CN104375293A - 基于机器视觉的lcd屏自动检测机台 - Google Patents

基于机器视觉的lcd屏自动检测机台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于机器视觉的LCD屏自动检测机台，它包括机台底座、暗室、多工位转盘***、机器视觉自动调整***、PG自动点屏***，所述PG自动点屏***包括图形讯号发生器、气电滑环、电源、电脑、与LCD屏治具个数对应的多个信号转板，机器视觉自动调整***包括工业相机、相机安装组件、垂向运动机械手、机械手支架；机台底座的顶部还设置有光源支架，光源支架上设有光源，光源位于工业相机与LCD屏治具之间；工业相机的信号输出端接入电脑，垂向运动机械手的控制端和马达的控制端也接入电脑。本发明能消除外界自然光和空气中灰尘杂质对LCD屏缺陷检测的影响，同时本检测机台具有较高的集成度，大幅提高了LCD屏的检测效率。

Description

基于机器视觉的LCD屏自动检测机台
技术领域
本发明涉及自动光学检测技术领域，具体地指一种基于机器视觉的LCD屏自动检测机台。
背景技术
目前TFT LCD面板是显示设备中主流的器件，在人们的日常生活中都有广泛的应用，是目前唯一亮度，对比度，功耗，寿命，体检和重量等综合性能上全面赶上和超过CRT的显示器件，随着液晶显示屏市场的升温，人们越来越关注液晶显示屏行业，为了取代传统的人工检测的方法，研究人员开始导入CCD(工业相机)检测技术，设计AOI(Automatic Optic Inspection)***取代人眼检测，但是由于外界自然光的进入和空气中灰尘杂质对CCD检测造成的干扰以及通信连接的干扰，使得市面上检测设备的误检率、漏检率高，过检严重，难以取代人眼检测，同时集成度不够，检测效率低(只是单一的实验研究设备，不能与产线结合进行流水线化检测)。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种基于机器视觉的LCD屏自动检测机台，该检测机台能消除外界自然光和空气中灰尘杂质对LCD屏缺陷检测的影响，同时本检测机台具有较高的集成度，大幅提高了LCD屏的检测效率。
为实现此目的，本发明所设计的基于机器视觉的LCD屏自动检测机台，它包括机台底座、由正面板、背面板、顶板和两个侧板组成的暗室、安装在机台底座顶部的多工位转盘***、安装在多工位转盘***上并能向待测LCD屏输送测试信号的PG(PatternGenerator，图形讯号发生器)自动点屏***、安装在机台底座顶部并能对待测LCD屏进行缺陷检测的机器视觉自动调整***、设置在暗室内并对待测LCD屏提供检测用照明的光源，其中，所述机台底座的顶部与暗室的底部固定连接，位于所述暗室正面板外侧的机台底座为操作台，所述多工位转盘***包括转盘、沿周向均匀安装在转盘顶部的多个用于安装待测LCD屏的LCD屏治具、设置在转盘底部能驱动转盘分度转动的旋转定位装置，所述转盘的一半位于暗室内，转盘另一半位于暗室外，所述位于暗室内的转盘为测试区，位于暗室外的转盘为测试等候区。
所述暗室的顶板上设有风机过滤机组，所述机台底座内设有多个风扇，所述暗室正面板的开口上设有离子风刀，所述机台底座的操作台上设有离子风机，所述风机过滤机组的空气输入端位于暗室外侧，风机过滤机组的空气输出端位于暗室内侧，所述每个风扇的空气输入端位于暗室内侧，每个风扇的空气输出端位于暗室外侧。
本发明的有益效果：
本发明通过设置风机过滤机组、风扇、离子风刀和离子风机，能为暗室提供洁净的环境，这样可以有效的阻止灰尘杂质的进入并提供洁净的空气，大大降低了灰尘杂质对LCD屏检测的影响。本发明提供的上述多工位转盘***可以在一个LCD屏进行检测时，让其它的LCD屏处于转盘的等待工位上，这样能显著提高批量LCD屏检测的效率，并且与其配合的PG自动点屏***和机器视觉自动调整***使本发明的自动化水平明显提高。另外，本发明提供的PG自动点屏***采取气电滑环的通信方式，保证了LCD屏在线检测时的通信过程稳定可靠。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明中取下暗室侧板后的立体结构示意图；
图3为本发明中多工位转盘***的结构示意图；
图4为本发明中多工位转盘***上安装PG自动点屏***后的结构框图；
图5为本发明中机器视觉自动调整***的结构示意图；
图6为本发明中待测LCD屏、信号转板、图形讯号发生器、工业相机、垂向运动机械手、马达与电脑之间的电路框图。
其中，1—机台底座、2—暗室、2.1—开口、3—多工位转盘***、3.1—转盘、3.2—LCD屏治具、3.3—马达、3.4—减速器、3.5—分割器、4—机器视觉自动调整***、4.1—工业相机、4.2—相机安装组件、4.3—垂向运动机械手、4.4—机械手支架、4.5—拖链机构、4.6—限位机构、5—PG自动点屏***、5.1—信号转板、5.2—图形讯号发生器、5.3—气电滑环、5.4—电源、5.5—电脑、6—待测LCD屏、7—光源支架、7.1—光源、8—风机过滤机组、9—风扇、10—离子风刀、11—离子风机、12—问题屏幕放置盒、13—工具盒。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1～6所示的基于机器视觉的LCD屏自动检测机台，它包括机台底座1、由正面板、背面板、顶板和两个侧板组成的暗室2、安装在机台底座1顶部的多工位转盘***3、安装在多工位转盘***3上并能向待测LCD屏6输送测试信号的PG自动点屏***5、安装在机台底座1顶部并能对待测LCD屏6进行缺陷检测的机器视觉自动调整***4、设置在暗室2内并对待测LCD屏6提供检测用照明的光源7.1，其中，所述机台底座1的顶部与暗室2的底部固定连接，位于所述暗室2正面板外侧的机台底座1为操作台，所述多工位转盘***3包括转盘3.1、沿周向均匀安装在转盘3.1顶部的多个用于安装待测LCD屏6的LCD屏治具3.2、设置在转盘3.1底部能驱动转盘分度转动的旋转定位装置，所述转盘3.1的一半位于暗室2内，转盘3.1另一半位于暗室2外，所述位于暗室2内的转盘3.1为测试区，位于暗室2外的转盘3.1为测试等候区。暗室2正面板的底部设有开口2.1，该开口2.1为转盘3.1的旋转提供了空间，开口2.1内侧为测试区，开口2.1外侧为测试等候区。
所述多工位转盘***3的旋转定位装置包括设置在转盘3.1底部的马达3.3和减速器3.4(用于增大输出转矩)以及分割器3.5，所述马达3.3的输出轴通过减速器3.4连接分割器3.5的输入端，分割器3.5的输出端带动转盘3.1分度转动(根据工位数准确分度)。
上述技术方案中，所述PG自动点屏***5包括图形讯号发生器5.2、气电滑环5.3、电源5.4、电脑5.5、与LCD屏治具3.2个数对应的多个信号转板5.1，上述图形讯号发生器5.2和多个信号转板5.1均与转盘3.1固定连接，所述每个信号转板5.1的第一通信端通过对应的LCD屏治具3.2连接待测LCD屏6的通信端，每个信号转板5.1的第二通信端均接入图形讯号发生器5.2的第一通信端，所述图形讯号发生器5.2的电源端通过气电滑环5.3连接电源5.4，图形讯号发生器5.2的第二通信端通过气电滑环5.3接入电脑5.5，所述气电滑环5.3的上部分能随转盘3.1转动，气电滑环5.3的下部与机台底座1固定。
上述技术方案中，所述机器视觉自动调整***4包括工业相机4.1、相机安装组件4.2、垂向运动机械手4.3、机械手支架4.4，所述机械手支架4.4安装在机台底座1的顶部并位于暗室2内，所述垂向运动机械手4.3的安装面安装在机械手支架4.4上，所述垂向运动机械手4.3的升降动作端固定连接相机安装组件4.2，该相机安装组件4.2上安装工业相机4.1，所述工业相机4.1位于LCD屏治具3.2的上方且工业相机4.1的镜头对准LCD屏治具3.2；
所述工业相机4.1的信号输出端接入电脑5.5，垂向运动机械手4.3的控制端也接入电脑5.5，马达3.3的控制端也接入电脑5.5。本发明中电脑5.5能获取工业相机4.1的照片，能控制垂向运动机械手4.3的动作，能控制马达3.3的工作状态，能通过图形讯号发生器5.2向待测LCD屏6发送测试用图片。
上述技术方案中，所述暗室2内还固定有光源支架7，光源支架7上设置光源7.1，所述光源7.1位于工业相机4.1与LCD屏治具3.2之间。所述光源7.1照射待测LCD屏6，用于突出待测LCD屏6的特征。光源7.1可以为条形LED光源、LED背光源或LED同轴光源或上述几种光源结合一起使用。
上述技术方案中，所述垂向运动机械手4.3上设有限位机构4.6。用于对垂向运动机械手4.3进行限位保护。
上述技术方案中，图形讯号发生器5.2通过信号转板5.1向待测LCD屏6提供LCD屏检测所需的讯号、电源及检测图像，所述图形讯号发生器5.2随所述转盘3.1一起转动。上述图形讯号发生器5.2与电源5.4和电脑5.5之间通过气电滑环5.3的方式实现相对转动情况下的通信连接。
上述技术方案中，所述工业相机4.1由垂向运动机械手4.3调整到需要的拍摄位置。
上述技术方案中，它还包括拖链机构4.5，所述拖链机构4.5的安装架固定在机械手支架4.4顶部，所述拖链机构4.5的拖链安装在相机安装组件4.2的侧面，所述工业相机4.1的数据线和电源线通过拖链机构4.5引出。
上述技术方案中，所述暗室2的顶板上设有风机过滤机组8，所述机台底座1内设有多个风扇9，所述暗室2正面板的开口2.1上设有离子风刀10，所述机台底座1的操作台上设有离子风机11，所述风机过滤机组8的空气输入端位于暗室2外侧，风机过滤机组8的空气输出端位于暗室2内侧，所述每个风扇9的空气输入端位于暗室2内侧，每个风扇9的空气输出端位于暗室2外侧。上述暗室2、风机过滤机组8、风扇9、离子风刀10用于防止自然光的入射以及保证内部环境的洁净。所述风机过滤机组8向下往洁净的暗室2内部提供匀速的洁净空气，风扇9往外抽暗室2内的空气，风机过滤机组8和风扇9结合使用保证了暗室2内部空气的洁净。离子风刀10吹出的风形成一道气幕，用于防止外部灰尘杂质进入暗室2。离子风机11可吹掉操作人员和待检产品上的灰尘杂质，有利于LCD屏检测的准确性。
上述技术方案中，所述离子风刀10的输出口垂直向下，所述离子风机11的输出口面向机台底座1操作台的人工操作位。
上述技术方案中，所述暗室2的正面板上设置有问题屏幕放置盒12。
上述技术方案中，所述暗室2的正面板上还设置有工具盒13。
上述技术方案中，暗室2由金属结构件和黑色亚克力门组成，暗室2喷涂亚黑，不反光，保证了整个暗室2内无自然光干扰。
本发明工作时，操作人员在操作台上将待测LCD屏6放置到对应的LCD屏治具3.2上，然后，电脑5.5通过马达3.3、减速器3.4、分割器3.5控制转盘3.1旋转，上述LCD屏治具3.2转动到暗室2内的测试区工位上，此时，电脑5.5通过图形讯号发生器5.2和信号转板5.1将屏幕测试图像传输给上述待测LCD屏6；此时光源7.1点亮，电脑5.5通过垂向运动机械手4.3控制工业相机4.1的焦距，工业相机4.1对上述LCD屏治具3.2上的待测LCD屏6拍照，工业相机4.1拍照的图像传输给电脑5.5进行显示，操作人员以此判断待测LCD屏6的好坏。在上述待测LCD屏6在检测的同时，操作人员将另一个待测LCD屏6放置到位于操作台上的LCD屏治具3.2上，等第一个待测LCD屏6检测完成后转盘3.1旋转一个工位即可进行第二个待测LCD屏6的检测，操作人员将检测出有问题的LCD屏放置在问题屏幕放置盒12内。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的LCD屏自动检测机台，它包括机台底座(1)、由正面板、背面板、顶板和两个侧板组成的暗室(2)、安装在机台底座(1)顶部的多工位转盘***(3)、安装在多工位转盘***(3)上并能向待测LCD屏(6)输送测试信号的PG自动点屏***(5)、安装在机台底座(1)顶部并能对待测LCD屏(6)进行缺陷检测的机器视觉自动调整***(4)、设置在暗室(2)内并对待测LCD屏(6)提供检测用照明的光源(7.1)，其中，所述机台底座(1)的顶部与暗室(2)的底部固定连接，位于所述暗室(2)正面板外侧的机台底座(1)为操作台，所述多工位转盘***(3)包括转盘(3.1)、沿周向均匀安装在转盘(3.1)顶部的多个用于安装待测LCD屏(6)的LCD屏治具(3.2)、设置在转盘(3.1)底部能驱动转盘分度转动的旋转定位装置，所述转盘(3.1)的一半位于暗室(2)内，转盘(3.1)另一半位于暗室(2)外，所述位于暗室(2)内的转盘(3.1)为测试区，位于暗室(2)外的转盘(3.1)为测试等候区。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的LCD屏自动检测机台，其特征在于：所述PG自动点屏***(5)包括图形讯号发生器(5.2)、气电滑环(5.3)、电源(5.4)、电脑(5.5)、与LCD屏治具(3.2)个数对应的多个信号转板(5.1)，上述图形讯号发生器(5.2)和多个信号转板(5.1)均与转盘(3.1)固定连接，所述每个信号转板(5.1)的第一通信端通过对应的LCD屏治具(3.2)连接待测LCD屏(6)的通信端，每个信号转板(5.1)的第二通信端均接入图形讯号发生器(5.2)的第一通信端，所述图形讯号发生器(5.2)的电源端通过气电滑环(5.3)连接电源(5.4)，图形讯号发生器(5.2)的第二通信端通过气电滑环(5.3)接入电脑(5.5)，所述气电滑环(5.3)的上部分能随转盘(3.1)转动，气电滑环(5.3)的下部与机台底座(1)固定。
3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的LCD屏自动检测机台，其特征在于：所述机器视觉自动调整***(4)包括工业相机(4.1)、相机安装组件(4.2)、垂向运动机械手(4.3)、机械手支架(4.4)，所述机械手支架(4.4)安装在机台底座(1)的顶部并位于暗室(2)内，所述垂向运动机械手(4.3)的安装面安装在机械手支架(4.4)上，所述垂向运动机械手(4.3)的升降动作端固定连接相机安装组件(4.2)，该相机安装组件(4.2)上安装工业相机(4.1)，所述工业相机(4.1)位于LCD屏治具(3.2)的上方且工业相机(4.1)的镜头对准LCD屏治具(3.2)；
所述工业相机(4.1)的信号输出端接入电脑(5.5)，垂向运动机械手(4.3)的控制端也接入电脑(5.5)，马达(3.3)的控制端也接入电脑(5.5)。
4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的LCD屏自动检测机台，其特征在于：所述暗室(2)内还固定有光源支架(7)，光源支架(7)上设置光源(7.1)，所述光源(7.1)位于工业相机(4.1)与LCD屏治具(3.2)之间。
5.根据权利要求3所述的基于机器视觉的LCD屏自动检测机台，其特征在于：它还包括拖链机构(4.5)，所述拖链机构(4.5)的安装架固定在机械手支架(4.4)顶部，所述拖链机构(4.5)的拖链安装在相机安装组件(4.2)的侧面，所述工业相机(4.1)的数据线和电源线通过拖链机构(4.5)引出。
6.根据权利要求3所述的基于机器视觉的LCD屏自动检测机台，其特征在于：所述暗室(2)正面板的底部设有开口(2.1)，该开口(2.1)为转盘(3.1)的旋转提供空间，所述暗室(2)的顶板上设有风机过滤机组(8)，所述机台底座(1)内设有多个风扇(9)，所述暗室(2)正面板的开口(2.1)上设有离子风刀(10)，所述机台底座(1)的操作台上设有离子风机(11)，所述风机过滤机组(8)的空气输入端位于暗室(2)外侧，风机过滤机组(8)的空气输出端位于暗室(2)内侧，所述每个风扇(9)的空气输入端位于暗室(2)内侧，每个风扇(9)的空气输出端位于暗室(2)外侧。
7.根据权利要求6所述的基于机器视觉的LCD屏自动检测机台，其特征在于：所述离子风刀(10)的输出口垂直向下，所述离子风机(11)的输出口面向机台底座(1)操作台的人工操作位。
8.根据权利要求1所述的基于机器视觉的LCD屏自动检测机台，其特征在于：所述暗室(2)的正面板上设置有问题屏幕放置盒(12)，所述暗室(2)的正面板上还设置有工具盒(13)。
9.根据权利要求3所述的基于机器视觉的LCD屏自动检测机台，其特征在于：所述垂向运动机械手(4.3)上设有限位机构(4.6)。
10.根据权利要求1所述的基于机器视觉的LCD屏自动检测机台，其特征在于：所述多工位转盘***(3)的旋转定位装置包括设置在转盘(3.1)底部的马达(3.3)和减速器(3.4)以及分割器(3.5)，所述马达(3.3)的输出轴通过减速器(3.4)连接分割器(3.5)的输入端，分割器(3.5)的输出端带动转盘(3.1)分度转动。
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