CN114311572A - Smd led注塑支架在线检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了SMD LED注塑支架在线检测装置及其检测方法，在线检测装置包括传输带、注塑工位、第一相机、维修工位、第二相机和激光器，以及控制器，检测时用第一相机对完成注塑的LED注塑支架进行拍照，控制器对照片进行处理，查找不良LED的坐标位置；如果没有不良LED，LED注塑支架经过维修工位后继续传输到下一工位；如果有不良LED，将LED注塑支架传送至维修工位，用第二相机对LED注塑支架进行拍照并检测激光作业的成果，控制器对照片进行处理，查找不良LED的坐标位置；激光器根据所述不良LED的坐标位置对不良LED进行切割；本发明实现在线连续检测，提高了检测速度，能够与注塑节拍同步，极大的提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及SMD LED生产设备，尤其涉及一种SMD LED注塑支架在线检测装置及其检测方法。
背景技术
SMD LED就是表面贴装发光二极管的意思。当前SMD LED注塑支架产品的生产是由多台设备组成的生产线实现，各设备之间不能够连续联接形成成套生产线。通常SMD LED注塑支架由注塑机成型后为连续带状产品，该产品首先被卷成半成品卷，再由冲切设备冲切成独立产品。最后由人员检查，发现支架产品中注塑不良的位置，进行不良位置进行修补（人工剪除不良位置，然后在缺口位置人工修补一颗LED支架胶粒）。
上述过程存在多个缺点：1、支架从注塑生产，到被检查发现，进行不良修补时间跨度大。如果注塑环节出现连续的不良，会导致过程中产生大量不良品。2、人工检测的方式对于检测人员的要求较高，检测效率低，且不能避免漏检、错检情况。3、人工修补的方式无法保证剪切精度，修补质量不能保证。
因此，如何设计一种在生产线上可以在线检测SMD LED不良品，并及时修补的在线检测装置及其检测方法是业界亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出一种SMD LED注塑支架在线检测装置及其检测方法。
本发明采用的技术方案是设计一种SMD LED注塑支架在线检测装置，其包括传输带、注塑工位、第一相机、维修工位、第二相机和激光器，以及控制器，其中所述传输带用于传输LED注塑支架；所述注塑工位上架设光源和第一相机；所述第一相机对完成注塑的LED注塑支架进行拍照，控制器对照片进行处理，查找不良LED的坐标位置；所述第二相机架设在维修工位上方，对LED注塑支架中进行拍照，控制器对照片进行处理，查找不良LED的坐标位置并检测激光作业的成果；所述激光器架设在维修工位上方，根据所述不良LED的坐标位置对不良LED进行切割。
所述注塑工位的两侧各布置一个偏振光源，两个偏振光源为同偏振角度，在第一相机上增加偏振镜与光源偏振角度成90度。
本发明还设计了一种SMD LED注塑支架在线检测装置的检测方法，所述检测装置采用上述的SMD LED注塑支架在线检测装置，所述检测方法包括：用第一相机对完成注塑的LED注塑支架进行拍照，控制器对照片进行处理，查找不良LED的坐标位置；如果没有不良LED，LED注塑支架经过维修工位后继续传输到下一工位；如果有不良LED，将LED注塑支架传送至维修工位，用第二相机对LED注塑支架进行拍照并检测激光作业的成果，控制器对照片进行处理，查找不良LED的坐标位置；激光器根据所述不良LED的坐标位置对不良LED进行切割。
所述照片中的LED排成多行多列的矩阵，每行LED的中间位置为一个工艺圆孔，工艺圆孔上下对应排成一列；所述查找不良LED的坐标位置具体包括以下步骤：
步骤1、对照片进行高斯模糊处理，降低噪点对识别的影响；
步骤2、查找照片中间列的工艺圆孔的中心点，根据工艺圆孔的中心点计算出整张照片的中间列中心位置在X轴上的坐标值Xz，在坐标值Xz的基础上向左、右各偏移半个工艺圆孔直径的坐标，裁剪出中间列范围，并将其灰度阈值二值化，得到中间列0灰度的圆形和255灰度的白色背景；
步骤3、在每一行中从坐标值Xz为中心点坐标，分别向左、向右偏移L=k*n，其中L为偏移量，k为相邻两个LED中心的间距，n的取值范围为1至m/2之间的正整数，m为一行LED的数量，得到每个LED的中心点坐标；
步骤4、对照片进行腐蚀，然后再进行二值化处理；
步骤5、对照片进行腐蚀处理和降噪处理；
步骤6、对照片像素进行非操作，然后进行垂直膨胀，再阈值二值化后排除掉背景干扰信息，得到黑色条状图形；
步骤7、用预先准备的模版图片，进行模版匹配算法，如黑色条状图形有空缺部分，测出空缺部分中心坐标；
步骤8、将空缺部分中心坐标与所述LED的中心点坐标比对，如比对成功即获得不良LED处于几行几列的坐标位置。
所述步骤2中的查找照片中间列的工艺圆孔的中心点，是采用Hough变换查找工艺圆孔的的轮廓及中心点。
所述步骤2中的根据工艺圆孔的中心点计算出整张照片的中间列中心位置在X轴上的坐标值Xz，是先后计算出每一行工艺圆孔的中心点，然后对每个工艺圆孔的中心点在X轴上的坐标取平均值，得到所述坐标值Xz。
所述步骤8中将空缺部分中心坐标与所述LED的中心点坐标比对包括：将空缺部分中心坐标与所述LED的中心点坐标进行直线距离计算，再将两者的坐标差值与比对阈值相比；如坐标差值大于等于比对阈值，则比对不成功；如坐标差值小于比对阈值，则比对成功。
本发明提供的技术方案的有益效果是：
本发明实现了在线连续不良品检测，在线不良品剪切，有效解决了传统做法上的多个缺点；产品由注塑机成型离模同时即可发现不良品，且当不良品连续出现时，注塑工位发出告警由注塑技工接入调整；使用机器视觉在线检测，提高了检测速度，能够与注塑节拍同步，同时检测准确性得到了极大提高；产品由注塑设备出口拖拽出料时，由专用剪切设备对机器视觉检测定位给出的位置做出准确剪切动作；提高了检测速度，能够与注塑节拍同步，检测准确性得到了极大提高；解决不良品产生问题，检测效率和准确性问题、以及返修剪切准确性问题。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
图1是在线检测装置结构示意图；
图2是整体工作流程图；
图3是照片原图；
图4是每个LED标注了中心点坐标的示意图；
图5是对照片进行腐蚀和二值化处理后的示意图；
图6是对照片进行腐蚀处理和降噪处理后的示意图；
图7是对图片垂直膨胀、阈值二值化后得到的黑色条状图；
图8是对黑色条状图进行非操作得到的黑白条状图；
图9是模版图片示意图；
图10是将黑白条状图与模版图片比对后得到的不良LED位置示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明公开了一种SMD LED注塑支架在线检测装置，参看图1示出的在线检测装置结构示意图，其包括传输带、注塑工位、第一相机、维修工位、第二相机和激光器，以及控制器，其中所述传输带用于传输LED注塑支架；所述注塑工位上架设光源和第一相机；所述第一相机对完成注塑的LED注塑支架进行拍照，此时的拍得照片是是模穴中刚成型的产品，控制器对照片进行处理，查找不良LED的坐标位置；所述第二相机架设在维修工位上方，对LED注塑支架中进行拍照，控制器对照片进行处理，查找不良LED的坐标位置并检测激光作业的成果；所述激光器架设在维修工位上方，根据所述不良LED的坐标位置对不良LED进行切割。
本发明相机拍摄的内容为模穴中刚成型的产品，以成型下模作为拍摄背景。参看图2示出的整体工作流程图，先传输金属编带；然后在金属编带上注塑SMD LED；对传出注塑机的LED注塑支架中进行拍照，视觉检测注塑结果；如检测结果全部LED都是良品，将LED注塑支架传输去下一个工位；如检测结果有LED不良品，则用激光对不良品LED进行切割，切割完成后对切割结果进行视觉检测，对未切割完成的继续切割，对完成切割的传输去下一个工位。
在较佳实施例中，所述注塑工位的两侧各布置一个偏振光源，两个偏振光源为同偏振角度，在第一相机上增加偏振镜与光源偏振角度成90度。
本发明还公开了一种SMD LED注塑支架在线检测装置的检测方法，所述检测装置采用上述的SMD LED注塑支架在线检测装置，所述检测方法包括：用第一相机对完成注塑的LED注塑支架进行拍照，控制器对照片进行处理，查找不良LED的坐标位置；如果没有不良LED，LED注塑支架经过维修工位后继续传输到下一工位（不论有没有不良都是持续传送产品至维修工位，不良品被维修，良品直接通过）；如果有不良LED，将LED注塑支架传送至维修工位，用第二相机对LED注塑支架进行拍照并检测激光作业的成果，控制器对照片进行处理，查找不良LED的坐标位置；激光器根据所述不良LED的坐标位置对不良LED进行切割。
参看图3示出的照片原图，所述照片中的LED（1）排成多行多列的矩阵，每行LED的中间位置为一个工艺圆孔（2），工艺圆孔上下对应排成一列；照片边缘的孔洞由传输带中的机械带着移动，确保加工位置的准确定位。
所述查找不良LED的坐标位置具体包括以下步骤：
步骤1、对照片进行高斯模糊处理，降低噪点对识别的影响；LED注塑支架上可能会遗留指纹、灰尘等，所以需要先将图片进行高斯模糊处理，降低噪点对识别的影响。
步骤2、查找照片中间列的工艺圆孔的中心点，根据工艺圆孔的中心点计算出整张照片的中间列中心位置在X轴上的坐标值Xz，在坐标值Xz的基础上向左、右各偏移半个工艺圆孔直径的坐标，裁剪出中间列范围，并将其灰度阈值二值化，得到中间列0灰度的圆形和255灰度的白色背景；
步骤3、在每一行中从坐标值Xz为中心点坐标，分别向左、向右偏移L=k*n，其中L为偏移量，k为相邻两个LED中心的间距，n的取值范围为1至m/2之间的正整数，m为一行LED的数量，得到每个LED的中心点坐标；图3直观给出偏移量L的技术公式，该图中在工艺圆孔的左右各有13个LED，该例中m为26。LED标注出中心点的示意图如图4所示。
步骤4、对照片进行腐蚀，然后再进行二值化处理；在此步骤中需要用相应大小的核（Kernel）进行腐蚀，较佳实施例中采用高3宽1的核（Kernel）。处理后的图如图5所示，可以看到，坏点中间的信息已经被过滤掉了。
步骤5、对照片进行腐蚀处理和降噪处理；此步骤中，观察到坏LED与正常LED的头部、脚部的水平粗线特征分别是断开与不断开可以判断是否为良品。出现断开的特征即是不良品。此步骤中，可采用高2宽1的核（Kernel）进行腐蚀处理并进行一些细节形状变换（主要目的是降噪），可以的到图6，可以看到， 坏元件已经完全过滤掉了。
步骤6、对照片像素进行非操作，然后进行垂直膨胀（如图7所示），再阈值二值化后排除掉背景干扰信息，得到黑色条状图形，如图8所示；
步骤7、用预先准备的模版图片（如图9所示），进行模版匹配算法，如黑色条状图形有空缺部分，测出空缺部分中心坐标；
步骤8、将空缺部分中心坐标与所述LED的中心点坐标比对，如比对成功即获得不良LED处于几行几列的坐标位置。最终结果标记展示如图10所示，图中框出的为不良LED。
在较佳实施例中，所述步骤2中的查找照片中间列的工艺圆孔的中心点，是采用Hough变换查找工艺圆孔的的轮廓及中心点。
在较佳实施例中，所述步骤2中的根据工艺圆孔的中心点计算出整张照片的中间列中心位置在X轴上的坐标值Xz，是先后计算出每一行工艺圆孔的中心点，然后对每个工艺圆孔的中心点在X轴上的坐标取平均值，得到所述坐标值Xz。
在较佳实施例中，所述步骤8中将空缺部分中心坐标与所述LED的中心点坐标比对包括：将空缺部分中心坐标与所述LED的中心点坐标进行直线距离计算，再将两者的坐标差值与比对阈值相比；如坐标差值大于等于比对阈值，则比对不成功；如坐标差值小于比对阈值，则比对成功。所述比对阈值可以设置为LED的宽度像素。
以上实施例仅为举例说明，非起限制作用。任何未脱离本申请精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本申请的权利要求范围之中。
Claims (7)
1.一种SMD LED注塑支架在线检测装置，其特征在于，包括传输带、注塑工位、第一相机、维修工位、第二相机和激光器，以及控制器，其中
所述传输带用于传输LED注塑支架；
所述注塑工位上架设光源和第一相机；
所述第一相机对完成注塑的LED注塑支架进行拍照，控制器对照片进行处理，查找不良LED的坐标位置；
所述第二相机架设在维修工位上方，对LED注塑支架中进行拍照，控制器对照片进行处理，查找不良LED的坐标位置并检测激光作业的成果；
所述激光器架设在维修工位上方，根据所述不良LED的坐标位置对不良LED进行切割。
2.如权利要求1所述的SMD LED注塑支架在线检测装置，其特征在于，所述注塑工位的两侧各布置一个偏振光源，两个偏振光源为同偏振角度，在第一相机上增加偏振镜与光源偏振角度成90度。
3.一种SMD LED注塑支架在线检测装置的检测方法，其特征在于，所述检测装置采用权利要求1至2任一项所述的SMD LED注塑支架在线检测装置，所述检测方法包括：用第一相机对完成注塑的LED注塑支架进行拍照，控制器对照片进行处理，查找不良LED的坐标位置；如果没有不良LED，LED注塑支架经过维修工位后继续传输到下一工位；如果有不良LED，将LED注塑支架传送至维修工位，用第二相机对LED注塑支架进行拍照并检测激光作业的成果，控制器对照片进行处理，查找不良LED的坐标位置；激光器根据所述不良LED的坐标位置对不良LED进行切割。
4.如权利要求3所述SMD LED注塑支架在线检测装置的检测方法，其特征在于，所述照片中的LED（1）排成多行多列的矩阵，每行LED的中间位置为一个工艺圆孔（2），工艺圆孔上下对应排成一列；所述查找不良LED的坐标位置具体包括以下步骤：
步骤1、对照片进行高斯模糊处理，降低噪点对识别的影响；
步骤2、查找照片中间列的工艺圆孔的中心点，根据工艺圆孔的中心点计算出整张照片的中间列中心位置在X轴上的坐标值Xz，在坐标值Xz的基础上向左、右各偏移半个工艺圆孔直径的坐标，裁剪出中间列范围，并将其灰度阈值二值化，得到中间列0灰度的圆形和255灰度的白色背景；
步骤3、在每一行中从坐标值Xz为中心点坐标，分别向左、向右偏移L=k*n，其中L为偏移量，k为相邻两个LED中心的间距，n的取值范围为1至m/2之间的正整数，m为一行LED的数量，得到每个LED的中心点坐标；
步骤4、对照片进行腐蚀，然后再进行二值化处理；
步骤5、对照片进行腐蚀处理和降噪处理；
步骤6、对照片像素进行非操作，然后进行垂直膨胀，再阈值二值化后排除掉背景干扰信息，得到黑色条状图形；
步骤7、用预先准备的模版图片，进行模版匹配算法，如黑色条状图形有空缺部分，测出空缺部分中心坐标；
步骤8、将空缺部分中心坐标与所述LED的中心点坐标比对，如比对成功即获得不良LED处于几行几列的坐标位置。
5.如权利要求4所述SMD LED注塑支架在线检测装置的检测方法，其特征在于，所述步骤2中的查找照片中间列的工艺圆孔的中心点，是采用Hough变换查找工艺圆孔的的轮廓及中心点。
6.如权利要求5所述SMD LED注塑支架在线检测装置的检测方法，其特征在于，所述步骤2中的根据工艺圆孔的中心点计算出整张照片的中间列中心位置在X轴上的坐标值Xz，是先后计算出每一行工艺圆孔的中心点，然后对每个工艺圆孔的中心点在X轴上的坐标取平均值，得到所述坐标值Xz。
7.如权利要求4所述SMD LED注塑支架在线检测装置的检测方法，其特征在于，所述步骤8中将空缺部分中心坐标与所述LED的中心点坐标比对包括：将空缺部分中心坐标与所述LED的中心点坐标进行直线距离计算，再将两者的坐标差值与比对阈值相比；如坐标差值大于等于比对阈值，则比对不成功；如坐标差值小于比对阈值，则比对成功。
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