CN109000564A - 一种键帽组装性能检测方法及自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种键帽组装性能检测方法及自动检测装置，其中，键帽组装性能检测方法包括下述步骤：采用顶光和/或侧光的打光方式，获取键帽组装合格的键盘表面样板图面，该样板图面包含了各键帽的位置信息；在相同光照条件下获取待测键盘表面图像；比对待测键盘表面图像与键盘表面样板图面中的各键帽位置，当各键帽位置信息差值满足检测精度要求时，说明键帽组装合格，否则为不合格。基于该检测方法的键帽组装性能自动检测装置包括装置基座，装置基座上固定有检测台及其上方的图像采集部件，且检测台前、后、左、右侧面分别设有光源；还包括与图像采集部件电性连接的图像存储比对模块，接收存储键盘表面图像信息、与样板图面进行比对。

Description

一种键帽组装性能检测方法及自动检测装置

技术领域

本发明涉及一种键帽组装性能检测方法及键帽组装性能自动检测装置，属于键盘生产技术领域。

背景技术

传统的键盘组装生产通常为人工操作、人工检查，其中，键帽一般采用压合的方式组装，键帽安装角度、键帽高度、键帽周围间隙等都会影响键帽的使用及键盘整体的美观，因此键帽组装位置检测是很必要的，也很重要，但是，现有的键帽位置检查一般是通过肉眼观测，肉眼观测精度有限、只能发现一些明显的差异，而且观测时间长容易产生视觉疲劳、进一步影响观测精度，容易导致一些键帽组装不合格的产品无法检测出来，导致成品质量不稳定，次品率及返工率高；另外，人为观测耗时长，且长期观察容易产生视觉疲劳、需要定期休息再观测，使得键帽检测的效率低。

发明内容

发明目的：针对现有键帽组装位置检测存在的问题，本发明提供一种键帽组装性能检测方法，并基于该方法提供了相应的键帽组装性能自动检测装置。

技术方案：本发明所述的一种键帽组装性能检测方法，包括下述步骤：

(1)采用顶光和/或侧光的打光方式，获取键帽组装合格的键盘表面样板图面，该样板图面包含了各键帽的位置信息；

(2)在相同光照条件下获取待测键盘表面图像；

(3)比对待测键盘表面图像与键盘表面样板图面中的各键帽位置，当各键帽位置息差值满足检测精度要求时，说明键帽组装合格，否则为不合格。

其中，键帽的位置信息包括键帽的旋转角度及该键帽的位置间隙，其中，键帽的旋转角度为该键帽相对于其所在按键中心轴的角度，键帽的位置间隙包括该键帽与相邻键帽之间、与键盘顶部之间以及与键盘底部之间的距离。

键帽旋转角度及键帽的位置间隙的检测精度要求可根据加工要求预先设置，优选的，可将位置间隙的检测精度预设为小于0.15mm，旋转角度的检测精度预设为1°，即，当某一位置的键帽在键盘表面图像中的各位置间隙与其在样板图面中的各位置间隙之间的差值均小于0.15mm时，说明该键帽的位置间隙满足要求；当某一位置的键帽在键盘表面图像中的旋转角度与在样板图面中的旋转角度之间的差值小于1°时，说明该键帽的旋转角度满足要求。

本发明的一种键帽组装性能自动检测装置，包括装置基座，装置基座上固定有检测台和位于其上方的图像采集部件，且检测台前、后、左、右侧面均设有光源；还包括图像存储比对模块，该图像存储比对模块内置的键帽组装合格的键盘表面样板图面，且其与图像采集部件电性连接，用于接收存储图像采集部件采集的待测键盘表面图像、并将该图像与键盘表面样板图面中的键帽位置信息进行比对、测算；待测键盘表面图像取相时的光照条件与键盘表面样板图面取相时相同。其中，检测台前光的照射方向直射产品，称为顶光；检测台左侧右侧后侧的光斜射产品，为侧光。

当键帽位置信息的差值满足检测精度要求时，说明检测合格。具体而言，键帽位置信息包括各键帽的旋转角度以及该键帽的位置间隙，其中，键帽的旋转角度为该键帽相对于其所在按键中心轴的角度，优选的，当某一位置的键帽在键盘表面图像中的旋转角度与在样板图面中的旋转角度之间的差值小于1°时，该键帽的旋转角度满足要求；键帽的位置间隙包括该键帽与相邻键帽之间、与键盘顶部之间以及与键盘底部之间的间隙，优选的，当某一位置的键帽在键盘表面图像中的各位置间隙与其在样板图面中的各位置间隙之间的差值均小于0.15mm时，说明该键帽的位置间隙满足要求。

上述图像存储比对模块包括与图像采集部件电性连接的图像存储模块以及与图像存储模块连接的图像比对模块，该图像比对模块内置键盘表面样板图面以及图像比对程序。

较优的，该键帽组装性能自动检测装置还可包括固定在装置基座上的扫码枪，扫码枪与图像比对模块电性连接；图像比对模块可包含多个机种的键盘表面样板图面，其接收扫码枪获得的键盘机种信息、匹配出与该机种对应的键盘表面样板图面、与获取的待测键盘表面图像进行比对。

进一步的，还可包括与扫码枪及各光源电性连接的光源控制模块，该光源控制模块内置多个机种的光照标准信息，其中，每一机种的光照标准信息包括各光源的开关状态信息及光线强弱信息；光源控制模块接收扫码枪获得的键盘机种信息、匹配出符合该机种的光照标准信息，然后反馈至各光源、使取相时的光照情况与该机种键盘表面样板图面取相时的光照条件相同。

作为优选的，本发明的键帽组装性能自动检测装置还可包括驱动部件和感应控制部件，驱动部件用于驱动待测键盘到达检测台，感应控制部件包括用于感应待测键盘位置的感应器和用于接收感应器感应的信息并依据该信息向驱动部件发出运动或停止指令的控制器。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)本发明的键帽组装性能检测方法通过多方向打光取像获得待测键盘表面图像，该图像能够反映出键帽的旋转角度、上下左右间隙情况，将其与样板图面进行比对，能够准确地识别出不合格的组装产品和组装位置，很大程度地降低肉眼检测的误差，降低次品率和返工率，提高成品质量；(2)本发明的键帽组装性能自动检测装置能够快速、准确地对键帽的组装情况进行检测和不合格产品的识别，通过机械化检测对比，在提高识别准确率的同时，大大提高了检测速度；将该设备用于键盘组装生产线，可提高生产线的整体效率。

附图说明

图1为本发明的键帽组装性能自动检测装置的结构示意图；

图2为本发明的键帽组装性能自动检测装置的整体控制过程。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

键盘组装可包括如下步骤：首先将原料除尘，原料包括线路板和底板，其次将线路板与底板组装，再依次组装剪刀脚、键帽，接着在键帽上印刷字符，最后贴标、除尘得到成品，包装。键帽组装完成后、字符印刷前，需对各键帽的组装是否合格进行检测，本发明的键帽组装性能检测方法即是针对键帽的安装位置的检测。

具体而言，本发明的一种键帽组装性能检测方法，包括下述步骤：

(1)采用顶光和/或侧光的打光方式，获取键帽组装合格的键盘表面样板图面，该样板图面包含了各键帽的位置信息；取相时，可将图像采集部件的摄像头垂直对准键帽组装合格的键盘，根据键盘具体类型在其正前方和/或各侧面(左侧、右侧、后侧)打光，同时调整光线强度，拍摄键盘表面样板图面，该样板图面能够清晰反映键帽位置结构；

(2)在相同光照条件下获取待测键盘表面图像；相同光照条件包括相同的打光方式及相同的光线强度；

(3)将待测键盘表面图像与键盘表面样板图面进行键帽位置比对，当键帽位置信息差值满足检测精度要求时，说明键帽组装合格，否则为不合格。

其中，键帽位置信息包括键帽的旋转角度及该键帽的位置间隙。键帽的旋转角度为该键帽相对于其所在按键的中心轴的角度，键帽的位置间隙包括该键帽与相邻键帽之间、与键盘顶部之间以及与键盘底部之间的距离。键帽位置信息的检测精度要求一般可根据加工要求预先设置，如将键帽位置间隙的检测精度预设为小于0.15mm，表示当某一位置的键帽在键盘表面图像中的各位置间隙与其在样板图面中的各位置间隙之间的差值均小于0.15mm时，该键帽的位置间隙满足要求；再如将键帽旋转角度的检测精度预设为1°，表示当某一位置的键帽在键盘表面图像中的旋转角度与在样板图面中的旋转角度之间的差值小于1°，说明该键帽的旋转角度满足要求。

该检测方法通过多方向打光取像获得待测键盘表面图像，该图像能够反映出键帽的旋转角度、上下左右间隙情况，将其与样板图面进行比对，能够准确地识别出不合格的组装产品和组装位置，很大程度地降低肉眼检测的误差，降低次品率和返工率，提高成品质量。

基于本发明的键帽组装性能检测方法，本发明还提供了一种键帽组装性能自动检测装置。

如图1，该自动检测装置包括装置基座1，装置基座1上固定有检测台2和图像采集部件3，检测台2用于放置待测键盘，图像采集部件3位于检测台2正上方，其可为相机头，相机头垂直向下、对准于检测台2；检测台2的前、后、左、右侧均设置有光源，分别为前侧光源41、后侧光源42、左侧光源43和右侧光源(右侧光源与左侧光源相对设置，由于视图角度，右侧光源在图1中不显示)，检测台前侧光源41的照射方向直射产品，称为顶光；检测台左侧、右侧和后侧的光源斜射产品，为侧光，通过在检测台前、后、左、右侧设置光源，可形成顶光或侧光的打光方式，检测时根据键盘的具体情况选取打光方式，选取条件是保证所取相产品结构或表面清晰，通过选取打光方式，可以更直观对产品进行取相，为取相时消取产品不必要的阴影；通过多角度打光对待测键盘取相，可获得待测键盘上各键帽在横向、纵向上的位置。

该自动检测装置还包括图像存储比对模块，如图2，其包括图像存储模块和图像比对模块，其中，图像存储模块与图像采集部件3电性连接，接收并存储图像采集部件3采集的待测键盘表面图像；图像比对模块与图像存储模块连接，其内置键帽安装合格的键盘表面样板图面以及图像比对程序，图像比对模块将图像存储模块存储的待测键盘表面图像与对应的键盘表面样板图面进行比对，对图中的键帽位置信息差值进行测算；键帽位置信息包括各键帽的旋转角度以及该键帽的位置间隙，当键帽位置信息的差值满足检测精度要求时，说明检测合格。键帽组装合格的键盘表面样板图面为预先获取后存储在图像比对模块中，后续待测键盘表面图像取相时的光照条件与键盘表面样板图面取相时的保持一致。本发明的自动化检测装置可包括工控机，工控机内设置图像存储比对模块，实现图像比对及键帽位置信息的提取和测算；工控机可固定在装置基座1上。

图像比对模块中可内置多个机种的键帽安装样板图面，为实现多机种检测，本发明的自动检测装置还可包括扫码枪5，扫码枪5固定在装置基座1上，并与图像比对模块电性连接，图像比对模块接收扫码枪5获得的键盘机种信息、匹配出与该机种对应的键盘表面样板图面、与获取的待测键盘表面图像信息进行比对。

键帽组装性能自动化检测***中，还可设置光源控制模块，实现光照条件的自动调节。光源控制模块与扫码枪5及各光源41、42、43电性连接，其内置多个机种的光照标准信息，每一机种的光照标准信息包括各光源的开关状态信息及光线强弱信息；光源控制模块接收扫码枪5获得的键盘机种信息、匹配出符合该机种的光照标准信息，然后反馈至光源、使取相时的光照情况与该机种键盘表面样板图面取相时的光照条件相同。光源控制模块也可设置在工控机内，工控机可包括人工设置窗口，光照标准信息可通过人工设置窗口预先设置好；针对某一机种，根据相机取相情况人工调整打光方式和光线强度，记录获取键盘表面样板图面时的光照信息，然后通过人工设置窗口输入，作为该机种的光照标准信息。

为实现检测装置的进一步自动化，本发明的自动检测装置还可包括驱动部件和感应控制部件，驱动部件用于运送待测键盘到达检测台2，其可为伺服电机；感应控制部件包括感应器和控制器，两者电性连接，其中，感应器用于感应待测键盘的位置，控制器接收感应器感应的信息并依据该信息向驱动部件发出运动或停止运动的指令。其中，感应器固定在装置基座1上，控制器可位于工控机内部。

本发明的自动检测装置还可包括阻挡定位部件6，其可为阻挡气缸，当驱动部件驱动待测键盘达到检测台2时，感应器感应到待测键盘到位，将信息传送至控制器，控制器控制阻挡气缸上升，对待测键盘进行定位。

本发明的键帽组装性能自动检测装置的工作工程如下：

载板101承载待测键盘100经输送带传送至本发明的剪刀脚组装性能自动化检测***入口，感应器感应到载板101位置将信息传送至控制器，控制器通知驱动部件运送载板101至检测台2，载板101承载待测键盘100达到检测台2后，感应器再次将载板101位置信息传递至控制器，控制器通知阻挡定位部件6阻挡载板101、对待测键盘100进行定位；

载板101到位后，扫码枪5扫描待测键盘100获取机种信息并传递至光源控制模块和图像对比模块，光源控制模块匹配出对应机种的光照标准信息、并反馈至前、后、左、右侧光源，前、后、左、右侧光源根据光源标准信息打开或关闭、且光线强弱也达到特定状态，最终呈现的光照条件与该机种的键盘表面样板图面取相时相同；同时，图像对比模块匹配出对应机种的键盘表面样板图面；

感应器感应到载板101到位后，将信息传送至控制器，控制器通知图像采集部件3在特定光照强度下取相；

图像采集部件3采集的待测键盘表面图像依次传输至图像存储模块和图像比对模块，通过图像比对模块内置的图像比对程序与键盘表面样板图面进行比对，并对键盘表面样板图面和待测键盘表面图的键帽位置信息进行提取和测算；如各键帽位置信息符合检测精度要求，说明键帽组装合格，流出该自动化检测装置，进入下一站点，如检测不合格，流入不良品维修站进行维修，维修后，再次送入该自动化检测装置检测。

Claims (10)

1.一种键帽组装性能检测方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)采用顶光和/或侧光的打光方式，获取键帽组装合格的键盘表面样板图面，该样板图面包含了各键帽的位置信息；

(2)在相同光照条件下获取待测键盘表面图像；

(3)比对待测键盘表面图像与键盘表面样板图面中的各键帽位置，当各键帽位置信息差值满足检测精度要求时，说明键帽组装合格，否则为不合格。

2.根据权利要求1所述的键帽组装性能检测方法，其特征在于，所述键帽的位置信息包括键帽的旋转角度及该键帽的位置间隙，其中，键帽的旋转角度为该键帽相对于其所在按键中心轴的角度，键帽的位置间隙包括该键帽与相邻键帽之间、与键盘顶部之间以及与键盘底部之间的距离。

3.根据权利要求2所述的键帽组装性能检测方法，其特征在于，当某一键帽在待测键盘表面图像与键盘表面样板图面中的位置间隙差值均小于0.15mm时，该键帽的位置间隙满足要求；当某一键帽在待测键盘表面图像与键盘表面样板图面中的旋转角度差值小于1°时，该键帽的旋转角度满足要求。

4.一种键帽组装性能自动检测装置，其特征在于，包括装置基座，装置基座上固定有检测台和位于其上方的图像采集部件，且检测台前、后、左、右侧面均设有光源；还包括图像存储比对模块，该图像存储比对模块内置的键帽组装合格的键盘表面样板图面，且其与图像采集部件电性连接，用于接收存储图像采集部件采集的待测键盘表面图像、并将该图像与键盘表面样板图面中的键帽位置信息进行比对、测算；所述待测键盘表面图像取相时的光照条件与键盘表面样板图面取相时相同。

5.根据权利要求4所述的键帽组装性能自动检测装置，其特征在于，所述键帽位置信息包括各键帽的旋转角度以及该键帽的位置间隙，其中，键帽的旋转角度为该键帽相对于其所在按键中心轴的角度，键帽的位置间隙包括该键帽与相邻键帽之间、与键盘顶部之间以及与键盘底部之间的间隙。

6.根据权利要求5所述的键帽组装性能自动检测装置，其特征在于，当某一键帽在键盘表面图像及样板图面中的旋转角度差值小于1°时，该键帽的旋转角度满足要求；当某一键帽在键盘表面图像及样板图面中的位置间隙差值小于0.15mm时，说明该键帽的位置间隙满足要求。

7.根据权利要求4所述的键帽组装性能自动检测装置，其特征在于，所述图像存储比对模块包括与图像采集部件电性连接的图像存储模块以及与图像存储模块连接的图像比对模块，该图像比对模块内置键盘表面样板图面以及图像比对程序。

8.根据权利要求4所述的键帽组装性能自动检测装置，其特征在于，还包括固定在装置基座上的扫码枪，所述扫码枪与图像比对模块电性连接，图像对比模块包含多种机种的键盘表面样板图面，其接收扫码枪获得的键盘机种信息、匹配出符合该机种的键盘表面样板图面，与获取的待测键盘表面图像进行比对。

9.根据权利要求8所述的键帽组装性能自动检测装置，其特征在于，还包括与所述扫码枪及各光源电性连接的光源控制模块，该光源控制模块内置多个机种的光照标准信息，其中，每一机种的光照标准信息包括各光源的开关状态信息及光线强弱信息；所述光源控制模块接收扫码枪获得的键盘机种信息、匹配出符合该机种的光照标准信息，然后反馈至各光源、使取相时的光照情况与该机种键盘表面样板图面取相时的光照条件相同。

10.根据权利要求4所述的键帽组装性能自动检测装置，其特征在于，还包括驱动部件和感应控制部件，所述驱动部件用于驱动待测键盘到达检测台，感应控制部件包括用于感应待测键盘位置的感应器和用于接收感应器感应的信息并依据该信息向驱动部件发出运动或停止指令的控制器。