CN107991795A - 一种液晶模组自动光学检测*** - Google Patents

一种液晶模组自动光学检测*** Download PDF

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Abstract

本公开提供一种液晶模组自动光学检测***，包括视觉检测***、电气对接***和工控机；所述视觉检测***用于采集待检测液晶模组的图像；所述工控机用于分析所述视觉检测***采集的所述图像；所述电气对接***用于所述待检测液晶模组与所述视觉检测***的电气对接。

Description

一种液晶模组自动光学检测***
技术领域
本公开涉及工业自动化技术领域，尤其涉及一种液晶模组自动光学检测***。
背景技术
目前国内3C行业整体智能自动化程度较低，根据对国内手机屏行业的调研分析，大部分生产厂家对手机屏采用的检测方式有两种，即人工检测和国产液晶模组检测设备检测。人工检测方法受人的主观影响因素较大、检测效率较低，且对人眼的伤害较大；国产液晶模组检测设备，通过视觉对Mura进行检测，误检率较高，检测***性能差，且无法覆盖模组厂商所有的检测标准。
发明内容
根据现有液晶模组检测***中存在的不足，本公开提供一种液晶模组自动光学检测***，包括视觉检测***、自动电气对接***和工控机；
所述视觉检测***用于采集待检测液晶模组的图像；
所述工控机用于分析所述视觉检测***采集的所述图像；
所述自动电气对接***用于所述待检测液晶模组与所述视觉检测***的电气对接。
其中，所述工控机为所述液晶模组自动光学检测***所需软件提供运行环境，包括视觉定位处理软件、视觉检测处理软件和人机界面；所述工控机通过视觉检测处理软件对所述视觉检测***采集到的图像进行分析处理。
进一步地，所述自动电气对接***包括视觉定位相机、对接测试接头和三维位移驱动装置；
所述视觉定位相机用于采集所述待检测液晶模组的图像；
所述三维位移驱动装置与所述对接测试接头相连，用于调整所述对接测试接头的位置。
其中，所述三维位移驱动装置包括XY轴滑台和气缸，所述气缸的底部与所述对接测试接头连接，用于调节所述对接测试接头在Z轴方向的位置；所述气缸通过安装板固定在所述XY轴滑台上；所述XY轴滑台和所述气缸用于所述对接测试接头的运动对准，实现自动电气对接。
进一步地，所述液晶模组自动光学检测***还包括可编程逻辑控制器***，所述可编程逻辑控制器***能够与所述工控机进行通讯。
其中，所述可编程逻辑控制器***由可编程逻辑控制器、电磁阀、控制按钮、指示灯、接触器、继电器等构成，用于驱动所述三维位移驱动装置。
进一步地，所述液晶模组自动光学检测***还包括旋转平台***，所述旋转平台***由所述可编程逻辑控制器***驱动，将所述待测液晶模组送入指定工位。
进一步地，所述旋转平台***包括旋转平台、动力驱动装置和料盘，所述动力驱动装置与所述旋转平台连接，所述旋转平台与所述料盘连接。
其中，所述旋转平台可以具备多个工位；所述动力驱动装置可以是直驱马达；所述料盘可以是治具；所述可编程逻辑控制器***通过驱动所述动力驱动装置实现所述旋转平台的运转；所述动力驱动装置通过涡轮蜗杆与所述旋转平台连接，并实现转向的变换。
进一步地，所述视觉检测***包括视觉检测相机和信号发生器，所述信号发生器由所述工控机控制，所述视觉检测相机用于采集待测液晶模组的图像，所述信号发生器与所述对接测试接头相连。
其中，所述工控机向所述信号发生器输出不同信号，所述信号发生器根据不同信号点亮液晶模组或切换不同的画面通道。
进一步地，所述液晶模组自动光学检测***还包含工控机组件，所述工控机组件包括显示器、鼠标、键盘、PCIe1230板卡和高低电平信号转换板卡，所述工控机组件用于协助所述工控机行使通讯和I/O功能。
其中，所述工控机通过所述高低电平信号转换板卡实现与所述可编程逻辑控制器的直接对接；所述工控机通过PCIe1230板卡实现与所述可编程逻辑控制器的I/O对接。
进一步地，用所述液晶模组自动光学检测***检测液晶模组的方法，包括如下步骤：
S1人工上料，将所述待测液晶模组放入料盘；
S2所述可编程逻辑控制器***驱动所述旋转平台将所述待测液晶模组送入工位，所述工控机启动所述视觉定位相机采集图像，分析后得到上料位置的坐标偏差值；
S3所述可编程逻辑控制器***驱动所述旋转平台进入下一工位，并根据步骤S2得出的坐标偏差值调整所述对接测试接头的位置，通过所述对接测试接头将所述视觉检测***与所述待测液晶模组进行电气连接；
S4所述工控机控制所述信号发生器点亮所述待测液晶模组以及切换不同的画面通道，并启动所述视觉检测相机采集图像，所述工控机分析采集到的图像后得出需要的检测信息；
S5所述工控机将所述信号发生器关闭，并打开检测光源，对所述待测液晶模组进行第二次检测，对二次采集图像中的灰尘等异物进行标记，以免对所述待测液晶模组的质量缺陷进行误判；
S6检测完成，所述可编程逻辑控制器***控制所述旋转平台将所述待测液晶模组送入上下料工位，人工或自动更换液晶模组，进行下一组检测。
其中，所述工控机内部的软件包括视觉定位处理软件，经过该视觉定位处理软件计算得出所述待测液晶模组的FPC板的位置偏差值；所述可编程逻辑控制器***通过控制所述三维位移驱动装置调整所述对接测试接头的位置。
进一步地，所述方法中，步骤S2所述可编程逻辑控制器***通过控制所述三维位移驱动装置实现所述对接测试头的位置的调整。
进一步地，所述方法中，步骤S3所述视觉检测***与所述待测液晶模组的电气连接，通过所述视觉检测***的信号发生器与所述待测液晶模组的电气连接实现。
所述液晶模组自动光学检测***还包括安装底板和整体机柜，所述旋转平台***固定在安装底板上，所述自动电气对接***通过安装立柱固定在安装底板上，所述视觉检测***通过安装支架1固定在安装底板上；所述可编程逻辑控制器***、所述工控机和所述工控机组件均安装在所述整体机柜的隔板上。
本公开的有益效果：
液晶模组自动光学检测***，通过视觉检测模块、视觉定位模块、运动控制模块等多项功能的有效结合，实现对液晶模组的自动检测，减少人工的工作量，降低人工主观因素对检测结果的影响，提高检测效率和检测精度。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1是本公开具体实施方式的液晶模组自动光学检测***的***整机效果图；
图2是本公开具体实施方式的液晶模组自动光学检测***的***内部机构组成示意图；
图3是本公开具体实施方式的液晶模组自动光学检测***的旋转平台结构示意图；
图4是本公开具体实施方式的液晶模组自动光学检测***的视觉定位相机示意图；
图5是本公开具体实施方式的液晶模组自动光学检测***的三维位移驱动装置的结构示意图；
图6是本公开具体实施方式的液晶模组自动光学检测***的视觉检测相机示意图。
(1安装支架、2检测光源、3治具、4直驱马达、5视觉检测相机、6视觉定位相机、7XY轴滑台、8旋转平台、9安装底板、10安装立柱、11气缸、12对接测试接头)
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1-6并结合实施例来详细说明本公开。
液晶模组自动光学检测***，包括视觉检测***、自动电气对接***和工控机；
视觉检测***用于采集待检测液晶模组的图像；
工控机用于分析视觉检测***采集的图像；
自动电气对接***用于待检测液晶模组与视觉检测***的电气对接。
自动电气对接***包括视觉定位相机6、对接测试接头12和三维位移驱动装置；
视觉定位相机6用于采集待检测液晶模组的图像；
三维位移驱动装置与对接测试接头12相连，用于调整对接测试接头12的位置。
液晶模组自动光学检测***还包括可编程逻辑控制器***，可编程逻辑控制器***能够与工控机进行通讯。
液晶模组自动光学检测***还包括旋转平台***，旋转平台***由可编程逻辑控制器***驱动，将待测液晶模组送入指定工位。
旋转平台***包括旋转平台8、动力驱动装置和料盘，动力驱动装置与旋转平台8连接，旋转平台8与料盘连接。
视觉检测***包括视觉检测相机5和信号发生器，信号发生器由工控机控制，视觉检测相机5用于采集待测液晶模组的图像，信号发生器与对接测试接头12相连。
液晶模组自动光学检测***还包含工控机组件，工控机组件包括显示器、鼠标、键盘、PCIe1230板卡和高低电平信号转换板卡，工控机组件用于协助工控机行使通讯和I/O功能。
利用该液晶模组自动光学检测***检测液晶模组的方法，包括如下步骤：
S1人工上料，将待测液晶模组放入料盘；
S2可编程逻辑控制器***驱动旋转平台8将待测液晶模组送入工位，工控机启动视觉定位相机6采集图像，分析后得到上料位置的坐标偏差值；
S3可编程逻辑控制器***驱动旋转平台8进入下一工位，并根据S2得出的坐标偏差值调整对接测试接头12的位置，通过对接测试接头12将视觉检测***与待测液晶模组进行电气连接；
S4工控机控制信号发生器点亮待测液晶模组以及切换不同的画面通道，并启动视觉检测相机5采集图像，工控机分析采集到的图像后得出需要的检测信息；
S5工控机将信号发生器关闭，并打开检测光源2，对待测液晶模组进行第二次检测，对二次采集图像中的灰尘等异物进行标记，以免对待测液晶模组的质量缺陷进行误判；
S6检测完成，可编程逻辑控制器***控制旋转平台8将待测液晶模组送入上下料工位，人工或自动更换液晶模组，进行下一组检测。
步骤S2中可编程逻辑控制器***通过控制三维位移驱动装置实现对接测试头的位置的调整。
步骤S3中视觉检测***与待测液晶模组的电气连接，通过视觉检测***的信号发生器与待测液晶模组的电气连接实现。
更为详细的，
液晶模组自动光学检测***包括：四工位旋转平台***、自动电气对接***、视觉检测***、可编程逻辑控制器***、工控机及其组件、安装底板9和整体机柜。
四工位旋转平台***的动力驱动装置采用直驱马达4；自动电气对接***的三维位移驱动装置包括XY轴滑台7和气缸11；
直驱马达4由可编程逻辑控制器***控制，采用伺服控制，加以绝对值编码器为反馈，构成闭环控制，以保证每次旋转角度为90度，精度达到0.1度。
自动电气对接***通过安装立柱10固定于安装底板9上。视觉定位相机6采用高分辨率CCD相机，通过调节光源强度，使采集到的图像达到最佳效果。运用视觉定位处理软件，通过图像增强、几何变换、图像分割、特征提取、形态学、边缘提取、几何基元分割拟合、摄像机标定、立体重构、模板匹配、OCR等算法，计算出待测液晶模组FPC板的位置偏差值，并用于XY轴滑台7的控制。XY轴滑台7主要用于运动对准，实现自动电气对接。由于FPC板具有一定的柔软性且板上的管脚过于密集，自动电气对接对于精度的要求为误差小于0.03mm，这对于XY轴滑台7的精度有极高的要求。该检测***选用的XY轴滑台7的参数为：移动量30mm，分辨率Full/Half＝2μm/1μm，微步0.1μm(1/20细分时)，运动的正交度为15μm以内，单轴精度为：单轴定位5μm，重复定位±5μm，空转1μm，反冲间隙1μm，运动的直线度3μm。
对接测试头安装于气缸11下端，当XY轴按照视觉定位相机6计算得出的位置偏差值运动后，气缸11带着对接测试头下行，成功与FPC板对接，待检测完毕后，气缸11上行，完成与FPC板的电气脱离。气缸11的最大压强为0.7MPa；工作压强为0.5MPa。
视觉检测***包括信号发生器和视觉检测相机5。信号发生器主要用于点亮液晶模组以及切换画面。信号发生器是待检测模组点亮及切换画面通道的专用模块，由上位机软件，即工控机内部软件(视觉检测处理软件)直接控制，根据不同的控制信号输出，点亮液晶模组的不同画面通道。视觉检测相机5采用分辨率为2900万像素的相机，并配以LED光源。当液晶模组被点亮后，视觉检测相机5开始采集液晶模组点亮的图像以及点亮后切换的各个图像。运用视觉检测软件，通过图像增强、几何变换、图像分割、特征提取、形态学、边缘提取、几何基元分割拟合、摄像机标定、立体重构、模板匹配、OCR等算法，计算出待测液晶模组存在的各种缺陷。
所述可编程逻辑控制器***，根据***工艺要求，按照时序控制直驱马达4和XY轴滑台7，同时实现与工控机的数据通讯及I/O通讯。可编程逻辑控制器与工控机的数据通讯采用RS232串口通讯，可编程逻辑控制器与工控机的I/O通讯通过PCI1230板卡及高低位信号转换板卡实现。
检测流程如下：
1)人工上料，将待测模组放入四工位旋转平台8的治具3中；
2)可编程逻辑控制器控制旋转平台8将待测模组送入定位工位，视觉定位处理软件启动视觉定位相机6采集图像，经过图像处理得到待测模组FPC板的上料位置坐标偏差值；
3)可编程逻辑控制器控制旋转平台8将待测模组送入检测工位，并根据上一步骤得出的坐标偏差值控制XY轴和气缸11运动，调整对接测试接头12的位置，实现信号发生器与待测模组的FPC软板的电气连接；
4)视觉检测处理软件向信号发生器输出指令，点亮待测模组并显示不同的画面通道，启动视觉检测相机5采集图像；将采集到的图像进行处理分析，得到需要的检测信息；
5)关闭信号发生器，打开检测光源2，对待测模组进行第二次检测，通过图像处理，对待测模组屏幕上的灰尘等异物进行标记，以免对缺陷进行误判；
6)检测完成，可编程逻辑控制器控制旋转平台8将测试完成的模组送入上下料工位，人工或自动(流水线操作)更换模组，进行下一组检测。
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (9)

1.一种液晶模组自动光学检测***，其特征在于，包括视觉检测***、自动电气对接***和工控机；
所述视觉检测***用于采集待检测液晶模组的图像；
所述工控机用于分析所述视觉检测***采集的所述图像；
所述自动电气对接***用于所述待检测液晶模组与所述视觉检测***的电气对接；
所述自动电气对接***包括视觉定位相机、对接测试接头和三维位移驱动装置；
所述视觉定位相机用于采集所述待检测液晶模组的图像；
所述三维位移驱动装置与所述对接测试接头相连，用于调整所述对接测试接头的位置。
2.如权利要求1所述的液晶模组自动光学检测***，其特征在于，所述液晶模组自动光学检测***还包括可编程逻辑控制器***，所述可编程逻辑控制器***能够与所述工控机进行通讯。
3.如权利要求1或2所述的液晶模组自动光学检测***，其特征在于，所述液晶模组自动光学检测***还包括旋转平台***，所述旋转平台***由所述可编程逻辑控制器***驱动，将所述待测液晶模组送入指定工位。
4.如权利要求1-3任一项所述的液晶模组自动光学检测***，其特征在于，所述旋转平台***包括旋转平台、动力驱动装置和料盘，所述动力驱动装置与所述旋转平台连接，所述旋转平台与所述料盘连接。
5.如权利要求1-4任一项所述的液晶模组自动光学检测***，其特征在于，所述视觉检测***包括视觉检测相机和信号发生器，所述信号发生器由所述工控机控制，所述视觉检测相机用于采集待测液晶模组的图像，所述信号发生器与所述对接测试接头相连。
6.如权利要求1-5任一项所述的液晶模组自动光学检测***，其特征在于，所述液晶模组自动光学检测***还包含工控机组件，所述工控机组件包括显示器、鼠标、键盘、PC Ie1230板卡和高低电平信号转换板卡，所述工控机组件用于协助所述工控机行使通讯和I/O功能。
7.用权利要求1-6任一项所述的液晶模组自动光学检测***检测液晶模组的方法，包括如下步骤：
S1人工上料，将所述待测液晶模组放入料盘；
S2所述可编程逻辑控制器***驱动所述旋转平台将所述待测液晶模组送入工位，所述工控机启动所述视觉定位相机采集图像，分析后得到上料位置的坐标偏差值；
S3所述可编程逻辑控制器***驱动所述旋转平台进入下一工位，并根据S2得出的坐标偏差值调整所述对接测试接头的位置，通过所述对接测试接头将所述视觉检测***与所述待测液晶模组进行电气连接；
S4所述工控机控制所述信号发生器点亮所述待测液晶模组以及切换不同的画面通道，并启动所述视觉检测相机采集图像，所述工控机分析采集到的图像后得出需要的检测信息；
S5所述工控机将所述信号发生器关闭，并打开检测光源，对所述待测液晶模组进行第二次检测，对二次采集图像中的灰尘等异物进行标记，以免对所述待测液晶模组的质量缺陷进行误判；
S6检测完成，所述可编程逻辑控制器***控制所述旋转平台将所述待测液晶模组送入上下料工位，人工或自动更换液晶模组，进行下一组检测。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S2中所述可编程逻辑控制器***通过控制所述三维位移驱动装置实现所述对接测试头的位置的调整。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤S3所述视觉检测***与所述待测液晶模组的电气连接，通过所述视觉检测***的信号发生器与所述待测液晶模组的电气连接实现。
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