CN113984785A

CN113984785A - 模组外观复判检测设备

Info

Publication number: CN113984785A
Application number: CN202111226693.2A
Authority: CN
Inventors: 李永杰; 余凤焰; 余凯钢
Original assignee: Shanghai Freesense Image Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Freesense Image Technology Co ltd
Priority date: 2021-10-21
Filing date: 2021-10-21
Publication date: 2022-01-28

Abstract

本发明公开了模组外观复判检测设备，包括用于放置待检测的检测载台、用于对待检测产品进行检测的相机组件，所述相机组件通过直线电机运动组件和升降伺服运动组件在圆规导轨上进行运动，本发明实施例的目的在于提供模组外观复判检测设备，本设备应用于液晶显示屏CG模组装配线中，用于二次判定由前制程检测设备对CG模组产品已检测出来的划伤、脏污、压痕、颗粒等异常缺陷是否存在误判和漏检，且通过本设备输出的检测图片经操作员二次复判该缺陷是否满足二级品质要求从而特采允收。本设备主要是承接在液晶显示屏模组装配线贴合机后。

Description

模组外观复判检测设备

技术领域

本发明涉及机器视觉和工业自动化技术领域，具体涉及模组外观复判检测设备。

背景技术

液晶显示屏模组装配线模组贴合后存在各种不良，如表面划伤、脏污、压痕、颗粒等，必须在下道工序装配前，检测出不良模组并剔除，保证装配模组的质量。

传统贴合不良检测是在模组装配制造线中，设中间流水线，员工在流水线两侧拿取产品进行目测法检测。人工检测效率低，时间上不能持久，一旦时间过长还容易造成漏检，个人的情绪也会对工作造成不小的影响；另外为满足产线节拍要求，需大量的员工作业，人工成本高。因此迫切需求加入自动化检测设备，提高生产效率，节省人工成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供模组外观复判检测设备，本设备应用于液晶显示屏CG模组装配线中，用于二次判定由前制程检测设备对CG模组产品已检测出来的划伤、脏污、压痕、颗粒等异常缺陷是否存在误判和漏检，且通过本设备输出的检测图片经操作员二次复判该缺陷是否满足二级品质要求从而特采允收。本设备主要是承接在液晶显示屏模组装配线贴合机后。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

模组外观复判检测设备，包括用于放置待检测的检测载台、用于对待检测产品进行检测的相机组件，所述相机组件通过直线电机运动组件和升降伺服运动组件在圆规导轨上进行运动。

作为本发明进一步的方案，所述检测载台、直线电机运动组件和升降伺服运动组件通过调节摇杆进行位置调节。

作为本发明进一步的方案，所述相机组件包括第一相机和第二相机，所述第一相机和第二相机上端通过活动轴在圆规导轨上端运动。

作为本发明进一步的方案，所述相机组件还包括激光位移传感器，所述第一相机通过激光位移传感器实时检测镜头到产品表面距离。

作为本发明进一步的方案，所述相机组件还包括环形光源、同轴光源、光源连接件、旋转气缸和光源固定座，所述旋转气缸带动同轴光源旋转至镜头中下，通过同轴光源拍摄产品表面的凹凸不平、擦伤、水纹脏污。

作为本发明进一步的方案，通过旋转气缸复位使得同轴光源离开镜头视野范围，再开启环形光源去拍照检测产品表面的划伤、压痕。

作为本发明进一步的方案，定位时采用6.9um解析度、视野30*20mm的相机用于定位产品的缺陷位置，检测时采用2.3um解析度、视野10*7mm的相机用于算法检测判定产品缺陷类型和大小。

本发明通过设计半自动模组外观检查机，采用CCD相机检测替代人工检测，实现快速自动检测产品功能；对已经过前制程的AOI外观检测流程被初判为NG不良的产品进行二次的检测复判，通过操作员将初判NG不良的产品的缺陷位置进行标识，并投入到本设备的内进行多个特定的缺陷位置视觉检测复判，可根据操作员设定的过检等级高低，自动将缺陷位置二次判定。本设备较于前制程的AOI外观检测设备，其具有更高一级的检测精度和最终判定决策性。

双相机的定位和检测方式。定位时采用6.9um解析度、视野30*20mm的相机用于定位产品的缺陷位置，检测时采用更高的2.3um解析度、视野10*7mm的相机用于算法检测判定产品缺陷类型和大小；相对于单个相机即完成定位又完成检测的方式，本设计采用的低解析度相机能够快速找到缺陷位置，切换高解析度相机能够提供更高的检测精度，因此具有更快速的检测效率和更高的检测精度优点。

检测相机自动摆角功能。在功能上带倾角的视觉角度能够更清晰捕捉特定的缺陷图像，在结构上采用伺服电机驱动和圆弧导轨导向承载的方式，对比手动调节方式更为方便和准确重复性更高；对比电动旋转滑台的驱动和导向承载方式，圆规导轨的导向承载方式能够保证每次相机摆动后，相机的靶心和物距都在设定的检测位置上，无需二次调整相机的整体高度和水平位置，其结构更为简单且动作流程更少；检测相机位设置有激光位移传感器实时检测相机镜头到产品表面距离，并自动微调相机高度实现自动对焦的功能，从而减少因产品自身的变形翘曲检测过程出现图像失焦模糊，导致检测精度下降。激光位移传感器精度满足±0.01mm；

检测光源采用磁吸插拔，免工具的快速更换方式。可根据不用的产品缺陷类型，更换不同的类型和尺寸的光源，如环形光、同轴光、平行同轴光、穹顶光和条形光源等等；可同时搭配两种光源，包括上光源和下光源，下光源可自动切换选择是否使用；具有很好的拓展升级性和柔性搭配功能；

设备操作区配备双摇杆结构，操作员可通过两个摇杆控制载台和相机的各个方向位置，从而调整最佳的检测位置和检测视角，大大提供操作员的操作便捷性和可控性。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明：

图1是本发明中整机轴侧布局示意图。

图2为本发明中模组外观复判检测设备的检测流程图示意图。

图3为本发明中检测载台的结构示意图。

图4为本发明中双目相机组件的结构示意图。

图5为本发明中组合光源组件的结构示意图。

具体实施方式：

下面将结合附图和有关知识对本发明作出进一步的说明，进行清楚、完整地描述，显然，所描述的应用仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

参见图1所示，模组外观复判检测设备，包括用于放置待检测的检测载台200、用于对待检测产品进行检测的相机组件300，相机组件300通过直线电机运动组件400和升降伺服运动组件500在圆规导轨301上进行运动。参照图1、图2、图4所示，本发明在工作过程中上料之后，判断产品是否在相机的视野范围内，如果不在，则通过升降伺服运动组件500调整相机的垂直方向的高度，然后通过直线电机运动组件400调整水平方向的位置，其中在水平方向通过在圆规导轨301运动能够保证每次相机摆动角度后，视野的靶心和物距都在设定的检测位置上，该位置通过预先设置的检测高度和水平，在调整的过程中只需要调整相机的位置，就可以实现视野的靶心和物距都在设定的检测位置上，无需二次调整相机的整体高度和水平，其结构更为简单且动作流程更少；在本发明中定位缺陷是时采用6.9um解析度、视野30*20mm的第二相机303用于定位产品的缺陷位置，检测时采用更高的2.3um解析度、视野10*7mm的第一相机302用于算法检测判定产品缺陷类型和大小，这种采用低解析度、大视野的相机定位缺陷，高解析度、小视野的相机检测缺陷的组合方式，相对于单一相机同时完成定位和检测的方式，具有更快速的检测效率和更高的检测精度优点；激光位移传感器304实时检测第一相机302的镜头到产品表面距离，并自动微调第一相机高度实现自动对焦的功能，从而减少因产品自身的变形翘曲检测过程出现图像失焦模糊，导致检测精度下降。激光位移传感器精度满足±0.01mm。

进一步优选，检测载台200、直线电机运动组件400和升降伺服运动组件500通过调节摇杆600进行位置调节。参照图1和图3所示，通过调节摇杆600可手动调节检测载台200、升降伺服运动组件500和直线电机运动组件400的位置，在本发明中直线电机201与直线导轨运动组件202带动检测通用载台做Y向前后运动，满足上下料位置和检测位置的移动切换功能；当检测CG玻璃产品时，背光源203固定在检测通用载台内，采用高透光的钢化玻璃覆盖且表面丝印红色十字划线与相机靶面中心重合；检测通用载台204四周带刻度标尺协助人员放置产品；当检测模组产品时，拆除背光源203，检测通用载台四周预留安装U型槽用于固定各类型专用模组产品治具。实现通用检测载台设计。当检测CG产品时底部可拓展背光源；则检测模组产品时可拆除背光源，在其基础在固定专用检测治具，具有优秀的通用性和拓展升级性。进一步优选，设备操作区配备双摇杆结构，操作员可通过两个摇杆控制载台和相机的各个方向位置，从而调整最佳的检测位置和检测视角，大大提供操作员的操作便捷性和可控性。

进一步优选，相机组件300包括第一相机302和第二相机303，第一相机和第二相机上端通过活动轴在圆规导轨上端运动。参照图4所示，采用该结构的设计可以快速找到相机的靶心和物距都在设定的检测位置上；以及双相机的定位和检测方式，定位时采用6.9um解析度、视野30*20mm的第二相机303用于定位产品的缺陷位置，检测时采用更高的2.3um解析度、视野10*7mm的第一相机302用于算法检测判定产品缺陷类型和大小；相对于单个相机即完成定位又完成检测的方式，本设计采用的低解析度相机能够快速找到缺陷位置，切换高解析度相机能够提供更高的检测精度，因此具有更快速的检测效率和更高的检测精度优点。

在本发明中，相机组件还包括激光位移传感器304，第一相机302通过激光位移传感器304实时检测镜头到产品表面距离。检测相机位设置有激光位移传感器实时检测相机镜头到产品表面距离，并自动微调相机高度实现自动对焦的功能，从而减少因产品自身的变形翘曲检测过程出现图像失焦模糊，导致检测精度下降。激光位移传感器精度满足±0.01mm。

在本发明中，相机组件还包括环形光源、同轴光源、光源连接件、旋转气缸和光源固定座，旋转气缸带动同轴光源旋转至镜头中下，通过同轴光源拍摄产品表面的凹凸不平、擦伤、水纹脏污；如图5所示，以环形光源305、306和同轴光源307组合为例，在检测过程中，旋转气缸309带动同轴光源307旋转至镜头中下，先使用同轴光源307拍摄产品表面的凹凸不平、擦伤、水纹脏污等缺陷，然后旋转气缸309复位使得同轴光源307离开镜头视野范围，再开启环形光源305去拍照检测产品表面的划伤、压痕等缺陷。根据检测缺陷的类型不同，操作者可以更改两组光源的使用顺序也可以将两组光源同时打开配合使用，具有很高自由度和通用性。本结构还适用于将环形光源305和同轴光源307更换为其他类型的光源，如平行同轴光源、条形光源、穹顶光源等，更换的方式设计为手动免工具的快速度更换方式，如光源308连接件带有两组插销，对应光源310固定座的两组插销孔且插销孔内安装有磁铁可以吸附光源308的两组插销起到快速固定的效果，插销和销孔精密配合间隙保证光源使用不会存在晃动，因此通过简单的插拔动作就可以快速更换光源。本发明通过检测光源采用磁吸插拔，免工具的快速更换方式。可根据不用的产品缺陷类型，更换不同的类型和尺寸的光源，如环形光、同轴光、平行同轴光、穹顶光和条形光源等等；可同时搭配两种光源，包括上光源和下光源，下光源可自动切换选择是否使用；具有很好的拓展升级性和柔性搭配功能。

本发明通过检测载台的设计、相机组件的设计、圆规导轨设计、激光位移传感器设计，可以实现兼容产品尺寸：6"-12.7"（60mm×120mm~170mm×350mm），通过检测载台来实现；设备节拍：≤15s/pcs；设备检出率：100%，通过相机组件的设计以及运动方式的设计整体来实现；相机分辨率：0.008mm；设备稼动率：≥ 99.5%；相机参数：检测相机单像素pixel对应解析度2.3um，采用0.5倍相机；定位相机单像素pixel 对应解析度6.9um，采用1.5倍相机；最小对比度：4 gray difference ；检测缺陷类型：A/A区S/C、AA区stain、BM区s/c。

以下提供本发明一具体的实施例

实施例1

参照图1-图5所示，模组外观复判检测设备，大理石平台100作为整体基座支持所有零部件，操作员将待检测产品放入检测载台内后自动移动到双目相机组件下方进行AOI复判，双目相机组件固定在左右直线电机运动组件和升降伺服运动组件上；通过调节摇杆可手动调节检测载台、升降伺服运动组件和左右直线电机组件的位置。如图3所示，直线电机201+直线导轨运动组件带动检测通用载台做Y向前后运动，满足上下料位置和检测位置的移动切换功能；当检测CG玻璃产品时，背光源固定在检测通用载台内，采用高透光的钢化玻璃覆盖且表面丝印红色十字划线与相机靶面中心重合；检测通用载台四周带刻度标尺协助人员放置产品；当检测模组产品时，拆除背光源，检测通用载台四周预留安装U型槽用于固定各类型专用模组产品治具；

如图4所示，圆规导轨的导向承载方式能够保证每次相机摆动角度后，视野的靶心和物距都在设定的检测位置上，无需二次调整相机的整体高度和水平，其结构更为简单且动作流程更少；定位缺陷是时采用6.9um解析度、视野30*20mm的第二相机用于定位产品的缺陷位置，检测时采用更高的2.3um解析度、视野10*7mm的第一相机用于算法检测判定产品缺陷类型和大小，这种采用低解析度、大视野的相机定位缺陷，高解析度、小视野的相机检测缺陷的组合方式，相对于单一相机同时完成定位和检测的方式，具有更快速的检测效率和更高的检测精度优点；激光位移传感器实时检测第一相机的镜头到产品表面距离，并自动微调第一相机高度实现自动对焦的功能，从而减少因产品自身的变形翘曲检测过程出现图像失焦模糊，导致检测精度下降。激光位移传感器精度满足±0.01mm。

如图5所示，以环形光源和同轴光源组合为例，在检测过程中，旋转气缸带动同轴光源旋转至镜头中下，先使用同轴光源拍摄产品表面的凹凸不平、擦伤、水纹脏污等缺陷，然后旋转气缸复位使得同轴光源离开镜头视野范围，再开启环形光源去拍照检测产品表面的划伤、压痕等缺陷。根据检测缺陷的类型不同，操作者可以更改两组光源的使用顺序也可以将两组光源同时打开配合使用，具有很高自由度和通用性。本结构还适用于将环形光源和同轴光源更换为其他类型的光源，如平行同轴光源、条形光源、穹顶光源等，更换的方式设计为手动免工具的快速度更换方式，如光源连接件带有两组插销，对应光源固定座的两组插销孔且插销孔内安装有磁铁可以吸附308光源的两组插销起到快速固定的效果，插销和销孔精密配合间隙保证光源使用不会存在晃动，因此通过简单的插拔动作就可以快速更换光源。本发明实现了兼容产品尺寸：6"-12.7"（60mm×120mm~170mm×350mm）；设备节拍：≤15s/pcs；设备检出率：100%；相机分辨率：0.008mm；设备稼动率：≥ 99.5%；相机参数：检测相机单像素pixel 对应解析度2.3um，采用0.5倍相机；定位相机单像素pixel 对应解析度6.9um，采用1.5倍相机；；最小对比度：4 gray difference ；缺陷类型：A/A区S/C、AA区stain、BM区s/c 。

本发明通用检测载台设计。当检测CG产品时底部可拓展背光源；则检测模组产品时可拆除背光源，在其基础在固定专用检测治具，具有优秀的通用性和拓展升级性；双相机的定位和检测方式。定位时采用6.9um解析度、视野30*20mm的相机用于定位产品的缺陷位置，检测时采用更高的2.3um解析度、视野10*7mm的相机用于算法检测判定产品缺陷类型和大小；相对于单个相机即完成定位又完成检测的方式，本设计采用的低解析度相机能够快速找到缺陷位置，切换高解析度相机能够提供更高的检测精度，因此具有更快速的检测效率和更高的检测精度优点；检测相机自动摆角功能。在功能上带倾角的视觉角度能够更清晰捕捉特定的缺陷图像，在结构上采用伺服电机驱动和圆弧导轨导向承载的方式，对比手动调节方式更为方便和准确重复性更高；对比电动旋转滑台的驱动和导向承载方式，圆规导轨的导向承载方式能够保证每次相机摆动后，相机的靶心和物距都在设定的检测位置上，无需二次调整相机的整体高度和水平位置，其结构更为简单且动作流程更少；检测相机位设置有激光位移传感器实时检测相机镜头到产品表面距离，并自动微调相机高度实现自动对焦的功能，从而减少因产品自身的变形翘曲检测过程出现图像失焦模糊，导致检测精度下降。激光位移传感器精度满足±0.01mm；检测光源采用磁吸插拔，免工具的快速更换方式。可根据不用的产品缺陷类型，更换不同的类型和尺寸的光源，如环形光、同轴光、平行同轴光、穹顶光和条形光源等等；可同时搭配两种光源，包括上光源和下光源，下光源可自动切换选择是否使用；具有很好的拓展升级性和柔性搭配功能；设备操作区配备双摇杆结构，操作员可通过两个摇杆控制载台和相机的各个方向位置，从而调整最佳的检测位置和检测视角，大大提供操作员的操作便捷性和可控性。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，仅是本发明的优选实施方式。本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.模组外观复判检测设备，其特征在于，包括用于放置待检测的检测载台、用于对待检测产品进行检测的相机组件，所述相机组件通过直线电机运动组件和升降伺服运动组件在圆规导轨上进行运动。

2.如权利要求1的模组外观复判检测设备，其特征在于，所述检测载台、直线电机运动组件和升降伺服运动组件通过调节摇杆进行位置调节。

3.如权利要求2的模组外观复判检测设备，其特征在于，所述相机组件包括第一相机和第二相机，所述第一相机和第二相机上端通过活动轴在圆规导轨上端运动。

4.如权利要求3的模组外观复判检测设备，其特征在于，所述相机组件还包括激光位移传感器，所述第一相机通过激光位移传感器实时检测镜头到产品表面距离。

5.如权利要求4的模组外观复判检测设备，其特征在于，所述相机组件还包括环形光源、同轴光源、光源连接件、旋转气缸和光源固定座，所述旋转气缸带动同轴光源旋转至镜头中下，通过同轴光源拍摄产品表面的凹凸不平、擦伤、水纹脏污。

6.如权利要求5的模组外观复判检测设备，其特征在于，通过旋转气缸复位使得同轴光源离开镜头视野范围，再开启环形光源去拍照检测产品表面的划伤、压痕。

7.如权利要求6的模组外观复判检测设备，其特征在于，定位时采用6.9um解析度、视野30*20mm的相机用于定位产品的缺陷位置，检测时采用2.3um解析度、视野10*7mm的相机用于算法检测判定产品缺陷类型和大小。