CN115366526B - 玻璃盖板的热喷定位校正方法、装置及玻璃盖板贴合设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玻璃盖板的热喷定位校正方法、装置及玻璃盖板贴合设备，其包括将玻璃盖板置于菱形轨道下方的定位区域，沿菱形轨道以步进的方式移动热喷装置，向定位区域的方向喷射热喷气体，使用工业相机获取玻璃盖板的原图像，实时将原图像转换为特征图像，并在特征图像中识别出热喷轨迹、玻璃盖板的边缘以及热喷轨迹与玻璃盖板的边缘之交点及其坐标，进而获得玻璃盖板相对于标准位置的偏移角度；本发明主要解决如何提供玻璃盖板的定位校正方法的问题，本发明实现了玻璃盖板的定位，确保玻璃盖板能够被正确地预贴合在显示模组上。
Description
技术领域
本发明涉及显示屏自动生产设备技术领域，具体为一种玻璃盖板的热喷定位校正方法、装置及玻璃盖板贴合设备。
背景技术
随着手机、平板电脑以及各种智能穿戴设备的普及，为了满足用户的多样化需求，通常需要采用不同的贴合技术来增加显示屏的美观度及质量；目前的贴合设备通常包括上料机构、预贴合机构以及真空贴合机构，利用机械手或者位移机构，将玻璃盖板和显示模组分别从上料机构依次转移至预贴合机构和真空贴合机构上，完成玻璃盖板和显示模组的贴合。
当前，将玻璃盖板与显示模组进行预贴合前，需要对玻璃盖板进行位置校正，确保玻璃盖板能够被正确地预贴合在显示模组上。
机器视觉技术，是指利用工业相机捕捉图像，并借由计算机进行数字化计算、处理、分析，从而来代替人工的方式完成测量和判断的***；目前，机器视觉技术已在工业检测领域得到了成功的应用，并大幅度地提高了产品的质量和可靠性，保证了生产的效率，同时也降低了企业的生产成本。
但是，由于玻璃盖板具有透光性，常规的工业相机拍摄的图像存在定位困难和检测精度低的问题，导致贴合前的位置校正工序存在较大误差，因此，需要提出一种玻璃盖板的定位校正方法，以准确地实现玻璃盖板的位置校正。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种玻璃盖板的热喷定位校正方法，能够准确为玻璃盖板的位置校正提供参考。
本发明的另一目的在于提供一种热喷定位校正装置，能够实现上述的玻璃盖板的热喷定位校正方法，从而准确为玻璃盖板的位置校正提供参考。
本发明的又一目的在于提供一种玻璃盖板贴合设备，能够自动化地完成玻璃盖板与显示模组的预贴合及真空贴合工序。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种玻璃盖板的热喷定位校正方法，其包括下述步骤：
S1、将玻璃盖板置于菱形轨道下方的定位区域，使所述菱形轨道的每一边在所述定位区域上的投影均经过所述玻璃盖板相邻的两侧边缘；
S2、沿所述菱形轨道以步进的方式移动热喷装置，所述热喷装置每步进移动一次，均向所述定位区域的方向喷射一次热喷气体，以在所述定位区域上形成热喷轨迹；同时，所述热喷装置每步进移动一次，均使用工业相机获取一幅所述玻璃盖板的原图像；实时将所述原图像转换为特征图像，并在所述特征图像中识别出所述热喷轨迹、所述玻璃盖板的边缘，以及，所述热喷轨迹与所述玻璃盖板的边缘之交点，以获得交点及其坐标A(a1,b1)、B(a2,b2)、C(a3,b3)、D(a4,b4)、E(a5,b5)、F(a6,b6)、G(a7,b7)和H(a8,b8)；
S3、若，交点A与交点B有b1-b2＝0，交点C与交点D有a3-a4＝0，交点E与交点F有b5-b6＝0，交点G与交点H有a7-a8＝0；则，所述玻璃盖板处于标准位置；
S4、若，交点A与交点B有|a1-a2|＝Δx1和|b1-b2|＝Δy1，交点C与交点D有|a3-a4|＝Δx2和|b3-b4|＝Δy2，交点E与交点F有|a5-a6|＝Δx3和|b5-b6|＝Δy3，交点G与交点H有|a7-a8|＝Δx4和|b7-b8|＝Δy4；则，所述玻璃盖板相对于所述标准位置的偏移角度为θ＝(θ1+θ2+θ3+θ4)/4；
其中，
一种热喷定位校正装置，用于完成上述的玻璃盖板的热喷定位校正方法，其包括菱形轨道、热喷装置、工业相机、支架以及位移装置；所述热喷装置和所述工业相机均设置在所述支架上，所述支架活动设置于所述菱形轨道上，所述位移装置能够通过所述支架连动所述热喷装置和所述工业相机沿所述菱形轨道行进。
一种玻璃盖板贴合设备，包括了上述的热喷定位校正装置，其还包括：
机台；
上料机构，用于对玻璃盖板进行上料；
预贴合机构，用于对显示模组进行上料并将所述玻璃盖板预贴合在所述显示模组上；
真空贴合机构，用于对所述玻璃盖板和所述显示模组进行真空贴合；
所述上料机构、所述热喷定位校正装置、所述预贴合机构以及所述真空贴合机构沿所述机台依次设置；
其还包括：
第一机械手，用于将所述玻璃盖板从所述上料机构转移至所述热喷定位校正装置，以及，将所述玻璃盖板从所述热喷定位校正装置转移至所述预贴合机构；
第二机械手，用于将预贴合后的所述玻璃盖板和所述显示模组从所述预贴合机构转移至所述真空贴合机构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、该种玻璃盖板的热喷定位校正方法及装置，通过识别热喷轨迹和玻璃盖板的边缘，获得热喷轨迹和玻璃盖板的边缘之交点及其坐标，进而获得玻璃盖板相对于标准位置的偏移角度，实现了玻璃盖板的定位，为自动化设备的动作机构运行提供了参考，确保玻璃盖板能够被正确地预贴合在显示模组上。
2、该种玻璃盖板贴合设备，通过上料机构、热喷定位校正装置、预贴合机构、真空贴合机构、第一机械手以及第二机械手的配合，能够自动化地完成玻璃盖板与显示模组的上料、转移、定位和校正、预贴合以及真空贴合的工序，节省了人力成本，同时提高玻璃盖板与显示模组的贴合质量；其中，通过热喷定位校正装置，能够对玻璃盖板进行定位和校正，确保玻璃盖板能够被正确地预贴合在显示模组上。
附图说明
图1为本发明实施例一中的菱形轨道与玻璃盖板的位置关系示意图。
图2为本发明实施例一中的热喷轨迹与玻璃盖板的边缘的位置关系示意图。
图3为本发明实施例一中的粗定位阶段的热喷轨迹示意图。
图4为本发明实施例一中的精定位阶段的热喷轨迹示意图。
图5为本发明实施例一中的超精定位阶段的热喷轨迹示意图。
图6为本发明实施例一中的玻璃盖板处于标准位置时的示意图。
图7为本发明实施例一中的玻璃盖板相对于标准位置的偏移示意图。
图8为本发明实施例一中的基本LBP算子的示意图。
图9为本发明实施例二中的菱形轨道与玻璃盖板的位置关系示意图。
图10为本发明实施例二的结构视图。
图11为本发明实施例二的立体视图。
图12为本发明实施例二的机构布局结构视图。
图13为本发明实施例二中的上料机构的立体视图。
图14为本发明实施例二中的第一机械手的立体视图。
图15为本发明实施例二中的热喷定位校正装置的结构示意图。
图16为本发明实施例二中的预贴合机构的立体视图。
图17为本发明实施例二中的上料机构、第一机械手、热喷定位校正装置以及预贴合机构的配合结构视图。
图18为本发明实施例二中的真空贴合机构的立体视图。
图19为本发明实施例二中的真空贴合机构在另一方向下的立体视图。
图20为本发明实施例二中的真空贴合机构、第二机械手、第三机械手以及下料机构的配合结构视图。
附图标记为：1、上料机构；11、第一上料平台；12、第一翻转电机；121、翻转臂；13、第一承载平台；131、定位块；2、第一机械手；21、第一吸附板；3、热喷定位校正装置；31、菱形轨道；32、热喷装置；33、工业相机；34、支架；35、位移装置；36、夹具；4、预贴合机构；41、第二上料平台；42、位移机械手；421、位移臂；43、第二承载平台；5、真空贴合机构；51、第三承载平台；52、平台气缸；53、导轨；54、支架；55、真空箱；56、真空箱气缸；57、压板；58、压板气缸；6、第二机械手；61、第二吸附板；7、下料机构；8、第三机械手；81、第三吸附板；9、机台；10、玻璃盖板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
本实施例提供一种玻璃盖板的热喷定位校正方法，能够获得玻璃盖板相对于标准位置的偏移角度，从而为玻璃盖板的位置校正提供参考；其中，玻璃盖板10为方形且透明的玻璃板材。
该种玻璃盖板的热喷定位校正方法包括下述步骤：
S1、将玻璃盖板10置于菱形轨道31下方的定位区域，使菱形轨道31的每一边在定位区域上的投影均经过玻璃盖板10相邻的两侧边缘。
本步骤中，菱形轨道31用于为热喷装置的移动提供支撑和导向基础；如图1所示，由于菱形轨道31的各边均倾斜于玻璃盖板10的各边缘，故菱形轨道31的每一边在定位区域上的投影均经过玻璃盖板10相邻的两侧边缘。
S2、沿菱形轨道31以步进的方式移动热喷装置，热喷装置每步进移动一次，均向定位区域的方向喷射一次热喷气体，以在定位区域上形成热喷轨迹；同时，热喷装置每步进移动一次，均使用工业相机获取一幅玻璃盖板10的原图像；实时将原图像转换为特征图像，并在特征图像中识别出热喷轨迹、玻璃盖板10的边缘，以及，热喷轨迹与玻璃盖板10的边缘之交点，以获得交点及其坐标A(a1,b1)、B(a2,b2)、C(a3,b3)、D(a4,b4)、E(a5,b5)、F(a6,b6)、G(a7,b7)和H(a8,b8)。
如图2所示，实际上，热喷装置的热喷气体落在玻璃盖板10表面时，会在玻璃盖板10表面形成异化点，热喷装置的口径相对于玻璃盖板10的面积较小时，异化点可以视为质点，一系列的异化点连接起来后，即形成玻璃盖板10上的热喷轨迹；此外，异化点和玻璃盖板10的边缘在特征图像下，均能够被识别为特征点。
S3、若，交点A与交点B有b1-b2＝0，交点C与交点D有a3-a4＝0，交点E与交点F有b5-b6＝0，交点G与交点H有a7-a8＝0；则，玻璃盖板10处于标准位置。
如图6所示，上述的关系式b1-b2＝0、a3-a4＝0、b5-b6＝0以及a7-a8＝0，即表明交点A(a1,b1)、B(a2,b2)、C(a3,b3)、D(a4,b4)、E(a5,b5)、F(a6,b6)、G(a7,b7)和H(a8,b8)的位置未有偏移。
S4、若，交点A与交点B有|a1-a2|＝Δx1和|b1-b2|＝Δy1，交点C与交点D有|a3-a4|＝Δx2和|b3-b4|＝Δy2，交点E与交点F有|a5-a6|＝Δx3和|b5-b6|＝Δy3，交点G与交点H有|a7-a8|＝Δx4和|b7-b8|＝Δy4；则，玻璃盖板10相对于标准位置的偏移角度为θ＝(θ1+θ2+θ3+θ4)/4；
其中，
如图7所示，通过上述的偏移角度θ，能够实现玻璃盖板10的定位，为自动化设备中的执行机构的运行提供参考，确保玻璃盖板10能够被正确地预贴合在显示模组上。
具体地，步骤S2，具体是采用二分法对热喷轨迹与玻璃盖板10的边缘之各个交点依次进行粗定位、精定位以及超精定位；通过二分法逐步缩小热喷轨迹与玻璃盖板10的边缘之各个交点的定位范围，能够简单高效地对热喷轨迹与玻璃盖板10的边缘之各个交点进行定位。
步骤S2具体包括：
第一次粗定位阶段：
S2.1、沿菱形轨道31的一边，以L1的步长移动热喷装置，热喷装置每步进移动一次，均向定位区域的方向喷射一次热喷气体，以在定位区域上形成热喷轨迹；同时，热喷装置每步进移动一次，均使用工业相机获取一幅玻璃盖板10的原图像；实时将原图像转换为特征图像，并在特征图像中识别出热喷轨迹和玻璃盖板10的边缘；直至热喷轨迹在一次步进移动中从玻璃盖板10外进入玻璃盖板10，将该次步进移动的区间定义为第一粗定位区间。
第一次精定位阶段：
S2.2、在第一粗定位区间内，以L2的步长移动热喷装置，热喷装置每步进移动一次，均向定位区域的方向喷射一次热喷气体，以在定位区域上形成热喷轨迹；同时，热喷装置每步进移动一次，均使用工业相机获取一幅玻璃盖板10的原图像；实时将原图像转换为特征图像，并在特征图像中识别出热喷轨迹和玻璃盖板10的边缘；直至热喷轨迹在一次步进移动中从玻璃盖板10外进入玻璃盖板10，将该次步进移动的区间定义为第一精定位区间。
第一次超精定位阶段：
S2.3、在第一精定位区间内，以L3的步长移动热喷装置，热喷装置每步进移动一次，均向定位区域的方向喷射一次热喷气体，以在定位区域上形成热喷轨迹；同时，热喷装置每步进移动一次，均使用工业相机获取一幅玻璃盖板10的原图像；实时将原图像转换为特征图像，并在特征图像中识别出热喷轨迹和玻璃盖板10的边缘；直至热喷轨迹在一次步进移动中从玻璃盖板10外进入玻璃盖板10，将该次步进移动的区间定义为第一超精定位区间，并以第一超精定位区间的中点作为热喷轨迹与玻璃盖板10的边缘之其中一个交点，并获取该交点的坐标。
第二次粗定位阶段：
S2.4、继续以L1的步长移动热喷装置，热喷装置每步进移动一次，均向定位区域的方向喷射一次热喷气体，以在定位区域上形成热喷轨迹；同时，热喷装置每步进移动一次，均使用工业相机获取一幅玻璃盖板10的原图像；实时将原图像转换为特征图像，并在特征图像中识别出热喷轨迹和玻璃盖板10的边缘；直至热喷轨迹在一次步进移动中从玻璃盖板10中移动至玻璃盖板10外，将该次步进移动的区间定义为第二粗定位区间。
第二次精定位阶段：
S2.5、在第二粗定位区间内，以L2的步长移动热喷装置，热喷装置每步进移动一次，均向定位区域的方向喷射一次热喷气体，以在定位区域上形成热喷轨迹；同时，热喷装置每步进移动一次，均使用工业相机获取一幅玻璃盖板10的原图像；实时将原图像转换为特征图像，并在特征图像中识别出热喷轨迹和玻璃盖板10的边缘；直至热喷轨迹在一次步进移动中从玻璃盖板10中移动至玻璃盖板10外，将该次步进移动的区间定义为第二精定位区间。
第二次超精定位阶段：
S2.6、在第二精定位区间内，以L3的步长移动热喷装置，热喷装置每步进移动一次，均向定位区域的方向喷射一次热喷气体，以在定位区域上形成热喷轨迹；同时，热喷装置每步进移动一次，均使用工业相机获取一幅玻璃盖板10的原图像；实时将原图像转换为特征图像，并在特征图像中识别出热喷轨迹和玻璃盖板10的边缘；直至热喷轨迹在一次步进移动中从玻璃盖板10中移动至玻璃盖板10外，将该次步进移动的区间定义为第二超精定位区间，并以第二超精定位区间的中点作为热喷轨迹与玻璃盖板10的边缘之其中一个交点，并获取该交点的坐标。
S2.7、沿菱形轨道31的各边，重复步骤S2.1-S2.6，以获取热喷轨迹与玻璃盖板10的边缘之各个交点。
其中，步长L1、步长L2以及步长L3有L1＞L2＞L3。
以图3-图5为例，进一步举例说明热喷轨迹与玻璃盖板10的边缘之各个交点的粗定位、精定位以及超精定位过程：如图3所示，点0与点1、点1与点2、点2与点3，以及点3与点4之间的距离均为L1，若热喷轨迹在点1到点2的步进移动中，从玻璃盖板10外进入玻璃盖板10，则点1与点2之间为第一粗定位区间；如图4所示，在点1与点2之间，以L2的步长移动热喷装置，本例中，L2为1cm，若热喷轨迹在某一区间从玻璃盖板10外进入玻璃盖板10，则该区间为第一精定位区间；如图5所示，在第一精定位区间以L3的步长移动热喷装置，本例中，L3为0.2mm，若热喷轨迹在某一区间从玻璃盖板10外进入玻璃盖板10，则该区间为第一超精定位区间。
以上述方式，即完成了热喷轨迹与玻璃盖板10的边缘之各个交点的粗定位、精定位以及超精定位。
具体地，步骤S2中，实时将原图像转换为特征图像的具体方法为：
S2a、将原图像转换为灰度图像，使用灰度直方图概率分布计算式Pi＝ni/N，计算出灰度图像中的各个灰度等级出现的概率，并形成灰度直方图；
其中，i为灰度等级，ni为灰度图像中的灰度等级为i的像素点总数，N为灰度图像的像素点总数；
S2b、使用下述计算式，对灰度图像在像素处理过程中的初始化灰度分布概率ω和初始化灰度均值μ进行计算：
其中，L为灰度图像中的灰度等级总数；
S2c、使用下述计算式，对灰度图像在图像识别过程中的灰度均值μT进行计算：
S2d、使用下述计算式，对灰度等级i与灰度均值μ的方差σ2进行计算：
S2e、使用方差σ2，对初始化灰度分布概率ω的概率方差和灰度均值μT的概率方差/>进行计算：
S2f、使用下述计算式，对所有灰度等级的方差进行计算：
S2g、使用下述计算式，计算特征图像处理时的最佳阈值T：
S2h、使用最佳阈值T，实时将原图像转换为特征图像。
通过最佳阈值T实时将原图像转换为特征图像，能够使特征图像的灰度设置最适于进行特征识别。
具体地，步骤S2中，在特征图像中识别出热喷轨迹、玻璃盖板10的边缘，以及，热喷轨迹与玻璃盖板10的边缘之交点，具体方法为：分别使用三种LBP算子：基本LBP算子、等价模式LBP算子以及旋转不变LBP算子，对特征图像中的热喷轨迹、玻璃盖板10的边缘，以及，热喷轨迹与玻璃盖板10的边缘之交点进行特征提取，以获得最适于特征图像使用的LBP算子。
如图8所示，基本LBP算子具体为：在3×3的像素矩阵中，分别获取中心像素点和8个周围像素点的灰度等级；在8个周围像素点中，将灰度等级大于中心像素点之灰度等级的周围像素点赋值为1，并将灰度等级小于中心像素点之灰度等级的周围像素点赋值为0；从左上角的一个周围像素点开始，依顺时针方向将各个周围像素点的赋值依次排列，获得一个8位二进制数，以该8位二进制数作为3×3的像素矩阵的LBP值。
等价模式LBP算子具体为：筛选出LBP值至多包含两次数值跳变的基本LBP算子，作为等价模式LBP算子；
使用下述计算式，能够判断LBP值是否至多包含两次数值跳变：
若U(GP)≤2，则LBP值至多包含两次数值跳变；
其中，gc为中心像素点的灰度等级，gP(p＝0,…,p-1)为半径为R(R>0)的p个等距像素点的灰度等级。
其中，旋转不变LBP算子具体为：对基本LBP算子中的LBP值进行循环移位，获得7个中间LBP值，并选取最小的一个中间LBP值，作为旋转不变LBP算子的LBP值。
实施例二：
本实施例提供一种热喷定位校正装置，用于完成实施例一所述的玻璃盖板的热喷定位校正方法。
请参阅图9和图10，该种热喷定位校正装置3包括菱形轨道31、热喷装置32、工业相机33、支架34以及位移装置35。
其中，菱形轨道31由4条围成菱形的金属材质的直线导轨构成；支架34为金属架体，用于为该种热喷定位校正装置3提供支撑基础；热喷装置32能够喷射出热喷气体，热喷气体落在玻璃盖板10表面时，会在玻璃盖板10表面形成异化点；本实施例中，热喷装置32的口径为0.10mm，相对于玻璃盖板10的面积较小，此时，异化点可以视为质点，一系列的异化点连接起来后，即形成玻璃盖板10上的热喷轨迹。
热喷装置32和工业相机33均设置在支架34上，本实施例中，热喷装置32和工业相机33均通过支架34上的夹具36夹持在机架上；支架34活动设置于菱形轨道31上，位移装置35能够通过支架34连动热喷装置32和工业相机33沿菱形轨道31行进；例如，菱形轨道31为精密型电动位移台，位移装置35为设置在菱形轨道31上并驱动菱形轨道31的滑台运行的精密电机，将支架34安装在菱形轨道31的滑台上，即可实现热喷装置32和工业相机33在菱形轨道31上行进；又例如，菱形轨道31为无动力的金属直线导轨，支架34挂设在菱形轨道31上，位移装置35为安装在支架34上的带有动力轮的精密电机，位移装置35驱动支架34沿菱形轨道31行进，从而实现热喷装置32和工业相机33在菱形轨道31上行进。
该种热喷定位校正装置3，位移装置35能够连动热喷装置32和工业相机33沿菱形轨道31行进，从而能够实现玻璃盖板10的定位，为自动化设备中的执行机构的运行提供参考，确保玻璃盖板10能够被正确地预贴合在显示模组上。
实施例三：
本实施例提供一种玻璃盖板贴合设备，用于自动化地将玻璃盖板贴合在显示模组上，其中，显示模组可以为OLED显示模组或LCD显示模组。
该种玻璃盖板贴合设备，包括上述的热喷定位校正装置3。
请参阅图11和图12，该种玻璃盖板贴合设备还包括：
机台9，该机台9用于为该种玻璃盖板贴合设备提供整体的安装及支撑基础；
上料机构1，用于对玻璃盖板进行上料；
预贴合机构4，用于对显示模组进行上料并将玻璃盖板预贴合在显示模组上；
真空贴合机构5，用于对玻璃盖板和显示模组进行真空贴合；
上料机构1、热喷定位校正装置3、预贴合机构4以及真空贴合机构5沿机台9依次设置；
该种玻璃盖板贴合设备还包括：
第一机械手2，用于将玻璃盖板从上料机构1转移至热喷定位校正装置3，以及，将玻璃盖板从热喷定位校正装置3转移至预贴合机构4；
第二机械手6，用于将预贴合后的玻璃盖板和显示模组从预贴合机构4转移至真空贴合机构5。
在本实施例中，机台9的长边延伸方向定义为X轴，机台9的短边延伸方向定义为Y轴，机台9的高度方向定义为Z轴。
请参阅图13，具体地，上料机构1包括第一上料平台11、第一翻转电机12以及第一承载平台13，其中，第一上料平台11和第一承载平台13均为金属板材，第一翻转电机12为伺服电机或步进电机等控制电机；第一承载平台13上设有用于定位玻璃盖板的定位块131，本实施例中，定位块131设置有若干个，并在第一承载平台13上围成方形的空间；第一上料平台11、第一翻转电机12以及第一承载平台13均固定在机台9上；第一翻转电机12的转轴上设置有翻转臂121，翻转臂121上布设有用于吸附住玻璃盖板的真空吸头，具体来说，第一翻转电机12的转轴固定连接有一延长轴，且该延长轴沿轴向固定一金属臂，该金属臂即为翻转臂121，翻转臂121上设置有一组与真空机连接的吸头，使玻璃盖板能够被吸附在翻转臂121上；第一翻转电机12用于连动翻转臂121翻转，以将玻璃盖板翻转并从第一上料平台11转移至第一承载平台13；本实施例中，第一上料平台11开设有供翻转臂121穿过的避位孔，第一翻转电机12首次旋转180°时，翻转臂121穿过第一上料平台11的避位孔，翻转并到达第一承载平台13上方，此时，玻璃盖板能够掉落到第一承载平台13上，第一翻转电机12反向旋转180°时，翻转臂121再次翻转，穿过第一上料平台11的避位孔并复位；第一承载平台13上设置有若干的围成边框形的定位块，用于定位玻璃盖板的边缘。
请参阅图15，热喷定位校正装置3包括菱形轨道31、热喷装置32、工业相机33、支架34以及位移装置35。其中，菱形轨道31由4条围成菱形的金属材质的直线导轨构成，菱形轨道31设置在机台9的上方；支架34为金属架体，用于为该种热喷定位校正装置3提供支撑基础；热喷装置32能够喷射出热喷气体，热喷气体落在玻璃盖板表面时，会在玻璃盖板表面形成异化点；本实施例中，热喷装置32的口径为0.10mm，相对于玻璃盖板的面积较小，此时，异化点可以视为质点，一系列的异化点连接起来后，即形成玻璃盖板上的热喷轨迹。热喷装置32和工业相机33均设置在支架34上，本实施例中，热喷装置32和工业相机33均通过支架34上的夹具36夹持在机架上；支架34活动设置于菱形轨道31上，位移装置35能够通过支架34连动热喷装置32和工业相机33沿菱形轨道31行进；例如，菱形轨道31为精密型电动位移台，位移装置35为设置在菱形轨道31上并驱动菱形轨道31的滑台运行的精密电机，将支架34安装在菱形轨道31的滑台上，即可实现热喷装置32和工业相机33在菱形轨道31上行进；又例如，菱形轨道31为无动力的金属直线导轨，支架34挂设在菱形轨道31上，位移装置35为安装在支架34上的带有动力轮的精密电机，位移装置35驱动支架34沿菱形轨道31行进，从而实现热喷装置32和工业相机33在菱形轨道31上行进；此时，工业相机33位于机台9的上方以拍摄玻璃盖板的图像，工业相机33下方的位置即为上述的定位区域，从而通过定位玻璃盖板。
请参阅图16，具体地，预贴合机构4包括第二上料平台41、位移机械手42以及第二承载平台43；其中，第一上料平台11和第一承载平台13均为金属板材，位移机械手42为两轴机械手，位移机械手42沿Y轴和Z轴运行，且位移机械手42的动作部安装有位移臂421，该位移臂421为布设有若干真空吸头的板材，以吸附显示模组；第二上料平台41、位移机械手42以及第二承载平台43均固定在机台9上；第二上料平台41和第二承载平台43上均布设有用于吸附住显示模组的真空吸头，位移机械手42用于将显示模组从第二上料平台41转移至第二承载平台43，具体来说，第二上料平台41和第二承载平台43上均开设有供位移机械手42的位移臂421穿过的避位孔，位移机械手42的位移臂421向上从第二上料平台41的避位孔中穿过，托起并吸附住显示模组，再沿Y轴运行至第一承载平台13处，向下从第一承载平台13的避位孔中穿过，此时显示模组将留在第一承载平台13并由第一承载平台13的真空吸头所吸附。
请参阅图18-图20，具体地，真空贴合机构5包括第三承载平台51、平台气缸52、导轨53、支架54、真空箱55、真空箱气缸56、压板57以及压板气缸58；其中，第三承载平台51为金属板材，导轨53为具有滑块的直线导轨，支架54为金属支撑架，真空箱55为方形的金属箱体，压板57为底面平整的金属板材；支架54固定在机台9上，真空箱气缸56设置在支架54上，真空箱气缸56能够连动真空箱55升降，具体来说，真空箱气缸56的本体固定在支架54上，真空箱气缸56的活塞杆穿过支架54后竖直指向下方，真空箱气缸56的活塞杆与真空箱55固定连接，使真空箱气缸56能够连动真空箱55升降；压板气缸58设置在真空箱55上，压板气缸58能够连动压板57在真空箱55中抬起或下压，具体来说，压板气缸58的本体固定在真空箱55上并随真空箱55升降，压板气缸58的活塞杆穿过真空箱55后竖直指向下方，压板气缸58的活塞杆与压板57固定连接，使压板气缸58能够连动压板57在真空箱55中抬起或下压；导轨53固定在机台9上，第三承载平台51设置在导轨53上，平台气缸52能够连动第三承载平台51沿导轨53滑动，使第三承载平台51位于或不位于真空箱55的遮罩范围。
可以在机台9上设置两个、三个甚至更多的真空贴合机构5，以便多工位实现真空贴合工序。
请参阅图14，需要具体说明的是，第一机械手2为三轴机械手，且第一机械手2分别沿X轴、Y轴以及Z轴运行，第一机械手2固定在机台9上，第一机械手2的动作部分安装有使用气缸驱动的第一吸附板21，该第一吸附板21为布设有若干真空吸头的板材，以吸附玻璃盖板；第二机械手6为单轴机械手，且第二机械手6沿X轴运行，通过真空贴合机构5的支架54来支撑第二机械手6，第二机械手6的动作部分安装有使用气缸驱动的第二吸附板61，该第二吸附板61为布设有若干真空吸头的板材，以吸附玻璃盖板。
请参阅图11-图20，该种玻璃盖板贴合设备，在使用时，通过人工或者外部的机器人，将玻璃盖板放置在上料机构1的第一上料平台11上，第一翻转电机12连动翻转臂121翻转并从第一上料平台11处吸附起玻璃盖板，翻转臂121将玻璃盖板放置于第一承载平台13后，第一翻转电机12反转，连动翻转臂121复位；第一机械手2通过第一吸附板21，将玻璃盖板吸附起，并转移至热喷定位校正装置3，使玻璃盖板位于定位区域，通过热喷定位校正装置3对玻璃盖板进行定位和校正，校正结果将作为第一机械手2的位移参考；通过人工或者外部的机器人，将显示模组放置在预贴合机构4的第二上料平台41上，位移机械手42连动位移臂421运行，位移臂421从第二上料平台41下方穿过避位孔，吸附并抬起显示模组，随后，位移臂421从上方将显示模组放置于第二承载平台43后，从第二承载平台43上方穿过避位孔，从第二承载平台43下方复位至第二上料平台41下方；第一机械手2继续将经过定位和校正转移至预贴合机构4的第二承载平台43，使玻璃盖板与显示模组相互对位，第一机械手2的第一吸附板21在气缸的驱动下下压，将玻璃盖板预贴合在显示模组上；第二机械手6通过第二吸附板61，将经过预贴合的玻璃盖板与显示模组吸附起，并转移至真空贴合机构5，放置在第三承载平台51上；平台气缸52运行，将第三承载平台51推至真空箱55之下，真空箱气缸56运行，使真空箱55下压并盖罩在第三承载平台51上，待真空箱55内的真空度符合工艺要求后，压板气缸58运行，使压板57下压，从而对第三承载平台51上的玻璃盖板与显示模组进行真空贴合；真空贴合完成后，压板气缸58反向运行，使压板57上升，随后，真空箱气缸56反向运行，使真空箱55上升，平台气缸52反向运行，使承载有玻璃盖板与显示模组的第三承载平台51复位。
该种玻璃盖板贴合设备，通过上料机构1、热喷定位校正装置3、预贴合机构4、真空贴合机构5、第一机械手2以及第二机械手6的配合，能够自动化地完成玻璃盖板与显示模组的上料、转移、定位和校正、预贴合以及真空贴合的工序，节省了人力成本，同时提高玻璃盖板与显示模组的贴合质量；其中，通过热喷定位校正装置3，能够对玻璃盖板进行定位和校正，确保玻璃盖板能够被正确地预贴合在显示模组上。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种玻璃盖板的热喷定位校正方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1、将玻璃盖板置于菱形轨道下方的定位区域，使所述菱形轨道的每一边在所述定位区域上的投影均经过所述玻璃盖板相邻的两侧边缘；
S2、沿所述菱形轨道以步进的方式移动热喷装置，所述热喷装置每步进移动一次，均向所述定位区域的方向喷射一次热喷气体，以在所述定位区域上形成热喷轨迹；同时，所述热喷装置每步进移动一次，均使用工业相机获取一幅所述玻璃盖板的原图像；实时将所述原图像转换为特征图像，并在所述特征图像中识别出所述热喷轨迹、所述玻璃盖板的边缘，以及，所述热喷轨迹与所述玻璃盖板的边缘之交点，以获得交点及其坐标A(a1,b1)、B(a2,b2)、C(a3,b3)、D(a4,b4)、E(a5,b5)、F(a6,b6)、G(a7,b7)和H(a8,b8)；
S3、若，交点A与交点B有b1-b2＝0，交点C与交点D有a3-a4＝0，交点E与交点F有b5-b6＝0，交点G与交点H有a7-a8＝0；则，所述玻璃盖板处于标准位置；
S4、若，交点A与交点B有|a1-a2|＝Δx1和|b1-b2|＝Δy1，交点C与交点D有|a3-a4|＝Δx2和|b3-b4|＝Δy2，交点E与交点F有|a5-a6|＝Δx3和|b5-b6|＝Δy3，交点G与交点H有|a7-a8|＝Δx4和|b7-b8|＝Δy4；则，所述玻璃盖板相对于所述标准位置的偏移角度为θ＝(θ1+θ2+θ3+θ4)/4；
其中，
2.根据权利要求1所述的玻璃盖板的热喷定位校正方法，其特征在于，所述步骤S2，具体是采用二分法对所述热喷轨迹与所述玻璃盖板的边缘之各个交点依次进行粗定位、精定位以及超精定位。
3.根据权利要求2所述的玻璃盖板的热喷定位校正方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
S2.1、沿所述菱形轨道的一边，以L1的步长移动热喷装置，所述热喷装置每步进移动一次，均向所述定位区域的方向喷射一次热喷气体，以在所述定位区域上形成热喷轨迹；同时，所述热喷装置每步进移动一次，均使用工业相机获取一幅所述玻璃盖板的原图像；实时将所述原图像转换为特征图像，并在所述特征图像中识别出所述热喷轨迹和所述玻璃盖板的边缘；直至所述热喷轨迹在一次步进移动中从所述玻璃盖板外进入所述玻璃盖板，将该次步进移动的区间定义为第一粗定位区间；
S2.2、在所述第一粗定位区间内，以L2的步长移动所述热喷装置，所述热喷装置每步进移动一次，均向所述定位区域的方向喷射一次热喷气体，以在所述定位区域上形成热喷轨迹；同时，所述热喷装置每步进移动一次，均使用工业相机获取一幅所述玻璃盖板的原图像；实时将所述原图像转换为特征图像，并在所述特征图像中识别出所述热喷轨迹和所述玻璃盖板的边缘；直至所述热喷轨迹在一次步进移动中从所述玻璃盖板外进入所述玻璃盖板，将该次步进移动的区间定义为第一精定位区间；
S2.3、在所述第一精定位区间内，以L3的步长移动所述热喷装置，所述热喷装置每步进移动一次，均向所述定位区域的方向喷射一次热喷气体，以在所述定位区域上形成热喷轨迹；同时，所述热喷装置每步进移动一次，均使用工业相机获取一幅所述玻璃盖板的原图像；实时将所述原图像转换为特征图像，并在所述特征图像中识别出所述热喷轨迹和所述玻璃盖板的边缘；直至所述热喷轨迹在一次步进移动中从所述玻璃盖板外进入所述玻璃盖板，将该次步进移动的区间定义为第一超精定位区间，并以所述第一超精定位区间的中点作为所述热喷轨迹与所述玻璃盖板的边缘之其中一个交点，并获取该交点的坐标；
S2.4、继续以L1的步长移动热喷装置，所述热喷装置每步进移动一次，均向所述定位区域的方向喷射一次热喷气体，以在所述定位区域上形成热喷轨迹；同时，所述热喷装置每步进移动一次，均使用工业相机获取一幅所述玻璃盖板的原图像；实时将所述原图像转换为特征图像，并在所述特征图像中识别出所述热喷轨迹和所述玻璃盖板的边缘；直至所述热喷轨迹在一次步进移动中从所述玻璃盖板中移动至所述玻璃盖板外，将该次步进移动的区间定义为第二粗定位区间；
S2.5、在所述第二粗定位区间内，以L2的步长移动所述热喷装置，所述热喷装置每步进移动一次，均向所述定位区域的方向喷射一次热喷气体，以在所述定位区域上形成热喷轨迹；同时，所述热喷装置每步进移动一次，均使用工业相机获取一幅所述玻璃盖板的原图像；实时将所述原图像转换为特征图像，并在所述特征图像中识别出所述热喷轨迹和所述玻璃盖板的边缘；直至所述热喷轨迹在一次步进移动中从所述玻璃盖板中移动至所述玻璃盖板外，将该次步进移动的区间定义为第二精定位区间；
S2.6、在所述第二精定位区间内，以L3的步长移动所述热喷装置，所述热喷装置每步进移动一次，均向所述定位区域的方向喷射一次热喷气体，以在所述定位区域上形成热喷轨迹；同时，所述热喷装置每步进移动一次，均使用工业相机获取一幅所述玻璃盖板的原图像；实时将所述原图像转换为特征图像，并在所述特征图像中识别出所述热喷轨迹和所述玻璃盖板的边缘；直至所述热喷轨迹在一次步进移动中从所述玻璃盖板中移动至所述玻璃盖板外，将该次步进移动的区间定义为第二超精定位区间，并以所述第二超精定位区间的中点作为所述热喷轨迹与所述玻璃盖板的边缘之其中一个交点，并获取该交点的坐标；
S2.7、沿所述菱形轨道的各边，重复步骤S2.1-S2.6，以获取所述热喷轨迹与所述玻璃盖板的边缘之各个交点；
其中，步长L1、步长L2以及步长L3有L1＞L2＞L3。
4.根据权利要求1-3所述的玻璃盖板的热喷定位校正方法，其特征在于，所述步骤S2中，实时将所述原图像转换为所述特征图像的具体方法为：
S2a、将所述原图像转换为灰度图像，使用灰度直方图概率分布计算式Pi＝ni/N，计算出所述灰度图像中的各个灰度等级出现的概率，并形成灰度直方图；
其中，i为灰度等级，ni为所述灰度图像中的灰度等级为i的像素点总数，N为所述灰度图像的像素点总数；
S2b、使用下述计算式，对所述灰度图像在像素处理过程中的初始化灰度分布概率ω和初始化灰度均值μ进行计算：
其中，L为所述灰度图像中的灰度等级总数；
S2c、使用下述计算式，对所述灰度图像在图像识别过程中的灰度均值μT进行计算：
S2d、使用下述计算式，对所述灰度等级i与所述灰度均值μ的方差σ2进行计算：
S2e、使用所述方差σ2，对初始化灰度分布概率ω的概率方差和灰度均值μT的概率方差/>进行计算：
S2f、使用下述计算式，对所有灰度等级的方差进行计算：
S2g、使用下述计算式，计算特征图像处理时的最佳阈值T：
S2h、使用所述最佳阈值T，实时将所述原图像转换为所述特征图像。
5.根据权利要求4所述的玻璃盖板的热喷定位校正方法，其特征在于，所述步骤S2中，在所述特征图像中识别出所述热喷轨迹、所述玻璃盖板的边缘，以及，所述热喷轨迹与所述玻璃盖板的边缘之交点，具体方法为：
分别使用三种LBP算子：基本LBP算子、等价模式LBP算子以及旋转不变LBP算子，对所述特征图像中的所述热喷轨迹、所述玻璃盖板的边缘，以及，所述热喷轨迹与所述玻璃盖板的边缘之交点进行特征提取，以获得最适于所述特征图像使用的LBP算子。
6.根据权利要求5所述的玻璃盖板的热喷定位校正方法，其特征在于，所述基本LBP算子具体为：
在3×3的像素矩阵中，分别获取中心像素点和8个周围像素点的灰度等级；在8个所述周围像素点中，将灰度等级大于所述中心像素点之灰度等级的所述周围像素点赋值为1，并将灰度等级小于所述中心像素点之灰度等级的所述周围像素点赋值为0；从左上角的一个所述周围像素点开始，依顺时针方向将各个所述周围像素点的赋值依次排列，获得一个8位二进制数，以该8位二进制数作为所述3×3的像素矩阵的LBP值。
7.根据权利要求6所述的玻璃盖板的热喷定位校正方法，其特征在于，所述等价模式LBP算子具体为：
筛选出LBP值至多包含两次数值跳变的所述基本LBP算子，作为等价模式LBP算子；
使用下述计算式，能够判断LBP值是否至多包含两次数值跳变：
若U(GP)≤2，则LBP值至多包含两次数值跳变；
其中，gc为所述中心像素点的灰度等级，gP(p＝0,…,p-1)为半径为R(R>0)的p个等距像素点的灰度等级。
8.根据权利要求5所述的玻璃盖板的热喷定位校正方法，其特征在于，所述旋转不变LBP算子具体为：
对所述基本LBP算子中的LBP值进行循环移位，获得7个中间LBP值，并选取最小的一个所述中间LBP值，作为所述旋转不变LBP算子的LBP值。
9.一种热喷定位校正装置，用于完成权利要求1-8任一所述的玻璃盖板的热喷定位校正方法，其特征在于，包括菱形轨道、热喷装置、工业相机、支架以及位移装置；
所述热喷装置和所述工业相机均设置在所述支架上，所述支架活动设置于所述菱形轨道上，所述位移装置能够通过所述支架连动所述热喷装置和所述工业相机沿所述菱形轨道行进。
10.一种玻璃盖板贴合设备，包括了权利要求9所述的热喷定位校正装置，其特征在于，还包括：
机台；
上料机构，用于对玻璃盖板进行上料；
预贴合机构，用于对显示模组进行上料并将所述玻璃盖板预贴合在所述显示模组上；
真空贴合机构，用于对所述玻璃盖板和所述显示模组进行真空贴合；
所述上料机构、所述热喷定位校正装置、所述预贴合机构以及所述真空贴合机构沿所述机台依次设置；
其还包括：
第一机械手，用于将所述玻璃盖板从所述上料机构转移至所述热喷定位校正装置，以及，将所述玻璃盖板从所述热喷定位校正装置转移至所述预贴合机构；
第二机械手，用于将预贴合后的所述玻璃盖板和所述显示模组从所述预贴合机构转移至所述真空贴合机构。
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