CN107144992A - 基于aoi技术的全自动化lcd检测控制系统及方法 - Google Patents

基于aoi技术的全自动化lcd检测控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统和方法，该系统包括Inline线体PLC控制模块和检测工作站，检测工作站中设置有自动压接设备和AOI系统；Inline线体PLC控制模块用于控制LCD面板在流水线上的位置；自动压接设备用于控制电机对进入检测工作站的LCD面板进行自动化插线压接，完成后通知AOI系统开始检测，接收AOI系统发送的完成检测信号后对LCD面板进行自动化拔线；AOI系统用于接收开始检测信号后对LCD面板进行自动光学检测，生成检测信息文件，并发送完成检测信号至自动压接设备。本发明能够克服人工检测的弊端，缺陷检出速度快、精度高、自动化、无接触、实用性，在液晶显示器缺陷检测行业具有广阔的发展前景。

Description

基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统及方法
技术领域
本发明属于自动光学液晶面板检测技术领域，具体地指一种基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统及方法。
背景技术
在液晶面板生产厂商对产能的要求，以及激烈竞争的环境下，随着人工成本的提升，以及AOI(自动光学检测技术)的不断发展，在液晶面板领域的应用不断成熟，相较于产线上人员手工点屏切图，肉眼查找缺陷的检测方式，依赖于主观性，具有误检、漏检率高特点，基于图像处理的自动光学检测系统应运而生，其具有缺陷检出速度快、精度高、自动化、无接触等优点，能够克服人工检测的弊端，在液晶显示器缺陷检测行业具有良好的发展前景。目前，市场上还没有将AOI技术应用于LCD全自动化检测的成熟技术方案。
发明内容
针对上述现有技术的不足之处，本发明提出了一种基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统及方法，替代流水线上的人工手动插拔线、点屏切图，肉眼寻找缺陷，从而减少人工，实现工业自动化，提高生产率，缺陷检出速度快、精度高、自动化、无接触、实用性高等特点。
为实现上述目的，本发明所设计的一种基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统，其特殊之处在于，包括Inline线体PLC控制模块和检测工作站，所述检测工作站中设置有自动压接设备和AOI系统；
所述Inline线体PLC控制模块用于控制LCD面板在流水线上的位置，并将面板信息发送至自动压接设备和AOI系统；
所述自动压接设备用于控制电机对进入检测工作站的LCD面板进行自动化插线压接，完成后通知AOI系统开始检测，接收AOI系统发送的完成检测信号后对LCD面板进行自动化拔线；
所述AOI系统用于接收开始检测信号后对LCD面板进行自动光学检测，生成检测信息文件，并发送完成检测信号至自动压接设备。
进一步地，还包括复判工作站，所述复判工作站接收AOI系统发送的检测信息文件，核对检测信息文件。所述复判工作站中设置有PG系统。
更进一步地，所述检测工作站中还设置有CCD相机和PG系统，所述CCD相机的摄像头与进入检测工作站的LCD面板相对，用于采集面板显示图像信息，所述PG系统用于根据AOI系统的控制输出测试图片。
更进一步地，所述AOI系统基于FPGA平台实现。
一种应用于上述基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统的方法，其特殊之处在于，包括如下步骤：
1)Inline线体PLC控制模块控制LCD面板进入检测工作站，并将面板进站信息、面板信息发送至自动压接设备和AOI系统；
2)所述自动压接设备接收到面板进站信息后控制电机进行自动插线，完成后通知AOI系统；
3)所述AOI系统根据面板信息对LCD面板进行自动光学检测，生成检测信息文件，并发送完成检测信号至自动压接设备；
4)所述自动压接设备接收到完成检测信号后控制电机进行自动拔线，完成后通知Inline线体PLC控制模块；
5)所述Inline线体PLC控制模块控制LCD面板移出检测工作站。
优选地，所述步骤3)中AOI系统进行自动光学检测的过程包括：
31)所述AOI系统控制LCD面板点屏；
32)采集图像信息；
33)调用图像处理算法，进行缺陷检测；
34)分类识别并显示检测缺陷结果；
35)统计检测的缺陷信息，生成检测信息文件。
优选地，所述方法还包括复判步骤：
6)Inline线体PLC控制模块控制LCD面板进入复判工作站；
7)复判工作站存储AOI系统发送的检测信息文件；
8)复判工作站根据依据面板ID，解析相应的检测信息文件，获取缺陷的类型及坐标，并点屏将其在对应的位置框出矩形；
9)核对检测信息文件，将确认的缺陷类型及坐标录入MES系统；
10)Inline线体PLC控制模块控制LCD面板移出复判工作站。
本发明针对Inline产线上LCD缺陷自动光学检测设备中软件系统设计、自动控制、缺陷检测算法等关键技术进行研究应用。整个系统包括Inline流水线体、自动压接点屏、图像采集、图像处理缺陷检查、检测缺陷分类显示、及检测结果上传复判工作站服务器等。检测过程中，首先通过与PLC进行网络通信，实现LCD料片到站后面板ID自动获取，自动压接设备完成自动压接点屏，通知图像采集模块系统，从连接工业相机的下位机中获取图片数据，图像处理模块并发进行缺陷检测，并对检测的缺陷进行分类识别，依据判等规格给出产品等级，以及进行缺陷显示，最后生产相关检测结果信息上传至复判工作站，完成当前面板的检测，自动压接设备自动拔线，面板出站流至复判工作站，进行复判确认上传Mes系统入库。本发明具有缺陷检出速度快、精度高、自动化、无接触、实用性高等优点，能够克服人工检测的弊端，在液晶显示器缺陷检测行业具有广阔的发展前景。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
1)自动完成压接插线、获取面板ID、检测、点屏切图、抓取图像、算法处理全过程，并标出缺陷位置及相关信息，上传检测信息，实现AOI检测自动化，无人化。
2)LCD屏缺陷检测自动化，大幅提高生产效率。
3)操作简单，容易实现、自动化、实用性高。
附图说明
图1为本发明基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统的结构示意图。
图2为本发明基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统的布局框架图。
图3为本发明基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统的方法的流程图。
图中：Inline线体PLC控制模块1，自动压接设备2，AOI系统3，FPGA平台3-1、PPC图像处理模块3-2、PLC通信模块3-3、CPC缺陷显示模块3-4，复判工作站4，CCD相机5，PG系统6，LCD面板a3(a1/a2/a4/a5)。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1和图2所示，本发明一种基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统，包括Inline线体PLC控制模块1和检测工作站，检测工作站中设置有自动压接设备2、AOI系统3和复判工作站4。
Inline线体PLC控制模块1用于控制LCD面板a3在流水线上的位置，并将面板信息发送至自动压接设备2和AOI系统3。Inline线体PLC控制模块1通过PLC实现自动化，控制LCD面板a3(a1/a2/a4/a5)的出站入站，以及LCD面板a3的相关信息的携载传输，当LCD面板a3进入检测工作站，Inline线体PLC控制模块1将携载的当前LCD面板a3的信息写入PLC地址，并通知AOI系统3和自动压接设备模块2。
自动压接设备2用于控制电机对进入检测工作站的LCD面板a3进行自动化插线压接，完成后通知AOI系统3开始检测，接收AOI系统3发送的完成检测信号后对LCD面板a3进行自动化拔线。对于自动压接设备2，在LCD面板a3进站后，收到Inline线体PLC控制模块1触发的进站消息后，控制电机实现自动化压接工作，完成后，通过以太网网络通信通知AOI系统3开始检测。
AOI系统3用于接收开始检测信号后对LCD面板a3进行自动光学检测，生成检测信息文件，并发送完成检测信号至自动压接设备2。AOI系统3基于FPGA平台实现。AOI系统3的软件架构包括FPGA平台3-1、PPC图像处理模块3-2、PLC通信模块3-3、CPC缺陷显示模块3-4。检测工作站中还设置有CCD相机5和PG系统6，CCD相机5的摄像头与进入检测工作站的LCD面板a3相对，用于采集面板显示图像信息，PG系统6用于根据AOI系统3的控制输出测试图片。
AOI系统3中的PLC通信模块3-3收到Inline线体PLC控制模块1触发的进站消息后，从PLC地址中自动获取当前LCD面板a3的ID信息，等待自动压接设备2完成压接，收到Inline线体PLC控制模块1发出的开始自动检测命令后，AOI系统3通过FPGA平台3-1控制面板点屏切图，工业相机5采集图片，PPC图像处理模块3-2获取图像信息，并发调用图像处理算法，进行缺陷检测，完成图像处理后，CPC缺陷显示模块3-4分类识别并显示检测缺陷结果，统计检测的缺陷信息，依据判等规格给出产品等级，生成检测信息文件上传至复判工作站4，至此AOI系统3完成LCD面板a3自动化检测，通知自动压接设备2拔线，LCD面板a3出站。
复判工作站4接收AOI系统3发送的检测信息文件，并通过人工核对确认检测信息文件。复判工作站4中设置有用于输出测试图片的PG系统6。复判工作站4存储AOI系统3上传的检测信息文件，当检测完成的LCD面板进入当前工站，复判人员加载检测信息，程序软件解析检测信息文件，获取检测缺陷的类型及坐标，并点屏将其在对应的位置显示，操作员确认后录入相关信息至MES(制造企业生产过程执行系统)系统，完成一次料片的生成检测过程。
利用上述基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统进行自动化LCD检测的方法，如图3所示，包括如下步骤：
1)LCD面板a3沿着自动化生产线移动，Inline线体PLC控制模块1控制LCD面板a3进入检测工作站。Inline线体PLC控制模块1，自动将入站的LCD面板a3的相关信息如ID，写入相应的PLC地址，并向自动压接设备2，以及AOI系统3的PLC通信模块3-3发送进站消息。
当LCD面板a3入站后，Inline线体PLC控制模块1等待LCD面板a3检测完成。
2)自动压接设备2收到Inline线体PLC控制模块1发送的到站消息后，开始利用PG系统6向LCD面板a3输出测试图片，工业相机5采图，调用PPC图像处理模块3-2，寻找标记计算偏移距离，驱动电机，实现图像信号线的自动压接，压接成功后，向AOI系统2的检测软件(PPC图像处理模块3-2)发送开始测试消息。
3)LCD面板a3入站时，AOI系统2的PLC通信模块3-3收到进站消息，自动从PLC地址读取面板ID，并将其发送给PPC图像处理模块3-2，PPC图像处理模块3-2自此等待压接成功消息，收到消息后，开始触发自动测试。
4)在AOI系统2中，下位机FPGA平台3-1实现了图像生成器的点屏切图功能，以及控制工业相机5实现数据采集的功能，开始自动检测后，PPC图像处理模块3-2上位机模块与下位机FPGA平台3-1交互，读取图片数据，并创建图像处理任务，插入线程池的任务队列调用算法处理，实现取图与图像处理并发进行。
5)算法每处理完一张图片，并将检测提取的缺陷特征属性传递给PPC图像处理模块3-2，PPC图像处理模块3-2对缺陷识别分类，并依据判等规格统计判等因子，给出产品等级，CPC缺陷显示模块3-4在相应的缺陷位置绘制矩形显示，PPC图像处理模块3-2生成检测信息存储文件，通过ftp上传至复判工作站4的ftp服务器上，同时通知自动压接设备2，该LCD面板a3检测完成。
6)自动压接设备2收到AOI系统3发送的检测完成信号后，控制电机，完成拔线操作，至原点位置后，通知Inline线体PLC控制模块1，控制LCD面板a3出站，流入Inline线体PLC控制模块1至复判工作站4。
7)复判工作站4内有LCD面板a3入站后，存储AOI系统3发送的检测信息文件，工作人员手动插线，通过此工站上的PG系统6，自动读取面板ID，并从ftp服务器中加载AOI系统3上传的检测结果文件，当有缺陷时，复判工作站4根据检测信息文件获取缺陷的类型及坐标，并点屏将其在对应的位置点亮面板，并在相应的缺陷位置绘制矩形显示，供工作人员复判，工作人员核对检测信息文件，完成复判后，其将产品信息、确认的缺陷类型及坐标录入MES(制造企业生产过程执行系统)系统，完成此面板的检测。
8)Inline线体PLC控制模块1控制LCD面板a3移出复判工作站4；
Inline线体PLC控制模块1上LCD面板不断地入站、出站，重复步骤1)～8)，实现自动化生产。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以设计出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统，其特征在于：包括Inline线体PLC控制模块(1)和检测工作站，所述检测工作站中设置有自动压接设备(2)和AOI系统(3)；
所述Inline线体PLC控制模块(1)用于控制LCD面板(a3)在流水线上的位置，并将面板信息发送至自动压接设备(2)和AOI系统(3)；
所述自动压接设备(2)用于控制电机对进入检测工作站的LCD面板(a3)进行自动化插线压接，完成后通知AOI系统(3)开始检测，接收AOI系统(3)发送的完成检测信号后对LCD面板(a3)进行自动化拔线；
所述AOI系统(3)用于接收开始检测信号后对LCD面板(a3)进行自动光学检测，生成检测信息文件，并发送完成检测信号至自动压接设备(2)。
2.根据权利要求1所述的基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统，其特征在于：还包括复判工作站(4)，所述复判工作站(4)接收AOI系统(3)发送的检测信息文件，核对检测信息文件。
3.根据权利要求1所述的基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统，其特征在于：所述检测工作站中还设置有CCD相机(5)和PG系统(6)，所述CCD相机(5)的摄像头与进入检测工作站的LCD面板(a3)相对，用于采集面板显示图像信息，所述PG系统(6)用于根据AOI系统(3)的控制输出测试图片。
4.根据权利要求2所述的基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统，其特征在于：所述复判工作站(4)中设置有PG系统(6)。
5.根据权利要求1所述的基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统，其特征在于：所述AOI系统(3)基于FPGA平台实现。
6.一种根据权利要求1～5所述的基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)Inline线体PLC控制模块(1)控制LCD面板(a3)进入检测工作站，并将面板进站信息、面板信息发送至自动压接设备(2)和AOI系统(3)；
2)所述自动压接设备(2)接收到面板进站信息后控制电机进行自动插线，完成后通知AOI系统(3)；
3)所述AOI系统(3)根据面板信息对LCD面板(a3)进行自动光学检测，生成检测信息文件，并发送完成检测信号至自动压接设备(2)；
4)所述自动压接设备(2)接收到完成检测信号后控制电机进行自动拔线，完成后通知Inline线体PLC控制模块(1)；
5)所述Inline线体PLC控制模块(1)控制LCD面板(a3)移出检测工作站。
7.一种根据权利要求6所述的基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统的方法，其特征在于：所述步骤3)中AOI系统(3)进行自动光学检测的过程包括：
31)所述AOI系统(3)控制LCD面板(a3)点屏；
32)采集图像信息；
33)调用图像处理算法，进行缺陷检测；
34)分类识别并显示检测缺陷结果；
35)统计检测的缺陷信息，生成检测信息文件。
8.一种根据权利要求6所述的基于AOI技术的全自动化LCD检测控制系统的方法，其特征在于：所述系统还包括复判工作站(4)，所述复判工作站(4)接收AOI系统(3)发送的检测信息文件，并通过人工核对确认检测信息文件；所述方法还包括复判步骤：
6)Inline线体PLC控制模块(1)控制LCD面板(a3)进入复判工作站(4)；
7)复判工作站(4)存储AOI系统(3)发送的检测信息文件；
8)复判工作站(4)根据依据面板ID，解析相应的检测信息文件，获取缺陷的类型及坐标，并点屏将其在对应的位置框出矩形；
9)核对检测信息文件，将确认的缺陷类型及坐标录入MES系统；
10)Inline线体PLC控制模块(1)控制LCD面板(a3)移出复判工作站(4)。
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