng)，使得芯片在反射鏡的成像可通過半透半反射鏡被CCD相機(jī)捕獲。進(jìn)一步地，拾取頭還包括運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)用于控制并且選擇性地調(diào)整拾取頭和/或基板的徑向以及軸向運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步的，機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)還包括分析處理模塊，分析處理模塊與運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)信號連接，分析處理模塊用于獲取CCD相機(jī)捕獲的圖像并進(jìn)行處理計(jì)算得到控制信號，分析處理模塊將控制信號發(fā)送到運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)進(jìn)而控制拾取頭進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。進(jìn)一步地，機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)還包括第一燈源以及第二燈源，第一燈源位于半透半反射鏡的反射面的一側(cè)，而第二燈源位于半透半反射鏡的透射面的一側(cè)。進(jìn)一步地，拾取頭完成拾取芯片并處于上極限位置后，拾取頭沿導(dǎo)軌向基板的方向運(yùn)動(dòng)直至CCD相機(jī)的鏡頭對準(zhǔn)基板，此時(shí)保持第二燈源關(guān)閉，打開第一燈源，從而觸發(fā)CCD相機(jī)進(jìn)行拍照并發(fā)送至分析處理模塊進(jìn)行處理，分析處理模塊計(jì)算并發(fā)送控制信號至運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，從而控制拾取頭對芯片進(jìn)行位置和角度校準(zhǔn)。進(jìn)一步地，拾取頭完成對芯片的位置和角度校準(zhǔn)后，關(guān)閉第一燈源，打開第二燈源，CCD相機(jī)獲取基板的位置和角度的圖像，并發(fā)送至分析處理模塊，分析處理模塊進(jìn)而計(jì)算得出控制信號，驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)對基板進(jìn)行位置和角度的校準(zhǔn)。進(jìn)一步地，機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)在校準(zhǔn)基板的位置和角度時(shí)，芯片到CCD相機(jī)的光路距離與基板到CCD相機(jī)的光路距離相等。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)的機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)，利用齒輪機(jī)構(gòu)將拾取頭的升降運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為反射鏡的伸縮往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過設(shè)計(jì)齒輪參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)反射鏡運(yùn)動(dòng)不干涉拾取頭的拾放功能。本技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施方案及其有益效果，將結(jié)合具體實(shí)施方式進(jìn)一步詳細(xì)說明。附圖說明附圖是用來提供對本技術(shù)的進(jìn)一步理解，并構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本技術(shù)，但不應(yīng)構(gòu)成對本技術(shù)的限制。在附圖中，圖1：本技術(shù)的機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)的構(gòu)造示意圖。圖2：圖1所示的機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)的拾取頭完成拾取芯片的示意圖。圖3：圖1所示的機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)的獲取芯片圖像的示意圖。圖4：圖1所示的機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)的獲取基板圖像的示意圖。圖5：圖1所示的機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)的半透半反射鏡與反射鏡在獲取基板圖像時(shí)的相對位置示意圖。各部件名稱及其標(biāo)號拾取頭：1基板：5芯片：9導(dǎo)軌：13CCD相機(jī)：2第一齒輪：6第一燈源：10反射鏡：3第二齒輪：7第二燈源：11半透半反射鏡：4直齒條：8基座：12具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對本技術(shù)的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本技術(shù)，并不用于限制本技術(shù)。請參閱圖1、圖2，本技術(shù)較佳實(shí)施例提供一種機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)，該機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)包括基座12、用于拾取芯片的拾取頭1、CCD相機(jī)2、反射鏡3、半透半反射鏡4、基板5以及導(dǎo)軌13，基板5相對基座12固定設(shè)置，基座12可沿導(dǎo)軌13進(jìn)行左右移動(dòng)，從而可以帶動(dòng)拾取頭1以及CCD相機(jī)2左右移動(dòng)，CCD相機(jī)2固定設(shè)置在基座12的上部，基座12上還固定設(shè)置有第一齒輪6和第二齒輪7，第一齒輪6與第二齒輪之間通過皮帶傳動(dòng)連接或者相互嚙合，拾取頭1的側(cè)部固定設(shè)置與第一齒輪6和/或第二齒輪7嚙合的直齒條8，第一齒輪6和/或第二齒輪7轉(zhuǎn)動(dòng)可帶動(dòng)直齒條8上下移動(dòng)從而帶動(dòng)拾取頭1上下移動(dòng)，反射鏡3被第一齒輪6驅(qū)動(dòng)并與基座12的底邊呈斜向運(yùn)動(dòng)，半透半反射鏡4傾斜的固定在基座12的一個(gè)底角，反射鏡3在第一齒輪6驅(qū)動(dòng)作用下斜向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)拾取頭1拾取芯片9并向上運(yùn)動(dòng)，在拾取頭1達(dá)到預(yù)定位置之后，芯片9在反射鏡3的成像可通過半透半反射鏡4被CCD相機(jī)2捕獲。通過以上描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以知曉的是，通過設(shè)計(jì)合理的齒輪參數(shù)，就可以使得反射鏡3和拾取頭1在運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)相互干涉。優(yōu)選的，參見圖2-圖4，根據(jù)本實(shí)施例當(dāng)中的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，半透半反射鏡4的反射面在上部而透射面本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)，包括基座、用于拾取芯片的拾取頭、CCD相機(jī)、反射鏡、半透半反射鏡、基板以及導(dǎo)軌，其特征在于：所述基板相對所述基座固定設(shè)置，所述基座可沿所述導(dǎo)軌進(jìn)行左右移動(dòng)，所述CCD相機(jī)固定設(shè)置在所述基座的上部，所述基座上還固定設(shè)置有第一齒輪和第二齒輪，所述第一齒輪與第二齒輪之間通過皮帶傳動(dòng)連接或者相互嚙合，所述拾取頭的側(cè)部固定設(shè)置與所述第一齒輪和/或第二齒輪嚙合的直齒條，所述第一齒輪和/或第二齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)可帶動(dòng)所述直齒條上下移動(dòng)從而帶動(dòng)所述拾取頭上下移動(dòng)，所述反射鏡被所述第一齒輪驅(qū)動(dòng)并與所述基座的底邊呈斜向運(yùn)動(dòng)，所述半透半反射鏡傾斜的固定在所述基座的一個(gè)底角，所述反射鏡在所述第一齒輪驅(qū)動(dòng)作用下斜向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)所述拾取頭拾取芯片并向上運(yùn)動(dòng)，在所述拾取頭達(dá)到預(yù)定位置之后，所述芯片在所述反射鏡的成像可通過所述半透半反射鏡被所述CCD相機(jī)捕獲。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)，包括基座、用于拾取芯片的拾取頭、CCD相機(jī)、反射鏡、半透半反射鏡、基板以及導(dǎo)軌，其特征在于：所述基板相對所述基座固定設(shè)置，所述基座可沿所述導(dǎo)軌進(jìn)行左右移動(dòng)，所述CCD相機(jī)固定設(shè)置在所述基座的上部，所述基座上還固定設(shè)置有第一齒輪和第二齒輪，所述第一齒輪與第二齒輪之間通過皮帶傳動(dòng)連接或者相互嚙合，所述拾取頭的側(cè)部固定設(shè)置與所述第一齒輪和/或第二齒輪嚙合的直齒條，所述第一齒輪和/或第二齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)可帶動(dòng)所述直齒條上下移動(dòng)從而帶動(dòng)所述拾取頭上下移動(dòng)，所述反射鏡被所述第一齒輪驅(qū)動(dòng)并與所述基座的底邊呈斜向運(yùn)動(dòng)，所述半透半反射鏡傾斜的固定在所述基座的一個(gè)底角，所述反射鏡在所述第一齒輪驅(qū)動(dòng)作用下斜向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)所述拾取頭拾取芯片并向上運(yùn)動(dòng)，在所述拾取頭達(dá)到預(yù)定位置之后，所述芯片在所述反射鏡的成像可通過所述半透半反射鏡被所述CCD相機(jī)捕獲。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器視覺飛行系統(tǒng)，其特征在于：所述半透半反射鏡的反射面在上部而透射面在下部，所述半透半反射鏡與所述基座上靠近所述半透半反射鏡的透射面所在一側(cè)的底角呈45°...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高健，梁航，陳云，賀云波，張昱，湯暉，陳新，
申請(專利權(quán))人：廣東工業(yè)大學(xué)，
類型：新型
國別省市：廣東,44