CN115128857B - 液晶屏表面缺陷检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液晶屏表面缺陷检测方法及系统，其系统包括：旋转模块，其用于响应旋转指令绕曲面屏的曲面中心轴线旋转；升降模块，其升降部转动连接旋转模块且用于响应升降指令执行带动旋转模块接近或远离曲面屏；测距模块，其安装于旋转模块的旋转部，探测方向与曲面中心轴线呈倾斜且探测范围覆盖曲面屏的曲面；缺陷分析模块，其电连接于旋转模块、升降模块和测距模块；其用于控制旋转模块和升降模块动作，并接收测距模块的距离检测值以及旋转模块和升降模块的控制量，根据预写入的三角分析算法计算测距落点对应的曲面位置的三维坐标，得到曲面特征，并做曲面缺陷分析。本申请具有改善曲面屏检测便捷性，减小显示器损伤几率的效果。
Description
技术领域
本申请涉及液晶屏表征检测技术领域，尤其是涉及一种液晶屏表面缺陷检测方法及系统。
背景技术
目前，液晶屏因为显示效果、功耗等优势得到广泛应用。曲面屏是液晶屏中新一代，其存在：弧度能使屏幕画面到眼睛的距离均等的特点，由此可带来更好的视觉体验。
曲面屏相对于普通屏幕液晶屏而言，技术含量更高，生产过程中存在的问题也更为多样；相对于平面液晶屏而言，曲面屏在生产中除了一般性的划痕、裂纹等产品缺陷外，还有一项重要数据是曲率。
不同于一般性的玻璃、金属曲面结构弯曲度检测，此处检测的目标是完成曲面装机，整体成型为显示器的屏幕曲率，其存在以下特点：一、曲面不受力，接触检测易刮擦损坏；二、曲率异常的原因一部分是显示器机壳结构导致，或机壳固定时牵拉受力不平衡导致，即装机后产生；三、屏幕存在弹性。
基于上述，采用现有的弧度检测仪，半径测量仪检测曲面存在诸如：检测工作开展不便，操作失误损伤显示器的问题，因此本申请提出一种新的技术方案。
发明内容
为了改善液晶屏中的曲面屏表面缺陷检测便捷性，减小显示器损伤几率，本申请提供一种液晶屏表面缺陷检测方法及系统。
第一方面，本申请提供一种液晶屏表面缺陷检测系统，采用如下的技术方案：
一种液晶屏表面缺陷检测系统，包括：
旋转模块，其用于响应旋转指令绕曲面屏的曲面中心轴线旋转；
升降模块，其升降部转动连接旋转模块，且用于响应升降指令执行带动旋转模块接近或远离曲面屏；
测距模块，其安装于旋转模块的旋转部，探测方向与曲面中心轴线呈倾斜，且探测范围覆盖曲面屏的曲面；
缺陷分析模块，其电连接于旋转模块、升降模块和测距模块；其用于控制旋转模块和升降模块动作，并接收测距模块的距离检测值以及旋转模块和升降模块的控制量，根据预写入的三角分析算法计算测距落点对应的曲面位置的三维坐标，得到曲面特征，并做曲面缺陷分析。
可选的，所述升降模块，其包括：
卡爪盘，其正面用作安装曲面屏的搬运爪；
中间框架，其固定于卡爪盘的背面；
直线驱动器，其为伺服电缸/气缸/液压缸，缸体固定于中间框架，伸缩杆穿透卡爪盘；
端头座，其安装于直线驱动器的伸缩杆的外端；
其中，所述直线驱动器电连接于缺陷分析模块，所述旋转模块安装于端头座。
可选的，所述旋转模块，其包括：
小型涡轮蜗杆传动箱，其固定于端头座的侧部，且涡轮与直线驱动器的伸缩杆同中心轴线；
伺服电机，其固定于小型涡轮蜗杆传动箱外，且输出轴固定蜗杆；
旋转轴，其同中心轴固定于小型涡轮蜗杆传动箱的涡轮，且一端转动连接于直线驱动器的伸缩杆，另一端安装测距模块；
其中，所述伺服电机电连接于缺陷分析模块。
第二方面，本申请提供一种应用于如上述任一所述液晶屏表面缺陷检测系统的检测方法，采用如下的技术方案：
一种检测方法，包括：
获取旋转模块的旋转控制量、升降模块的升降控制量以及测距模块的距离检测值；
定义坐标原点；其中，坐标原点为预录入的表示液晶屏表面缺陷检测系统初始状态下测距模块位置的点；
根据预写入的三角分析算法计算测距落点对应的曲面位置的三维坐标，得到曲面特征，并做曲面缺陷分析，输出曲面缺陷值。
可选的，所述三角分析算法，其还包括：
定义距离检测值为直角三角形的斜边长度c，并调用预录入的测距模块的倾角α，基于三角函数计算，得到直角分量a和b；
定义a为纵向分量；
定义b为水平分量；
根据升降控制量，得到升降向量h；
建立中间二维坐标系，得实时探测点的中间二维坐标为（x=b，y=a+h）。
可选的，所述三角分析算法，其还包括：
根据旋转控制量，得到旋转角度β；
当0°＜β＜90°，则定义角动量为β*=β；
当90°＜β＜180°，则定义角动量为β*=β-90°；
当180°＜β＜270°，则定义角动量为β*=β-180°；
当270°＜β＜360°，则定义角动量为β*=β-270°；
令直角三角形的斜边长c*=b，调用角动量β*，并基于三角函数计算，得到直角分量a*和b*；
定义a*为X轴向分量；且根据旋转角度β确定所属象限；
定义b*为Y轴向分量；
定义a+h为Z轴向分量；
建立三维坐标系，得到探测点的三维坐标为（x=a*，y=b*，z=a+h）；
同一曲面的三维坐标点绘制于同一三维坐标系，得到三维曲面特征。
可选的，所述三角分析算法，其还包括：
当旋转角度β=0°，则探测点的三维坐标为（x=b，y=0,z=a+h）；
当旋转角度β=90°，则探测点的三维坐标为（x=0，y=b,z=a+h）；
当旋转角度β=180°，则探测点的三维坐标为（x=-b，y=0,z=a+h）；
当旋转角度β=360°，则探测点的三维坐标为（x=0，y=-b,z=a+h）。
可选的，所述曲面缺陷分析，其包括：
将三角分析算法得到的三维曲面特征与预存的标准三维曲面特征数据比较，做相似度计算；
计算相似度差额为曲面缺陷值。
可选的，缺陷分析模块定义的旋转控制量与升降控制量的关系为：旋转一周，升降动作执行一次。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：检测过程中不需要实际接触曲面屏，所以不会压伤、刮擦曲面屏的曲面；同时，因为测距模块不仅旋转，还可升降，所以可以对曲面上大量点进行测距扫描，由此得到曲面特征做屏幕表面缺陷检测，相对更为全面。
附图说明
图1是本申请的结构示意图；
图2是本申请的控制架构示意图；
图3是本申请计算中间二维坐标的原理参考图；
图4是本申请计算三维坐标的原理参考图。
附图标记说明：1、卡爪盘；2、中间框架；3、直线驱动器；4、端头座；5、小型涡轮蜗杆传动箱；6、伺服电机；7、旋转轴。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种液晶屏表面缺陷检测系统。
参照图1和图2，液晶屏表面缺陷检测系统包括：
旋转模块，其用于响应旋转指令绕曲面屏的曲面中心轴线旋转；即，其在检测过程中，悬停在曲面屏的曲面正上方；
升降模块，其升降部转动连接旋转模块，且用于响应升降指令执行带动旋转模块接近或远离曲面屏；
测距模块，其安装于旋转模块的旋转部，探测方向与曲面中心轴线呈倾斜，且探测范围覆盖曲面屏的曲面；
缺陷分析模块，其电连接于旋转模块、升降模块和测距模块；其用于控制旋转模块和升降模块动作，并接收测距模块的距离检测值以及旋转模块和升降模块的控制量，根据预写入的三角分析算法计算测距落点对应的曲面位置的三维坐标，得到曲面特征，并做曲面缺陷分析。
本申请实际为机械臂的一部分，升降模块用于连接机械臂的主体，并安装夹爪。
参照图1，关于升降模块，其包括：
卡爪盘1，其为镂空圆盘结构，正面用作安装曲面屏的搬运爪；
中间框架2，其通过螺栓固定于卡爪盘1的背面，用于连接机械臂末段结构体，即机械臂原本用作安装夹爪的末端；
直线驱动器3，其为伺服电缸/气缸/液压缸，缸体固定于中间框架2，伸缩杆穿透卡爪盘1；本实施例，以伺服电缸为例；
端头座4，其固定于直线驱动器3的伸缩杆的外端，且用于安装旋转模块。
可以理解的是，上述伺服电缸的伸缩杆，特指以螺母、延长杆等做过延长处理后的伸缩杆；即本实施例所述的安装于伸缩杆的结构，实际为安装于延长杆上；延长杆要求与原伸缩杆同中心轴线，螺纹连接，螺纹连接段外套设轴套，且设螺母抵触轴套，实现锁死。
参照图1，关于旋转模块，其包括：
小型涡轮蜗杆传动箱5，其固定于端头座4的侧部，且涡轮与伺服电缸的伸缩杆同中心轴线；
伺服电机6，其固定于小型涡轮蜗杆传动箱5外，且输出轴固定蜗杆；
旋转轴7，其同中心轴固定于小型涡轮蜗杆传动箱5的涡轮，且一端转动连接于直线驱动器3的伸缩杆，另一端安装测距模块。
其中，上述端头座4分竖板和环座两部分，环座套设伸缩杆的端头并固定；竖杆固定于环座的一侧。小型涡轮蜗杆传动箱5，以螺栓固定于竖板。
可以理解的是，上述旋转轴7的设置，可以保障转动过程中不易出现摆动，从而保证测距模块不会摆动，保证检测精度。
在本申请的一个实施例中，上述测距模块可以是激光测距探头，或光电传感器探头。需要注意的是，探头的探测中心线倾斜，且与伸缩杆呈钝角，与水平线呈锐角（使用时），即倾斜朝下。
另外，可以理解的是，因为测距模块是旋转的，所以其走线异于一般固定位置的传感器；走线方式：
一、导线下拖拎，即下垂于伸缩杆的前方，再回转固定于端头座4上；或，
二、导线分两部分，第一段从测距模块伸出，沿旋转轴7的外壁延伸，且导线内每根线（如电源正负线）均固定一个导电环，导电环套设旋转轴7，旋转轴7绝缘处理；从其他位置牵拉过来连接测距模块的导线内每根线端头均固定一个导电块，导电块以支脚固定于端头座4且抵触对应的导电环；由此得到电刷形式结构，旋转轴7转动时，因为导电环与导电块保持转动接触，所以不存在绕线和断路的问题。
关于缺陷分析模块，即集成控制芯片及其他附属电路结构的控制器，其安装于机械臂的底座上。
根据上述可知，本系统检测过程中不需要实际接触曲面屏，所以其不会压伤、刮擦曲面屏的曲面；同时，因为测距模块不仅旋转，还可升降，所以可以对曲面上大量点进行测距扫描，由此得到曲面特征做屏幕表面缺陷检测，相对更为全面。
本申请实施例还公开一种检测方法，可以理解的是，该方法通过上述缺陷分析模块加载执行对应的计算机程序实现。
检测方法包括：
获取旋转模块的旋转控制量、升降模块的升降控制量以及测距模块的距离检测值；
定义坐标原点；其中，坐标原点为预录入的表示液晶屏表面缺陷检测系统初始状态下测距模块位置的点；
根据预写入的三角分析算法计算测距落点对应的曲面位置的三维坐标，得到曲面特征，并做曲面缺陷分析，输出曲面缺陷值。
关于三角分析算法，其还包括：
参照图3，定义距离检测值为直角三角形的斜边长度c，并调用预录入的测距模块的倾角α，基于三角函数计算，得到直角分量a和b；
定义a为纵向分量；
定义b为水平分量；
根据升降控制量，得到升降向量h；
建立中间二维坐标系，得实时探测点的中间二维坐标为（x=b，y=a+h）。
进一步的，三角分析算法，其还包括：
根据旋转控制量（如通过旋转编码器获取，或转速*时间参数计算），得到旋转角度β；
当0°＜β＜90°，则定义角动量为β*=β；
当90°＜β＜180°，则定义角动量为β*=β-90°；
当180°＜β＜270°，则定义角动量为β*=β-180°；
当270°＜β＜360°，则定义角动量为β*=β-270°；
参照图4，令直角三角形的斜边长c*=b，调用角动量β*，并基于三角函数计算，得到直角分量a*和b*；
定义a*为X轴向分量；且根据旋转角度β确定所属象限；
定义b*为Y轴向分量；
定义a+h为Z轴向分量；
建立三维坐标系，得到探测点的三维坐标为（x=a*，y=b*，z=a+h）；
同一曲面的三维坐标点绘制于同一三维坐标系，得到三维曲面特征，即三维点阵数据。
上述缺少测距模块旋转至探测中线与坐标轴重合时的点位，进一步的，三角分析算法，其还包括：
当旋转角度β=0°，则探测点的三维坐标为（x=b，y=0,z=a+h）；
当旋转角度β=90°，则探测点的三维坐标为（x=0，y=b,z=a+h）；
当旋转角度β=180°，则探测点的三维坐标为（x=-b，y=0,z=a+h）；
当旋转角度β=360°，则探测点的三维坐标为（x=0，y=-b,z=a+h）。
由此，可以得到更为细致化的曲面点阵数据；尤其以0°和180°时的点数据为佳，其为曲面缺陷中曲率异常判定的基础。
在上述数据基础下，即可做曲面缺陷分析，其包括：
将三角分析算法得到的三维曲面特征与预存的标准三维曲面特征数据比较，做相似度计算；
计算相似度差额为曲面缺陷值。
可以理解的是，相似度计算，即利用相似度算法计算两组数据的差异；相似度算法为现有技术，因此不做赘述；此处简易的处理方式为：计算坐标点重合的数量，重合点的数量/总数，即认为是相似度。此时曲面缺陷值，即（1-重合点的数量/总数）*100%。
根据曲面缺陷值，厂家即可精准的判断曲面屏是否合格，此时不仅仅局限于曲率检测，而是完整的曲面屏表面缺陷检测。
可以理解的是，为了保障上述检测效果，需要测距模块对曲面一层层扫描，为此缺陷分析模块定义旋转控制量与升降控制量的关系为：旋转一周，升降动作执行一次。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种液晶屏表面缺陷检测系统，其特征在于，包括：
旋转模块，其用于响应旋转指令绕曲面屏的曲面中心轴线旋转；
升降模块，其升降部转动连接旋转模块，且用于响应升降指令执行带动旋转模块接近或远离曲面屏；
测距模块，其安装于旋转模块的旋转部，探测方向与曲面中心轴线呈倾斜，且探测范围覆盖曲面屏的曲面；
缺陷分析模块，其电连接于旋转模块、升降模块和测距模块；其用于控制旋转模块和升降模块动作，并接收测距模块的距离检测值以及旋转模块和升降模块的控制量，根据预写入的三角分析算法计算测距落点对应的曲面位置的三维坐标，得到曲面特征，并做曲面缺陷分析；包括：
获取旋转模块的旋转控制量、升降模块的升降控制量以及测距模块的距离检测值；
定义坐标原点；其中，坐标原点为预录入的表示液晶屏表面缺陷检测系统初始状态下测距模块位置的点；
根据预写入的三角分析算法计算测距落点对应的曲面位置的三维坐标，得到曲面特征，并做曲面缺陷分析，输出曲面缺陷值；
所述三角分析算法，其还包括：
定义距离检测值为直角三角形的斜边长度c，并调用预录入的测距模块的倾角α，基于三角函数计算，得到直角分量a和b；
定义a为纵向分量；
定义b为水平分量；
根据升降控制量，得到升降向量h；
建立中间二维坐标系，得实时探测点的中间二维坐标为（x=b，y=a+h）；
根据旋转控制量，得到旋转角度β；
当0°＜β＜90°，则定义角动量为β*=β；
当90°＜β＜180°，则定义角动量为β*=β-90°；
当180°＜β＜270°，则定义角动量为β*=β-180°；
当270°＜β＜360°，则定义角动量为β*=β-270°；
令直角三角形的斜边长c*=b，调用角动量β*，并基于三角函数计算，得到直角分量a*和b*；
定义a*为X轴向分量；且根据旋转角度β确定所属象限；
定义b*为Y轴向分量；
定义a+h为Z轴向分量；
建立三维坐标系，得到探测点的三维坐标为（x=a*，y= b*，z=a+h）；
同一曲面的三维坐标点绘制于同一三维坐标系，得到三维曲面特征；
当旋转角度β=0°，则探测点的三维坐标为（x=b，y=0,z=a+h）；
当旋转角度β=90°，则探测点的三维坐标为（x=0，y=b,z=a+h）；
当旋转角度β=180°，则探测点的三维坐标为（x=-b，y=0,z=a+h）；
当旋转角度β=360°，则探测点的三维坐标为（x=0，y=-b,z=a+h）。
2.根据权利要求1所述的液晶屏表面缺陷检测系统，其特征在于，所述升降模块，其包括：
卡爪盘（1），其正面用作安装曲面屏的搬运爪；
中间框架（2），其固定于卡爪盘（1）的背面；
直线驱动器（3），其为伺服电缸/气缸/液压缸，缸体固定于中间框架（2），伸缩杆穿透卡爪盘（1）；
端头座（4），其安装于直线驱动器（3）的伸缩杆的外端；
其中，所述直线驱动器（3）电连接于缺陷分析模块，所述旋转模块安装于端头座（4）。
3.根据权利要求2所述的液晶屏表面缺陷检测系统，其特征在于，所述旋转模块，其包括：
小型涡轮蜗杆传动箱（5），其固定于端头座（4）的侧部，且涡轮与直线驱动器（3）的伸缩杆同中心轴线；
伺服电机（6），其固定于小型涡轮蜗杆传动箱（5）外，且输出轴固定蜗杆；
旋转轴（7），其同中心轴固定于小型涡轮蜗杆传动箱（5）的涡轮，且一端转动连接于直线驱动器（3）的伸缩杆，另一端安装测距模块；
其中，所述伺服电机（6）电连接于缺陷分析模块。
4.一种应用于如权利要求1-3任一所述液晶屏表面缺陷检测系统的检测方法，其特征在于，缺陷分析模块定义的旋转控制量与升降控制量的关系为：旋转一周，升降动作执行一次。
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