一种倒盘补料装置、倒盘补料方法及倒盘系统与流程

本发明属于产品加工，具体涉及到一种倒盘补料装置、倒盘补料方法及倒盘系统。

背景技术：

1、在半导体、电子元器件等产品的生产制造过程中，经常需要对产品进行翻面处理，以便对产品的不同朝向面进行加工、检测或贴装等操作。例如，在某些封装或组装工序中，产品在进料载具中以第一面朝下的状态承载，需要将产品翻转使第一面朝上后转移至目标载具，以供后续工序使用。这一过程通常涉及产品的批量拾取、翻面和重新摆放，对设备的作业效率、定位精度和运行可靠性提出了较高要求。

2、传统的倒盘作业多采用人工或半自动方式完成。人工倒盘效率低下、劳动强度大，且易因人为操作失误导致产品损伤或摆放位置偏差，难以满足大批量、高节拍的连续化生产需求。部分自动化倒盘设备虽然实现了产品的机械化翻面和转移，但在多颗产品同步处理方面仍存在诸多不足。

3、一方面，现有倒盘设备在进行多颗产品同步取放时，通常采用固定间距的多吸头结构，各吸头之间的相对位置固定不变。当翻面后的产品因弹性吸附、翻转释放等动作产生位置偏差时，各产品之间的实际间距与吸头固定间距不再匹配，导致部分吸头无法准确对准对应产品，出现取料失败、产品损伤或放置偏位等问题。为解决此问题，部分设备采用单颗依次取放的方式，虽保证了单颗精度，但作业效率大幅降低，难以满足产能要求。

4、另一方面，现有倒盘设备的视觉定位系统与取放动作多采用串行作业模式，即视觉系统拍摄产品获取坐标后取放机构执行拾取，拾取完成后再拍摄放置目标获取坐标后执行放置。视觉拍摄与机械动作交替串行执行，视觉作业占用了独立的作业时间片，导致单次取放循环的节拍时间较长，整机运行效率受到制约。

5、此外，现有倒盘设备在产品翻面转移过程中缺乏对产品外观质量的在线同步检测能力。如需对产品双面进行质量检测，通常需要额外设置独立的检测工位或配置专用的检测设备，增加了设备体积和成本，且检测与搬运分步进行，影响了整体作业节拍。

6、因此，如何实现多颗产品的高效同步翻面与高精度同步取放，如何在保障定位精度的同时兼顾作业效率，以及如何在有限的空间内实现产品双面检测与搬运的一体化协同，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种倒盘补料装置、倒盘补料方法及倒盘系统，在具备多吸嘴同步翻面、多zr轴模块独立补偿取放及三视觉闭环定位的倒盘装置基础上，通过集成补料盘与不合格品料盘，并将第一视觉单元和第二视觉单元复用扩展为双面质量检测单元，在控制单元的统一调度下实现产品翻面转移过程中的双面在线全检、不合格品自动剔除及良品自动补入的全闭环自动化作业，解决了传统倒盘设备缺乏在线品质监控与自动补料能力、需停机人工处理不合格品导致生产效率降低的技术问题。

2、本发明提供一种倒盘补料装置，包括倒盘装置、补料盘、不合格品料盘和控制单元；

3、所述倒盘装置包括翻转机构、取放机构、第一视觉单元和第二视觉单元；

4、所述翻转机构用于从进料载具内吸取产品并进行翻转，使产品的第一面朝上；

5、所述第一视觉单元用于拍摄产品第一面的图像，进行位置定位以及产品质量检测；

6、所述取放机构用于从所述翻转机构上拾取产品，并将产品转移放置至目标载具；

7、所述第二视觉单元用于在取放机构转移过程中拍摄产品的第二面的图像，进行位置定位以及产品质量检测；

8、所述控制单元被配置为：

9、在设备启动阶段，控制所述倒盘装置将首批进料载具中的至少部分产品移入所述补料盘，以形成初始补料储备，并将该进料载具空盘排出；

10、在倒盘装置工作阶段，当第一视觉单元和/或第二视觉单元检测到待转移翻转产品为不合格品时，控制所述取放机构将该不合格品放入所述不合格品料盘，并从所述补料盘中取出产品补入目标载具上与所述不合格品对应的空缺位置；

11、以及，响应于所述补料盘内的储备被消耗，控制所述取放机构利用后续进料载具中的产品补充所述补料盘，并排出空盘，以维持补料循环。

12、更进一步地，所述倒盘装置还包括第三视觉单元；

13、所述第三视觉单元用于拍摄目标载具的穴位，以获取载具穴坐标；

14、所述控制单元被配置为：

15、控制所述翻转机构将产品翻面后释放；

16、控制所述第一视觉单元拍摄已翻面的产品，获取各产品的位置坐标；

17、控制所述取放机构的各个zr轴模块根据各自对应的产品位置坐标独立进行x、y、r补偿，并同时拾取多个产品；

18、在所述取放机构携带所述多个产品向目标载具移动的过程中，控制所述第三视觉单元拍摄目标载具以获取载具穴坐标，同时控制所述第二视觉单元对所述多个产品进行飞拍，获取各产品的拾取后偏移坐标；

19、基于所述载具穴坐标和各产品的所述拾取后偏移坐标，控制所述取放机构的各个zr轴模块再次进行补偿，并将所述多个产品同时放入目标载具的对应穴位。

20、更进一步地，沿所述取放机构转移产品的y方向，所述补料盘设置在所述第二视觉单元的下游，且位于所述第二视觉单元与所述目标载具之间。

21、更进一步地，所述第三视觉单元还用于获取所述补料盘上产品的补料位置坐标；

22、所述控制单元还被配置为：当需从所述补料盘取料时，基于所述补料位置坐标，控制所述取放机构的对应zr轴模块进行补偿后拾取补料产品。

23、更进一步地，所述取放机构包括至少两个zr轴模块，各所述zr轴模块均具备沿x方向、y方向的位移补偿能力和绕z轴的旋转补偿能力，以使各所述zr轴模块能够分别根据对应的产品位置坐标独立进行x、y、r补偿，并同步拾取或同步放置多个产品。

24、更进一步地，所述取放机构还包括：

25、y向移动模组，沿y方向延伸，所述至少两个zr轴模块并排安装于所述y向移动模组的y向动子上，并由所述y向动子驱动整体沿y方向移动；

26、x向模组，安装于所述y向动子上，用于驱动各所述zr轴模块沿x方向移动，用于实现x方向的位移补偿；

27、其中，其中一个所述zr轴模块通过所述y向动子直接实现y方向定位，其余的所述zr轴模块各自还包括独立的y方向微调单元，用于实现y方向的位移补偿，以使各所述zr轴模块在执行拾取和放置动作时能够独立调节其吸嘴在x、y方向的位置。

28、更进一步地，所述控制单元还被配置为：

29、在控制所述取放机构从所述补料盘拾取补料产品、并向所述第二视觉单元移动，控制所述第二视觉单元对所述补料产品进行飞拍，以获取所述补料产品的拾取后偏移坐标；

30、基于所述目标载具的载具穴坐标和所述补料产品的拾取后偏移坐标，控制所述取放机构的对应zr轴模块进行补偿后，将所述补料产品放入目标载具上对应的空缺位置。

31、更进一步地，沿所述取放机构转移产品的y方向，所述不合格品料盘设置于所述目标载具工位的下游。

32、本发明还提供一种倒盘补料方法，应用于上述倒盘补料装置，包括以下步骤：

33、启动初始化步骤：在设备启动阶段，控制所述倒盘装置将首批进料载具中的至少部分产品移入所述补料盘，以形成初始补料储备，并将该进料载具空盘排出；

34、工作循环步骤：在倒盘装置工作阶段，控制所述翻转机构从进料载具内吸取产品并进行翻转，使产品的第一面朝上；控制所述第一视觉单元拍摄产品第一面的图像，进行位置定位以及产品质量检测；控制所述取放机构从所述翻转机构上拾取产品并向目标载具转移，在转移过程中控制所述第二视觉单元拍摄产品的第二面的图像，进行位置定位以及产品质量检测；

35、ng处理与补料步骤：当所述第一视觉单元和/或第二视觉单元检测到待转移产品为不合格品时，控制所述取放机构将该不合格品放入所述不合格品料盘，并从所述补料盘中取出补料产品补入目标载具上与所述不合格品对应的空缺位置；

36、补料盘补充步骤：响应于所述补料盘内的储备被消耗，控制所述取放机构利用后续进料载具中的产品补充所述补料盘，并排出空盘，以维持补料循环。

37、本发明还提供一种倒盘系统，包括上述倒盘补料装置。

38、与现有技术相比，本实施例提供的倒盘补料装置具有以下有益效果：

39、一、倒盘补料装置在倒盘装置的基础上集成了补料盘和不合格品料盘，将产品翻面转移、双面质量检测、不合格品剔除和良品补料集成于同一设备内完成。当第一视觉单元和/或第二视觉单元检测到产品为不合格品时，取放机构在控制单元的调度下，将该不合格品放入不合格品料盘，随即从补料盘中拾取良品补入目标载具的对应空缺穴位，形成检测、剔除、补料的闭环联动。相较于传统生产中需停机人工剔除不合格品并手动补料的作业方式，本装置实现了全自动化在线处理，显著减少了人工干预，提高了生产连续性和作业效率，同时确保了输出目标载具的满盘合格率。

40、二、第一视觉单元在拍摄已翻面产品获取位置坐标的同时，对产品第一面进行外观质量检测；第二视觉单元在执行飞拍获取拾取后偏移坐标的同时，对产品第二面进行外观质量检测。第一视觉单元与第二视觉单元分别覆盖产品第一面和第二面的检测需求，在不额外增加独立检测工位和专用检测相机的前提下，实现了产品双面外观的全覆盖在线检测。该视觉复用设计充分利用了已有视觉硬件资源，兼顾了定位引导与品质监控的双重功能，结构紧凑且功能集成度高。

41、三、设备启动阶段，控制单元控制倒盘装置将首批进料载具中经检测合格的良品移入补料盘，自动建立初始补料储备。在生产过程中，当补料盘内的储备因持续补料消耗完毕或降至预设阈值时，控制单元触发补充流程，利用后续进料载具中的良品重新填充补料盘并排出空盘，实现补料储备的动态循环补充。整个补料储备的建立、消耗与补充过程均由系统自动完成，无需人工上料或干预，保障了长时间连续化生产场景下补料功能的可持续运转。

42、四、不合格品料盘与补料盘在空间上独立设置，不合格品被剔除后进入专用的不合格品料盘集中收集，补料盘仅存储经检测确认的良品。不合格品与补料良品在物理空间和流转路径上完全隔离，避免了不合格品与良品的混淆风险，确保了补料来源的洁净性和可靠性。

43、五、取放机构不仅承担产品从翻转机构到目标载具的正常搬运任务，同时兼任不合格品向不合格品料盘的抛料和从补料盘的取料补料动作。在目标载具放置工位与不合格品料盘、补料盘的布局设计上，三者位于取放机构的y方向移动路径沿线，使得取放机构在一次完整的取放行程中即可顺路完成不合格品的丢弃和补料品的拾取，无需增设额外的专用搬运机构或增加折返行程，实现了多任务在统一路径下的高效协同执行。

44、六、倒盘补料装置在倒盘装置的基础上，通过增设补料盘、不合格品料盘及相关控制逻辑实现补料功能的扩展。倒盘装置作为核心模块保持结构完整性和功能独立性，补料功能以模块化方式叠加，使得系统可根据产线实际需求灵活配置是否启用补料功能，便于设备的标准化制造和差异化交付。