CN116984853B - 一种显示屏组装***及其组装工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示屏技术领域，本发明提供了一种显示屏组装***及其组装工艺，包括服务器、组装工位、运输模块、定位模块、自动抓取模块、评估模块和预警模块，运输模块用于对显示屏模组进行运输；定位模块对组装工位中的组装位置进行定位，以确定显示屏的预组装位置；自动抓取模块抓取运输的显示屏模组并放置在定位模块所确定的预组装位置的上方，以辅助配合操作者将多个显示屏模组进行组装；评估模块采集组装的多个显示屏模组的图像数据，并根据采集得到的图像数据对组装形成的显示屏进行评估。本发明通过评估模块对组装的显示屏模组的组合状态进行评估，保证组装过程的可靠性和精准性，缩短了质量评估的周期，提升了组装的可靠性和合格率。
Description
技术领域
本发明涉及显示设备技术领域，尤其涉及一种显示屏组装***及其组装工艺。
背景技术
随着现代电子技术的发展，显示屏的需求持续增长，而传统的显示屏组装方式效率较低，质量控制困难。
另一种典型的如CN103971607A的现有技术公开的一种用于显示屏的组装装置，用于显示屏的组装装置在X轴、Y轴和Z轴方向上定位不准，因此用该组装装置组装显示屏时效率较低。
同时，现有技术中，对于显示屏的组装需多人配合完成，费时费工，生产效率低下，以致于显示屏的组装成本偏高。
再来看如CN110444127B的现有技术公开的一种显示屏及其组装方法，当相邻两个模组之间的像素间距过大时，相邻两个模组在预设间隙内缺少像素点，从而形成暗线；又如，当相邻两个模组之间的像素间距过小时，相邻两个模组在预设间隙内的像素点过多，从而形成亮线，而且，相邻两个模组的厚度之差同样影响显示效果，尤其是，当相邻两个模组的厚度之差过大时，相邻两个模组呈现高低不平的状态，在模组的边缘处出现台阶结构，使得显示屏表面不平整，同时缺少对组装后的显示屏进行评估和预警，缺乏交互提示的缺陷。
为了解决本领域普遍存在劳动强度高、无法对组装的显示屏进行评估、缺乏预警提示、交互舒适性不佳、显示屏组装的定位不准确和无法进行连续组装等等问题，作出了本发明。
发明内容
本发明的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种显示屏组装***及其组装工艺。
为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：
一种显示屏组装***，所述显示屏组装***包括服务器和组装工位，所述显示屏组装***还包括运输模块、定位模块、自动抓取模块、评估模块和预警模块，所述服务器分别与所述运输模块、定位模块、自动抓取模块、评估模块和预警模块连接；
所述运输模块用于对所述显示屏模组进行运输；
所述定位模块对组装工位中的组装位置进行定位，以确定所述显示屏模组的预组装位置；
所述自动抓取模块抓取所述运输模块运输的显示屏模组并放置在所述定位模块所确定的预组装位置的上方，以辅助配合操作者将多个显示屏模组进行组装；
所述评估模块对组装的多个显示屏模组进行图像数据的采集，并根据采集得到的显示屏模组图像数据对组装形成的显示屏进行评估；
所述预警模块根据所述评估模块的评估结果向所述操作者进行预警提示，促使所述操作者调整显示屏模组的位置和间距；
所述评估模块包括采集单元和评估单元，所述采集单元采集组装形成后的显示屏的图像数据，所述评估单元根据采集得到的显示屏的图像数据对显示屏进行评估；
其中，所述采集单元设置在所述组装工位中，并正对所述显示屏的显示面一侧端面。
可选的，所述采集单元包括玻璃、采集构件和位置调整构件，所述位置调整构件对所述采集构件的采集位置进行调整，所述采集构件采集组装后的显示屏的图像数据；
其中，所述采集构件和所述位置调整构件设置在玻璃的一侧，所述组装工位设置在玻璃的另一侧；
所述采集构件包括采集探头、支撑座和存储器，所述支撑座对所述采集探头进行支撑，所述采集探头采集组装后的显示屏的图像数据，所述存储器存储所述采集探头采集得到的组装后显示屏的图像数据。
可选的，所述运输模块设置在所述组装工位的一侧，并将待组装的显示屏模组进行运输；
所述运输模块包括运输单元和运输监测单元，所述运输单元对所述显示屏模组进行运输，所述运输监测单元对运输单元上的显示屏模组的取放状态进行监测；
其中，所述运输监测单元设置在所述运输单元靠近组装工位的一侧，并对运输单元的运输模块末端的所述显示屏模组的状态进行监测；
若所述运输监测单元监测到运输模块末端的所述显示屏模组被抓取后，则反馈至所述运输单元中，以使所述运输单元向所述组装工位的方向运输所述显示屏模组。
可选的，所述评估单元获取所述采集单元采集得到的图像数据，并对所述图像数据进行处理，所述处理包括边缘提取、灰度化和特征提取；
所述评估单元获取经过处理后的图像数据，并根据下式计算组装形成的显示屏的均匀性指数Uniform：
式中，k1为缝隙宽度权重，其值由操作者根据显示屏的组装要求的进行设定，k2为灰度均匀性权重，其值由操作者根据显示屏的组装要求的进行设定，k3为对比度权重，其值由操作者根据显示屏的组装要求的进行设定，W为组装形成的显示屏的缝隙宽度，Var(G)为组装形成的显示屏的灰度均匀性的方差，C为组装形成的显示屏的对比度；
当所述均匀性指数Uniform超过设定的监控阈值threshold，则表示组装形成显示屏的均匀性满足或超过预期标准；
如果显示屏未达标，则对其进行重新组装、调整或维修；
如果满足标准，则送入后续工序操作。
可选的，所述定位模块包括定位单元和支撑单元，所述支撑单元对所述定位单元进行支撑，所述定位单元对所述组装工位中的显示屏模组进行定位；
所述定位单元包括视觉传感器和数据缓存器，所述视觉传感器不断扫描所述组装工位的工作区域，所述数据缓存器存储所述视觉传感器扫描得到的工作区域的图像数据；
其中，所述定位单元设置在所述组装工位的上方，以对所述组装工位的工作区域进行扫描。
可选的，所述自动抓取模块包括抓取单元和位置调整单元，所述抓取单元对所述运输模块运输的所述显示屏模组进行抓取，所述位置调整单元对所述抓取单元的抓取位置进行调整，以使得所述抓取单元能移动到定位单元所确定的定位位置上方，并辅助配合操作者将多个显示屏模组进行组装；
所述抓取单元包括抓取座、吸附构件、固定座、锁定构件和限位构件，所述抓取座用于供所述锁定构件和所述限位构件进行放置，所述吸附构件对所述显示屏模组进行吸附，所述固定座支撑所述吸附构件，所述限位构件对吸附构件的滑动位置进行限位，所述锁定构件对限位构件滑动位置进行锁定，以使所述显示屏模组移动到组装位置上方且在所述操作者操作下靠近定位位置；
其中，所述定位位置由所述定位单元确定得到。
本发明还提供一种显示屏组装工艺，所述显示屏组装工艺包括以下步骤：
S1、将待组装的显示屏模组倒扣在运输模块上并向组装工位的方向运输；
S2、所述自动抓取模块将所述运输模块上运输的所述显示屏模组进行抓取，并转移至预组装位置的上方，并辅助配合操作者将显示屏模组进行组装；
S3、所述操作者操控所述自动抓取模块解除对所述显示屏模块的抓取状态，并稳定落在预组装位置处；
S4、所述评估模块对组装形成的显示屏进行图像数据的采集，并根据采集得到的显示屏的图像数据进行评估，以确定组装的显示屏的组装质量；
S5、若评估模块的评估结果不符合设定的组装要求，则触发所述预警模块向所述操作者进行预警提示，并跳至步骤S6；
S6、所述操作者根据预警提示，重新调整所述显示屏模组的位置间距，并重复执行步骤S4-S5的步骤，直到满足组装要求为止。
可选的，所述显示屏组装工艺还包括在步骤S3中，通过定位模块确定预组装位置的定位位置，并将所述定位模块所确定的定位位置传输至所述自动抓取模块中。
可选的，所述显示屏组装工艺还包括所述运输模块在对所述显示屏模组进行运输时，根据末端的所述显示屏模组的状态，调整运输的次序；
若运输模块的末端的所述显示屏模组未被所述自动抓取模块取走，则保持静止状态；
若运输模块的末端的所述显示屏模组被所述自动抓取模块取走，则将下一个所述显示屏模组向所述组装工位的方向运输。
可选的，所述显示屏组装工艺还包括所述评估模块需对组装形成的显示屏采集至少四处位置，并对采集的至少四处位置进行评估，以确定所述显示屏模组的相邻近的位置间距符合组装要求。
本发明所取得的有益效果是：
1.通过采集模块和评估模块的相互配合，对组装形成的显示屏的组装状态进行评估，并根据评估结果获知当前的评估状态，使得整个***具有显示屏评估精准、评估效果佳和评估自动程度高的优点。
2.通过采集单元和角度调整单元的相互配合，使得采集单元采集能够对组装形成的显示屏进行图像数据的采集，使得***能够对组装形成的显示屏进行评估，保证整个***具有图像采集精准和可靠性高的优点；
3.通过抓取单元和位置调整单元相互配合，使得显示屏模组能够从运输模块上转移运输至组装工位处，并辅助配合操作者将显示屏模组进行组装，以降低了操作者的劳动强度，也兼顾了显示屏模组的组装效率，保证整个***具有显示屏模组定位精准和能够连续组装的优点；
4.通过预警模块和评估模块的相互配合，使得操作者能根据实时预警提示对显示屏模组的组装状态进行调整，获得最佳的交互舒适性，改变了以往需要全部组装完全后再评估的缺陷，促使整个显示屏组装过程更加高效合理；
5.通过定位单元对组装位置进行精准定位，提升显示屏模组的组装精度和组装效率，还降低了操作者的劳动强度，具有交互舒适性高的优点。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定相同的部分。
图1为本发明的整体方框示意图。
图2为本发明的采集模块和评估模块、预警模块的方框示意图。
图3为本发明的清理构件和采集构件的方框示意图。
图4为本发明的运输单元、自动抓取模块、操作者和组装工位的方框示意图。
图5为本发明的运输模块、自动抓取模块和组装工位的俯视示意图。
图6为本发明的组装工位和采集单元、清扫构件的俯视示意图。
图7为图6中图A的放大示意图。
图8为本发明的定位模块和组装工位的侧视示意图。
图9为本发明的运输单元和运输监测单元的侧视示意图。
图10为本发明的机械臂与吸附构件的结构示意图。
图11为本发明的锁定构件和限位构件、吸附构件、机械臂的结构示意图。
附图标记说明：1、组装工位；2、玻璃；3、清理刷；4、清理杆；5、滑动座；6、伸缩杆；7、采集探头；8、支撑杆；9、存储腔；10、视觉传感器；11、显示屏模组；12、定位位置；13、立杆；14、运输带；15、抓取机械臂；16、抓取座；17、接口；18、监测探头；19、固定座；20、控制面板；21、限位杆；22、吸附嘴；23、限位座；24、锁定杆。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
实施例一：根据图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10和图11，本实施例提供一种显示屏组装***，所述显示屏组装***包括服务器和组装工位1，所述显示屏组装***还包括运输模块、定位模块、自动抓取模块、评估模块和预警模块，所述服务器分别与所述运输模块、定位模块、自动抓取模块、评估模块和预警模块连接，并将所述运输模块、定位模块、自动抓取模块、评估模块和预警模块的中间数据或过程数据存储在所述服务器的数据库中，使得中间数据和过程数据能够被查询或调用；
所述运输模块用于对所述显示屏模组11进行运输；
所述定位模块对组装工位中的组装位置进行定位，以确定所述显示屏模组的预组装位置；
所述自动抓取模块抓取所述运输模块运输的显示屏模组11并放置在所述定位模块所确定的预组装位置的上方，以辅助配合操作者将多个显示屏模组11进行组装；
所述评估模块对组装的多个显示屏模组11进行图像数据的采集，并根据采集得到的显示屏模组11图像数据对组装形成的显示屏进行评估；
所述预警模块根据所述评估模块的评估结果向所述操作者进行预警提示，促使所述操作者调整显示屏模组11的位置和间距；
所述显示屏组装***还包括中央处理器，所述中央处理器分别与所述服务器、运输模块、定位模块、自动抓取模块、评估模块和预警模块控制连接，并基于所述中央处理器对所述运输模块、定位模块、自动抓取模块、评估模块和预警模块进行集中控制，以提升各个模块之间能够协同配合，保证整个***更加高效、可靠的运行；
所述评估模块包括采集单元和评估单元，所述采集单元采集组装形成后的显示屏的图像数据，所述评估单元根据采集得到的显示屏的图像数据对显示屏进行评估；
其中，所述采集单元设置在所述组装工位1中，并正对所述显示屏的显示面一侧端面；
可选的，所述采集单元包括玻璃2、采集构件和位置调整构件，所述位置调整构件对所述采集构件的采集位置进行调整，所述采集构件采集组装后的显示屏的图像数据；
其中，所述采集构件和所述位置调整构件设置在玻璃2的一侧，所述组装工位1设置在玻璃2的另一侧；
所述采集构件包括采集探头7、支撑座和存储器，所述支撑座对所述采集探头7进行支撑，所述采集探头7采集组装后的显示屏的图像数据，所述存储器存储所述采集探头7采集得到的组装后显示屏的图像数据；
在本实施例中，所述组装工位1设置在所述玻璃2的一侧端面上；
如图5所示，所述位置调整构件包括滑动轨道、滑动座5、滑动驱动机构、识别探头、伸缩杆6、伸缩驱动机构、伸缩检测件以及至少两个位置标记件，所述滑动轨道设置在所述玻璃2的一侧侧沿，所述滑动座5与所所述滑动轨道滑动连接，所述滑动驱动机构与所述滑动座5驱动连接，以驱动所述滑动座5沿着所述滑动轨道的方向进行滑动，至少两个位置标记件沿着所述滑动轨道的长度方向等间距的分布，所述识别探头设置在所述滑动座5上，并朝向所述位置标记件的方向伸出，以实现对所述位置标记件的识别，所述伸缩杆6的一端与所述支撑座的一端端面连接，所述伸缩杆6的另一端与所述滑动座5的端面连接，所述伸缩驱动机构与所述伸缩杆6驱动连接，以使得所述伸缩杆6能够进行伸缩动作，所述伸缩监测件对所述伸缩杆6的伸缩长度进行检测；
通过角度调整构件对所述采集探头7的位置进行调整，使得所述采集探头7能够对组装形成的显示屏的多个位置进行图像数据的采集，以提升组装形成的显示屏的边缘缝隙能够得到精准收集；
可选的，所述运输模块设置在所述组装工位1的一侧，并将待组装的显示屏模组11进行运输；
所述运输模块包括运输单元和运输监测单元，所述运输单元对所述显示屏模组11进行运输，所述运输监测单元对运输单元上的显示屏模组11的取放状态进行监测；
其中，所述运输监测单元设置在所述运输单元靠近组装工位1的一侧，并对运输单元的运输模块末端的所述显示屏模组11的状态进行监测；
若所述运输监测单元监测到运输模块末端的所述显示屏模组11被抓取后，则反馈至所述运输单元中，以使所述运输单元向所述组装工位1的方向运输所述显示屏模组11；
所述运输单元包括运输带14和运输驱动机构，所述运输驱动机构与所述运输带14驱动连接形成驱动部，所述驱动部对所述显示屏模组11进行运输；
所述运输带14与所述显示屏模组11的接触端面设有橡胶材质，以使得所述运输带14能够与所述显示屏模组11进行柔性接触，提升所述显示屏模组11表面质量的防护；
在本实施例中，所述显示屏模组11倒扣在所述运输带14上进行运输，以使得所述自动抓取模块能轻易对所述显示屏模组11进行运输(转移至所述组装工位1中)；
所述运输监测单元包括监测探头18和立杆13，所述立杆13支撑所述监测探头18，所述监测探头18对所述运输带14末端(靠近所述组装工位1的一端设置末端)的所述显示屏模组11进行监测；
同时，所述运输监测单元和所述运输单元、中央处理器形成一个闭环控制***，当所述监测探头18监测到所述运输单元的末端的所述显示屏模组11被所述自动抓取模块抓取并转移至所述组装工位1后，所述运输监测单元将反馈信号传输至所述运输单元中，使得所述运输单元步进的将下一个所述显示屏模组11运输至组装工位1处；
所述立杆13的一端设置在所述运输带14的一侧，其端部与所述驱动部垂直固定连接，所述立杆13的另一端朝向远离所述驱动部的一侧垂直伸出，同时，所述监测探头18设置在所述立杆13另一端端部，并朝向所述运输带14的一侧伸出；
其中，所述立杆13呈“L”字型，且所述监测探头18设置在所述立杆13的一端端部，以使得所述监测探头18能够设置在所述运输带14的上方；
所述采集单元还包括清理构件和存储腔9，所述存储腔9供所述清理构件进行存储，所述存储腔9设置在所述玻璃2的上下两侧的侧沿处(如图6所示)，所述清理构件对所述玻璃2的两侧进行清理，以将所述玻璃2上、下表面的灰尘或碎屑进行清理，提升所述采集探头7采集得到的图像数据的质量；
其中，所述存储腔9与所述清理构件适配，所述清理构件包括清理刷3、可伸缩的清理杆4和清理驱动机构，所述清理杆4的一端与所述清理刷3连接，所述清理杆4的另一端与所述存储腔9的腔壁连接，所述清理驱动机构与所述清理杆4驱动连接，并驱动所述清理杆4进行伸缩动作；
在本实施例中，所述清理刷3有刷毛的一侧朝向玻璃2一侧设置，使得刷毛能对所述玻璃2进行清理；
同时，所述清理杆4和所述玻璃2的尺寸相适配，以使所述清理刷3能对所述玻璃2的上下表面进行清理；
在本实施例中，每次显示屏组装完毕后，则对所述玻璃2的上下表面进行清理，使得所述玻璃2的上下被清理干净，提升采集探头7采集图像数据的质量和可靠性；
所述清理构件在清理完毕后恢复到初始状态，所述初始状态设置为隐藏设置在所述存储腔9中；
另外，在对显示屏模组11进行组装的过程中，需要接通显示屏模组11接口17，以使得所述显示屏模组11处于亮屏状态，从而通过所述采集单元采集所述显示屏模组11的图像数据；
通过所述采集单元和角度调整单元的相互配合，使得所述采集单元采集能够对组装形成的显示屏进行图像数据的采集，使得***能够对组装形成的显示屏进行评估，保证整个***具有图像采集精准和可靠性高的优点；
可选的，所述评估单元获取所述采集单元采集得到的图像数据，并对所述图像数据进行处理，所述处理包括但是不局限于以下列举的几种，包括：边缘提取、灰度化和特征提取；本领域的技术人员也可利用计算机图像处理技术对所述图像数据进行处理，再次不再一一赘述；
所述评估单元获取经过处理后的图像数据，并根据下式计算组装形成的显示屏的均匀性指数Uniform：
式中，k1为缝隙宽度权重，其值由操作者根据显示屏的组装要求的进行设定，k2为灰度均匀性权重，其值由操作者根据显示屏的组装要求的进行设定，k3为对比度权重，其值由操作者根据显示屏的组装要求的进行设定，W为组装形成的显示屏的缝隙宽度，Var(G)为组装形成的显示屏的灰度均匀性的方差，C为组装形成的显示屏的对比度；
对于组装形成的显示屏的缝隙宽度W，根据下式进行计算：
式中，width_pixels为组装形成的相邻近的两个显示屏模组的缝隙宽度，其值通过图像数据的像素数量直接获得，total_image为监测区域或整个图像的总宽度，其值通过图像数据的像素数量直接获得；
对于组装形成的显示屏的灰度均匀性的方差Var(G)，根据以下步骤进行确定：
S11、给定一个灰度图像的缝隙或黑线区域，并对黑色区域进行处理，以获得该区域的像素，假设该区域中村存在n个像素，每个像素的灰度值为gi，其中，(i＝1,2，3，…,n),G是这个区域的平均灰度值；
S12、计算缝隙或黑线区域的平均灰度值G；
S13、对于缝隙或黑线区域的每一个像素，计算它的灰度值与平均灰度值G之间的差的平方：(gi-G)2；
S14、将上述所有的平方差值相加
S15、将这个总和除以像素的数量n，从而得到组装形成的显示屏的灰度均匀性的方差Var(G)，即：
对于组装形成的显示屏的对比度C，根据下式进行计算(以8位图像为例，所谓的8位图像是常见的灰度图像格式，以8位图像为例是因为它为像素值提供了一个范围，从0到255，这个范围决定了图像的灰度级别，别的图像格式，则可作出相应的调整即可)：
式中，average_gap为组装形成的相邻近的两个显示屏模组的缝隙或黑线区域的平均灰度值，其值通过计算机图像处理可以计算得到，average_area为组装形成的相邻近的两个显示屏模组的缝隙或黑线相邻区域内所有像素的灰度值的平均数，其值通过计算机图像处理可以计算得到；
另外，缝隙宽度权重k1、灰度均匀性权重k2、对比度权重k3的取值范围均为[0，1]，且权重之间满足：k1+k2+k3＝1；
例如，当缝隙宽度W、灰度均匀性G和对比度C都被认为同样重要时，每个权重都是相等的，则取得k1＝0.33，k2＝0.33，k3＝0.33；
当一个应用场景中缝隙宽度是决定显示质量的主要因素，而其他因素不那么重要时，你可以提高k1的权重；
如果在某种特定应用中，用户更关心对比度，而不是缝隙或灰度均匀性，那么可以提高k3的权重；
假设在初步测试阶段，根据用户反馈发现对比度C和缝隙宽度W都是关键因素，但灰度均匀性G不太重要；这时，可以增加k1和k3的权重，降低k2的权重；
当所述均匀性指数Uniform超过设定的监控阈值threshold，则表示组装形成显示屏的均匀性满足或超过预期标准；
当所述均匀性指数Uniform未超过设定的监控阈值threshold，则表示组装形成显示屏的均匀性没有满足或超过预期标准；
如果组装形成的显示屏未达标，则对其进行重新组装、调整或维修；
如果满足标准，则送入后续工序操作；后续工序操作包括包装或者其他产线的需要，这是本领域技术人员所熟知的，在此不再一一赘述；
另外，设定的监控阈值threshold由***或操作者根据组装显示屏的型号或类型的具体要求自行进行设定，这是本领域的技术人员所熟知的技术手段，本领域的技术人员可以查询相关的技术手册获知该技术，因而在本实施例中不再一一赘述；
通过所述采集模块和所述评估模块的相互配合，对组装形成的显示屏的组装状态进行评估，并根据评估结果获知当前的评估状态，使得整个***具有显示屏评估精准、评估效果佳和评估自动程度高的优点；
可选的，所述定位模块包括定位单元和支撑单元，所述支撑单元对所述定位单元进行支撑，所述定位单元对所述组装工位1中的显示屏模组11进行定位；
所述定位单元包括视觉传感器10和数据缓存器，所述视觉传感器10不断扫描所述组装工位1的工作区域，所述数据缓存器存储所述视觉传感器10扫描得到的工作区域的图像数据；
其中，所述定位单元设置在所述组装工位1的上方，以对所述组装工位1的工作区域进行扫描，并采集得到组装工位1的组装工序的图像数据；
所述支撑单元包括支撑杆8、支撑驱动机构和高度检测件，所述支撑杆8用于所述定位单元进行支撑，且所述支撑杆8设置为可伸缩结构，所述支撑杆8的一端与所述组装工位1的一侧侧壁连接，所述支撑杆8的另一端朝向远离所述组装工位1的一侧垂直伸出，所述支撑驱动机构与所述支撑杆8驱动连接，以驱动所述支撑杆8进行伸缩动作，从而实现不同高度的组装需要，所述高度监测件对所述支撑杆8的抬升高度或伸缩量进行检测；
所述支撑驱动机构、支撑杆8、高度检测件和所述中央处理器之间形成闭环控制，所述高度检测件对所述支撑杆8的高度进行检测，并反馈至所述中央处理器中，并通过所述中央处理器控制所述支撑驱动机构，从而控制所述支撑杆8的伸缩高度(保证与所需的高度值一致)，提升整个定位探头高度的精准控制；
其中，所述支撑杆8的高度值与组装的显示屏的型号有关，不同的抬升高度所扫描的区域范围不同，因而通过调整所述定位探头的高度使得定位位置12能够更加精准和可靠；
所述定位模块还包括定位分析单元，所述定位分析单元根据所述定位单元采集得到图像数据确定定位位置，其中，所述定位分析单元获取所述视觉传感器10采集得到的图像数据，并根据以下步骤确定所述定位位置：
S21、使用背景减除法，以组装工序为背景，检测新加入或已放置的物件，并通过边缘检测和轮廓识别，找到未放置显示屏模组的位置；
其中，背景减除根据下式进行确定：
Idiff＝|Icurrent-Ibackground|；
式中，
Icurrent是当前图像，Ibackground是背景图像，所述背景图像根据当前组装进度确定，若为放置第一块显示屏模组，则背景图像为无物件时的图像，当放置第一块显示屏模组后，则背景图像则为放置了一块显示屏模组的背景图像，以此类推；在本实施例中，不同组装工序的背景图像已经预存储在所述服务器的数据库中，当进行计算时调用即可；
接着，对图像数据进行二值化：
其中，Tthreshold为一个设定的阈值，用于控制二值化的程度，其值是本领域的技术人员所熟知的手段确定即可；
S22、计算显示屏模组预放置位置的质心(xcentroid，ycentroid)：
式中，Ibinary(i,j)是一个二值图像中的像素值，其中i和j是像素的行和列坐标。在二值图像中，像素值通常为0或1，其中0可能表示背景，1可能表示前景(或相反，具体取决于应用和二值化方法)
具体来说：Ibinary(i,j)＝0：表示在坐标(i,j)的像素为背景；
Ibinary(i,j)＝1：表示在坐标(i,j)的像素为前景；
公式xcentroid用于计算图像的x质心位置，即图像中前景像素的平均x坐标。公式的意思是：将所有前景像素的x坐标乘以其像素值(在这种情况下为1)并求和，然后除以前景像素的总数来得到平均值；
xcentroid的结果是前景像素的平均x坐标，这通常用于描述对象或形状在图像中的位置，用同样的方法用来计算y质心，不再赘述；
S23、计算定位位置(xtarget，ytarget)：
式中，△x、△y为抓取机械臂的偏移值，根据抓取机械臂的固有参数的实际情况进行设定；
S24、路径规划(这里以运输单元和组装工位同高，并进行直线运动下的路径)：
式中，xstart,ystart是抓取机械臂开始时的位置(本实施例中，设置为运输单元的末端)，Ttotal是预定的移动总时间，t是当前时间；
本领域的技术人员也可根据运输单元和组装工位的实际情况，控制所述抓取机械臂的移动路径，并在上式的基础上进行改造，因而在本实施例中不再一一赘述；
可选的，所述自动抓取模块包括抓取单元和位置调整单元，所述抓取单元对所述运输模块运输的所述显示屏模组11进行抓取，所述位置调整单元对所述抓取单元的抓取位置进行调整，以使得所述抓取单元能移动到定位单元所确定的定位位置12上方，并辅助配合操作者将多个显示屏模组11进行组装；
所述抓取单元包括抓取座16、吸附构件、固定座19、锁定构件和限位构件，所述抓取座16用于供所所述锁定构件和所述限位构件进行放置，所述吸附构件对所述显示屏模组11进行吸附，所述固定座19支撑所述吸附构件，所述限位构件对吸附构件的滑动位置进行限位，所述锁定构件对限位构件滑动位置进行锁定，以使所述显示屏模组11移动到组装位置上方且在所述操作者操作下靠近定位位置12；
其中，所述定位位置12由所述定位单元确定得到；
同时，所述抓取座16中设有活动腔，所述锁定构件和所述限位构件设置在所述活动腔中；
另外，所述吸附构件设置在所述固定座19上，所述限位构件与所述固定座19连接形成抓取部，所述抓取部能够在所述运输模块和组装工位1进行往复动作，以将所述运输模块上运输的所述显示屏模组11转移至所述组装工位1中；
所述位置调整单元包括抓取机械臂15、机械臂操控器和抓取工位，所述抓取工位设置所述运输模块和组装工位1的之间，优选的，设置在两者之间以方便在所述运输模块和组装工位1之间进行往复抓放，所述抓取机械臂15用于调整所述抓取单元的位置，以使得所述抓取单元能够在抓取所述显示屏模组11后，转移至所述组装工位1的定位位置12处，所述机械臂操控器，所述机械臂操控器用于控制所述机械臂，以使得所述机械臂能够在所述运输单元的末端和所述组装工位1的定位位置12处进行往复取放操作；
对于机械臂操控器如何控制所述抓取单元在所述运输单元的末端和所述组装工位1的定位位置12处进行往复取放操作是本领域的技术人员所熟知的技术手段，本领域的技术人员可以查询相关的技术手册获知该技术，因而在本实施例中不再一一赘述；
其中，所述运输单元的运输末端设置为初始位置，而定位单元所确定的定位位置12，设置为终点位置，本领域的技术人员通过所述初始位置和定位位置12是可以轻易的将所述显示屏模组11进行取放操作，使得所述显示屏模组11能够将所述显示屏模组11放置在所述定位位置12的上方，以辅助配合操作者将抓取的所述显示屏模组11进行组装；
在本实施例中，所述机械臂的活动路径的起始点和终点分别设置为运输单元的运输末端、定位单元所确定的定位位置12；
所述限位构件包括至少两根限位杆21和限位座23，所述限位座23对所述限位杆21的位置进行限定，且至少两根限位座23分别嵌套在至少两根限位杆21上，并对至少两根限位杆21进行限位，至少两根所述限位杆21的一端贯穿所述活动腔并朝向远离所述吸附构件的一侧伸出并与所述吸附构件连接；
所述吸附构件包括至少一个吸附嘴22和吸附控制器，至少一个吸附嘴22等间距设置在所述固定座19上，所述吸附控制器控制至少一个吸附嘴22，使得至少一个吸附嘴22能对所述显示屏模组11进行吸附；其中，所述吸附控制器隐藏设置在所述固定座19上，并通过吸附管道与至少一个吸附嘴22管道连接；
同时，当所述吸附控制器控制至少一个吸附嘴22对所述显示屏模组11进行吸附的过程中，则通过在所述吸附管道和至少一个吸附嘴22中形成一个真空环境，此时，至少一个吸附嘴22吸附在所述显示屏模组11的背面，以实现对所述显示屏模组11的吸附；
当所述显示屏模组11被吸附后，所述机械臂控制器控制所述机械臂将所述显示屏模组11抓取后转移至所述组装工位1的定位位置12，即可实现显示屏模组11的运输和辅助操作者组装；
如图11所示，所述锁定构件包括锁定杆、触发驱动机构和控制面板20，所述锁定杆的一端与所述触发驱动机构驱动连接形成锁定部，所述锁定部设置在所述抓取座16的活动腔的顶壁上，所述锁定杆的另一端贯穿所述活动腔并朝向所述限位杆21的一侧伸出并与所述固定板的板体一侧端面连接，所述控制面板20控制所述触发驱动机构的触发时机，以使得所述锁定杆能对所述固定板的位置进行调整，以使得吸附嘴22连同所述显示屏模组11逐步靠近所述定位位置12；
其中，所述操作者操控所述控制面板20使得所述锁定杆能缓慢的伸出，以将所述显示屏模组11缓慢的释放在所述组装工位1的定位位置12处(如图10、图11所示)；
在本实施例中，在所述机械臂从初始位置到终点位置(本实施例中，终点位置设置为组装工位1的组装位置，即：所述定位单元所确定的位置)的过程中，所述锁定构件处于未伸出状态，即，所述限位杆21处于不可活动的状态，当所述机械臂将所述显示屏模组11移动到所述定位位置12的上方后，通过操作者操控所述控制面板20，以使所述锁定杆缓慢的伸出，以使得所述显示屏模组11逐步靠近所述定位位置12，并将所述显示屏模组11缓慢的释放在所述组装工位1的定位位置12处(此时通过吸附控制器控制吸附力，以解除所述吸附嘴22对所述显示屏模组11的吸附状态)，从而实现辅助配合操作者将所述显示屏模组11进行组装；
通过所述抓取单元和位置调整单元相互配合，使得所述显示屏模组11能够从运输模块上转移运输至所述组装工位1处，并辅助配合所述操作者将所述显示屏模组11进行组装，以降低了操作者的劳动强度，也兼顾了显示屏模组11的组装效率，保证整个***具有显示屏模组11定位精准和能够连续组装的优点；
所述预警模块包括预警单元和提示单元，所述预警单元获取所述评估模块的评估结果，并根据评估结果生成对应的预警提示，所述提示单元将所述预警提示向所述操作者进行提示；
其中，所述提示单元设置在所述组装工位1的一侧，优选的，设置在所述操作者可以轻易看见的地方，保证所述操作者能实时获得组装的显示屏的评估结果，并根据所述评估结果实时进行调整，改变了以往需要全部组装完全后再评估的缺陷；
所述提示单元包括提示屏和转向杆，所述转向杆对所述提示屏进行支撑，所述转向杆的一端与所述提示屏进行连接，所述转向杆的另一端与所述组装工位1的侧沿连接；
其中，所述转向杆设置为可转向的结构，使得提示屏的显示位置可被调整，以适用与不同组装位置的查看；
同时，可转向的结构是本领域的技术人员所熟知的技术手段，本领域的技术人员可以查询相关的技术手册获知该技术，因而在本实施例中不再一一赘述；
另外，所述预警单元根据所述均匀性指数Uniform和设定的监控阈值threshold的关系生成所述预警提示；
其中，当所述均匀性指数Uniform超过设定的监控阈值threshold，表示组装形成显示屏的均匀性满足或超过预期标准，则生成合格预警提示；
当所述均匀性指数Uniform未超过设定的监控阈值threshold，表示组装形成显示屏的均匀性没有满足或超过预期标准，则生成不合格预警提示；
通过预警模块和所述评估模块的相互配合，使得所述操作者能根据实时预警提示对显示屏模组11的组装状态进行调整，获得最佳的交互舒适性，改变了以往需要全部组装完全后再评估的缺陷，促使整个显示屏组装过程更加高效合理；
本发明还提供一种显示屏组装工艺，所述显示屏组装工艺包括以下步骤：
S1、将待组装的显示屏模组11倒扣在运输模块上并向所述组装工位1的方向运输；
S2、所述自动抓取模块将所述运输模块上运输的所述显示屏模组11进行抓取，并转移至预组装位置的上方，并辅助配合操作者将显示屏模组11进行组装；
S3、所述操作者操控所述自动抓取模块解除对所述显示屏模块的抓取状态，并稳定落在预组装位置处；
S4、所述评估模块对组装形成的显示屏进行图像数据的采集，并根据采集得到的显示屏的图像数据进行评估，以确定组装的显示屏的组装质量；
S5、若评估模块的评估结果不符合设定的组装要求，则触发所述预警模块向所述操作者进行预警提示，并跳至步骤S6；
S6、所述操作者根据预警提示，重新调整所述显示屏模组11的位置间距，并重复执行步骤S4-S5的步骤，直到满足组装要求为止；
可选的，所述显示屏组装工艺还包括在步骤S3中，通过定位模块确定预组装位置的定位位置12，并将所述定位模块所确定的定位位置12传输至所述自动抓取模块中；
可选的，所述显示屏组装工艺还包括所述运输模块在对待所述显示屏模组11进行运输时，根据末端的所述显示屏模组11的状态，调整运输的次序；
若运输模块的末端的所述显示屏模组11未被所述自动抓取模块取走，则保持静止状态；
若运输模块的末端的所述显示屏模组11被所述自动抓取模块取走，则将下一个所述显示屏模组11向所述组装工位1的方向运输；
可选的，所述显示屏组装工艺还包括所述评估模块需对组装形成的显示屏采集至少四处位置，并对采集的至少四处位置进行评估，以确定所述显示屏模组11的相邻近的位置间距符合组装要求；
通过所述评估模块对组装的显示屏模组11之间的组合状态进行评估，使得组装效果能及时的评估，提升整个***对显示屏模组11的精准评估，保证组装过程的可靠性和精准性，缩短了质量评估的周期，也提升了显示屏组装的可靠性和合格率。
实施例二：本实施例应当理解为包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进，根据图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10和图11所示，还在于所述自动抓取模块还包括吸附分析单元，所述吸附分析单元对所述吸附构件对所述显示屏模组的吸附力进行分析形成分析结果，并将所述分析结果传输至所述吸附控制器中，以触发所述吸附控制器对至少一个吸附嘴对所述显示屏模组进行吸附；
其中，所述吸附分析单元获取所述吸附构件设定的吸附嘴的数量N、待组装的显示屏重量M、以及显示屏模组的尺寸数据S，并根据下式计算所述吸附力Frequired：
Frequired＝λ·[(M·g+τ1·S)+τ2·N]；
式中，λ为安全系数，其值由操作者根据经验设定，并从人机交互界面输入，τ1为每单位尺寸对应的吸附力[单位：N/m2]，其值通过吸附嘴的固有参数直接确定，τ2为每个吸附嘴提供的吸附力[单位：N]，其值通过吸附嘴的固有参数直接确定；
通过所述吸附分析单元对所述吸附构件的吸附力进行分析，使得所述吸附构件能对所述显示屏模组进行精准的吸附，并配合位置调整单元对所述显示屏模组的精准转移，提升显示屏模组组装的可靠性和稳定型，保证整个***具有自动程度高、自动调控吸附力的大小的优点。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素可以更新的。
Claims (8)
1.一种显示屏组装***，所述显示屏组装***包括服务器和组装工位，其特征在于，所述显示屏组装***还包括运输模块、定位模块、自动抓取模块、评估模块和预警模块，所述服务器分别与所述运输模块、定位模块、自动抓取模块、评估模块和预警模块连接；
所述运输模块用于对显示屏模组进行运输；
所述定位模块对组装工位中的组装位置进行定位，以确定所述显示屏模组的预组装位置；
所述自动抓取模块抓取所述运输模块运输的显示屏模组并放置在所述定位模块所确定的预组装位置的上方，以辅助配合操作者将多个显示屏模组进行组装；
所述评估模块对组装的多个显示屏模组进行图像数据的采集，并根据采集得到的显示屏模组图像数据对组装形成的显示屏进行评估；
所述预警模块根据所述评估模块的评估结果向所述操作者进行预警提示，促使所述操作者调整显示屏模组的位置和间距；
所述评估模块包括采集单元和评估单元，所述采集单元采集组装形成后的显示屏的图像数据，所述评估单元根据采集得到的显示屏的图像数据对显示屏进行评估；
其中，所述采集单元设置在所述组装工位中，并正对所述显示屏的显示面一侧端面；
所述采集单元包括玻璃、采集构件和位置调整构件，所述位置调整构件对所述采集构件的采集位置进行调整，所述采集构件采集组装后的显示屏的图像数据；
其中，所述采集构件和所述位置调整构件设置在玻璃的一侧，所述组装工位设置在玻璃的另一侧；
所述采集构件包括采集探头、支撑座和存储器，所述支撑座对所述采集探头进行支撑，所述采集探头采集组装后的显示屏的图像数据，所述存储器存储所述采集探头采集得到的组装后显示屏的图像数据；
所述评估单元获取所述采集单元采集得到的图像数据，并对所述图像数据进行处理，所述处理包括边缘提取、灰度化和特征提取；
所述评估单元获取经过处理后的图像数据，并根据下式计算组装形成的显示屏的均匀性指数Uniform：
式中，k1为缝隙宽度权重，其值由操作者根据显示屏的组装要求的进行设定，k2为灰度均匀性权重，其值由操作者根据显示屏的组装要求的进行设定，k3为对比度权重，其值由操作者根据显示屏的组装要求的进行设定，W为组装形成的显示屏的缝隙宽度，Var(G)为组装形成的显示屏的灰度均匀性的方差，C为组装形成的显示屏的对比度；
当所述均匀性指数Uniform超过设定的监控阈值threshold，则表示组装形成显示屏的均匀性满足或超过预期标准；
如果显示屏未达标，则对其进行重新组装、调整或维修；
如果满足标准，则送入后续工序操作；
对于组装形成的显示屏的缝隙宽度W，根据下式进行计算：
式中，width_pixels为组装形成的相邻近的两个显示屏模组的缝隙宽度，其值通过图像数据的像素数量直接获得，total_image为监测区域或整个图像的总宽度，其值通过图像数据的像素数量直接获得；
对于组装形成的显示屏的灰度均匀性的方差Var(G)，根据以下步骤进行确定：
S11、给定一个灰度图像的缝隙或黑线区域，并对黑色区域进行处理，以获得该区域的像素，假设该区域中存在n个像素，每个像素的灰度值为gi，其中，(i＝1,2，3，…,n),G是这个区域的平均灰度值；
S12、计算缝隙或黑线区域的平均灰度值G；
S13、对于缝隙或黑线区域的每一个像素，计算它的灰度值与平均灰度值G之间的差的平方：(gi-G)2；
S14、将上述所有的平方差值相加
S15、将这个总和除以像素的数量n，从而得到组装形成的显示屏的灰度均匀性的方差Var(G)，即：
对于8位图像，其像素值范围为0到255，其组装形成的显示屏的对比度C根据下式进行计算：
式中，average_gap为组装形成的相邻近的两个显示屏模组的缝隙或黑线区域的平均灰度值，其值通过计算机图像处理可以计算得到，average_area为组装形成的相邻近的两个显示屏模组的缝隙或黑线相邻区域内所有像素的灰度值的平均数，其值通过计算机图像处理可以计算得到。
2.根据权利要求1所述的一种显示屏组装***，其特征在于，所述运输模块设置在所述组装工位的一侧，并将待组装的显示屏模组进行运输；
所述运输模块包括运输单元和运输监测单元，所述运输单元对所述显示屏模组进行运输，所述运输监测单元对运输单元上的显示屏模组的取放状态进行监测；
其中，所述运输监测单元设置在所述运输单元靠近组装工位的一侧，并对运输单元的运输模块末端的所述显示屏模组的状态进行监测；
若所述运输监测单元监测到运输模块末端的所述显示屏模组被抓取后，则反馈至所述运输单元中，以使所述运输单元向所述组装工位的方向运输所述显示屏模组。
3.根据权利要求2所述的一种显示屏组装***，其特征在于，所述定位模块包括定位单元和支撑单元，所述支撑单元对所述定位单元进行支撑，所述定位单元对所述组装工位中的显示屏模组进行定位；
所述定位单元包括视觉传感器和数据缓存器，所述视觉传感器不断扫描所述组装工位的工作区域，所述数据缓存器存储所述视觉传感器扫描得到的工作区域的图像数据；
其中，所述定位单元设置在所述组装工位的上方，以对所述组装工位的工作区域进行扫描。
4.根据权利要求3所述的一种显示屏组装***，其特征在于，所述自动抓取模块包括抓取单元和位置调整单元，所述抓取单元对所述运输模块运输的所述显示屏模组进行抓取，所述位置调整单元对所述抓取单元的抓取位置进行调整，以使得所述抓取单元能移动到定位单元所确定的定位位置上方，并辅助配合操作者将多个显示屏模组进行组装；
所述抓取单元包括抓取座、吸附构件、固定座、锁定构件和限位构件，所述抓取座用于供所述锁定构件和所述限位构件进行放置，所述吸附构件对所述显示屏模组进行吸附，所述固定座支撑所述吸附构件，所述限位构件对吸附构件的滑动位置进行限位，所述锁定构件对限位构件滑动位置进行锁定，以使所述显示屏模组移动到组装位置上方且在所述操作者操作下靠近定位位置；
其中，所述定位位置由所述定位单元确定得到。
5.一种显示屏组装工艺，应用了如权利要求4所述的一种显示屏组装***，其特征在于，所述显示屏组装工艺包括以下步骤：
S1、将待组装的显示屏模组倒扣在运输模块上并向组装工位的方向运输；
S2、所述自动抓取模块将所述运输模块上运输的所述显示屏模组进行抓取，并转移至预组装位置的上方，并辅助配合操作者将显示屏模组进行组装；
S3、所述操作者操控所述自动抓取模块解除对所述显示屏模块的抓取状态，并稳定落在预组装位置处；
S4、所述评估模块对组装形成的显示屏进行图像数据的采集，并根据采集得到的显示屏的图像数据进行评估，以确定组装的显示屏的组装质量；
S5、若评估模块的评估结果不符合设定的组装要求，则触发所述预警模块向所述操作者进行预警提示，并跳至步骤S6；
S6、所述操作者根据预警提示，重新调整所述显示屏模组的位置间距，并重复执行步骤S4-S5的步骤，直到满足组装要求为止。
6.根据权利要求5所述的一种显示屏组装工艺，其特征在于，所述显示屏组装工艺还包括在步骤S3中，通过定位模块确定预组装位置的定位位置，并将所述定位模块所确定的定位位置传输至所述自动抓取模块中。
7.根据权利要求6所述的一种显示屏组装工艺，其特征在于，所述显示屏组装工艺还包括所述运输模块在对所述显示屏模组进行运输时，根据末端的所述显示屏模组的状态，调整运输的次序；
若运输模块的末端的所述显示屏模组未被所述自动抓取模块取走，则保持静止状态；
若运输模块的末端的所述显示屏模组被所述自动抓取模块取走，则将下一个所述显示屏模组向所述组装工位的方向运输。
8.根据权利要求7所述的一种显示屏组装工艺，其特征在于，所述显示屏组装工艺还包括所述评估模块需对组装形成的显示屏采集至少四处位置，并对采集的至少四处位置进行评估，以确定所述显示屏模组的相邻近的位置间距符合组装要求。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311082850.6A CN116984853B (zh) | 2023-08-28 | 2023-08-28 | 一种显示屏组装***及其组装工艺 |
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| CN202311082850.6A CN116984853B (zh) | 2023-08-28 | 2023-08-28 | 一种显示屏组装***及其组装工艺 |
Publications (2)
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