CN208984725U - 一种检测电容式触摸屏功能片的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种检测电容式触摸屏功能片的系统，包括视觉检测装置、数控运动平台、测试装置、探针模组和上位机；所述视觉检测装置通过线路与所述数控运动平台相连；所述数控运动平台上设有所述探针模组，并带动所述探针模组移动；所述探针模组在所述数控运动平台的带动下可与待测电容式触摸屏功能片相接触；所述测试装置通过线路与所述探针模组相连；所述上位机通过线路分别与所述视觉检测装置、数控运动平台以及测试装置相连。本实用新型可以快速的检测电容式触摸屏功能片，具有在线检测，连续作业，快速检测，实时信息传输的特点，利用本系统可以将电性能测试从模组组装阶段移至功能片制造阶段，从而提高生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电容式触摸屏的检测领域，具体涉及一种检测电容式触摸屏功能片的系统。
背景技术
电容式触摸屏是近些年来发展起来的一种人机交互界面，相比于传统的电阻式触摸屏、红外式触摸屏、电磁式触摸屏，更有利于与新一代智能手机匹配，以实现复杂的人机交互功能。针对电容式触摸屏中的核心器件功能片，主要起到电容传感的作用，无论是何种基材或者导电材质，均需要刻蚀或者烧灼一定的图案来实现这一传感功能。但是对于功能片的测试来说，主要是判断电容传感性能是否达标。目前业界的做法是前端黄光制程进行光学图形比对，以及后端将小片的功能片与目标产品的驱动集成电路用柔性电路板通过测试探针进行假连接，通过驱动集成电路给出的激励信号和采样信号进行测试，判断该功能片是否良品。但这种方式的测试无法像印刷电路板那样在前端黄光阶段进行电学测试，不利于自动化测试的实施以及生产效率的提高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种检测电容式触摸屏功能片的系统，可以实现自动化的测试和提高生产效率。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种检测电容式触摸屏功能片的系统，包括用于检测待测电容式触摸屏功能片位置的视觉检测装置，以及数控运动平台、测试装置、探针模组和上位机；所述视觉检测装置通过线路与所述数控运动平台相连；所述数控运动平台上设有所述探针模组，并带动所述探针模组移动；所述探针模组在所述数控运动平台的带动下可与待测电容式触摸屏功能片相接触；所述测试装置通过线路与所述探针模组相连，且通过所述探针模组向待测电容式触摸屏功能片施加一激励阶跃信号，并获取所述激励阶跃信号在待测电容式触摸屏功能片的感应电极路径中传输时反射回来的电压波形数据；所述上位机通过线路分别与所述视觉检测装置、数控运动平台以及测试装置相连。
本实用新型的有益效果是：本实用新型一种检测电容式触摸屏功能片的系统通过视觉检测装置对待测电容式触摸屏功能片位置进行检测，数控运动平台根据检测的位置信息带动探针模组与待测电容式触摸屏功能片接触，测试装置通过探针模组向待测电容式触摸屏功能片施加一激励阶跃信号，并获取所述激励阶跃信号在待测电容式触摸屏功能片的感应电极路径中传输时反射回来的电压波形数据，上位机根据电压波形数据判断出待测电容式触摸屏功能片是否为良品；本实用新型可以快速的检测电容式触摸屏功能片，具有在线检测，连续作业，快速检测，实时信息传输的特点，利用本系统可以将电性能测试从模组组装阶段移至功能片制造阶段，从而提高生产效率。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述上位机内配置有通信模块，所述通信模块通过以太网接口或RS485接口与外部设备通信。
采用上述进一步方案的有益效果是：通信模块可以将测试结果输出以及接受来自其它设备的数据，增强本系统的实用性。
进一步，所述视觉检测装置包括工业摄像机、视觉控制器和电源，所述视觉控制器通过线路与所述工业摄像机相连，所述电源分别与所述工业摄像机和视觉控制器电连接并为所述工业摄像机和视觉控制器供电，所述工业摄像机和视觉控制器均分别通过线路与所述上位机相连。
进一步，所述视觉检测装置还包括用于为所述工业摄像机提供单一红色光线的光源，所述电源还与所述光源连接并为所述光源供电。
采用上述进一步方案的有益效果是：光源与工业摄像机相匹配，并为工业摄像机提供单一红色光源，以提高识别率。
进一步，所述数控运动平台具体为四轴运动控制平台，包括X轴组件、Y轴组件、Z轴组件、R轴组件、伺服电机、音圈电机、步进电机、驱动板和运动控制卡；所述伺服电机分别与所述X轴组件和Y轴组件驱动连接，所述音圈电机与所述Z轴组件驱动连接，所述步进电机与所述R轴组件驱动连接；所述伺服电机、音圈电机和步进电机均分别通过线路与所述驱动板相连，所述驱动板通过线路与所述运动控制卡相连，所述运动控制卡通过线路与所述上位机相连。
进一步，所述Z轴组件上顶端设有载物平台，所述载物平台上设有真空吸附装置。
采用上述进一步方案的有益效果是：真空吸附装置可以将待测电容式触摸屏功能片吸附在数控运动平台上。
进一步，所述Z轴组件上配设有自锁装置。
采用上述进一步方案的有益效果是：自锁装置可以保证Z轴组件不晃动下滑，从而提高数控运动平台运行的稳定性。
进一步，所述测试装置包括采样示波器、时域反射计TDR和工业计算机，所述工业计算机通过所述时域反射计TDR与所述采样示波器连接，所述工业计算机还通过线路直接与所述采样示波器相连，所述工业计算机还通过线路与所述上位机相连。
采用上述进一步方案有的有益效果是：时域反射计TDR由工业计算机控制向探针模组提供激励信号，采样示波器由工业计算机控制采样，获取所述激励阶跃信号在待测电容式触摸屏功能片的感应电极路径中传输时反射回来的电压波形数据，并将采集到的电压波形数据由工业计算机传输到上位机。
进一步，所述探针模组包括与待测电容式触摸屏功能片的手指位相匹配的探针单元，以及探针驱动板，所述探针单元设有多个，多个所述探针单元分别与所述探针驱动板连接；所述探针单元由多个探针组成，所述探针包括针头和带有连接导线的针套，所述针头套装在所述针套内，所述针套上的连接导线连接在所述探针驱动板上；所述探针驱动板具体为一组多路开关阵列，每一个所述探针单元中的多条连接导线连接在所述探针驱动板对应的一路开关上。
附图说明
图1为本实用新型一种检测电容式触摸屏功能片的系统的整体结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，一种检测电容式触摸屏功能片的系统，包括用于检测待测电容式触摸屏功能片位置的视觉检测装置，以及数控运动平台、测试装置、探针模组和上位机；所述视觉检测装置通过线路与所述数控运动平台相连；所述数控运动平台上设有所述探针模组，并带动所述探针模组移动；所述探针模组在所述数控运动平台的带动下可与待测电容式触摸屏功能片相接触；所述测试装置通过线路与所述探针模组相连，且通过所述探针模组向待测电容式触摸屏功能片施加一激励阶跃信号，并获取所述激励阶跃信号在待测电容式触摸屏功能片的感应电极路径中传输时反射回来的电压波形数据；所述上位机通过线路分别与所述视觉检测装置、数控运动平台以及测试装置相连。所述上位机内配置有通信模块，所述通信模块通过以太网接口或RS485接口与外部设备通信。
在本实用新型一种检测电容式触摸屏功能片的系统中，由视觉检测装置识别待测电容式触摸屏功能片的位置，得到位置信息；运动平台位置根据位置信息校准后，并带动探针模组与待测电容式触摸屏功能片接触，由测试装置进行测试以获取测试数据，上位机根据测试数据判断待测电容式触摸屏功能片是否为良品，并将判断结果经由通讯模块输出至外部设备，例如外部设备可以为产线信息管理系统。
在本具体实施例中：
所述视觉检测装置包括工业摄像机、视觉控制器和电源，所述视觉控制器通过线路与所述工业摄像机相连，所述电源分别与所述工业摄像机和视觉控制器电连接并为所述工业摄像机和视觉控制器供电，所述工业摄像机和视觉控制器均分别通过线路与所述上位机相连。所述视觉检测装置还包括用于为所述工业摄像机提供单一红色光线的光源，所述电源还与所述光源连接并为所述光源供电。
视觉检测装置主要有三个功能：a.在测试准备阶段采集待测电容式触摸屏功能片的对位点信息，用来给数控运动平台的R轴组件进行位置补偿；b.在测试阶段采集待测电容式触摸屏功能片的的下探针位置点信息，用来控制数控运动平台的X轴组件和Y轴组件的位置；c.进行图像比对，用来检查刻蚀或烧灼形成的导图案。
所述数控运动平台具体为四轴运动控制平台，包括X轴组件、Y轴组件、Z轴组件、R轴组件、伺服电机、音圈电机、步进电机、驱动板和运动控制卡；所述伺服电机分别与所述X轴组件和Y轴组件驱动连接，所述音圈电机与所述Z轴组件驱动连接，所述步进电机与所述R轴组件驱动连接；所述伺服电机、音圈电机和步进电机均分别通过线路与所述驱动板相连，所述驱动板通过线路与所述运动控制卡相连，所述运动控制卡通过线路与所述上位机相连。所述Z轴组件上顶端设有载物平台，所述载物平台上设有真空吸附装置。所述Z轴组件上配设有自锁装置。
数控运动平台的主要功能如下：a.提供放置待测电容式触摸屏功能片的平台，并利用真空吸附装置将产品固定于载物平台上，以免测试时发生移位；b.根据视觉检测装置反馈的信息进行R轴组件位置校准；c.由上位机根据视觉检测装置反馈的信息，控制X轴组件和Y轴组件带动Z轴组件进行平面位置定位；d.由上位机控制Z轴组件执行探针模块与待测电容式触摸屏功能片接触和分离的动作，并根据音圈电机的电流测量值进行力反馈控制。为了兼顾精度与成本，对于图形不精细的产品，X，Y轴采用皮带传动，反之则需要滚珠丝杠传动；Z轴需要有位置自锁装置，所有运动部分均安装位置传感器以保证运行行程。
所述测试装置包括采样示波器、时域反射计TDR和工业计算机，所述工业计算机通过所述时域反射计TDR与所述采样示波器连接，所述工业计算机还通过线路直接与所述采样示波器相连，所述工业计算机还通过线路与所述上位机相连。时域反射计TDR由工业计算机控制向探针模组提供激励信号，采样示波器由工业计算机控制采样，获取所述激励阶跃信号在待测电容式触摸屏功能片的感应电极路径中传输时反射回来的电压波形数据，并将采集到的电压波形数据由工业计算机传输到上位机。
其中，探针模组与待测电容式触摸屏功能片接触时，测试装置经由与探针模组对待测电容式触摸屏功能片施加一激励阶跃信号，当该激励阶跃信号沿待测电容式触摸屏功能片的感应电极路径传输时，当传输路径中发生阻抗变化时，一部分信号会被反射，另一部分信号会继续沿传输路径传输；当有信号被反射回来后，采样示波器就可以获取电压波形数据(电压波形数据也即是以时间为单位的电压波形图)。
所述探针模组包括与待测电容式触摸屏功能片的手指位(热压端)相匹配的探针单元，以及探针驱动板，所述探针单元设有多个，多个所述探针单元分别与所述探针驱动板连接；所述探针单元由多个探针组成，所述探针包括针头和带有连接导线的针套，所述针头套装在所述针套内，所述针套上的连接导线连接在所述探针驱动板上；所述探针驱动板具体为一组多路开关阵列，每一个所述探针单元中的多条连接导线连接在所述探针驱动板对应的一路开关上。探针模组与待测电容式触摸屏功能片直接连接，提供从待测电容式触摸屏功能片到测试装置之间的测试通路。针头为半圆形针头以免测试中划伤待测电容式触摸屏功能片。探针驱动板为一组多路开关阵列，用来分时将来自测试装置(具体为测试装置中的时域反射计TDR)的激励阶跃信号按顺序分配至待测电容式触摸屏功能片的每一个测试单元。整片大张待测电容式触摸屏功能片测试需要配置与之对应的阵列式的探针驱动板，小片待测电容式触摸屏功能片测试只需要单个探针驱动板即可。
上位机主要是根据采样示波器获取的电压波形数据判断待测电容式触摸屏功能片是否为良品，同时还用于驱动数控运动平台和视觉检测装置。上位机的主要功能如下：a.将测试装置获取的电压波形数据与存储在上位机内的良品的电压波形数据进行对比，根据对比结果判断待测电容式触摸屏功能片是否为良品；b.根据测试装置获取的电压波形数据，计算出待测电容式触摸屏功能片的等效阻抗值，如果待测电容式触摸屏功能片不是良品，则同时计算出短路点和开路点。c.测试完毕后驱动数控运动平台和视觉检测装置进行相应的动作，以检测下一个待测电容式触摸屏功能片；以及将测试结果通过通讯模块传输给外部设备。
本实用新型一种检测电容式触摸屏功能片的系统通过视觉检测装置对待测电容式触摸屏功能片位置进行检测，数控运动平台根据检测的位置信息带动探针模组与待测电容式触摸屏功能片接触，测试装置通过探针模组向待测电容式触摸屏功能片施加一激励阶跃信号，并获取所述激励阶跃信号在待测电容式触摸屏功能片的感应电极路径中传输时反射回来的电压波形数据，上位机根据电压波形数据判断出待测电容式触摸屏功能片是否为良品；本实用新型可以快速的检测电容式触摸屏功能片，具有在线检测，连续作业，快速检测，实时信息传输的特点，利用本系统可以将电性能测试从模组组装阶段移至功能片制造阶段，从而提高生产效率。
在本实用新型一种检测电容式触摸屏功能片的系统中，其涉及的控制过程和测试过程均为现有技术，不涉及对软件的改进，在本实用新型旨在保护视觉检测装置、数控运动平台、测试装置、探针模组和上位机之间的硬件连接关系，构成能够实现自动化的测试和提高生产效率的一种检测电容式触摸屏功能片的系统。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种检测电容式触摸屏功能片的系统，其特征在于：包括用于检测待测电容式触摸屏功能片位置的视觉检测装置，以及数控运动平台、测试装置、探针模组和上位机；所述视觉检测装置通过线路与所述数控运动平台相连；所述数控运动平台上设有所述探针模组，并带动所述探针模组移动；所述探针模组在所述数控运动平台的带动下可与待测电容式触摸屏功能片相接触；所述测试装置通过线路与所述探针模组相连，且通过所述探针模组向待测电容式触摸屏功能片施加一激励阶跃信号，并获取所述激励阶跃信号在待测电容式触摸屏功能片的感应电极路径中传输时反射回来的电压波形数据；所述上位机通过线路分别与所述视觉检测装置、数控运动平台以及测试装置相连。
2.根据权利要求1所述的一种检测电容式触摸屏功能片的系统，其特征在于：所述上位机内配置有通信模块，所述通信模块通过以太网接口或RS485接口与外部设备通信。
3.根据权利要求1或2所述的一种检测电容式触摸屏功能片的系统，其特征在于：所述视觉检测装置包括工业摄像机、视觉控制器和电源，所述视觉控制器通过线路与所述工业摄像机相连，所述电源分别与所述工业摄像机和视觉控制器电连接并为所述工业摄像机和视觉控制器供电，所述工业摄像机和视觉控制器均分别通过线路与所述上位机相连。
4.根据权利要求3所述的一种检测电容式触摸屏功能片的系统，其特征在于：所述视觉检测装置还包括用于为所述工业摄像机提供单一红色光线的光源，所述电源还与所述光源连接并为所述光源供电。
5.根据权利要求1或2所述的一种检测电容式触摸屏功能片的系统，其特征在于：所述数控运动平台具体为四轴运动控制平台，包括X轴组件、Y 轴组件、Z轴组件、R轴组件、伺服电机、音圈电机、步进电机、驱动板和运动控制卡；所述伺服电机分别与所述X轴组件和Y轴组件驱动连接，所述音圈电机与所述Z轴组件驱动连接，所述步进电机与所述R轴组件驱动连接；所述伺服电机、音圈电机和步进电机均分别通过线路与所述驱动板相连，所述驱动板通过线路与所述运动控制卡相连，所述运动控制卡通过线路与所述上位机相连。
6.根据权利要求5所述的一种检测电容式触摸屏功能片的系统，其特征在于：所述Z轴组件上顶端设有载物平台，所述载物平台上设有真空吸附装置。
7.根据权利要求5所述的一种检测电容式触摸屏功能片的系统，其特征在于：所述Z轴组件上配设有自锁装置。
8.根据权利要求1或2所述的一种检测电容式触摸屏功能片的系统，其特征在于：所述测试装置包括采样示波器、时域反射计TDR和工业计算机，所述工业计算机通过所述时域反射计TDR与所述采样示波器连接，所述工业计算机还通过线路直接与所述采样示波器相连，所述工业计算机还通过线路与所述上位机相连。
9.根据权利要求1或2所述的一种检测电容式触摸屏功能片的系统，其特征在于：所述探针模组包括与待测电容式触摸屏功能片的手指位相匹配的探针单元，以及探针驱动板，所述探针单元设有多个，多个所述探针单元分别与所述探针驱动板连接；所述探针单元由多个探针组成，所述探针包括针头和带有连接导线的针套，所述针头套装在所述针套内，所述针套上的连接导线连接在所述探针驱动板上；所述探针驱动板具体为一组多路开关阵列，每一个所述探针单元中的多条连接导线连接在所述探针驱动板对应的一路开关上。
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