CN109752317B - 一种手机屏缺陷检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手机屏缺陷检测装置及其检测方法，属于手机检测领域。包括支撑组件、移动组件、固定组件、四轴机器人、压合组件和检测组件六部分。其中，移动组件包括步进电机，与步进电机连接的滚珠丝杆，固定导轨，以及套装在所述滚珠丝杆上的移动平台；固定组件安装所述移动平台上；压合组件包括气缸，与所述气缸连接的下压块；检测组件包括第二固定支撑架，设置在固定支撑架的横梁上的水平移动机构，设置在所述水平移动机构的输出轴上的两组光检测器。本发明通过将待检测手机固定在移动组件上，通过移动组件内的丝杆带动光检测器，对整个待测手机屏进行检测；解决了现有检测设备对手机内层损伤，和材料缺陷上无法检测的问题。

Description

一种手机屏缺陷检测装置及其检测方法

技术领域

本发明属于手机检测领域，尤其是一种手机屏缺陷检测装置及其检测方法。

背景技术

手机触摸屏是一种触控面板，是个可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈***可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。一般采用化学强化玻璃，其主要材料为特殊的钠硅酸盐玻璃材料，通过钠钾离子交换来提升自身强度，具有较好的表面硬度和耐冲击性。

现有的手机屏检测设备主要以CCD摄影机配合投光灯组对玻璃零件表面进行取像，形成数据，与标准数据进行对比，实现对手机上的刮痕或其它表面的物理缺陷进行检测，但是有部分手机屏在加工过程中，应力过于集中，导致手机内层出现损伤；同时可能由于化学强化玻璃在生产过程中，在部分材料在材料组成上出现问题，这些问题均不能通过现有的检测设备检测出来。

发明内容

发明目的：提供一种手机屏缺陷检测装置及其检测方法，以解决现有检测设备对手机内层损伤，和材料缺陷上无法检测的问题。

技术方案：一种手机屏缺陷检测装置，包括：支撑组件、移动组件、固定组件、四轴机器人、压合组件和检测组件六部分。

支撑组件，固定在工作平面上，包括：基板，设置在所述基板上的多个定位孔、以及设置在所述基板上的机台。

移动组件，包括：设置在所述机台上的步进电机，与所述步进电机输出轴连接的减速器，与所述减速器输出轴连接的滚珠丝杆，设置在所述滚珠丝杆两侧的固定导轨，以及通过滚珠轴承套装在所述滚珠丝杆上、两侧安装在固定导轨上的移动平台。

固定组件，包括：设置在所述移动平台上的固定板，通过螺栓或者螺母固定安装在所述固定板上的、并与手机屏轮廓相匹配的固定凹槽，通过滑槽固定在所述固定板上、与所述固定凹槽对齐并留有预定距离的三个活动凹槽，连接所述活动凹槽与固定凹槽的伸缩连杆，以及设置在所述伸缩连杆上的调节螺母。

四轴机器人，包括：回转气缸，设置在所述回转气缸上的旋转台，设置在所述旋转台上的旋转电机，与所述电机连接的一级机械臂，与所述一级机械臂通过活动关节连接的二级机械臂，以及固定安装在所述二级机械臂上的机械夹爪。

压合组件，包括：设置在所述基板上呈“冂”形的第一固定支撑架，在所述固定支撑架的横梁上固定的第一连接板，在所述第一连接板上固定安装的气缸，与所述气缸输出轴连接的下压块；

检测组件，包括：设置在所述基板上呈“冂”形的第二固定支撑架，设置在所述固定支撑架的横梁上的水平移动机构，设置在所述水平移动机构上的第二连接板，固定安装所述第二连接板上分布在前、后两侧的两组光检测器。

在进一步的实施例中，所述水平移动机构与移动组件的结构相同。

在进一步的实施例中，所述光检测器包括：直扩束光源、光束光阑、调焦器、光强接收器；通过阵列排布的直扩束光源发射出来的标准平行光，依次通过光束光阑、调焦器、待测手机屏，然后发生反射，经过光强接收器，然后通过光电转化器将光信号转化为电信号，通过电缆传输至电脑终端。

在进一步的实施例中，所述光检测器上安装有电缆拖链，所述光检测器中使用的电线均设置于所述电缆拖链内。

在进一步的实施例中，所述直扩束光源包括：激光发生器、用于调整光束大小和平行度的准直器和扩束器。

在进一步的实施例中，所述机械夹爪包括：固定件，与伺服电机输出轴连接、并安装在所述固定板内的齿轮组，通过一端齿轮部与齿轮组连接的第一指根，与所述第一指根结构相同且与所述第一指根的齿轮部相互啮合的第二指根，分别于所述第一指根和第二指根通过销钉连接的两个指节，以及分别通过销钉连接所述指节的中部和固定板的连杆。

在进一步的实施例中，所述固定凹槽和活动凹槽下表面上设置有压力感应装置。

一种手机屏缺陷检测装置的检测方法如下。

S1、将基板固定于工作平面，注意保证基板的水平性。

S2、根据待加工手机类型，调整活动凹槽的距离，保证手机外轮廓与四个凹槽的内轮廓相匹配。

S3、通过四轴机器人将待测手机或待测手机屏放置于固定组件上。

S4、压合组件的下压板下压手机至待测手机与固定凹槽完全贴合。

S5、通过底部的压力传感器检查待测手机或待测手机屏的水平性（即与凹槽完全贴合）。

S6、通过步进电机，将固定组件运输至检测位置，通过光检测器发射出标准平行光源，照射到待测手机和手机屏上，通过手机屏反射至光强接收器，并将光信号转化为电信号，输送至电脑中，计算光强损失量，通过散射原理，确定所述手机是否存在加工刮痕、或材质损伤。

S7、水平移动光检测器，通过多组检测光源同时对一个面的区域进行检测，同时在检测完毕后，步进电机带动固定组件向前运动预定距离。

S8、检测完毕后，通过四轴机器人将待测手机或待测手机屏取出固定组件，放置于指定地方。

有益效果：本发明涉及一种手机屏缺陷检测装置，通过待检测手机固定在移动组件上，通过丝杆带动光检测器，对待测手机进行检测；具体通过光检测器发射出标准平行光源，照射到待测手机和手机屏上，通过手机屏反射至光强接收器，并将光信号转化为电信号，输送至电脑中，计算光强损失量，根据散射原理，确定所述手机是否存在加工刮痕、或材质损伤等缺陷。解决了现有检测设备对手机内层损伤，和材料缺陷上无法检测的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的固定组件的机构示意图。

图3是本发明的四轴机器人的结构示意图。

图4是本发明的机械夹爪的局部放大图。

图5是本发明的光检测装置的原理示意图。

附图标记为：基板1、定位孔2、机台3、步进电机4、减速器5、滚珠丝杆6、固定导轨7、移动平台8、固定板9、固定凹槽10、活动凹槽11、伸缩连杆12、调节螺母13、回转气缸14、旋转台15、旋转电机16、一级机械臂17、二级机械臂18、机械夹爪19、第一固定支撑架20、第一连接板21、气缸22、下压块23、第二固定支撑架24、第二连接板25、水平移动机构26、光检测器27、压力感应装置28、电缆拖链29、固定件1901、齿轮组1902、第一指根1903、第二指根1904、指节1905、连杆1906、直扩束光源2701、光束光阑2702、调焦器2703、光强接收器2704。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其它的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如附图1所示，一种手机屏缺陷检测装置，包括：支撑组件、移动组件、固定组件、四轴机器人、压合组件和检测组件六部分。

支撑组件包括：基板1、定位孔2、机台3。基板1固定在工作平面上，在所述基板1上设置有多个定位孔2，机台3设置在所述基板上。同时，在所述机台3上设置有水平校准器和设置在机台3与工作平台连接处的高度微调螺母，用与调整机台3的水平性，检测装置的检测精度。

移动组件包括：步进电机4、减速器5、滚珠丝杆6、固定导轨7、移动平台8。步进电机4设置在所述机台3上，同时，在所述步进电机4输出轴连接有减速器5，滚珠丝杆6与所述减速器5输出轴连接，在所述滚珠丝杆6两侧设置有固定导轨7，移动平台8通过滚珠轴承套装在所述滚珠丝杆6上，且两侧通过滚轮安装在固定导轨7上。通过调整步进电机4转动功率，实现对移动平台8在机台3上运动和位置的精准控制。

如附图2所示，固定组件包括：固定板9、固定凹槽10、活动凹槽11、伸缩连杆12、调节螺母13、压力感应装置28。固定板9固定安装在所述移动平台8上；固定凹槽10与手机屏轮廓相匹配，并通过螺栓或者螺母固定安装在所述固定板9上；三个活动凹槽11与所述固定凹槽10对齐并留有预定距离，通过滑槽固定在所述固定板9上；每个活动凹槽11与固定凹槽10之间均连接有伸缩连杆12，而且设置在所述伸缩连杆12上的调节螺母13；所述固定凹槽10和活动凹槽11下表面上设置有压力感应装置28。根据待检测手机的不同型号，通过调节调节螺母13，控制伸缩连杆12的伸缩，将活动凹槽11向固定凹槽10运动，至四个凹槽的内轮廓刚好与待检测手机外轮廓相贴合，最后，通过设置在四个凹槽上的压力传感器，检测待检测手机是否与凹槽完全贴合。

如附图2～3所示，四轴机器人包括；回转气缸14、旋转台15、旋转电机16、一级机械臂17、二级机械臂18、机械夹爪19。回转气缸14位于所示基板1下部；旋转台15设置在所述回转气缸14上，并与基板1平齐；在所述旋转台15上设置有旋转电机16，一级机械臂17与所述电机连接，二级机械臂18通过活动关节与所述一级机械臂17相连接，在所述二级机械臂18上固定安装有机械夹爪19。

其中，如附图4所示，机械夹爪19又包括：固定件1901、齿轮组1902、第一指根1903、第二指根1904、指节1905、连杆1906。固定件1901用于支撑固定，齿轮组1902安装在所述固定板9内，并与固定在二级机械臂18上的伺服电机的输出轴相连接，通过一端齿轮部与齿轮组1902连接的第一指根1903，与所述第一指根1903结构相同且与所述第一指根1903的齿轮部相互啮合的第二指根1904，分别于所述第一指根1903和第二指根1904通过销钉连接的两个指节1905，以及分别通过销钉连接所述指节1905的中部和固定板9的连杆1906。当所述机械夹爪19夹取物品时，通过伺服电机带动齿轮组1902转动，同时带动第二指根1904和第二指根1904向固定件1901中心轴方向运动，通过指节1905夹取物品。同时，在所述指节1905上可以设置有真空吸盘。

压合组件包括：第一固定支撑架20、第一连接板21、气缸22、下压块23。第一固定支撑架20设置在所述基板1上并横跨机台3，呈“冂”形，第一连接板21固定在所述固定支撑架的横梁上，在所述第一连接板21上固定安装有气缸22，在所述气缸22的输出轴上连接有下压块23。所述气缸22推出活塞杆后，带动下压块23向下运动，将手机下压至固定组件内。

检测组件包括：第二固定支撑架24、第二连接板25、水平移动机构26、光检测器27。第二固定支撑架24设置在所述基板1上并横跨机台3，呈“冂”形，第二连接板25固定在所述固定支撑架的横梁上，在所述第二连接板25固定安装在水平移动机构26，与所述第一连接板21上安装有前、后分布的两组光检测器27；其中，水平移动机构26和移动组件的机构相同，通过丝杆对带动第二连接板25水平运动，实现光检测器27对待测手机屏的检测。

其中，如附图5所示，所述光检测器27包括：直扩束光源2701、光束光阑2702、调焦器2703、光强接收器2704，其中，直扩束光源2701又包括：激光发生器、准直器和扩束器。其的工作原理为，通过阵列排布的激光发生器发射出来的激光，通过准直器和扩束器调整光束大小和平行度，整理为准标准平行光，然后依次通过光束光阑2702调节光束大小和形状，调焦器2703对光束进行变焦，以预定角度照射到待测手机屏上，然后发生反射，被光强接收器2704接受，由于当入射光束进入非均匀介质后，由于光子随机波动，会在其传播方向上发生多角度的散射，导致光强变小，以及反射光线的位置发生偏移，然后通过光电转化器将光信号转化为电信号，通过电缆传输至电脑终端，与标准数据进行对比，确定待检测手机屏是否存在加工刮痕、或材质损伤等缺陷，是否符合行业标准。其中，所述光检测器27上安装有电缆拖链29，所述光检测器27中使用的电线均设置于所述电缆拖链29内。可避免光检测器27在来回运动过程中，电缆与水平移动机构26摩擦，损坏电缆，所述电缆在电缆拖链29内进行来回移动而不易磨损，可有效保护电缆。

为了进一步理解手机屏缺陷检测装置的技术方案，对其加工工艺做出简要说明。

S1、将基板1固定于工作平面，注意检测基板1的水平性；

S2、根据待加工手机类型，调整活动凹槽11的距离，保证手机外轮廓与四个凹槽的内轮廓相匹配。

S3、通过四轴机器人将待测手机或待测手机屏放置于固定组件上。

S4、压合组件的下压板下压手机，至待测手机与固定凹槽10和活动凹槽11完全贴合。

S5、通过底部的压力传感器检查待测手机或待测手机屏的水平性（即与凹槽完全贴合）。

S6、通过步进电机4，将固定组件运输至检测位置，通过光检测器27发射出标准平行光源，照射到待测手机和手机屏上，通过手机屏反射至光强接收器2704，并将光信号转化为电信号，输送至电脑中，计算光强损失量，通过散射原理，确定所述手机是否存在加工刮痕、或材质损伤等缺陷。

S7、水平移动光检测器27，通过多组检测光源同时对一个面的区域进行检测，同时在检测完毕后，步进电机4带动固定组件向前运动预定距离。

S8、检测完毕后，通过四轴机器人将待测手机或待测手机屏取出固定组件，放置于指定地方。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (8)

1.一种手机屏缺陷检测装置，其特征在于，包括：

支撑组件，固定在工作平面上，包括：基板，设置在所述基板上的多个定位孔、以及设置在所述基板上的机台；

移动组件，包括：设置在所述机台上的步进电机，与所述步进电机输出轴连接的减速器，与所述减速器输出轴连接的滚珠丝杆，设置在所述滚珠丝杆两侧的固定导轨，以及通过滚珠轴承套装在所述滚珠丝杆上、两侧安装在固定导轨上的移动平台；

固定组件，包括：设置在所述移动平台上的固定板，通过螺栓或者螺母固定安装在所述固定板上的、并与手机屏轮廓相匹配的固定凹槽，通过滑槽固定在所述固定板上、与所述固定凹槽对齐并留有预定距离的三个活动凹槽，连接所述活动凹槽与固定凹槽的伸缩连杆，以及设置在所述伸缩连杆上的调节螺母；

四轴机器人，包括：回转气缸，设置在所述回转气缸上的旋转台，设置在所述旋转台上的旋转电机，与所述电机连接的一级机械臂，与所述一级机械臂通过活动关节连接的二级机械臂，以及固定安装在所述二级机械臂上的机械夹爪；

压合组件，包括：设置在所述基板上呈“冂”形的第一固定支撑架，在所述固定支撑架的横梁上固定的第一连接板，在所述第一连接板上固定安装的气缸，与所述气缸输出轴连接的下压块；

检测组件，包括：设置在所述基板上呈“冂”形的第二固定支撑架，设置在所述固定支撑架的横梁上的水平移动机构，设置在所述水平移动机构上的第二连接板，固定安装所述第二连接板上分布在前、后两侧的两组光检测器。

2.根据权利要求1所述的手机屏缺陷检测装置，其特征在于，所述水平移动机构与移动组件的结构相同。

3.根据权利要求1所述的手机屏缺陷检测装置，其特征在于，所述光检测器包括：直扩束光源、光束光阑、调焦器、光强接收器；通过阵列排布的直扩束光源发射出来的标准平行光，依次通过光束光阑、调焦器、待测手机屏，然后发生反射，经过光强接收器，然后通过光电转化器将光信号转化为电信号，通过电缆传输至电脑终端。

4.根据权利要求3所述的手机屏缺陷检测装置，其特征在于，所述光检测器上安装有电缆拖链，所述光检测器中使用的电线均设置于所述电缆拖链内。

5.根据权利要求3所述的手机屏缺陷检测装置，其特征在于，所述直扩束光源包括：激光发生器、用于调整光束大小和平行度的准直器和扩束器。

6.根据权利要求1所述的手机屏缺陷检测装置，其特征在于，所述机械夹爪包括：固定件，与伺服电机输出轴连接、并安装在所述固定板内的齿轮组，通过一端齿轮部与齿轮组连接的第一指根，与所述第一指根结构相同且与所述第一指根的齿轮部相互啮合的第二指根，分别于所述第一指根和第二指根通过销钉连接的两个指节，以及分别通过销钉连接所述指节的中部和固定板的连杆。

7.根据权利要求1所述的手机屏缺陷检测装置，其特征在于，所述固定凹槽和活动凹槽下表面上设置有压力感应装置。

8.一种手机屏缺陷检测装置的检测方法，其特征在于：

S1、将基板固定于工作平面，注意保证基板的水平性；

S2、根据待加工手机类型，调整活动凹槽的距离，保证手机外轮廓与四个凹槽的内轮廓相匹配；

S3、通过四轴机器人将待测手机或待测手机屏放置于固定组件上；

S4、压合组件的下压板下压手机至待测手机与固定凹槽完全贴合；

S5、通过底部的压力传感器检查待测手机或待测手机屏的水平性；

S6、通过步进电机，将固定组件运输至检测位置，通过光检测器发射出标准平行光源，照射到待测手机和手机屏上，通过手机屏反射至光强接收器，并将光信号转化为电信号，输送至电脑中，计算光强损失量，通过散射原理，确定所述手机是否存在加工刮痕或材质损伤；

S7、水平移动光检测器，通过多组检测光源同时对一个面对区域进行检测，同时在检测完毕后，步进电机带动固定组件向前运动预定距离；

S8、检测完毕后，通过四轴机器人将待测手机或待测手机屏取出固定组件，放置于指定地方。