CN107283162A - 指纹识别模组组装方法 - Google Patents

Abstract

一种指纹识别模组组装方法，包括：步骤1、设计指纹识别模组作业图纸；步骤2、获得标准预装手机壳图像、标准指纹识别模组图像以及标准组装手机壳图像；步骤3、获得的一次手机壳图像与所述预装手机壳图像进行图形比对，当比对结果近似程度不小于80％时进入步骤4；步骤4、根据作业图纸对预装手机壳进行点胶作业，完成机械式指纹识别模组组装。本发明通过图像处理的方法获取点胶坐标，利用机械手上的喷胶阀进行点胶，极大地提高了胶路的精度，保持胶路的一致性，而且有效地减少了溢胶、掉胶或断胶等现象；贴合之前，对指纹识别模组进行拍照计算贴合偏差，可以有效地提高贴合的成功率和精度；通过运行软件控制其运行速度，可以保证生产的效率。

Description

指纹识别模组组装方法

技术领域

本发明涉及手机生产设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种指纹识别模组组装方法。

背景技术

指纹具有终身不变性以及唯一性，其是生物特征识别的主要依据。指纹识别即指通过比较不同指纹的细节特征点来进行鉴别的方法，在现有技术中，常见的指纹识别技术多用于手机、平板电脑或者是打卡器上。

以手机为例，在手机上安装的指纹识别模组多采用线下组装成指纹识别模组，然后在手机生产流水线上通过人工点胶进行指纹识别模组的安装。

实施点胶和指纹识别模组贴合主要是靠人工手工作业实现的，随着生产需求的加大、点胶和贴合精度要求的提高，人工点胶、贴合精度均无法达到指定要求。手工点胶组装，其工作效率较低，产量更是无法满足市场日益膨胀的需求。

另外，随着社会经济的发展，人工成本提高所造成的制作成本的升高成为了每一个制造商必须重点考虑的问题。这样，采用人工点胶、组装的工作模式，还会大量增加企业的人工成本。

发明内容

(一)技术问题

在现有技术中，人工实现点胶和指纹识别模组组装操作主要存在以下缺点：

1、点胶精度比较低，点胶的胶宽不能保持一致，容易出现溢胶、掉胶或断胶等不良现象；

2、贴合的吻合度较差，合格率较低，手工容易压坏指纹识别模组；

3、效率较低，产量达不到要求；

4、人工成本相对较高、而且容易出现人手短缺、管理繁杂等现象。

综上所述，如何提供一种既能提高组装精度、提高生产效率、增加产量，并且还能够降低制造成本的方案，成为社会的新需求。

(二)技术方案

本发明提供了一种指纹识别模组组装方法，该方法具体包括：

步骤1、基于通用的预装手机壳以及指纹识别模组的电路模型，通过CAD设计指纹识别模组在预装手机壳上的设置位置以及预装手机壳上的点胶路径并获取作业图纸；

步骤2、对标准的预装手机壳以及指纹识别模组进行拍照并获得标准预装手机壳图像、标准指纹识别模组图像以及标准组装手机壳图像；

步骤3、通过机械式直线运送的方式对预装手机壳进行输送，利用拦截传感器对预装手机壳的输送进行止步，通过摄像头对预装手机壳进行图像获取并获得一次手机壳图像，将获得的一次手机壳图像与所述预装手机壳图像进行图形比对，当比对结果近似程度不小于80％时进入步骤4，如果对比结果近似程度小于80％时，停止作业并出料；

步骤4、通过机械手臂根据作业图纸对预装手机壳进行点胶作业，点胶完成后通过负压吸附方式将指纹识别模组设置到预装手机壳上获得组装手机壳，完成机械式指纹识别模组组装。

优选地，所述步骤4的具体操作包括：

步骤4a、根据作业图纸设计的点胶路径进行点胶作业；

步骤4b、在点胶完成后获取预装手机壳点胶后的图像，检测所点胶路是否完整或者是否进行过点胶，如果所点胶路完整则进入到步骤4c，如果所点胶路不完整则进行补胶作业，之后再次获取预装手机壳点胶后的图像直至所点胶路完整；

步骤4c、在确定点胶成功之后，通过负压吸附方式将指纹识别模组设置到预装手机壳的上方并将其下降到吸取物料的高度，然后对预装手机壳进行图像获取得到排线以及指纹识别模组预装位置的图像；

步骤4d、获取排线以及指纹识别模组预装位置的图像之后与标准组装手机壳图像比对，如果对比相似度低于70％时，判断获取图像失败，通过机械手将指纹识别模组移到废料位置将其喷掉，作业终止，之后重新吸取指纹识别模组进行拍照；如果对比相似度不低于70％时，计算排线和指纹的中心点坐标与角度，获得贴合坐标和角度后，通过机械手将指纹识别模组移到贴合的位置，利用机械手将指纹识别模组精准地插入到贴合孔中，待指纹识别模组插进一半时，系统将指纹与贴合位置的中心坐标和角度进行对比的结果进行校正，之后利用吹风方式实现指纹识别模设置高度的调整，完成机械式指纹识别模组组装。

优选地，在步骤4c中，采用负压式吸嘴对指纹识别模组进行负压吸取，负压式吸嘴将指纹识别模组吸起，对负压式吸嘴检测真空值，若真空值未达到指定要求即判断为未能成功吸起指纹识别模组，则继续吸下一个指纹识别模组，直到成功吸起指纹识别模组为止；若已达到指定值即成功吸起物料，利用机械手将吸到的指纹识别模组进行转移。

优选地，在步骤4d中，在获得贴合坐标和角度后，通过机械手将指纹识别模组移到贴合的位置，并在指纹识别模组的下方设置机械式V型导槽，通过机械式V型导槽对指纹识别模组进行导向下放，之后利用机械手将指纹识别模组精准地插入到贴合孔中。

优选地，在步骤4中，机械手臂采用可编程ABB机械手结构。

优选地，在步骤4中，通过摄像头分别获取预装手机壳上指纹识别模组的贴合位置图像以及组装后的组装手机壳的组装图像，通过贴合位置图像以及组装图像对指纹识别模组和贴合位置的偏移量进行识别、校正。

(三)有益效果

通过上述结构设计，本发明与现有技术相比，具有如下优点：①、本发明通过图像处理的方法获取点胶坐标，利用机械手上的喷胶阀进行点胶，极大地提高了胶路的精度，保持胶路的一致性，而且有效地减少了溢胶、掉胶或断胶等现象，点胶完成之后进行检测，可以避免不良品的流出；②、贴合之前，对指纹识别模组进行拍照计算贴合偏差，并校正贴合位置，可以有效地提高贴合的成功率和精度；③、本发明中运用机械手作业，具有精度高、灵活性强和运行速度快等优点，并且可以通过运行软件控制其运行速度，即可以保证生产的效率，又可以满足用户不同的需求。

附图说明

图1为本发明实施例中指纹识别模组组装方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明基于机械式直线输送带进行硬件系统的构建，其中，机械式直线输送带可以为转辊输送带或者是皮带输送带，机械式直线输送带采用分段式结构设计，在两段机械式直线输送带之间设置其他辅助设备，例如升降气缸、拦截气缸等。并根据作业要求，本发明还设置了多个摄像头，还提供了负压吸附系统。

请参考图1，图1为本发明实施例中指纹识别模组组装方法的流程图。

基于上述构建的硬件系统，本发明提供的指纹识别模组组装方法其作业流程具体如下：

①、将手机壳体等物料放进机械式直线输送带进料口的治具上，按下启动按钮，机械式直线输送带开始传动。待物料将要到达指定位置时触发拦截传感器，拦截气缸打开将放置物料的治具拦在指定位置，并在延时2S后打开定位柱气缸将治具顶起。

②、利用ABB机械手移动到上摄像头拍照的位置进行拍照，并在视野中寻找与之对应的标准预装手机壳图像。如果生产线上的预装手机壳图像与原模板相似度低于80％时，系统将放弃对该预装手机壳的点胶作业，从而等待进行下一个物料的点胶；如果相似度大于或等于80％时，则根据所得模板计算确定预装手机壳上需要点胶的路径和贴合的中心坐标与角度。

③、根据点胶路径，机械手移动到点胶路径的起始点，打开喷胶阀开始点胶，沿着点胶路径直到点胶终点后关闭喷胶阀。

④、在点胶完成以后回到拍照位置进行再次拍照，检测所点胶路是否完整或者是否进行过点胶。若检测结果为NG，则放弃进行下一步的操作。

⑤、在确定点胶成功之后，机械手将移动到放置指纹识别模组的位置，下降到吸取物料的高度，打开吸气，吸嘴将指纹识别模组吸起。检测吸嘴的真空值，若真空值未达到指定要求即判断为未能成功吸起指纹识别模组，则继续吸下一个指纹识别模组，直到成功吸起指纹识别模组为止。若已达到指定值即成功吸起物料，机械手将吸到的指纹识别模组移到下摄像头拍照位置进行两次拍照，分别获取排线和指纹的图像。

⑥、获取排线和指纹识别模组图像之后进行模板比对，在排线或指纹识别模组与模板对比相似程度低于70％时，则为获取物料失败，机械手将指纹识别模组移到废料位置将其喷掉，并重新吸取指纹识别模组进行拍照。

⑦、若获取物料成功，系统将分别计算排线和指纹识别模组的中心点坐标与角度，并分别与手机壳体贴合位置的中心坐标和角度进行对比，计算出最佳的贴合坐标和角度。

⑧、机械手将指纹识别模组移到贴合的位置，夹子气缸打开，形成一个V形导槽。系统将根据排线与贴合位置的中心坐标和角度进行对比的结果进行校正，机械手将指纹识别模组精准地插入到贴合孔中，待指纹识别模组插进一半时，系统将指纹与贴合位置的中心坐标和角度进行对比的结果进行校正，机械手再慢慢下降到贴合指定的高度其距离手机壳体表面约1mm，关闭吸气并打开吹气，使指纹识别模组与贴合位置完全贴合。

⑨、贴合完成以后，机械手将移动到上摄像头拍照位置，等待下一个物料进来。定位柱气缸和拦截气缸关闭，治具将在传送带的带动下将贴合的物料送到出料位。则整个系统的点胶和贴合已完成。

在上述结构设计中，本发明通过CAD图纸获取点胶路线，结合图像处理方法计算点胶坐标，从而实现手机上高精度点胶作业。利用摄像头分别获取贴合位置和指纹识别模组图像，来计算指纹识别模组和贴合位置的偏移量并进行校正。

通过上述结构设计，本发明与现有技术相比，具有如下优点：

①、本发明通过图像处理的方法获取点胶坐标，利用机械手上的喷胶阀进行点胶，极大地提高了胶路的精度，保持胶路的一致性，而且有效地减少了溢胶、掉胶或断胶等现象。点胶完成之后进行检测，可以避免不良品的流出；

②、贴合之前，对指纹识别模组进行拍照计算贴合偏差，并校正贴合位置，结合V型导槽的硬校正，可以有效地提高贴合的成功率和精度；

③、本发明中运用可编程的ABB机械手，具有精度高、灵活性强和运行速度快等优点，并且可以通过运行软件控制其运行速度，即可以保证生产的效率，又可以满足用户不同的需求。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (6)

1.一种指纹识别模组组装方法，其特征在于，包括：

步骤1、基于通用的预装手机壳以及指纹识别模组的电路模型，通过CAD设计指纹识别模组在预装手机壳上的设置位置以及预装手机壳上的点胶路径并获取作业图纸；

步骤2、对标准的预装手机壳以及指纹识别模组进行拍照并获得标准预装手机壳图像、标准指纹识别模组图像以及标准组装手机壳图像；

步骤3、通过机械式直线运送的方式对预装手机壳进行输送，利用拦截传感器对预装手机壳的输送进行止步，通过摄像头对预装手机壳进行图像获取并获得手机壳图像，将获得的手机壳图像与所述预装手机壳图像进行图形比对，当比对结果近似程度不小于80％时进入步骤4，如果对比结果近似程度小于80％时，停止作业并出料；

步骤4、通过机械手臂根据作业图纸对预装手机壳进行点胶作业，点胶完成后通过负压吸附方式将指纹识别模组设置到预装手机壳上获得组装手机壳，完成机械式指纹识别模组组装。

2.根据权利要求1所述的指纹识别模组组装方法，其特征在于，

所述步骤4的具体操作包括：

步骤4a、根据作业图纸设计的点胶路径进行点胶作业；

步骤4b、在点胶完成后获取预装手机壳点胶后的图像，检测所点胶路是否完整或者是否进行过点胶，如果所点胶路完整则进入到步骤4c，如果所点胶路不完整则进行补胶作业，之后再次获取预装手机壳点胶后的图像直至所点胶路完整；

步骤4c、在确定点胶成功之后，通过负压吸附方式将指纹识别模组设置到预装手机壳的上方并将其下降到吸取物料的高度，然后对预装手机壳进行图像获取得到排线以及指纹识别模组预装位置的图像；

步骤4d、获取排线以及指纹识别模组预装位置的图像之后与标准组装手机壳图像比对，如果对比相似度低于70％时，判断获取图像失败，通过机械手将指纹识别模组移到废料位置将其喷掉，作业终止，之后重新吸取指纹识别模组进行拍照；如果对比相似度不低于70％时，计算排线和指纹的中心点坐标与角度，获得贴合坐标和角度后，通过机械手将指纹识别模组移到贴合的位置，利用机械手将指纹识别模组精准地插入到贴合孔中，待指纹识别模组插进一半时，系统将指纹与贴合位置的中心坐标和角度进行对比的结果进行校正，之后利用吹风方式实现指纹识别模设置高度的调整，完成机械式指纹识别模组组装。

3.根据权利要求2所述的指纹识别模组组装方法，其特征在于，

在步骤4c中，采用负压式吸嘴对指纹识别模组进行负压吸取，负压式吸嘴将指纹识别模组吸起，对负压式吸嘴检测真空值，若真空值未达到指定要求即判断为未能成功吸起指纹识别模组，则继续吸下一个指纹识别模组，直到成功吸起指纹识别模组为止；若已达到指定值即成功吸起物料，利用机械手将吸到的指纹识别模组进行转移。

4.根据权利要求2所述的指纹识别模组组装方法，其特征在于，

在步骤4d中，在获得贴合坐标和角度后，通过机械手将指纹识别模组移到贴合的位置，并在指纹识别模组的下方设置机械式V型导槽，通过机械式V型导槽对指纹识别模组进行导向下放，之后利用机械手将指纹识别模组精准地插入到贴合孔中。

5.根据权利要求1所述的指纹识别模组组装方法，其特征在于，

在步骤4中，机械手臂采用可编程ABB机械手结构。

6.根据权利要求1所述的指纹识别模组组装方法，其特征在于，

在步骤4中，通过摄像头分别获取预装手机壳上指纹识别模组的贴合位置图像以及组装后的组装手机壳的组装图像，通过贴合位置图像以及组装图像对指纹识别模组和贴合位置的偏移量进行识别、校正。