CN108303429A - 一种导光板缺陷自动检测及分拣设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种导光板缺陷自动检测及分拣设备，包括上料机构、缺陷检测机构、下料分拣机构和设备框架，上料机构利用上料机械手及相关的硬件设备，可以实现X轴、Y轴、Z轴的位置移动，负责将流水线上待检测的导光板吸取并运送至缺陷检测区域；翘曲缺陷检测机构包括：工业面阵相机、线阵相机，可以完成导光板表面缺陷的检测；下料机构利用缺陷检测的结果，判断下料机构的下料工位，通过下料机械手实现导光板的正品、次品的分拣，整体自动化程度高，结构简单、性能稳定，可以取代人工进行作业，能够实现企业生产导光板的全自动化生产加工以及智能检测，操作简单、可靠，能够进行长时间不间断的作业，大大节约人力资源，提高企业的生产效率。

Description

一种导光板缺陷自动检测及分拣设备
【技术领域】
本发明涉及导光板生产加工的技术领域，特别是一种导光板缺陷自动检测及分拣设备的技术领域。
【背景技术】
导光板是利用光学级的亚克力/PC板材，然后用具有极高反射率且不吸光的高科技材料，在光学级的亚克力板材底面用模具成型，激光雕刻、V型十字网格雕刻、UV网版印刷技术印上导光点。利用光学级亚克力板材吸取从灯发出来的光在光学级亚克力板材表面的停留，当光线射到各个导光点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出。通过各种疏密、大小不一的导光点，可使导光板均匀发光。反射片的用途在于将底面露出的光反射回导光板中，用来提高光的使用效率；同等面积发光亮度情况下，发光效率高，功耗低。单面微结构阵列导光板一般采用押出成型的制作工艺。
导光板设计原理源于笔记本电脑、平板、手机、车载电视机等液晶显示屏，是将线光源转变为面光源的高科技产品。光学级压克力和PC为基材，运用LCD显示屏及笔记本电脑手机平板电视的背光模组技术，透过导光板的高光线传透率，经电脑对导光点计算，使导光板光纤折射成面光源均光状态制造成型。产品采用光谱分析原理与数码UV印刷技术相结合并在恒温、恒湿、无尘的环境条件下制作而成。具有超薄、超亮、导光均匀、节能、环保、无暗区、耐用、不易黄化、安装维修简单快捷等鲜明特点。
导光板的缺陷主要包括刮伤、污渍、亮点、黑点、压伤，粘模、白点、连点异物、毛丝、暗影成形硬力痕迹，尺寸、光学、品味等缺陷。而传统导光板的外观检测以及上下料主要还是依靠人工的方式进行，由于人存在主观判断以及人眼睛的疲劳因素，因此人工检测的方式存在检测质量不稳定、部分缺陷不易识别，且用工较多，人工费高，劳动强度大，劳动效率低下，因此提出一种导光板缺陷自动检测及分拣设备。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中导光板生产加工流水线采用人工方式进行上下料、劳动强度大、效率低等的问题，提出一种导光板缺陷自动检测及分拣设备，能够实现对待检测产品的上料、缺陷检测、下料以及分拣的全自动化过程，可以完全取代人工进行作业。
为实现上述目的，本发明提出了一种导光板缺陷自动检测及分拣设备，包括上料机构、缺陷检测机构、下料分拣机构和设备框架，所述设备框架上设有固定平台，所述固定平台上设有第三导轨，所述缺陷检测机构上设有运动平台，所述运动平台活动安装在第三导轨上，所述固定平台上安装有多角度光源，所述缺陷检测机构上设有面阵相机和线阵相机，所述面阵相机包括下面检测相机、上面检测相机和定位相机，所述上面检测相机、下面检测相机分别安装于固定平台的上方和下方，所述多角度光源位于线阵相机的正下方，所述固定平台的两端分别设有上料机构和下料分拣机构，所述上料机构包括上料机械手、运动导轨、真空发生器和电机，所述真空发生器与上料机械手相配合，所述第一运动导轨包括第一导轨和第二导轨，所述上料机械手活动安装在第二导轨上，所述上料机械手通过第二导轨沿X轴方向的移动，所述第二导轨活动安装在第一导轨上，所述上料机械手通过第一导轨沿Y轴方向的移动，所述下料分拣机构包括下料机械手、第四导轨、气缸和旋转电机，所述下料机械手的下方设有旋转电机，所述下料机械手通过第四导轨沿X轴方向的移动。
作为优选，所述定位相机与上料机构相配合，所述定位相机上设有定位光源，所述固定平台的一侧设有侧光源驱动机构，所述侧光源驱动机构与下面检测相机、上面检测相机相配合，所述上面检测相机、下面检测相机呈交错分布，依次对导光板进行检测。
作为优选，所述固定平台上设有若干个支撑座，所述支撑座内设有辅助导轨和调节丝杆，所述定位相机、下面检测相机、上面检测相机和线阵相机通过辅助滑架分别安装在辅助导轨上，所述调节丝杆与辅助滑架相配合，所述扫面检测相机、定位相机和线阵相机通过调节丝杆沿Z轴方向移动调节。
作为优选，所述上料机械手、下料机械手的手抓均为平面式，所述下料机械手的手抓通过真空发生器的吸气与放气实现导光板的抓取，所述上料机械手通过气缸实现上料吸盘在Z轴方向的移动，所述上料机械手通过外部气缸的吸气与放气实现导光板的抓取。
作为优选，所述运动平台的下方设有与第三导轨相配合的滑座，所述运动平台靠近上料机构的一侧设有辅助光源。
作为优选，所述多角度光源的两侧设有安装支撑架，所述安装支撑架固定在两侧第三导轨的外侧。
本发明的有益效果：本发明通过上料机构、缺陷检测机构、下料分拣机构和设备框架的合理配合，上料机械手可以实现X、Y、Z轴的位置纠偏，利用定位相机与上料机械手的配合可以将待检测产品准确无误的放置于检测区域的运动平台上，利用面阵相机与线阵相机的配合，分别进行面扫面和线扫描，可以实现导光板的亮点、暗点、线划伤、压伤、粘模、白点、连点异物、毛丝、暗影成形硬力痕迹，尺寸、光学、品味等缺陷的检测，下料机械手利用气缸与电机的配合，可以实现对检测后产品的下料并根据检测的结果进行正品和次品的分拣，该设备可以代替人工进行导光板的上下料并进行缺陷检测，实现了导光板生产过程的全自动化检测与生产。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明一种导光板缺陷自动检测及分拣设备的结构示意图；
图2是本发明一种导光板缺陷自动检测及分拣设备的部分结构的示意图。
【具体实施方式】
参阅图1和图2，本发明一种导光板缺陷自动检测及分拣设备，包括上料机构1、缺陷检测机构2、下料分拣机构3和设备框架4，所述设备框架4上设有固定平台40，所述固定平台40上设有第三导轨41，所述缺陷检测机构2上设有运动平台24，所述运动平台24活动安装在第三导轨41上，所述固定平台40上安装有多角度光源42，所述缺陷检测机构2上设有面阵相机和线阵相机23，所述面阵相机包括下面检测相机21、上面检测相机22和定位相机20，所述上面检测相机22、下面检测相机21分别安装于固定平台40的上方和下方，所述多角度光源42位于线阵相机23的正下方，所述固定平台40的两端分别设有上料机构1和下料分拣机构3，所述上料机构1包括上料机械手13、运动导轨、真空发生器和电机，所述真空发生器与上料机械手13相配合，所述第一运动导轨包括第一导轨11和第二导轨12，所述上料机械手13活动安装在第二导轨12上，所述上料机械手13通过第二导轨12沿X轴方向的移动，所述第二导轨12活动安装在第一导轨11上，所述上料机械手13通过第一导轨11沿Y轴方向的移动，所述下料分拣机构3包括下料机械手32、第四导轨32、气缸和旋转电机，所述下料机械手31的下方设有旋转电机，所述下料机械手31通过第四导轨32沿X轴方向的移动。所述定位相机20与上料机构1相配合，所述定位相机20上设有定位光源，所述固定平台40的一侧设有侧光源驱动机构401，所述侧光源驱动机构401与下面检测相机21、上面检测相机22相配合，所述上面检测相机22、下面检测相机21呈交错分布，依次对导光板进行检测。所述固定平台40上设有若干个支撑座，所述支撑座内设有辅助导轨和调节丝杆，所述定位相机20、下面检测相机21、上面检测相机22和线阵相机23通过辅助滑架分别安装在辅助导轨上，所述调节丝杆与辅助滑架相配合，所述扫面检测相机21、定位相机22和线阵相机23通过调节丝杆沿Z轴方向移动调节。所述上料机械手13、下料机械手31的手抓均为平面式，所述下料机械手31的手抓通过真空发生器的吸气与放气实现导光板的抓取，所述上料机械手13通过气缸实现上料吸盘在Z轴方向的移动，所述上料机械手13通过外部气缸的吸气与放气实现导光板的抓取。所述运动平台24的下方设有与第三导轨41相配合的滑座，所述运动平台24靠近上料机构1的一侧设有辅助光源。所述多角度光源42的两侧设有安装支撑架421，所述安装支撑架421固定在两侧第三导轨41的外侧。
本发明工作过程：
本发明一种导光板缺陷自动检测及分拣设备在工作过程中：
上料机构的工作原理为：利用电机可以控制整个上料设备在导轨上平移，进而实现在X轴方向的运动控制；另外利用电机控制机械手抓取设备，可以实现在其导轨上平移，进而可以实现机械手抓取设备在Y轴方向的运动控制；利用真空发生器以及气缸的配合，可以实现机械手抓取设备在Z轴方向的运动控制；机械手抓取设备上设置有电机可以控制机械手抓取设备的吸盘的旋转，进而可以控制任意角度；
缺陷检测机构的工作原理为：检测设备主要包括面阵相机、线阵相机、运动平台、光源等；面阵相机共设置三个，其中一个设置为定位相机，通过图像处理配合上料机械手将导光板真确无误的放置于检测装置的运动平台上；另两个相机设置分别对导光板的上下表面进行检测，利用图像处理完成导光板产品表面亮点、暗点等的缺陷检测；运动平台以某一速度匀速在导轨上运动，线阵相机和运动平台配合，运动平台将导光板送至多角度光源的正下方时，对导光板图像进行线扫描，完成导光板产品表面的线划伤、压伤等的缺陷检测；
下料分拣机构的工作原理为：通过控制电机控制下料机械手在导轨上平移，进而实现下料机械手在X轴方向的运动；利用缺陷检测机构的检测结果，当检测出的产品为正品时，下料机械手在导轨上进行平移，运动至另外一端，将正品产品放置于另外流水线上；若检测出的产品为次品时，下料机械手在驱动装置的控制下，即可旋转，+90°放置正品，逆时针翻转成180°，将次品产品放置在次品流水线上，实现正品和次品的分拣整理。
本发明一种导光板缺陷自动检测及分拣设备，上料机械手及相关的硬件设备，可以实现X轴、Y轴、Z轴的位置纠偏，主要负责将流水线上待检测的导光板抓取并运送至检测区域；缺陷检测设备包括工业面阵相机、线阵相机、光源、运动平台等，其中利用面阵定位相机可以精确定位上料机械手放置的产品位置，并利用上料机械手进行X/Y及角度校正，将待检测的导光板产品准确无误的放置在缺陷检测设备的载具运动平台上，运动平台将导光板沿X轴输送依次经过上面检测相机、下面检测相机和线阵相机进行检测，运动平台上方的上面检测相机以检测产品的亮点、暗点、线划伤、压伤、粘模、白点、连点异物、毛丝、暗影成形硬力痕迹，尺寸、光学、品味等缺陷，运动平台下方的下面检测相机以检测产品下表面缺陷、产品尺寸及光学辉度；当运动平台将导光板运送至多角度光源的正下方时，线阵相机配合运动平台，线阵相机进行线扫描，可以检测导光板表面是否存在线划伤、压伤等的缺陷；下料设备利用下料机械手及相关的硬件设备，可以实现对检测完成后的导光板的下料操作并进行分拣整理。
本发明一种基于机器视觉的导光板缺陷自动检测及其上下料分拣设备，其检测效率高、自动化程度高，结构简单、性能稳定可靠，并且能排除因导光板上存在灰尘而对导光板检测结果的影响，可以代替人工进行上下料并进行缺陷检测，大大降低了人工成本，延长了工作时间，提高企业的生产效率。可以实现导光板的上下料并进行缺陷检测，根据检测结果进行正品和次品的分拣整理。该设备可以取代人工进行作业，能够实现企业生产导光板的全自动化生产加工以及智能检测，操作简单、可靠，工作可靠，能够进行长时间不间断的作业，大大节约人力资源，提高企业的生产效率。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种导光板缺陷自动检测及分拣设备，其特征在于：包括上料机构(1)、缺陷检测机构(2)、下料分拣机构(3)和设备框架(4)，所述设备框架(4)上设有固定平台(40)，所述固定平台(40)上设有第三导轨(41)，所述缺陷检测机构(2)上设有运动平台(24)，所述运动平台(24)活动安装在第三导轨(41)上，所述固定平台(40)上安装有多角度光源(42)，所述缺陷检测机构(2)上设有面阵相机和线阵相机(23)，所述面阵相机包括下面检测相机(21)、上面检测相机(22)和定位相机(20)，所述上面检测相机(22)、下面检测相机(21)分别安装于固定平台(40)的上方和下方，所述多角度光源(42)位于线阵相机(23)的正下方，所述固定平台(40)的两端分别设有上料机构(1)和下料分拣机构(3)，所述上料机构(1)包括上料机械手(13)、运动导轨、真空发生器和电机，所述真空发生器与上料机械手(13)相配合，所述第一运动导轨包括第一导轨(11)和第二导轨(12)，所述上料机械手(13)活动安装在第二导轨(12)上，所述上料机械手(13)通过第二导轨(12)沿X轴方向的移动，所述第二导轨(12)活动安装在第一导轨(11)上，所述上料机械手(13)通过第一导轨(11)沿Y轴方向的移动，所述下料分拣机构(3)包括下料机械手(32)、第四导轨(32)、气缸和旋转电机，所述下料机械手(31)的下方设有旋转电机，所述下料机械手(31)通过第四导轨(32)沿X轴方向的移动。
2.如权利要求1所述的一种导光板缺陷自动检测及分拣设备，其特征在于：所述定位相机(20)与上料机构(1)相配合，所述定位相机(20)上设有定位光源，所述固定平台(40)的一侧设有侧光源驱动机构(401)，所述侧光源驱动机构(401)与下面检测相机(21)、上面检测相机(22)相配合，所述上面检测相机(22)、下面检测相机(21)呈交错分布，依次对导光板进行检测。
3.如权利要求1所述的一种导光板缺陷自动检测及分拣设备，其特征在于：所述固定平台(40)上设有若干个支撑座，所述支撑座内设有辅助导轨和调节丝杆，所述定位相机(20)、下面检测相机(21)、上面检测相机(22)和线阵相机(23)通过辅助滑架分别安装在辅助导轨上，所述调节丝杆与辅助滑架相配合，所述扫面检测相机(21)、定位相机(22)和线阵相机(23)通过调节丝杆沿Z轴方向移动调节。
4.如权利要求1所述的一种导光板缺陷自动检测及分拣设备，其特征在于：所述上料机械手(13)、下料机械手(31)的手抓均为平面式，所述下料机械手(31)的手抓通过真空发生器的吸气与放气实现导光板的抓取，所述上料机械手(13)通过气缸实现上料吸盘在Z轴方向的移动，所述上料机械手(13)通过外部气缸的吸气与放气实现导光板的抓取。
5.如权利要求1所述的一种导光板缺陷自动检测及分拣设备，其特征在于：所述运动平台(24)的下方设有与第三导轨(41)相配合的滑座，所述运动平台(24)靠近上料机构(1)的一侧设有辅助光源。
6.如权利要求1所述的一种导光板缺陷自动检测及分拣设备，其特征在于：所述多角度光源(42)的两侧设有安装支撑架(421)，所述安装支撑架(421)固定在两侧第三导轨(41)的外侧。
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