CN107144992B - 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 (7)

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);Inline线体PLC控制模块(1)通过PLC实现自动化,控制LCD面板(a3)的出站入站,以及LCD面板(a3)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(2);
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;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;
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);
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。
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: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。
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:所述复判工作站(4)中设置有PG系统(6)。
4.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。
5.根据权利要求1~4任一项所述的基于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。
6.根据权利要求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: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。
7.根据权利要求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: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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CB02 Change of applicant information

Address after: 430070 Hubei Province, Wuhan city Hongshan District Road No. 48 bookstore (North Industrial Park) 1 building 11 layer

Applicant after: Wuhan fine test electronics group Limited by Share Ltd

Address before: 430070 Hubei City, Hongshan Province, South Lake Road, No. 53, Hongshan Venture Center, building on the 4 floor, No.

Applicant before: Wuhan Jingce Electronic Technology Co., Ltd.

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Applicant after: Wuhan fine test electronics group Limited by Share Ltd

Address before: 430070 Hubei City, Hongshan Province, South Lake Road, No. 53, Hongshan Venture Center, building on the 4 floor, No.

Applicant before: Wuhan Jingce Electronic Technology Co., Ltd.

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GR01 Patent grant
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