CN113804693B - 手机导光板缺陷可视化检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手机导光板缺陷可视化检测装置，包括固定装置、传送装置、检测装置、相机调节装置、模组、定位装置、治具下方机械结构；所述传送装置、检测装置、模组、定位装置、治具下方机械结构均设置在固定装置上。本发明的装置直接与企业自动化生产线配套使用，降低了使用成本；检测装置中的所有线阵相机、面阵相机均可以通过相机丝杠导轨来调整其在空间中的位置，提高了装置对不同规格手机导光板缺陷可视化检测的适用性；检测装置设有线阵相机和面阵相机，可以检测手机导光板的点缺陷、线缺陷和面缺陷，对手机导光板的线划伤、黑点、白点和脏污等缺陷能有更加精确的检测，提高了检测的质量。

Description

手机导光板缺陷可视化检测装置

技术领域

本发明涉及一种导光板缺陷检测装置，具体涉及一种手机导光板缺陷可视化检测装置。

背景技术

导光板(light guide plate)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压出成型的制作工艺。

在手机导光板生产和运输过程中，在各种因素的影响下，可能会有某些手机导光板有线划伤、白点、黑点、脏污等缺陷。而传统手机导光板的检测主要还是依靠人工的方式进行，由于人工检测存在主观判断以及眼睛疲劳的因素，因此人工检测的方式存在检测质量不稳定、缺陷不易识别的问题，且用工较多，费用昂贵，劳动强度大，劳动效率低下。

因此，需要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效的手机导光板缺陷可视化检测装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种手机导光板缺陷可视化检测装置，包括固定装置、传送装置、检测装置、相机调节装置、模组、定位装置、治具下方机械结构；

所述传送装置、检测装置、模组、定位装置、治具下方机械结构均设置在固定装置上。

作为本发明的手机导光板缺陷可视化检测装置的改进：

所述传送装置包括输入轨道、输入皮带轨道、真空吸盘、行程气缸、输出皮带轨道、皮带输送轨道；输入轨道有两条，能应对同时输入两块导光板的现实情况；

所述输入轨道正上方装有机械手，机械手上装有真空吸盘，行程气缸带动机械手进行纵向和横向的移动；电机带动输入轨道向前运动，导光板随之运动；与此同时，机械手通过真空吸盘将输入皮带导轨上的导光板吸附，再通过行程气缸将导光板运送到输入轨道上；

实际应用时，两个输入轨道连接安装在企业导光板自动化生产线后，企业生产出来的导光板刚好能运送到两条输入导轨上；

带轮一带动皮带输送轨道运动，带轮二带动输出皮带轨道运动；电机一为行程气缸提供动力，电机二为输入皮带轨道、输出皮带轨道和皮带输送轨道提供动力。

作为本发明的手机导光板缺陷可视化检测装置的进一步改进：

所述检测装置包括线阵相机、面阵相机、灯箱一、灯箱二、相机；灯箱一安装在皮带输送轨道正上方，为线光源；

灯箱一上设有开孔，线阵相机安装在灯箱一的正上方，线阵相机的镜头通过灯箱一的开孔对准皮带输送轨道；灯箱二安装在皮带输送轨道正下方，位于支架的下方，为面光源，灯箱二为导光板高质量图像采集提供背光源；

面阵相机安装在皮带输送轨道的正上方，面阵相机和灯箱二配合使用位于同一垂线上；

相机安装在相机升降台上，相机和治具位于同一垂直线上；在导光板运送到灯箱一和灯箱二的位置时，将灯箱一和灯箱二触发。

说明：控制系统控制线阵相机和面阵相机采集导光板的高质量图像，并传到控制中心；在经过图像处理和分析后，判断导光板是否具有缺陷，并进行下一步工序。

作为本发明的手机导光板缺陷可视化检测装置的进一步改进：

所述相机调节装置包括相机支架一、相机横向丝杠导轨、相机纵向丝杠导轨、相机纵向丝杠导轨二、相机支架二、固定滑块和相机升降台；

所述相机纵向丝杠导轨、相机横向丝杠导轨和线阵相机位于相机支架一上，相机横向丝杠导轨滑动设置在相机支架一顶部，相机纵向丝杠导轨滑动设置在相机横向丝杠导轨顶部，线阵相机固定设置在相机纵向丝杠导轨，通过滑动相机横向丝杠导轨调节线阵相机的横向位置，通过滑动相机纵向丝杠导轨调节线阵相机的纵向位置；

所述相机纵向丝杠导轨二和面阵相机位于相机支架二上，相机纵向丝杠导轨二滑动设置在相机支架二顶部，面阵相机固定设置在相机纵向丝杠导轨二上，通过滑动相机纵向丝杠导轨二调节面阵相机的纵向位置；

所述相机安装在相机升降台上，相机升降台安装在固定滑块上，固定滑块可调整相机的水平位置，相机升降台可调节相机的纵向高度。

作为本发明的手机导光板缺陷可视化检测装置的进一步改进：

所述模组有两组；

模组一包括模组一X方向滑台、模组一Y方向滑台、模组一固定挡板、模组一Z方向滑台、模组一吸盘；

模组二包括模组二X方向滑台、模组二Y方向滑台、模组二固定挡板、模组二Z方向滑台(37)、模组二吸盘；

模组一X方向滑台控制模组一的x方向运动，模组一Y方向滑台控制模组一的Y方向运动，模组一Z方向滑台控制模组一的Z方向运动，模组一吸盘用于抓取导光板。

说明：

模组二与模组一类似；

当面阵相机采集完导光板高质量图像之后，输出皮带轨道停止运动，模组一吸盘抓取导光板到定位相机上方进行定位，定位完成后将导光板置于治具上，进行下一步操作。待检测算法完成导光板的缺陷检测后，模组二吸盘用于抓取治具上的导光板，并运送到指定的分类区域，将导光板分为合格品和不合格品。

作为本发明的手机导光板缺陷可视化检测装置的进一步改进：

所述定位装置包括定位相机、定位相机支架、固定板、灯箱三；

定位相机固定在定位相机支架上，定位相机支架固定在固定板上；灯箱三位于定位相机上方，支架下方，安装在固定板上，为定位相机提供光源；当模组一吸盘抓取导光板运送到定位相机上方时，利用定位相机对导光板进行定位矫正。

作为本发明的手机导光板缺陷可视化检测装置的进一步改进：

所述治具下方的机械结构包括旋转载板、回旋气缸、回旋气缸固定板、弓字块、下挡板；

回旋气缸固定板安装在回旋气缸上，弓字块连接回旋气缸固定板和旋转载板；

回旋气缸为整个机械结构提供动力，旋转载板用于支撑放置于治具上的导光板。

说明：

当模组二吸盘抓取放置于治具上的导光板时，回旋气缸带动旋转载板往上托住导光板。当相机需要获取位于治具上的导光板的高质量图像时，回旋气缸带动旋转载板往下运动，避免成像时造成背景干扰，同时下挡板也是为了更好的成像，避免外界光线对成像带来的不利影响。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由企业自动化生产线上的传输装置将手机导光板传送到两条输入轨道上，在一条轨道上的导光板传送出去后，通过行程气缸和真空吸盘将另一条轨道上的导光板运输到这条轨道上。传送带输送导光板并依次通过线阵相机和面阵相机下方，依次进行线划伤缺陷检测和黑点缺陷检测。经过上述的检测之后，已经初步判断该导光板是否具有缺陷，然后再传送到下一工位。该工位配有两套模组，其中一台抓取经过初步检测后的手机导光板进行视觉定位，再置于治具上进一步进行白点和划伤缺陷检测。另一台模组用于抓取治具上的手机导光板，并根据检测结果将手机导光板移动到对应的分类位置，实现合格品和不合格品的分离，进一步提高手机导光板的检测质量和效率。

本发明手机导光板缺陷可视化检测装置的技术优势为：

本发明装置直接与企业自动化生产线配套使用，降低了使用成本；检测装置中的所有线阵相机、面阵相机均可以通过相机丝杠导轨来调整其在空间中的位置，提高了装置对不同规格手机导光板缺陷可视化检测的适用性；检测装置设有线阵相机和面阵相机，可以检测手机导光板的点缺陷、线缺陷和面缺陷，对手机导光板的线划伤、黑点、白点和脏污等缺陷能有更加精确的检测，提高了检测的质量。该手机导光板的送检装置可以实现自动化的操作，进一步提升了生产导光板的效率，进一步降低了生产导光板时的检测成本。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明手机导光板缺陷可视化检测装置的结构图。

图2是本发明手机导光板高质量线扫成像装置的立体结构示意图。

图3是图2的侧视结构示意图。

图4是图2的下方结构示意图。

图5是图2的俯视结构示意图。

图6是本发明手机导光板缺陷可视化检测装置两台模组的结构示意图。

图7是本发明手机导光板缺陷可视化检测装置两台模组的细节图。

图8是治具下方的细节图。

图9是定位孔下方的细节图。

图中：1-支架、2-输出皮带轨道、3-皮带输送轨道、4-电机一、5-升降台支撑支架、6-相机支架、7-相机支架一、8-电机一、9-电机二、10-丝杠升降台、11-电机二、12-输入轨道、13-导光板、14-真空吸盘、15-行程气缸、16-相机丝杠导轨、17-相机丝杠导轨、18-线阵相机、19-相机丝杠导轨、20-面阵相机、21-灯箱一、22-电机三、23-相机支架二、24-输入皮带导轨、25-联轴器、26-带轮一、27-带轮二、28-灯箱二、29-模组一X方向滑台、30-模组一Y方向滑台、31-模组一固定挡板、32-模组一Z方向滑台、33-模组一吸盘、34-模组二X方向滑台、35-模组二Y方向滑台、36-模组二固定挡板、37-模组二Z方向滑台、38-模组二吸盘、39-气缸、40-推板、41-旋转载板、42-治具、43-定位相机、44-定位相机支架、45-固定板、46-回旋气缸、47-回旋气缸固定板、48-弓字块、49-下挡板、50-灯箱三、51-相机支架三、52-固定滑块、53-相机升降台、54-相机。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例1、手机导光板缺陷可视化检测装置，如图1-9所示，包括固定装置、传送装置、检测装置、相机调节装置、模组、定位装置、治具下方机械结构等。

固定装置包括支架1，1支架上搭建了传送装置、检测装置、模组、定位装置、治具下方机械结构等。

传送装置包括输入轨道12、输入皮带轨道24、真空吸盘14、行程气缸15、输出皮带轨道2、皮带输送轨道3等；输入轨道有两条，分别为输入轨道12和输入皮带导轨24，能应对同时输入两块导光板的现实情况。输入皮带导轨24与输入轨道12位于同一水平面上，且两端对齐。皮带输送轨道3和输入轨道12、输出皮带轨道2位于同一水平面和直线上。两块导光板分别放置于输入皮带导轨24和输入轨道12的中心位置。输入轨道12正上方装有机械手，机械手上装有真空吸盘14，行程气缸15带动机械手进行纵向和横向的移动。电机带动输入轨道12向前运动，导光板随之运动。与此同时，机械手通过真空吸盘14将输入皮带导轨24上的导光板吸附，再通过行程气缸15将导光板运送到输入轨道12上。两条输入轨道连接安装在企业导光板自动化生产线后，企业生产出来的导光板刚好能运送到两条输入导轨上。带轮一26带动皮带输送轨道3运动，带轮二27带动输出皮带轨道2运动。电机一8为行程气缸15提供动力，电机二9为输入皮带轨道24、输出皮带轨道2和皮带输送轨道3提供动力。

检测装置包括线阵相机18、面阵相机20、灯箱一21、灯箱二28、相机54等；灯箱一21安装在皮带输送轨道3正上方，为多角度光源。灯箱一21上设有开孔，线阵相机18安装在灯箱一21的正上方，线阵相机18的镜头通过灯箱一21的开孔对准皮带输送轨道3。升降台支撑支架5安装在支架1下方，丝杠升降台10安装在升降台支撑支架5上，灯箱二28安装在丝杠升降台10上。灯箱二28为面光源，丝杠升降台10可调节灯箱二28的纵向高度，灯箱二28为导光板高质量图像采集提供背光源。面阵相机20安装在皮带输送轨道3的正上方，面阵相机20和灯箱二28配合使用位于同一垂线上。相机54安装在相机升降台53上，相机54和治具42位于同一垂直线上。在导光板运送到灯箱一21和灯箱二28的位置时，将灯箱一21和灯箱二28触发，控制系统控制线阵相机18和面阵相机20采集导光板的高质量图像，并传到控制中心。在经过图像处理和分析后，判断导光板是否具有缺陷，并进行下一步工序。

调节装置包括相机支架一6、相机横向丝杠导轨16、相机纵向丝杠导轨17、相机纵向丝杠导轨二19、相机支架二23、固定滑块52和相机升降台53等。

相机纵向丝杠导轨17、相机横向丝杠导轨16和线阵相机18位于相机支架一6上，相机横向丝杠导轨16滑动设置在相机支架一6顶部，相机纵向丝杠导轨17滑动设置在相机横向丝杠导轨16顶部，线阵相机18固定设置在相机纵向丝杠导轨17，通过滑动相机横向丝杠导轨16调节线阵相机18的横向位置，通过滑动相机纵向丝杠导轨17调节线阵相机18的纵向位置。

相机纵向丝杠导轨二19和面阵相机20位于相机支架二23上，相机纵向丝杠导轨二19滑动设置在相机支架二23顶部，面阵相机20固定设置在相机纵向丝杠导轨二19上，通过滑动相机纵向丝杠导轨二19调节面阵相机20的纵向位置。

相机54安装在相机升降台53上，相机升降台53安装在固定滑块52上，固定滑块可调整相机54的水平位置，相机升降台可调节相机54的纵向高度。

电机三22通过25-联轴器为相机横向丝杠导轨16、相机纵向丝杠导轨17、相机纵向丝杠导轨二19提供动力。

本发明手机导光板缺陷可视化检测装置配有两组模组。模组一包括模组一X方向滑台29、模组一Y方向滑台30、模组一固定挡板31、模组一Z方向滑台32、模组一吸盘33等。模组二包括模组二X方向滑台34、模组二Y方向滑台35、模组二固定挡板36、模组二Z方向滑台37、模组二吸盘38等。模组一X方向滑台29控制模组一的x方向运动，模组一Y方向滑台30控制模组一的Y方向运动，模组一Z方向滑台32控制模组一的Z方向运动，模组一吸盘33用于抓取导光板，模组二与模组一类似。当面阵相机20采集完导光板高质量图像之后，输出皮带轨道2停止运动，模组一吸盘抓取导光板到定位相机43上方进行定位，定位完成后将导光板置于治具42上，进行下一步操作。待检测算法完成导光板的缺陷检测后，模组二吸盘38用于抓取治具42上的导光板，并运送到指定的分类区域，将导光板分为合格品和不合格品。

定位装置包括定位相机43、定位相机支架44、固定板45、灯箱三50等。定位相机43固定在定位相机支架44上，定位相机支架44固定在固定板45上。灯箱三50位于定位相机上方，支架1下方，安装在固定板45上，为定位相机43提供光源。当模组一吸盘33抓取导光板运送到定位相机上方时，利用定位相机对导光板进行定位矫正。

治具下方的机械结构包括旋转载板41、回旋气缸46、回旋气缸固定板47、弓字块48、下挡板49等。回旋气缸固定板47安装在回旋气缸上，弓字块48连接回旋气缸固定板47和旋转载板41。回旋气缸46为整个机械结构提供动力，旋转载板41用于支撑放置于治具42上的导光板。当模组二吸盘38抓取放置于治具42上的导光板时，回旋气缸带动旋转载板往上托住导光板。当相机54需要获取位于治具42上的导光板的高质量图像时，回旋气缸46带动旋转载板41往下运动，避免成像时造成背景干扰，同时下挡板49也是为了更好的成像，避免外界光线对成像带来的不利影响。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.手机导光板缺陷可视化检测装置，包括固定装置、传送装置、检测装置、相机调节装置，所述检测装置包括面阵相机（20）、相机（54），所述传送装置包括输出皮带轨道（2）；

其特征在于：还包括模组、定位装置、治具下方机械结构；

所述传送装置、检测装置、模组、定位装置、治具下方机械结构均设置在固定装置上；

所述模组有两组；

模组一包括模组一X方向滑台（29）、模组一Y方向滑台（30）、模组一固定挡板（31）、模组一Z方向滑台（32）、模组一吸盘（33）；

模组二包括模组二X方向滑台（34）、模组二Y方向滑台（35）、模组二固定挡板（36）、模组二Z方向滑台（37）、模组二吸盘（38）；

模组一X方向滑台（29）控制模组一的x方向运动，模组一Y方向滑台（30）控制模组一的Y方向运动，模组一Z方向滑台（32）控制模组一的Z方向运动，模组一吸盘（33）用于抓取导光板；

模组二与模组一类似；

所述定位装置包括定位相机（43）、定位相机支架（44）、固定板（45）、灯箱三（50）；定位相机（43）固定在定位相机支架（44）上，定位相机支架（44）固定在固定板（45）上；灯箱三（50）位于定位相机上方，支架（1）下方，安装在固定板（45）上，为定位相机（43）提供光源；当模组一吸盘（33）抓取导光板运送到定位相机上方时，利用定位相机对导光板进行定位矫正；

所述治具下方的机械结构包括旋转载板（41）、回旋气缸（46）、回旋气缸固定板（47）、弓字块（48）、下挡板（49）；

回旋气缸固定板（47）安装在回旋气缸上，弓字块（48）连接回旋气缸固定板（47）和旋转载板（41）；

回旋气缸（46）为整个机械结构提供动力，旋转载板（41）用于支撑放置于治具（42）上的导光板；

当面阵相机（20）采集完导光板高质量图像之后，输出皮带轨道（2）停止运动，模组一吸盘抓取导光板到定位相机（43）上方进行定位，定位完成后将导光板置于治具（42）上，进行下一步操作；待检测算法完成导光板的缺陷检测后，模组二吸盘（38）用于抓取治具（42）上的导光板，并运送到指定的分类区域，将导光板分为合格品和不合格品；

当模组二吸盘（38）抓取放置于治具（42）上的导光板时，回旋气缸（46）带动旋转载板（41）往上托住导光板；当相机（54）需要获取位于治具（42）上的导光板的高质量图像时，回旋气缸（46）带动旋转载板（41）往下运动，避免成像时造成背景干扰；下挡板（49）是为了更好的成像，避免外界光线对成像带来的不利影响。

2.根据权利要求1所述的手机导光板缺陷可视化检测装置，其特征在于：

所述传送装置包括输入轨道（12）、输入皮带轨道（24）、真空吸盘（14）、行程气缸（15）、输出皮带轨道（2）、皮带输送轨道（3）；输入轨道（12）有两条，能应对同时输入两块导光板的现实情况；

所述输入轨道（12）正上方装有机械手，机械手上装有真空吸盘（14），行程气缸（15）带动机械手进行纵向和横向的移动；电机带动输入轨道（12）向前运动，导光板随之运动；与此同时，机械手通过真空吸盘（14）将输入皮带轨道（24）上的导光板吸附，再通过行程气缸（15）将导光板运送到输入轨道（12）上；

带轮一（26）带动皮带输送轨道（3）运动，带轮二（27）带动输出皮带轨道（2）运动；电机一（8）为行程气缸（15）提供动力，电机二（9）为输入皮带轨道（24）、输出皮带轨道（2）和皮带输送轨道（3）提供动力。

3.根据权利要求2所述的手机导光板缺陷可视化检测装置，其特征在于：

所述检测装置包括线阵相机（18）、面阵相机（20）、灯箱一（21）、灯箱二（28）、相机（54）；灯箱一（21）安装在皮带输送轨道（3）正上方，为线光源；

灯箱一（21）上设有开孔，线阵相机（18）安装在灯箱一（21）的正上方，线阵相机（18）的镜头通过灯箱一（21）的开孔对准皮带输送轨道（3）；灯箱二（28）安装在皮带输送轨道（3）正下方，位于支架（1）的下方，为面光源，灯箱二（28）为导光板高质量图像采集提供背光源；

面阵相机（20）安装在皮带输送轨道（3）的正上方，面阵相机（20）和灯箱二（28）配合使用位于同一垂线上；

相机（54）安装在相机升降台（53）上，相机（54）和治具（42）位于同一垂直线上；在导光板运送到灯箱一（21）和灯箱二（28）的位置时，将灯箱一（21）和灯箱二（28）触发。

4.根据权利要求3所述的手机导光板缺陷可视化检测装置，其特征在于：

所述相机调节装置包括相机支架一（6）、相机横向丝杠导轨（16）、相机纵向丝杠导轨（17）、相机纵向丝杠导轨二（19）、相机支架二（23）、固定滑块（52）和相机升降台（53）；

所述相机纵向丝杠导轨（17）、相机横向丝杠导轨（16）和线阵相机（18）位于相机支架一（6）上，相机横向丝杠导轨（16）滑动设置在相机支架一（6）顶部，相机纵向丝杠导轨（17）滑动设置在相机横向丝杠导轨（16）顶部，线阵相机（18）固定设置在相机纵向丝杠导轨（17），通过滑动相机横向丝杠导轨（16）调节线阵相机（18）的横向位置，通过滑动相机纵向丝杠导轨（17）调节线阵相机（18）的纵向位置；

所述相机纵向丝杠导轨二（19）和面阵相机（20）位于相机支架二（23）上，相机纵向丝杠导轨二（19）滑动设置在相机支架二（23）顶部，面阵相机（20）固定设置在相机纵向丝杠导轨二（19）上，通过滑动相机纵向丝杠导轨二（19）调节面阵相机（20）的纵向位置；

所述相机（54）安装在相机升降台（53）上，相机升降台 （53）安装在固定滑块（52）上，固定滑块可调整相机（54）的水平位置，相机升降台可调节相机（54）的纵向高度。