CN205786362U - 一种触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测系统 - Google Patents

一种触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测系统 Download PDF

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CN205786362U CN201620111253.0U CN201620111253U CN205786362U CN 205786362 U CN205786362 U CN 205786362U CN 201620111253 U CN201620111253 U CN 201620111253U CN 205786362 U CN205786362 U CN 205786362U
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杨甬英
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李晨
熊浩亮
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Abstract

本实用新型公开了一种触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测系统。本实用新型包括传动部分、成像部分和筛选部分;传动部分用于将触摸屏玻璃传送至成像部分;成像部分用于检测触摸屏玻璃表面是否存在瑕疵;筛选部分用于剔除存在瑕疵的触摸屏玻璃。传动部分包括三个传动单元,且三个传动单元固定连接在底部固定板;每个传动单元包括底部固定板、伺服电机、传动轴、磁性传动齿轮主动轮、磁性传动齿轮从动轮、从动轴;成像部分和筛选部分分别设置在中间和最后传动单元上。本实用新型检测精度高、效率高、可定量识别;同时采用了非接触式的磁性齿轮副作为传动媒介,具有非接触式、无噪音、无振动、无污染的特点,适用于无尘环境中的触摸屏玻璃检测过程。

Description

一种触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于机器视觉检测领域,涉及一种触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检 测系统。
背景技术
[0002] 触摸屏玻璃元件在国民经济各生产领域、在日常工作和民众生活中的使用非常广 泛,典型的如显示屏、手机面板、ipad、各种工业及家用玻璃面板等。当触摸屏玻璃元件面板 表面存在划痕、崩边等瑕疵时,将大大影响该产品的功能性质量指标及美观度,因此有必要 对触摸屏玻璃元件表面的瑕疵进行定量的自动化在线检测过程,以适应工业生产中的流水 线作业,对于提高产品的质量,实现企业的转型升级非常重要。
[0003] 传统的针对触摸屏玻璃元件的检测方法主要是目视法,工人将触摸屏玻璃元件表 面置于强光照射下,利用目视法观察元件表面瑕疵产生的散射光,并与标准刻线卡进行比 对,从而确定瑕疵的尺度。目视法受所检测人的熟练程度影响较大,主观性较强,而且长期 的检测会造成人眼疲劳,造成瑕疵的误判及漏检。同时目视法检测速度较慢,漏检率较高, 可靠性差,没有办法实现整个生产流程的流水线检测。还需要招聘大批的工人并需要培训, 劳动成本高,有悖于国家将劳动密集型产业向科技创新型发展的国策。所以目前各生产触 摸屏玻璃元件供应商迫切需要触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测系统,实现企业的转型 升级。
发明内容
[0004] 本实用新型的目的是针对现有技术的不足,为解决触摸屏玻璃表面瑕疵在线的自 动化检测,提供一种触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测系统。本发面采用如下方案。
[0005] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下:
[0006] 本实用新型包括传动部分、成像部分和筛选部分;传动部分用于将触摸屏玻璃传 送至成像部分;成像部分用于检测触摸屏玻璃表面是否存在瑕疵;筛选部分用于剔除存在 瑕疵的触摸屏玻璃。
[0007]传动部分包括三个传动单元,且三个传动单元固定连接在底部固定板;每个传动 单元包括底部固定板、伺服电机、传动轴、磁性传动齿轮主动轮、磁性传动齿轮从动轮、从动 轴;
[0008]伺服电机固定在底部固定板上,其输出轴通过弹性联轴器与传动轴的一端相连 接,传动轴的另一端与相邻的传动单元用轴承座固定在底部固定板;传动轴上等距间隔设 置有多个磁性传动齿轮主动轮,每个磁性传动齿轮主动轮上对应设置有磁性传动齿轮从动 轮;磁性传动齿轮从动轮与从动轴的一端刚性连接,从动轴的另一端通过轴承座固定在底 部固定板,从动轴上等距间隔设置有多个固定连接的弹性橡胶圈,弹性橡胶圈用于放置和 传输被检触摸屏玻璃元件,依靠弹性橡胶圈与被检触摸屏玻璃元件之间接触的摩擦力,驱 动被检触摸屏玻璃元件平动;所述的磁性传动齿轮主动轮与磁性传动齿轮从动轮构成一对 直角传动副,功能等同于直角齿轮传动,能实现垂直方向的同步传动,而磁性传动齿轮从动 轮的转动便驱动从动轴转动。
[0009] 成像部分设置在中间传动单元上;成像部分包括两个LED线光源和、线阵相机、光 源夹持块、光源调整转轴;两个LED线光源和上的两端分别装有光源夹持块,两端的光源夹 持块通过抱紧方式固定于光源调整转轴上,光源调整转轴固定于外部支架,从而实现了 LED 线光源和LED线光源绕光源调整转轴的转动,便于线性照明角度的调整,以保证理想原始触 摸屏瑕疵灰度图像的获得;线阵相机设置在两个LED线光源和正上方,与外部支架活动连 接,用于捕捉被检触摸屏玻璃元件表面瑕疵位置激发的散射光;
[0010] 当被检触摸屏玻璃元件随传动部分平动时,利用成像部分对被检触摸屏玻璃元件 表面的瑕疵成像,成像过程可描述为:利用LED线光源I、LED线光源2产生的斜入射线光源照 射被检触摸屏玻璃元件表面,利用线阵相机捕捉被检触摸屏玻璃元件表面瑕疵位置激发的 散射光,得到原始触摸屏瑕疵灰度图像,然后通过图像处理模块对原始触摸屏瑕疵灰度图 像进行图像处理,具体的对采集到的原始触摸屏瑕疵灰度图像进行图像校正、区域分割、瑕 疵提取及标记瑕疵位置信息等图像处理过程,得到瑕疵评判结果。
[0011] 筛选部分设置在最后传动单元上,且底部固定在底部固定板,筛选部分包括同步 带驱动X向平移导轨、z向平移导轨、真空吸盘、平带传输机构;真空吸盘固定在z向平移导轨 上,能够沿着z向平移导轨上下移动;z向平移导轨固定在同步带驱动X向平移导轨上,能够 沿着同步带驱动X向平移导轨左右移动;同步带驱动X向平移导轨固定在底部固定板上,且 位于最后传动单元上方;平带传输机构位于最后传动单元一侧,且与底部固定板固定连接。
[0012] 经过成像单元评判后,合格触摸屏玻璃元件随最后传动单元平动进入下一工序; 对于不合格触摸屏玻璃元件,将进行筛选,首先利用真空吸盘产生的负压吸住不合格触摸 屏玻璃元件后,不合格触摸屏玻璃元件随Z向平移导轨向上平动,再利用同步带驱动X向平 移导轨做水平方向的平动,移动至平带传输机构处,此时驱动Z向平移导轨向下平动,并利 用真空吸盘释放负压,将不合格触摸屏玻璃元件放置至平带传输机构上,完成不合格元件 的筛选过程。
[0013] 该系统采用的图像处理方法包括:图像校正、区域分割、瑕疵提取及标记瑕疵位置 信息;图像校正是指采用图像变换算法,校正由于被检触摸屏玻璃元件的随机性放置而导 致采集到的原始触摸屏瑕疵灰度图像倾斜的问题;区域分割是指对校正后得到的无倾斜的 触摸屏瑕疵灰度图像进行区域分割;所述的瑕疵提取是对分割的每块区域进行瑕疵的提 取;所述的标记瑕疵位置信息是指依据提取的特征位置信息及定标曲线,将瑕疵位置标记 在校正后的触摸屏瑕疵灰度图像上。
[0014] 图像校正具体过程为:首先读入原始触摸屏瑕疵灰度图像,对该图像进行旋转、平 移、错切等变换,将原始触摸屏瑕疵灰度图像校正为无倾斜触摸屏瑕疵灰度图像,再对校正 后图像进行裁剪,使校正后图像中仅包含当前待检测的触摸屏灰度图像;图像校正后,进行 区域分割,分割出手机边框区域、听筒孔区域、IR孔区域、触摸区域及印刷区域。根据不同区 域中含有的不同瑕疵种类,以及不同瑕疵之间的几何特征差异,在不同的区域中分别进行 瑕疵的特征提取与瑕疵分类;区域分割后分别对各区域进行特征提取,具体包括如下步骤:
[0015] 步骤(1)对分割出的手机边框区域,首先进行滤波、二值化处理以及腐蚀膨胀操作 后,提取该区域位置上存在的崩边、倒边以及边漏等瑕疵的像素值,利用定标曲线,将提取 到的像素值转换为实际尺寸,得到崩边、倒边、漏边等瑕疵的实际尺寸;
[0016] 步骤(2)对分割出的听筒孔区域,首先通过建立标准听筒区域的理想模板图像,然 后通过与分割后的触摸屏瑕疵灰度图像中该区域的图像进行配准,再进行差分算法计算出 该区域中存在的孔倒瑕疵像素尺寸,再利用定标曲线,将提取到的像素尺寸转换为实际尺 寸;
[0017] 步骤(3)通过二值化以及边缘检测算法提取出听筒孔区域中听筒孔的边界信息, 根据边界信息中边缘的平滑程度判断出当前是否存在孔崩瑕疵,并计算得到孔崩瑕疵的像 素值大小,最后利用定标曲线,将像素值转换为实际尺寸值,得到孔崩瑕疵的实际尺寸;
[0018] 步骤(4)针对分割出的IR孔区域,通过形态学操作将背景信息剔除,进一步采用二 值化、特征提取将该区域中的点状瑕疵信息提取出来,得到晶点瑕疵的像素尺寸,再利用定 标曲线,将像素尺寸转换为实际尺寸,得到晶点瑕疵的实际尺寸;
[0019] 步骤(5)针对分割出的触摸区域,采用二值化、特征提取,提取出当前区域中瑕疵 的几何特征,并利用定标曲线得到实际几何特征尺寸,包括面积、长度和宽度;根据提取的 瑕疵的几何特征,建立不同瑕疵的分类器,用于检测并分类划伤、凹坑、水渍、污渍等瑕疵;
[0020] 步骤(6)针对分割出的印刷区域,通过采用不同的二值化灰度阈值提取出当前区 域中存在的异色瑕疵、透光瑕疵、针漏瑕疵和划伤瑕疵。
[0021 ]针对流水线超大行程检测需求,在传动部分设计多个传动单元,传动部分包括底 部固定板、大功率伺服电机、减速机和三个传动单元;三个传动单元包括一级传动单元、二 级传动单元和三级传动单元;大功率伺服电机的输出轴与减速机相连接,减速机通过联轴 器与一级传动单元相连接,每级传动单元与底部固定板固定连接;一级传动单元与二级传 动单元的连接,二级传动单元与三级传动单元均通过同步带的方式进行动力传动连接;
[0022] 所述的多级传动单元,每级传动单元包括、传动轴、磁性传动齿轮主动轮、磁性传 动齿轮从动轮、从动轴、主动同步带轮、同步带、从动同步带轮和主动轴;传动轴的两端通过 轴承座固定在底部固定板上;传动轴上等距间隔设置有多个磁性传动齿轮主动轮,每个磁 性传动齿轮主动轮上对应设置有磁性传动齿轮从动轮;磁性传动齿轮从动轮与从动轴的一 端刚性连接,从动轴的另一端通过轴承座固定在底部固定板,从动轴上等距间隔设置有多 个固定连接的弹性橡胶圈,弹性橡胶圈用于放置和传输被检触摸屏玻璃元件;
[0023] 减速机通过联轴器与一级传动单元的一级主动轴的一端相连接,同时一级主动轴 的该端固定有一级主动同步带轮;一级同步带将一级从动同步带轮和一级主动同步带轮连 接,一级从动同步带轮设置在传动轴中间位置;一级主动轴的另一端与一级传动同步带轮 相连接,一级传动同步带轮和二级主动同步带轮通过同步带2相连接;且二级主动同步带轮 与二级主动轴的一端连接,二级主动轴的另一端穿过二级主动同步带轮后与二级传动同步 带轮相连接;二级同步带将二级从动同步带轮和二级主动同步带轮连接,二级从动同步带 轮设置在传动轴中间位置;三级同步带将二级传动同步带轮和三级主动同步带轮连接,三 级主动同步带轮与三级主动轴的一端连接,三级主动轴的另一端与三级传动同步带轮相连 接;三级传动同步带轮和一级从动同步带轮通过同步带连接;
[0024] 传动时,大功率伺服电机经减速机调速后,通过联轴器驱动一级主动轴转动,固定 在一级传动轴上的一级传动同步带轮随一级传动轴转动,同时通过同步带驱动一级从动同 步带轮转动,一级从动同步带轮与传动轴刚性连接,进而驱动固定在传动轴上的磁性传动 齿轮主动轮转动,磁性传动齿轮主动轮驱动磁性传动齿轮从动轮转动,最终带动从动轴转 动,并通过安装在从动轴上的多个弹性橡胶圈,驱动被检触摸屏玻璃元件平动;同时,一级 主动轴带动刚性固定在一级主动轴上的一级传动同步带轮转动,再通过同步带驱动二级主 动同步带轮转动,进而带动二级主动轴转动,此时一级传动部分的动力有效的传递至二级 传动部分,以此类推,二级传动部分的动力有效的传递至三级传动部分,从而实现了被检触 摸屏玻璃元件的超大行程平稳运动过程。
[0025] 本实用新型有益效果如下:
[0026] 本实用新型结构相对简单,操作方便;且触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测系 统及方法实现了触摸屏玻璃的在线自动化检测,具有检测精度高、检测效率高、可定量识别 的特点。同时系统中采用了非接触式的磁性齿轮副作为传动媒介,具有非接触式、无噪音、 无振动、无污染的特点,适用于无尘环境中的触摸屏玻璃检测过程。
[0027] 本实用新型利用新颖的触摸屏面板的传动系统、完善的光源照明布局和高分辨的 机器视觉成像系统、专业研发用于触摸屏玻璃表面瑕疵特征提取的数字图像处理方法、利 用机器视觉的玻璃表面瑕疵的尺度标定方法。自动化的实现了触摸屏玻璃表面瑕疵在线自 动化检测,利用机器视觉的方法代替人工,极大的提高了检测效率及检测的精准度。
附图说明
[0028] 图1.是触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测系统;
[0029] 图2.是触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测图像处理流程;
[0030] 图3.是图像校正流程;
[0031] 图4.是触摸屏玻璃分割区域图示;
[0032]图5.是图像分割以及检测瑕疵的分类;
[0033]图6.是触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测同步带传动机构系统;
[0034]图7.是原始触摸屏瑕疵灰度图像;
[0035]图8.是校正后的触摸屏瑕疵灰度图像;
[0036]图9.是触摸屏玻璃区域分割结果;
[0037]图10.是检测到的触摸屏玻璃表面划伤图。
[0038]具体实施说明
[0039]如图1所示,一种触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测系统,包括传动部分、成像 部分和筛选部分;传动部分用于将触摸屏玻璃传送至成像部分;成像部分用于检测触摸屏 玻璃表面是否存在瑕疵;筛选部分用于剔除存在瑕疵的触摸屏玻璃。
[0040]传动部分包括三个传动单元,且三个传动单元固定连接在底部固定板(Sl);每个 传动单元包括底部固定板(SI)、伺服电机(S3)、传动轴(S5)、磁性传动齿轮主动轮(S6)、磁 性传动齿轮从动轮(S7)、从动轴(S8);
[0041]伺服电机(S3)固定在底部固定板(SI)上,其输出轴通过弹性联轴器(S4)与传动轴 (S5)的一端相连接,传动轴(S5)的另一端与相邻的传动单元用轴承座固定在底部固定板 (SI);传动轴(S5)上等距间隔设置有多个磁性传动齿轮主动轮(S6),每个磁性传动齿轮主 动轮(S6)上对应设置有磁性传动齿轮从动轮(S7);磁性传动齿轮从动轮(S7)与从动轴(S8) 的一端刚性连接,从动轴(S8)的另一端通过轴承座固定在底部固定板(SI),从动轴(S8)上 等距间隔设置有多个固定连接的弹性橡胶圈(S9),弹性橡胶圈(S9)用于放置和传输被检触 摸屏玻璃元件(SlO),依靠弹性橡胶圈(S9)与被检触摸屏玻璃元件(SlO)之间接触的摩擦 力,驱动被检触摸屏玻璃元件(SlO)平动;所述的磁性传动齿轮主动轮(S6)与磁性传动齿轮 从动轮(S7)构成一对直角传动副,功能等同于直角齿轮传动,能实现垂直方向的同步传动, 而磁性传动齿轮从动轮(S7)的转动便驱动从动轴(S8)转动。
[0042]成像部分设置在中间传动单元上;成像部分包括两个LED线光源(Sll)和(S12)、线 阵相机(S13)、光源夹持块(S14)、光源调整转轴(S15);两个LED线光源(Sll)和(S12)上的两 端分别装有光源夹持块(S14),两端的光源夹持块(S14)通过抱紧方式固定于光源调整转轴 (515) 上,光源调整转轴(S15)固定于外部支架,从而实现了LED线光源(Sll)和LED线光源 (S12)绕光源调整转轴(S15)的转动,便于线性照明角度的调整,以保证理想原始触摸屏瑕 疵灰度图像的获得;线阵相机(S13)设置在两个LED线光源(Sll)和(S12)正上方,与外部支 架活动连接,用于捕捉被检触摸屏玻璃元件(SlO)表面瑕疵位置激发的散射光;
[0043]当被检触摸屏玻璃元件(SlO)随传动部分平动时,利用成像部分对被检触摸屏玻 璃元件(SlO)表面的瑕疵成像,成像过程可描述为:利用LED线光源I(Sll)、LED线光源2 (S12)产生的斜入射线光源照射被检触摸屏玻璃元件(SlO)表面,利用线阵相机(S13)捕捉 被检触摸屏玻璃元件(SlO)表面瑕疵位置激发的散射光,得到原始触摸屏瑕疵灰度图像,然 后通过图像处理模块对原始触摸屏瑕疵灰度图像进行图像处理,具体的对采集到的原始触 摸屏瑕疵灰度图像进行图像校正、区域分割、瑕疵提取及标记瑕疵位置信息等图像处理过 程,得到瑕疵评判结果。
[0044]筛选部分设置在最后传动单元上,且底部固定在底部固定板(SI),筛选部分包括 同步带驱动X向平移导轨(S16)、Z向平移导轨(S17)、真空吸盘(S18)、平带传输机构(S19); 真空吸盘(S18)固定在Z向平移导轨(S17)上,能够沿着Z向平移导轨(S17)上下移动;Z向平 移导轨(S17)固定在同步带驱动X向平移导轨(S16)上,能够沿着同步带驱动X向平移导轨 (516) 左右移动;同步带驱动X向平移导轨(S16)固定在底部固定板(SI)上,且位于最后传动 单元上方;平带传输机构(S19)位于最后传动单元一侧,且与底部固定板(SI)固定连接。
[0045]经过成像单元评判后,合格触摸屏玻璃元件(S21)随最后传动单元平动进入下一 工序;对于不合格触摸屏玻璃元件(S20),将进行筛选,首先利用真空吸盘(S18)产生的负压 吸住不合格触摸屏玻璃元件(S20)后,不合格触摸屏玻璃元件(S20)随Z向平移导轨(S17)向 上平动,再利用同步带驱动X向平移导轨(S16)做水平方向的平动,移动至平带传输机构 (S19)处,此时驱动Z向平移导轨(S17)向下平动,并利用真空吸盘(S18)释放负压,将不合格 触摸屏玻璃元件(S20)放置至平带传输机构(S19)上,完成不合格元件的筛选过程。
[0046]如图2所示为触摸屏瑕疵灰度图像处理流程,包括图像校正、区域分割、瑕疵提取 及标记瑕疵位置信息;图像校正是指采用图像变换算法,校正由于被检触摸屏玻璃元件 (SlO)的随机性放置而导致采集到的原始触摸屏瑕疵灰度图像倾斜的问题;区域分割是指 对校正后得到的无倾斜的触摸屏瑕疵灰度图像进行区域分割;所述的瑕疵提取是对分割的 每块区域进行瑕疵的提取;所述的标记瑕疵位置信息是指依据提取的特征位置信息及定标 曲线,将瑕疵位置标记在校正后的触摸屏瑕疵灰度图像上。
[0047]如图3所示,图像校正具体过程如下:首先读入原始触摸屏瑕疵灰度图像,对该图 像进行旋转、平移、错切等变换,将原始触摸屏瑕疵灰度图像校正为无倾斜触摸屏瑕疵灰度 图像,再对校正后图像进行裁剪,使校正后图像中仅包含当前待检测的触摸屏灰度图像。
[0048] 如图4所示,图像校正后,将图像进行分割,分割得到手机边框区域、听筒孔区域、 IR孔区域、触摸区域、印刷区域。
[0049] 如图5所示,根据不同区域中含有的不同瑕疵种类,以及不同瑕疵之间的几何特征 差异,在不同的区域中分别进行瑕疵的特征提取与瑕疵分类。具体包括如下步骤:
[0050] 步骤(1)对分割出的手机边框区域,首先进行滤波、二值化处理以及腐蚀膨胀操作 后,提取该区域位置上存在的崩边、倒边以及边漏等瑕疵的像素值,利用定标曲线,将提取 到的像素值转换为实际尺寸,得到崩边、倒边、漏边等瑕疵的实际尺寸;
[0051]步骤(2)对分割出的听筒孔区域,首先通过建立标准听筒区域的理想模板图像,然 后通过与分割后的触摸屏瑕疵灰度图像中该区域的图像进行配准,再进行差分算法计算出 该区域中存在的孔倒瑕疵像素尺寸,再利用定标曲线,将提取到的像素尺寸转换为实际尺 寸;
[0052]步骤(3)通过二值化以及边缘检测算法提取出听筒孔区域中听筒孔的边界信息, 根据边界信息中边缘的平滑程度判断出当前是否存在孔崩瑕疵,并计算得到孔崩瑕疵的像 素值大小,最后利用定标曲线,将像素值转换为实际尺寸值,得到孔崩瑕疵的实际尺寸; [0053]步骤(4)针对分割出的IR孔区域,通过形态学操作将背景信息剔除,进一步采用二 值化、特征提取将该区域中的点状瑕疵信息提取出来,得到晶点瑕疵的像素尺寸,再利用定 标曲线,将像素尺寸转换为实际尺寸,得到晶点瑕疵的实际尺寸;
[0054]步骤(5)针对分割出的触摸区域,采用二值化、特征提取,提取出当前区域中瑕疵 的几何特征,并利用定标曲线得到实际几何特征尺寸,包括面积、长度和宽度;根据提取的 瑕疵的几何特征,建立不同瑕疵的分类器,用于检测并分类划伤、凹坑、水渍、污渍等瑕疵;
[0055] 步骤(6)针对分割出的印刷区域,通过采用不同的二值化灰度阈值提取出当前区 域中存在的异色瑕疵、透光瑕疵、针漏瑕疵和划伤瑕疵。
[0056] 上述步骤中所述的定标曲线是利用定标板进行触摸屏玻璃表面瑕疵的尺度标定。 其过程为:利用离子束刻蚀方法刻蚀出定标板,定标板上包含有以Iwii为间隔的5-30M1宽度 标准线,利用触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测系统对定标板上标准线成像,统计不同 线宽的标准线成像后所对应的像素数,并拟合得到定标曲线,最后将检测得到的瑕疵像素 数代入定标曲线,得到表面瑕疵的实际尺度。
[0057] 如图6所示,针对流水线超大行程检测需求,在传动部分设计多个传动单元,传动 部分包括底部固定板(SI)、大功率伺服电机(S22)、减速机(S23)和三个传动单元;三个传动 单元包括一级传动单元、二级传动单元和三级传动单元;大功率伺服电机(S22)的输出轴与 减速机(S23)相连接,减速机(S23)通过联轴器(S24)与一级传动单元相连接,每级传动单元 与底部固定板(SI)固定连接;一级传动单元与二级传动单元的连接,二级传动单元与三级 传动单元均通过同步带的方式进行动力传动连接;
[0058] 所述的多级传动单元,每级传动单元包括、传动轴(S5 )、磁性传动齿轮主动轮 (S6)、磁性传动齿轮从动轮(S7)、从动轴(S8)、主动同步带轮、同步带、从动同步带轮和主动 轴;传动轴(S5)的两端通过轴承座固定在底部固定板(SI)上;传动轴(S5)上等距间隔设置 有多个磁性传动齿轮主动轮(S6),每个磁性传动齿轮主动轮(S6)上对应设置有磁性传动齿 轮从动轮(S7);磁性传动齿轮从动轮(S7)与从动轴(S8)的一端刚性连接,从动轴(S8)的另 一端通过轴承座固定在底部固定板(SI),从动轴(S8)上等距间隔设置有多个固定连接的弹 性橡胶圈(S9),弹性橡胶圈(S9)用于放置和传输被检触摸屏玻璃元件(SlO);
[0059] 减速机(S23)通过联轴器(S24)与一级传动单元的一级主动轴(S28)的一端相连 接,同时一级主动轴的该端固定有一级主动同步带轮(S25);-级同步带(S26)将一级从动 同步带轮(S27)和一级主动同步带轮(S25)连接,一级从动同步带轮(S27)设置在传动轴 (S5)中间位置;一级主动轴(S28)的另一端与一级传动同步带轮(S29)相连接,一级传动同 步带轮(S29)和二级主动同步带轮(S31)通过同步带2 (S30)相连接;且二级主动同步带轮 (S31)与二级主动轴(S32)的一端连接,二级主动轴(S32)的另一端穿过二级主动同步带轮2 (S33)后与二级传动同步带轮(S34)相连接;二级同步带将二级从动同步带轮和二级主动同 步带轮2(S33)连接,二级从动同步带轮设置在传动轴(S5)中间位置;三级同步带将二级传 动同步带轮(S34)和三级主动同步带轮连接,三级主动同步带轮与三级主动轴的一端连接, 三级主动轴的另一端与三级传动同步带轮相连接;三级传动同步带轮和一级从动同步带轮 通过同步带连接;
[0060] 传动时,大功率伺服电机(S22)经减速机(S23)调速后,通过联轴器(S24)驱动一级 主动轴(S28)转动,固定在一级传动轴(S28)上的一级传动同步带轮(S29)随一级传动轴 (528) 转动,同时通过同步带(S26)驱动一级从动同步带轮(S27)转动,一级从动同步带轮 (S27)与传动轴(S5)刚性连接,进而驱动固定在传动轴(S5)上的磁性传动齿轮主动轮(S6) 转动,磁性传动齿轮主动轮(S6)驱动磁性传动齿轮从动轮(S7)转动,最终带动从动轴(S8) 转动,并通过安装在从动轴(S8)上的多个弹性橡胶圈(S9),驱动被检触摸屏玻璃元件(SlO) 平动;同时,一级主动轴(S28)带动刚性固定在一级主动轴(S28)上的一级传动同步带轮 (529) 转动,再通过同步带(S30)驱动二级主动同步带轮(S30)转动,进而带动二级主动轴 (S 3 2)转动,此时一级传动部分的动力有效的传递至二级传动部分,以此类推,二级传动部 分的动力有效的传递至三级传动部分,从而实现了被检触摸屏玻璃元件(SlO)的超大行程 平稳运动过程。 实施例
[0061] 针对手机用触摸屏手机盖板进行表面瑕疵检测试验。被测手机盖板尺寸为63.3 (mm) X 129.6(mm),扫描后得到手机盖板原始灰度图像,如图7所示,在采集得到的图像中既 包含有手机盖板的灰度图像,也包括一些无用的冗余信息。为了提高后续图像特征提取的 速度,需要较少数据量的处理,因此可以通过旋转、平移、错切等变换以及边缘提取,对图像 进行校正,得到只包含手机盖板的图像,如图8所示。由于手机盖板特征区域相对于手机边 框的物理位置较为固定,可以根据校正以后的图像,提取边框图像的位置,进而分割出图像 的每个子区域,得到图9所示。针对每一种特征区域存在不同的疵病特征采取不同的缺陷提 取算法,判断出每个子区域中是否从在相应的缺陷,待所有区域检测完成以后,综合判定待 检测手机盖板中的存在的缺陷。其中该手机屏检测得到划伤瑕疵,如图10所示,经定标后得 到划伤瑕疵的尺寸如下表所示:
[0062]表1触摸屏手机盖板检测结果
[0063]
Figure CN205786362UD00121
[0064] 表1中瑕疵位置坐标是以图10中左上角点0点为坐标原点,得到的X、Y方向坐标值。 通过检测结果可判断元件不合格,从而给筛选部分发送筛选信号,将其筛选出来。

Claims (6)

1. 一种触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测系统,其特征在于包括传动部分、成像部 分和筛选部分;传动部分用于将触摸屏玻璃传送至成像部分;成像部分用于检测触摸屏玻 璃表面是否存在瑕疵;筛选部分用于剔除存在瑕疵的触摸屏玻璃。
2. 如权利要求1所述的一种触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测系统,其特征在于传 动部分包括三个传动单元,且三个传动单元固定连接在底部固定板(S1);每个传动单元包 括底部固定板(S1)、伺服电机(S3)、传动轴(S5)、磁性传动齿轮主动轮(S6)、磁性传动齿轮 从动轮(S7)、从动轴(S8);伺服电机(S3)固定在底部固定板(S1)上,其输出轴通过弹性联轴 器(S4)与传动轴(S5)的一端相连接,传动轴(S5)的另一端与相邻的传动单元用轴承座固定 在底部固定板(S1);传动轴(S5)上等距间隔设置有多个磁性传动齿轮主动轮(S6),每个磁 性传动齿轮主动轮(S6)上对应设置有磁性传动齿轮从动轮(S7);磁性传动齿轮从动轮(S7) 与从动轴(S8)的一端刚性连接,从动轴(S8)的另一端通过轴承座固定在底部固定板(S1), 从动轴(S8)上等距间隔设置有多个固定连接的弹性橡胶圈(S9),弹性橡胶圈(S9)用于放置 和传输被检触摸屏玻璃元件(S10),依靠弹性橡胶圈(S9)与被检触摸屏玻璃元件(S10)之间 接触的摩擦力,驱动被检触摸屏玻璃元件(S10)平动;所述的磁性传动齿轮主动轮(S6)与磁 性传动齿轮从动轮(S7)构成一对直角传动副,功能等同于直角齿轮传动,能实现垂直方向 的同步传动,而磁性传动齿轮从动轮(S7)的转动便驱动从动轴(S8)转动。
3. 如权利要求1所述的一种触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测系统,其特征在于传 动部分包括多个传动单元,具体的:传动部分包括底部固定板(S1)、大功率伺服电机(S22)、 减速机(S23)和三个传动单元;三个传动单元包括一级传动单元、二级传动单元和三级传动 单元;大功率伺服电机(S22)的输出轴与减速机(S23)相连接,减速机(S23)通过联轴器 (S24)与一级传动单元相连接,每级传动单元与底部固定板(S1)固定连接;一级传动单元与 二级传动单元的连接、二级传动单元与三级传动单元均通过同步带的方式进行动力传动连 接;每级传动单元包括、传动轴(S5)、磁性传动齿轮主动轮(S6)、磁性传动齿轮从动轮(S7)、 从动轴(S8)、主动同步带轮、同步带、从动同步带轮和主动轴;传动轴(S5)的两端通过轴承 座固定在底部固定板(S1)上;传动轴(S5)上等距间隔设置有多个磁性传动齿轮主动轮 (S6),每个磁性传动齿轮主动轮(S6)上对应设置有磁性传动齿轮从动轮(S7);磁性传动齿 轮从动轮(S7)与从动轴(S8)的一端刚性连接,从动轴(S8)的另一端通过轴承座固定在底部 固定板(S1),从动轴(S8)上等距间隔设置有多个固定连接的弹性橡胶圈(S9),弹性橡胶圈 (S9)用于放置和传输被检触摸屏玻璃元件(S10);减速机(S23)通过联轴器(S24)与一级传 动单元的一级主动轴(S28)的一端相连接,同时一级主动轴的该端固定有一级主动同步带 轮(S25);-级同步带(S26)将一级从动同步带轮(S27)和一级主动同步带轮(S25)连接,一 级从动同步带轮(S27)设置在传动轴(S5)中间位置;一级主动轴(S28)的另一端与一级传动 同步带轮(S29)相连接,一级传动同步带轮(S29)和二级主动同步带轮(S31)通过同步带2 (S30)相连接;且二级主动同步带轮(S31)与二级主动轴(S32)的一端连接,二级主动轴 (S32)的另一端穿过二级主动同步带轮2 (S33)后与二级传动同步带轮(S34)相连接;二级同 步带将二级从动同步带轮和二级主动同步带轮2( S33)连接,二级从动同步带轮设置在传动 轴(S5)中间位置;三级同步带将二级传动同步带轮(S34)和三级主动同步带轮连接,三级主 动同步带轮与三级主动轴的一端连接,三级主动轴的另一端与三级传动同步带轮相连接; 三级传动同步带轮和一级从动同步带轮通过同步带连接;传动时,大功率伺服电机(S22)经 减速机(S23)调速后,通过联轴器(S24)驱动一级主动轴(S28)转动,固定在一级传动轴 (S28)上的一级传动同步带轮(S29)随一级传动轴(S28)转动,同时通过同步带(S26)驱动一 级从动同步带轮(S27)转动,一级从动同步带轮(S27)与传动轴(S5)刚性连接,进而驱动固 定在传动轴(S5)上的磁性传动齿轮主动轮(S6)转动,磁性传动齿轮主动轮(S6)驱动磁性传 动齿轮从动轮(S7)转动,最终带动从动轴(S8)转动,并通过安装在从动轴(S8)上的多个弹 性橡胶圈(S9),驱动被检触摸屏玻璃元件(S10)平动;同时,一级主动轴(S28)带动刚性固定 在一级主动轴(S28)上的一级传动同步带轮(S29)转动,再通过同步带(S30)驱动二级主动 同步带轮(S30)转动,进而带动二级主动轴(S32)转动,此时一级传动部分的动力有效的传 递至二级传动部分,以此类推,二级传动部分的动力有效的传递至三级传动部分,从而实现 了被检触摸屏玻璃元件(S10)的超大行程平稳运动过程。
4. 如权利要求1所述的一种触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测系统,其特征在于成 像部分设置在中间传动单元上;成像部分包括两个LED线光源(S11)和(S12)、线阵相机 (S13)、光源夹持块(S14)、光源调整转轴(S15);两个LED线光源(S11)和(S12)上的两端分别 装有光源夹持块(S14),两端的光源夹持块(S14)固定于光源调整转轴(S15)上,光源调整转 轴(S15)固定于外部支架,从而实现了LED线光源(S11)和LED线光源(S12)绕光源调整转轴 (S15)的转动,便于线性照明角度的调整,以保证理想原始触摸屏瑕疵灰度图像的获得;线 阵相机(S13)设置在两个LED线光源(S11)和(S12)正上方,与外部支架活动连接,用于捕捉 被检触摸屏玻璃元件(S10)表面瑕疵位置激发的散射光;当被检触摸屏玻璃元件(S10)随传 动部分平动时,利用成像部分对被检触摸屏玻璃元件(S10)表面的瑕疵成像,成像过程可描 述为:利用LED线光源1 (SI 1 )、LED线光源2 (S12)产生的斜入射线光源照射被检触摸屏玻璃 元件(S10)表面,利用线阵相机(S13)捕捉被检触摸屏玻璃元件(S10)表面瑕疵位置激发的 散射光,得到原始触摸屏瑕疵灰度图像,然后通过图像处理模块对原始触摸屏瑕疵灰度图 像进行图像处理,具体的对采集到的原始触摸屏瑕疵灰度图像进行图像校正、区域分割、瑕 疵提取及标记瑕疵位置信息等图像处理过程,得到瑕疵评判结果。
5. 如权利要求1所述的一种触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测系统,其特征在于筛 选部分设置在最后传动单元上,且底部固定在底部固定板(S1),筛选部分包括同步带驱动X 向平移导轨(S16)、Z向平移导轨(S17)、真空吸盘(S18)、平带传输机构(S19);真空吸盘 (S18)固定在Z向平移导轨(S17)上,能够沿着Z向平移导轨(S17)上下移动;Z向平移导轨 (S17)固定在同步带驱动X向平移导轨(S16)上,能够沿着同步带驱动X向平移导轨(S16)左 右移动;同步带驱动X向平移导轨(S16)固定在底部固定板(S1)上,且位于最后传动单元上 方;平带传输机构(S19)位于最后传动单元一侧,且与底部固定板(S1)固定连接;经过成像 单元评判后,合格触摸屏玻璃元件(S21)随最后传动单元平动进入下一工序;对于不合格触 摸屏玻璃元件(S20),将进行筛选,首先利用真空吸盘(S18)产生的负压吸住不合格触摸屏 玻璃元件(S20)后,不合格触摸屏玻璃元件(S20)随Z向平移导轨(S17)向上平动,再利用同 步带驱动X向平移导轨(S16)做水平方向的平动,移动至平带传输机构(S19)处,此时驱动Z 向平移导轨(S17)向下平动,并利用真空吸盘(S18)释放负压,将不合格触摸屏玻璃元件 (S20)放置至平带传输机构(S19)上,完成不合格元件的筛选过程。
6. 如权利要求4所述的一种触摸屏玻璃表面瑕疵在线自动化检测系统,其特征在于图 像处理模块,包括图像校正、区域分割、瑕疵提取及标记瑕疵位置信息;图像校正是指采用 图像变换算法,校正由于被检触摸屏玻璃元件(S10)的随机性放置而导致采集到的原始触 摸屏瑕疵灰度图像倾斜的问题;区域分割是指对校正后得到的无倾斜的触摸屏瑕疵灰度图 像进行区域分割;所述的瑕疵提取是对分割的每块区域进行瑕疵的提取;所述的标记瑕疵 位置信息是指依据提取的特征位置信息及定标曲线,将瑕疵位置标记在校正后的触摸屏瑕 疵灰度图像上。
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Inventor before: Cao Pin

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