专利名称：一种rfid天线检测设备及其应用的制作方法
技术领域：
本发明属于射频识别标签检测领域，具体涉及ー种RFID天线检测设备及其エ艺方法。
背景技术：
射频识别技术(RFID)是ー种非接触式自动识别技木。RFID标签具有条形码所不具备的防水防磁、存储容量大、使用寿命长、抗干扰能力强、使用距离远、智能化程度高等优点，在物流、商品跟踪、制造过程控制、供应链管理、零售系统、自动付费系统等领域具有广阔的应用前景。RFID标签是由标签天线和标签芯片封装组成。标签天线作为ー种接受和发射电磁 波的设备，是无线通信系统中的关键部件。RFID系统的表现很大程度上依赖于标签的性能，而标签天线是决定标签性能的关键之一。标签天线的ー些外观特征诸如断线、粘连、毛刺、沙眼、污染，本身就决定了标签天线的性能，另外成批标签天线的阻值的一致性也反应了天线的导通性能。因此在标签天线与标签芯片封装エ序前，先进行标签天线的检测エ序成为エ业应用中的实际需要。现有的天线检测方式主要有两种采用硬件电路检测和采用软件检测，其中硬件电路检测方式包括天线驻波检测与电路通断检测。天线驻波检测检测天线的电压驻波比，当天线的电压驻波比小于预先设定的阈值时，认为天线故障，这是因为天线存在阻抗，当天线接触良好，阻抗匹配时，天线反射回来
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目O电路通断检测检测电路通断状态实现告警，即检测馈线到天线的电流环路。这种方法比较简单，可排除外界环境因素对天线造成的影响，但无法检测由干天线粘连造成的短路情况；软件检测方式指利用一维传感器扫描基板面读取基板的图像，利用图像进行检測。为了精确地读取数十微米数量级的部件封装位置，必须使用高密数量级的ー维传感器。专利文献200410039323. 8提出ー种对基板摄像的多个图像贴合进行检查的外观检测技木，同时具有读取宽数量级限制的线性传感器对整个基板进行检测的功能；具体是通过多个远心镜使被检测体的图像部分重叠进行摄像，修正摄取的图像重叠部分的顔色偏差贴合图像，将贴合的效果变成一幅图像进行规定的检测方法。现有的软件检测设备的缺点是要达到高的检测精度比较耗时，降低了检测的实时性。另外当设备不与终端进行通讯是无法进行检測，当设备所有天线均发生异常，也因失去了參考标准而无法检测，此方法适用的天线形式有限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足和难点，并根据RFID天线检测的要求，提供ー种RFID天线检测设备及其エ艺方法。实现本发明目的的ー种天线检测设备，用于对天线基板上印刷或蚀刻的RFID天线进行检测，其具体包括开卷装置、收卷装置和依次布置在两者之间的静夹持组件、真空吸附组件、外观检测装置、电阻检测装置和动夹持组件；其中，开卷装置开卷的天线基板通过所述动夹持组件输送到检测处，动夹持组件松开，静夹持组件将天线基板夹紧，真空吸附组件天线基板吸附在检测支撑面板上，外观检测装置和电阻检测装置分别进行检测，检测完成后，收卷装置将检测完成的天线基板成卷回收。作为本发明的改进，该设备还包括张カ控制装置，用于保持天线基板在输送过程中的张紧，其中该张カ控制装置包括浮辊导轨、惰辊和浮辊，其中浮辊导轨和惰辊固定在一支撑板上，惰辊为天线基板提供固定支撑，所述浮辊可移动地设置在该浮辊导轨上， 天线基板通过该惰辊和浮辊向后输送，浮辊通过自身重力压紧天线基板，实现对天线基板的张紧。作为本发明的改进，该设备还包括纠偏装置，用于防止基板输送过程中出现跑偏，其具体包括纠偏惰辊和纠偏挡边，该纠偏挡边为两个，对称固定在纠偏惰辊两端，天线基板通过经该纠偏惰辊，并通过两端的纠偏挡边控制天线基板的输送方向。作为本发明的改进，所述真空吸附组件包括真空吸附板和真空吸附孔，其中，真空吸附板内部为空腔结构，其上均匀阵列有数个真空吸附孔，通过将真空吸附板内部空腔抽真空，通过其上的真空吸附孔将天线基板稳定的吸附在真空吸附板上。作为本发明的改进，所述外观检测装置包括第一移动组件、检测相机、相机安装板和第二移动组件，其中，第一移动组件可沿第一方向移动地固定在一固定底板上，第二移动组件安装在该第一移动组件上，并可相对该第一移动组件在第二方向上移动，所述相机安装板固定安装在第二移动组件上，所述检测相机被安装在相机安装板上，并可在相机安装板上沿第二方向移动。作为本发明的改进，所述电阻检测装置包括第三移动组件、电阻检测头和第四移动组件，其中，该第三移动组件可沿第一方向移动地固定在一固定底板上，第四移动组件安装在该第三移动组件上，并可相对该第三移动组件在第二方向上移动，所述电阻检测头固定设置在第四移动组件上，通过该第三移动组件和第四移动组件实现电阻检测头的精确定位。作为本发明的改进，所述电阻检测头包括检测气缸、探针安装座、移动探针和固定探针，其中，所述检测气缸固定设置在第四移动组件上，所述探针安装座安装在该检测气缸上，所述移动探针和固定探针安装在该安装座上，该移动探针可在探针安装座上沿第二方向运动，同时可绕固定探针转动，检测气缸通过带动探针安装座沿第三方向运动。作为本发明的改进，该设备还包括两个接料装置，分别设置在开卷装置和外观检测装置之间，以及收卷装置和电阻检测装置之间，用于分别实现进入检测的天线基板和开卷后待进入检测的天线基板之间的衔接，以及进入检测的天线基板与检测后待收卷的天线基板之间的衔接。作为本发明的改进，该设备还包括打标装置，用于对检测后的天线基板进行标记。作为本发明的改进，所述真空吸附组件为两组，分别为设置在外观检测装置之前的第一真空吸附组件和电阻检测装置之后的第二真空吸附组件。作为本发明的改进，所述静夹持组件有两组，分别设置在第一真空吸附组件之前和第二真空吸附组件之后。作为本发明的改进，所述张カ控制装置和纠偏装置均有两组，其中ー组张カ控制装置和纠偏装置设置在开卷装置之后，另ー组设置在收卷装置之前。本发明的目的之ニ在于提出一种应用所述的天线检测设备对天线基板上印刷或蚀刻的RFID天线进行检测的方法，具体包括将所述开卷装置开卷的天线基板通过所述动夹持组件输送到检测处的输送步骤；所述动夹持组件松开，所述静夹持组件将天线基板夹紧，真空吸附组件天线基板吸附在检测支撑面板上的检测准备步骤；利用所述外观检测装置和电阻检测装置分别对天线基板进行检测的检测步骤；
以及在检测完成后，所述收卷装置将检测完成的天线基板成卷回收的收卷步骤。本发明的设备包括开卷装置、张カ控制装置、纠偏装置、接料装置、真空吸附装置、外观检测装置、电阻检测装置、打标装置、输送装置和收卷装置，与其对应的エ艺方法包括开卷、张カ控制、纠偏、接料、真空吸附、外观检测、电阻检测、打标、输送和收卷，先后顺序是开卷一张カ控制一纠偏一接料一真空吸附一外观检测一电阻检测一打标一真空吸附一输送一接料一纠偏一张カ控制一收卷。在检测设备中，开卷装置负责将成卷天线基板展开，为后续的检测提供基板材料。张カ控制装置采用浮辊机构，用于保证天线基板在输送过程中张カ的稳定性，防止因张カ过小或过大导致基板出现褶皱或过度变形。纠偏装置可以有效避免天线基板在输送过程中出现跑偏现象。接料装置主要用于实现新旧天线基板连接的功能。输送装置采用夹持进给的方式实现对天线基板的输送，其分别由静夹持组件和动夹持组件构成，为了減少运动执行部件，降低成本，将静夹持组件与接料装置集成为一体，将动夹持组件和天线检测装置集成为一体，通过采用夹持进给的方式可以有效避免天线基板在输送过程出现褶皱、跑偏和撕裂等问题。真空吸附装置由两套真空吸附组件构成，分别被设置在外观检测装置之前和电阻检测装置之后，用于将天线基板可靠的吸附在支撑面板上，保证检测时基板的平整。外观检测装置通过采用视觉检测方式，实现对RFID天线外形尺寸和包括粘连、毛刺、断连、沙眼等在内的多种缺陷的非接触检测，检测的精度高、效率快，而且适应性强，针对不同种类和大小的RFID天线，均可实现检測。电阻检测装置采用探针接触式測量方式实现对RFID天线电阻的測量，这种检测方式的鲁棒性较好，而且针对不同种类和大小的RFID天线，可以通过调节测量探针的相对位置予以适应。上位机对视觉检测和电阻检测的结果进行分析和判断，对于不合格的RFID天线，通过打标装置对其进行标记，为了減少运动部件，降低成本，将打标装置与电阻检测装置集成在一起。收料装置负责将完成检测的天线基板成卷回收。RFID天线检测的エ艺方法根据检测的エ艺路线可以描述为通过开卷得到天线基板，输送装置将天线基板输送到外观检测装置和电阻检测装置，在输送过程中张カ控制装置为天线基板提供稳定的张力，纠偏装置用于防止天线基板跑偏。天线基板到达检测位置后，真空吸附装置将天线基板可靠的吸附在支撑面板上。外观检测装置实现对RFID天线外形尺寸和多种缺陷的检测，电阻检测装置实现对RFID天线电阻的測量。上位机对检测的结果进行分析和判断，对于不合格的RFID天线，由打标装置对其进行标记，最后由收卷装置完成对天线基板的成卷回收。当需要更换料卷时，通过接料装置实现对将新旧天线基板的连接。本发明采用视觉检测的方式可以同时实现对RFID天线外形尺寸和包括粘连、毛刺、断连、沙眼等在内的多种缺陷的非接触检测，检测的精度高、效率快，而且适应性强，针对不同种类和大小的RFID天线，均可实现检測。另外，采用探针接触式測量方式实现RFID天线电阻的測量，这种检测方式的鲁棒性较好，而且针对不同种类和大小的RFID天线，可以通过调节两个测量探针的相对位置予以适应。最后，通过上位机对视觉检测和电阻检测的结果进行分析和判断，对于不合格的RFID天线，由打标机构对其进行标记。本发明的技术效果体现在(1)张カ控制装置采用浮辊机构，用于保证天线基板在输送过程中张カ的稳定性，防止因张カ过小或过大导致基板出现褶皱或过度变形；(2)纠偏装置通过采用纠偏挡边的形式，有效避免天线基板在输送过程中出现跑偏的现象；
(3)真空吸附装置将天线基板可靠的贴合在支撑面板上，保证检测时基板的平整；(4)外 观检测装置通过采用视觉检测方式，实现对RFID天线外形尺寸和多种缺陷的识别与判断；
(5)天线电阻检测采用探针接触式測量方式实现对RFID天线电阻的測量；(6)打标装置通过点墨的方式实现对不合格RFID天线的标记；(7)输送组件采用夹持进给方式，保证天线基板输送的可靠性，有效避免出现基板的褶皱、跑偏、撕裂等问题。
图I是本发明一种较佳实施例中的RFID天线检测设备的示意图；图2为图I中张カ控制装置的结构示意图；图3为图I中纠偏装置的结构示意图；图4为图I中真空吸附组件的结构示意图；图5为图I中视觉检测装置的结构示意图；图6为图I中电阻检测装置的结构示意图；图7为图6中电阻检测执行机构的结构示意图。
具体实施例方式现结合附图的较佳实施实例说明本发明。请參阅图1，本发明的较佳实施方式主要包括开卷装置10、张カ控制装置30、纠偏装置40、接料装置50、静夹持组件60、真空吸附组件70、外观检测装置80、电阻检测装置90、打标装置100、动夹持组件110、收卷装置120，共同完成对天线基板20上印刷或蚀刻天线的检测。其中，静夹持组件60和动夹持组件110构成输送装置，前后两套真空吸附组件70构成真空吸附装置。开卷装置10缠绕着天线基板20，处于设备的前端。天线基板20上排布有RFID天线。张カ控制装置30，用于保证天线基板在输送过程中张カ的稳定性，防止因张カ过小或过大导致基板出现褶皱或过度变形。纠偏装置40用于避免天线基板在输送过程中出现跑偏的现象。接料装置50在设备中共存在两套，分别设置在开卷装置10之后和收卷装置120之前，用于完成成卷天线材料之间的对接，实现新旧天线基板连接的功能。在接料装置50上集成有输送装置中的静夹持组件60，静夹持组件60负责在检测过程中固定天线基板20，防止其位置出现偏移。真空吸附装置由两套真空吸附组件70构成，分别被设置在外观检测装置80之前和电阻检测装置90之后，将天线基板可靠的吸附在支撑面板上，保证检测时基板的平整。外观检测装置80通过采用视觉检测方式，实现对RFID天线外形尺寸和多种缺陷的识别与判断。电阻检测模90采用探针接触式測量方式，实现对RFID天线的电阻检测。打标装置100通过采用一种防干的点墨笔实现对检测不合格的RFID天线进行标记。为了减少运动部件，降低成本，分别将打标装置100、输送装置中的动夹持组件110与电阻检测装置90集成在一起。其中动夹持组件110主要用于天线基板的输送，通过采用夹持输送方式可以有效避免出现基板的褶皱、跑偏、撕裂等问题。收卷装置120用于成卷回收已完成检测的天线基板。请參阅图1，在实际工作时，开卷装置10开卷得到天线基板20。输送装置中的静夹持组件60松开，动夹持组件110将天线基板20夹紧，真空吸附组件70关闭真空，在动夹持组件110的带动下，将天线基板20输送到外观检测装置80和电阻检测装置90，在输送过程中，张カ控制装置30为天线基板提供稳定的张力，纠偏装置40防止基板出现跑偏。而后静夹持组件60将天线基板20夹紧，动夹持组件110松开，真空吸附组件70打开真空，将天线基板20可靠的吸附在检测支撑面板上。然后外观检测装置80和外观检测装置90分别完成对RFID天线的外观尺寸、缺陷和电阻的检测，根据检测結果，由打标装置100完成对不合格品RFID天线的标记。最后，收卷装置120将检测完成的天线基板20成卷回收，从而完成所有エ序。请參阅图I、图2，本发明中的张カ控制装置30采用浮辊机构，包括浮辊导轨31、惰辊32、浮辊33。浮辊导轨31和惰辊32被固定在支撑板上，浮辊33被安装在浮辊导轨31上，可以在浮动导轨31上沿Z向运动。惰辊32为天线基板20提供固定支撑，浮辊33通过自身重力为天线基板20提供稳定的张力。请參阅图I、图3，本发明中的纠偏装置采用纠偏挡边的形式，包括纠偏惰辊41和纠偏挡边42。纠偏挡边42通过锁紧螺钉固定在纠偏惰辊41上，纠偏惰辊被固定在支撑板上。通过调节两个纠偏挡边42在纠偏惰辊41上的相对位移与之适应不同天线基板20的览度。请參阅图I、图4，本发明中的真空吸附装置包括两套真空吸附组件70，真空吸附组件70由真空吸附板71和真空吸附孔72够成。真空吸附板71内部为空腔结构，其上均匀阵列有数个真空吸附孔72，通过将真空吸附板71内部抽真空，通过其上的真空吸附孔72将天线基板20稳定的吸附在真空吸附板71上。请參阅图I、图5，本发明中的外观检测装置80采用视觉检测方式，包括第一 X向移动组件81、检测相机82、相机安装板83、第一 Y向移动组件84。第一 X向移动组件81被固定在底板上，其上安装有第一 Y向移动组件84，检测相机82被安装在相机安装板83上，同时检测相机82可以在相机安装板83上沿Z向运动，相机安装板83被固定在第一 Y向移 动组件84上。通过第一 X向移动组件81和第一 Y向移动组件84的共同作用实现检测相机82的精确定位，同时通过调节检测相机82在相机安装板83上的位置用于适应不同种类和尺寸的RFID天线对相机视野的要求。请參阅图I、图6，本发明中的电阻检测装置90采用探针接触式检测方式，包括第ニ X向移动组件91、电阻检测头920、第二 Y向移动组件93。第二 X向移动组件91被固定在底板上，其上安装有第二 Y向移动组件93，电阻检测头920被固定在第二 Y向移动组件93上。通过第二 X向移动组件91和第二 Y向移动组件93的共同作用实现电阻检测头920的精确定位。请參阅图I、图6、图7，本发明中的电阻检测头920包括检测气缸921、探针安装座922、移动探针923、固定探针924。电阻检测头920通过检测气缸921固定在第二 Y向移动组件93上，移动探针923和固定探针924被安装在探针安装座922上，探针安装座922被安装在检测气缸921上。检测气缸921通过带动探针安装座922沿Z向运动，实现对RFID天线电阻的接触式检测，移动探针923可以在探针安装座922上沿Y向运动，同时可绕固定探针924转动，从而实现固定探针924与移动探针923之间的相对位置的调节，从而适应不 同种类和尺寸的RFID天线对电阻检测位置的要求。
权利要求
1.ー种天线检测设备，用于对天线基板上印刷或蚀刻的RFID天线进行检测，其具体包括开卷装置(10)、收卷装置(120)和依次布置在两者之间的静夹持组件(60)、真空吸附组件(70 )、外观检测装置(80 )、电阻检测装置(90 )和动夹持组件(110); 所述开卷装置(10)开卷的天线基板(20)通过所述动夹持组件(110)夹紧输送到检测处，动夹持组件(110)松开，静夹持组件(60)将天线基板(20)夹紧，所述真空吸附组件(70)吸附天线基板(20)使其平贴在检测支撑面板上，所述外观检测装置(80)和电阻检测装置(90)分别对其进行检测，检测完成后，所述收卷装置(120)将检测完成的天线基板(20)成卷回收。
2.根据权利要求I所述的ー种天线检测设备，其特征在于，该设备还包括张カ控制装置(30)，用于保持天线基板在输送过程中的张紧，该张カ控制装置(30)包括浮辊导轨(31)、惰辊(32)和浮辊(33)，其中该浮辊导轨(31)和惰辊(32)设置在一固定支撑板上，所述浮辊(33)可移动地设置在该浮辊导轨(31)上，天线基板(20)依次通过该惰辊(32)和浮辊(33)向后输送，该浮辊(33)通过自身重力压紧天线基板(20)，实现对天线基板(20)的张紫。
3.根据权利要求I或2所述的ー种天线检测设备，其特征在于，该设备还包括纠偏装置(40)，用于防止天线基板(20)输送过程中出现跑偏，其包括纠偏惰辊(41)和纠偏挡边(42)，该纠偏挡边(42)为两个，对称设置在纠偏惰辊(41)两端，天线基板(20)经该纠偏惰辊(41)输送，并通过两端的纠偏挡边(42)控制天线基板(20)的输送方向。
4.根据权利要求1-3之一所述的ー种天线检测设备，其特征在于，所述真空吸附组件(70)包括真空吸附板(71)和真空吸附孔(72)，其中，所述真空吸附板(71)内部为空腔结构，其上均匀阵列有数个真空吸附孔(72)，通过将真空吸附板(71)内部空腔抽真空，利用其上的真空吸附孔(72)将天线基板(20)吸附在真空吸附板(71)上。
5.根据权利要求1-4之一所述的ー种天线检测设备，其特征在于，所述外观检测装置(80 )包括第一移动组件(81)、检测相机(82 )、相机安装板(83 )和第二移动组件(84 )，其中，所述第一移动组件(81)设置在一固定底板上，可沿第一方向移动，所述第二移动组件(84)安装在该第一移动组件(81)上，并可相对该第一移动组件(81)在第二方向上移动，所述相机安装板(83)固定安装在该第二移动组件(84)上，所述检测相机(82)被安装在相机安装板(83)上，并可在其上沿第三方向移动，通过所述第一移动组件(81)、第二移动组件(84)及相机安装板(83)上实现检测相机(82)的定位。
6.根据权利要求1-5之一所述的ー种天线检测设备，其特征在于，所述电阻检测装置(90)包括第三移动组件(91)、电阻检测头(920)和第四移动组件(93)，其中，该第三移动组件(91)设置在一固定底板上，其可沿第一方向移动，所述第四移动组件(93)安装在该第三移动组件(91)上，并可相对该第三移动组件(91)在第二方向上移动，所述电阻检测头(920)设置在该第四移动组件(93)上，通过第三移动组件(91)和第四移动组件(93)实现电阻检测头(920)的精确定位。
7.根据权利要求6所述的ー种天线检测设备，其特征在于，所述电阻检测头(920)包括检测气缸(921)、探针安装座(922)、移动探针(923)和固定探针(924)，其中，所述检测气缸(921)固定设置在第四移动组件(93)上，所述探针安装座(922)安装在该检测气缸(921)上，可在该检测气缸(921)带动下沿第三方向运动，所述移动探针(923)和固定探针(924)安装在该安装座(922)上，该移动探针(923)可在探针安装座(922)上沿第二方向运动，同时可绕该固定探针(924 )转动，通过该移动探针(923 )和固定探针(924 )的运动即可实现对天线基板(20)的电阻检測。
8.根据权利要求1-7之一所述的ー种天线检测设备，其特征在于，该设备还包括两个接料装置(50)，分别设置在开卷装置(10)和外观检测装置(80)之间，以及收卷装置(120)和电阻检测装置(90)之间，用于分别实现进入检测处的天线基板(20)和开卷后待进入检测的天线基板(20)之间的对接，以及进入检测处的天线基板(20)与检测后待收卷的天线基板(20)之间的对接。
9.根据权利要求1-8之一所述的ー种天线检测设备，其特征在于，该设备还包括打标装置(100 )，用于对检测后的天线基板(20 )进行标记。
10.应用权利要求1-9之一所述的天线检测设备对天线基板上印刷或蚀刻的RFID天线进行检测的方法，包括 将所述开卷装置(10)开卷的天线基板(20)通过所述动夹持组件(110)输送到检测处的输送步骤； 所述动夹持组件(110)松开，所述静夹持组件(60)将天线基板(20)夹紧，所述真空吸附组件(70)吸附天线基板(20)使其平贴在检测支撑面板上的检测准备步骤； 利用所述外观检测装置(80 )和电阻检测装置(90 )分别对天线基板(20 )进行检测的检测步骤； 以及在检测完成后，所述收卷装置(120)将检测完成的天线基板(20)成卷回收的收卷步骤。
全文摘要
本发明提供一种天线检测设备，用于对RFID天线进行检测，包括开卷装置、收卷装置和依次布置在两者之间的静夹持组件、真空吸附组件、外观检测装置、电阻检测装置和动夹持组件，开卷装置开卷的天线基板通过动夹持组件输送到检测处，动夹持组件松开，静夹持组件将天线基板夹紧，真空吸附组件天线基板吸附在检测支撑面板上，外观检测装置和电阻检测装置分别进行检测，检测完成后，收卷装置将检测完成的天线基板成卷回收。本发明还公开了一种利用上述设备进行RFID天线检测的步骤。本发明可以实现对RFID天线外形尺寸和包括粘连、毛刺、断连、沙眼等在内的多种缺陷的检测，精度高、效率快，而且适应性强，针对不同种类和大小的RFID天线，均可实现检测。
文档编号G01N21/88GK102706887SQ20121015593
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者吉羽, 周春雷, 尹周平, 尹庆吉, 杨航, 苏刚, 钟强龙, 陈建魁 申请人:华中科技大学
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