CN108298125B - 一种膜片定位贴合系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种膜片定位贴合系统，包括：贴合设备和控制终端；控制终端与贴合设备通信连接；贴合设备包括：两个第一相机、两个第二相机、设备主体、膜片放置平台和基片放置平台；设备主体上设置有膜片放置平台和基片放置平台；两个第一相机与膜片放置平台的两个对角对应固定连接；两个第二相机与基片放置平台的两个对角对应固定连接；控制终端用于根据第一相机采集的膜片对角图像、第二相机采集的基片对角图像计算膜片、基片相对于预置贴合位置的位置偏差；当贴合设备接收到控制终端发送的位置偏差后，膜片放置平台和基片放置平台用于在设备主体上进行与位置偏差对应的补偿移动，使得膜片和基片进行贴合。

Description

一种膜片定位贴合系统
技术领域
本发明涉及设备膜片贴合领域，尤其涉及一种膜片定位贴合系统。
背景技术
随着电子技术和通信技术的发展，人们生活需求的提高，智能移动设备产业呈现爆发式的增长，手机、平板电脑等的需求量巨大，对这些电子产品生产效率的需求也随之提高。手机、平板电脑等产品的前后壳膜片具有产品保护、产品美观、产品多样化等优点，是其生产中必不可少的一环。
对膜片进行贴合作业时，当前的自动贴合设备上并不具备预定位的功能，其在对膜片进行贴合的过程中，容易产生偏移，从而导致贴合套位精度大大降低，增加产品的不良率。
发明内容
本发明实施例提供了一种膜片定位贴合系统，能够有效提高膜片贴合效率及贴合精度。
本发明实施例提供了一种膜片定位贴合系统，包括：贴合设备和控制终端；
所述控制终端与所述贴合设备通信连接；
所述贴合设备包括：两个第一相机、两个第二相机、设备主体、膜片放置平台和基片放置平台；
所述设备主体上设置有所述膜片放置平台和所述基片放置平台；
两个所述第一相机与所述膜片放置平台的两个对角对应固定连接；
两个所述第二相机与所述基片放置平台的两个对角对应固定连接；
所述控制终端用于根据所述第一相机采集的膜片对角图像、所述第二相机采集的基片对角图像计算所述膜片、所述基片相对于预置贴合位置的位置偏差；
当所述贴合设备接收到所述控制终端发送的所述位置偏差后，所述膜片放置平台和所述基片放置平台用于在所述设备主体上进行与所述位置偏差对应的补偿移动，使得膜片和基片进行贴合。
优选地，所述膜片放置平台包括：第一层平台、第二层平台和第三层平台；
所述第一层平台、所述第二层平台和所述第三层平台重叠设置构成所述膜片放置平台；
所述第一层平台的中心和所述第二层平台的中心固定于第一转轴，所述第一层平台用于绕所述第一转轴进行旋转；
所述第二层平台的一侧和所述第三层平台的一侧固定连接于第二转轴，所述第二层平台用于绕所述第二转轴进行翻转。
优选地，所述设备主体的表面上开设有第一沟槽和第二沟槽；
所述第一沟槽与所述第二沟槽相互垂直；
所述膜片放置平台用于在所述第一沟槽上进行移动，所述基片放置平台用于在所述第二沟槽上进行移动。
优选地，所述第一沟槽和所述第二沟槽呈T型状设置。
优选地，所述膜片放置平台上设置有用于在所述第一沟槽上移动的第一移动部件。
优选地，所述第一移动部件为导轨或滚轮。
优选地，所述基片放置平台上设置有用于在所述第二沟槽上移动的第二移动部件。
优选地，所述第二移动部件为导轨或滚轮。
优选地，两个所述第一相机各自连接有一个环形光源。
优选地，所述基片放置平台的两个对角上各设有一个背光源。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例提供了一种膜片定位贴合系统，包括：贴合设备和控制终端；控制终端与贴合设备通信连接；贴合设备包括：两个第一相机、两个第二相机、设备主体、膜片放置平台和基片放置平台；设备主体上设置有膜片放置平台和基片放置平台；两个第一相机与膜片放置平台的两个对角对应固定连接；两个第二相机与基片放置平台的两个对角对应固定连接；控制终端用于根据第一相机采集的膜片对角图像、第二相机采集的基片对角图像计算膜片、基片相对于预置贴合位置的位置偏差；当贴合设备接收到控制终端发送的位置偏差后，膜片放置平台和基片放置平台用于在设备主体上进行与位置偏差对应的补偿移动，使得膜片和基片进行贴合。本发明的膜片定位贴合系统能够准确定位任意摆放的膜片和基片位置信息，从而进行膜片和基片相对位置的调整，实现准确贴合，有效提高膜片贴合效率及贴合精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明提供的一种膜片定位贴合系统的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的一种膜片定位贴合系统的另一个实施例的结构示意图；
图3为膜片放置平台的结构示意图；
图4为膜片放置平台的第一层平台进行旋转时的示意图；
图5为膜片放置平台的第二层平台进行翻转时的示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种膜片定位贴合系统，能够有效提高膜片贴合效率及贴合精度。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，本发明提供的一种膜片定位贴合系统的一个实施例，包括：
本发明实施例还提供了一种膜片定位贴合系统，包括：贴合设备1和控制终端2；
控制终端2与贴合设备1通信连接；
贴合设备1包括：两个第一相机31、两个第二相机32、设备主体33、膜片放置平台34和基片放置平台35；
控制终端2用于根据第一相机31采集的膜片对角图像、第二相机32采集的基片对角图像计算膜片、基片相对于预置贴合位置的位置偏差；
设备主体33上设置有膜片放置平台34和基片放置平台35，可以理解的是，膜片放置平台34用于放置待贴合的膜片，基片放置平台35用于放置待贴合的基片；
两个第一相机31与膜片放置平台34的两个对角对应固定连接，两个第二相机32与基片放置平台35的两个对角对应固定连接；
当贴合设备1接收到控制终端2的贴合指令后，膜片放置平台34和基片放置平台35用于在设备主体33上进行相应的补偿移动，使得膜片和基片进行贴合。
更进一步地，请参阅图3，膜片放置平台34包括：第一层平台341、第二层平台342和第三层平台343；
第一层平台341、第二层平台342和第三层平台343重叠设置构成膜片放置平台34；
第一层平台341的中心和第二层平台342的中心固定于第一转轴，第一层平台341用于绕第一转轴进行旋转，需要说明的是，当第一层平台341进行旋转时，即控制终端2计算出膜片的位置与预置贴合位置存在角度偏差时，贴合设备1可控制第一层平台341进行旋转将该角度偏差消除，如图4所示；
第二层平台342的一侧和第三层平台343的一侧固定连接于第二转轴，第二层平台342用于绕第二转轴进行翻转，需要说明的是，当第二层平台342翻转时，可使膜片放置平台34上的膜片与基片放置平台35上的基片进行精准贴合，如图5所示。
更进一步地，设备主体33的表面上开设有第一沟槽36和第二沟槽37；
第一沟槽36与第二沟槽37相互垂直，第一沟槽36和第二沟槽37呈T型状设置，在本实施例中将第一沟槽36设为y方向，第二沟槽37设为x方向；
膜片放置平台34用于在第一沟槽36上进行移动，基片放置平台35用于在第二沟槽37上进行移动，需要说明的是，平台上安装用于在沟槽上移动的移动部件，该移动部件可以是导轨也可以滚轮，也可以为其他可实现该移动功能的部件，此处不做具体限定。
更进一步地，两个第一相机31各自连接有一个环形光源4，环形光源4安装在膜片放置平台34两对角的正上方，相机的正下方，且其安装高度保证光源不会遮挡相机的视野。
更进一步地，基片放置平台35的两个对角上各设有一个背光源5，如图2所示，在基片放置平台35所挖空两对角的正上方，一对背光源5安装在基片平台所挖空两对角的正下方，保证背光源5能照射到基片上。
下面对本发明提供的膜片定位贴合系统实现贴合的过程进行说明：
(1)在进行图像采集之前，控制终端2对两个第一相机31分别进行标定。本实施例取其中一对相机(第一相机31或第二相机32，以下不再赘述)作为例子进行说明，本实施例通过对一对相机一起标定，标定过程中将运动方向也进行标定，具体过程如下：
将标定板放在平台(若为第一相机31，该平台则为膜片放置平台34，如第二相机32，该平台则为基片放置平台35)上，保证一对相机的视野内都有标定板，并且在这对相机的视野内分别选取两个标志点，进行拍照，该图片作为位置一。将平台进行移动(基片方式平台x方向移动，膜片放置平台y方向移动)，移动后保证这对工业相机的视野内都有各自对应的标志点，进行拍照，该图片作为位置二。位置一标志点和位置二标志点的连线即为运动方向。该运动方向是在相机坐标系中的运动方向。
上述过程的原理说明：对标定板拍照，取标定板图像中的数据信息就可以计算出相机的参数，通过这些参数将相机坐标系转换成世界坐标系，在转换的过程中相机坐标系中的运动方向就转换成了世界坐标系中运动方向：平台的运动方向。可以理解的是，每对相机均建立了各自的世界坐标系。
将膜片放置平台34的运动方向定义为第一相机31的世界坐标系的y方向，将基片放置平台35的运动方向定义为第二相机32的世界坐标系的x方向。由于膜片放置平台34的运动方向和基片放置平台35的运动方向相互垂直，所以第一相机31的世界坐标系的y方向和第二相机32的世界坐标系的x方向相互垂直。两世界坐标系的相对关系：膜片放置平台34的x方向和基片放置平台35的x方向平行，膜片放置平台34的y方向和基片放置平台35的y方向平行。此时，两个平台、两对相机对应的世界坐标系的x方向、y方向、角度关系是相对固定的，才能进行后续的位置和角度补偿。
(2)控制终端2控制贴合设备1上的膜片放置平台34和基片放置平台35反复试贴，分别找到膜片和基片在对应平台的一个具体位置，能实现膜片和基片的精准贴合。记录此时膜片和基片(还未翻转)的中心点坐标，即预置贴合位置的坐标。
(3)控制终端2通过第一相机31、第二相机32分别采集第一图像和第二图像，第一图像为膜片的两个对角的图像，第二图像为基片的两个对角的图像。在本实施例中，为了去除噪声干扰，可以对得到的第一图像和第二图像进行高斯滤波。
(4)控制终端2采用canny边缘提取算法对滤波后的图像提取边缘，设定长度阈值和线性度阈值，提取出膜片两个对角处、基片两个对角处的两条直角边的边缘。
(5)控制终端2采用最小二乘拟合法对提取出的边缘进行直线拟合，得到各个对角处的两条直角边的直线方程。
(6)控制终端2联立每个对角对应的两直线方程，计算出交点坐标。可以理解的是，此时共有四个交点(膜片两个对角、基片两个对角)的坐标，膜片两个对角坐标为为P1(x1，y1)，P2(x2，y2)，基片两顶点世界坐标为P3(x3，y3)，P4(x4，y4)。
(7)控制终端2计算出膜片的长L1＝|x1-x2|，宽W1＝|y1-y2|，膜片中心点的世界坐标为O1＝((x1+x2)/2,(y1+y2)/2)；计算出基片的长L2＝|x3-x4|，宽W2＝|y3-y4|，基片中心点的世界坐标为O2＝((x3+x4)/2,(y3+y4)/2)。
(8)控制终端2判断膜片和基片的尺寸大小是否在允许的预置范围内，若是，则按顺序执行下一步，否则，显示剔除异常尺寸的膜片或基片的提示，使得用户重新上料。
(9)控制终端2计算此时膜片中心点相对于膜片的预置贴合位置在x，y方向的偏差以及角度偏差，计算此时基片中心点相对于基片的预置贴合位置在x，y方向的偏差以及角度偏差，最终计算出x,y方向的总偏差以及角度总偏差。可以理解的是，当膜片中心点的坐标、基片中心点的坐标与预置贴合位置的坐标重合时，即偏差为零，则直接执行下一步。
(10)控制终端2将x，y方向的总偏差以及角度总偏差信号发送给贴合设备1，贴合设备1控制膜片放置平台34进行y方向的位移补偿和角度补偿(需要说明的是，膜片放置平台34在进行y方向上的移动后，可以以本身为中心进行一定角度的旋转)，控制基片放置平台35进行x向的位移补偿，最后执行翻转贴合。
本发明实施例设计一种双相机协同标定系统，同时采用双相机对角视觉检测，同时进行定位和尺寸检测。设计可x方向移动且绕平台中心旋转的基片放置平台和可y方向移动的膜片放置平台协同操作，构成一个实现x，y方向移动和旋转的三自由度系统，不必要求两个平台都有x,y方向移动和旋转功能，降低设备制造的难度且简化操作。
因此，本发明能准确测量膜片和基片的尺寸大小，测量精度达到0.02mm，实现尺寸异常膜片和基片的剔除。本发明还能准确定位任意摆放的膜片和基片位置信息，从而进行膜片和基片相对位置的调整，实现准确贴合，定位精度能达到0.02mm，贴合速度能达到3片/min，有效提高膜片贴合效率及贴合精度。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种膜片定位贴合系统，其特征在于，包括：贴合设备和控制终端；
所述控制终端与所述贴合设备通信连接；
所述贴合设备包括：两个第一相机、两个第二相机、设备主体、膜片放置平台和基片放置平台；
所述设备主体上设置有所述膜片放置平台和所述基片放置平台；
两个所述第一相机与所述膜片放置平台的两个对角对应固定连接；
两个所述第二相机与所述基片放置平台的两个对角对应固定连接；
所述控制终端用于根据所述第一相机采集的膜片对角图像、所述第二相机采集的基片对角图像计算所述膜片、所述基片相对于预置贴合位置的位置偏差；
当所述贴合设备接收到所述控制终端发送的所述位置偏差后，所述膜片放置平台和所述基片放置平台用于在所述设备主体上进行与所述位置偏差对应的补偿移动，使得膜片和基片进行贴合；
所述控制终端还用于：根据所述膜片的两个对角坐标计算所述膜片的尺寸，并根据所述基片的两个对角坐标计算所述基片的尺寸，判断所述膜片的尺寸和所述基片的尺寸是否均位于预置范围内，若是，则根据所述膜片的两个对角坐标计算所述膜片的中心点相对于所述膜片的预置贴合位置在x，y方向的偏差a以及角度偏差b，根据所述基片的两个对角坐标计算所述基片中心点相对于基片的预置贴合位置在x，y方向的偏差c以及角度偏差d，根据所述偏差a、所述角度偏差b、所述偏差c和所述角度偏差d，计算x,y方向的总偏差以及角度总偏差；若否，则显示剔除异常尺寸的膜片或基片的提示。
2.根据权利要求1所述的膜片定位贴合系统，其特征在于，所述膜片放置平台包括：第一层平台、第二层平台和第三层平台；
所述第一层平台、所述第二层平台和所述第三层平台重叠设置构成所述膜片放置平台；
所述第一层平台的中心和所述第二层平台的中心固定于第一转轴，所述第一层平台用于绕所述第一转轴进行旋转；
所述第二层平台的一侧和所述第三层平台的一侧固定连接于第二转轴，所述第二层平台用于绕所述第二转轴进行翻转。
3.根据权利要求2所述的膜片定位贴合系统，其特征在于，所述设备主体的表面上开设有第一沟槽和第二沟槽；
所述第一沟槽与所述第二沟槽相互垂直；
所述膜片放置平台用于在所述第一沟槽上进行移动，所述基片放置平台用于在所述第二沟槽上进行移动。
4.根据权利要求3所述的膜片定位贴合系统，其特征在于，所述第一沟槽和所述第二沟槽呈T型状设置。
5.根据权利要求3所述的膜片定位贴合系统，其特征在于，所述膜片放置平台上设置有用于在所述第一沟槽上移动的第一移动部件。
6.根据权利要求5所述的膜片定位贴合系统，其特征在于，所述第一移动部件为导轨或滚轮。
7.根据权利要求3或6所述的膜片定位贴合系统，其特征在于，所述基片放置平台上设置有用于在所述第二沟槽上移动的第二移动部件。
8.根据权利要求7所述的膜片定位贴合系统，其特征在于，所述第二移动部件为导轨或滚轮。
9.根据权利要求1所述的膜片定位贴合系统，其特征在于，两个所述第一相机各自连接有一个环形光源。
10.根据权利要求9所述的膜片定位贴合系统，其特征在于，所述基片放置平台的两个对角上各设有一个背光源。
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