一種基于機(jī)械手臂的高精度自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于LCD液晶模組的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于機(jī)械手臂的高精度自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，由于LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示屏)具有輕、薄的良好特性，因此在絕大部分的通訊產(chǎn)品(如汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、移動(dòng)電話)、消費(fèi)性電子產(chǎn)品(如LCD電視、攝影機(jī))、儀器產(chǎn)品及工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品等領(lǐng)域中，都用LCD作為控制面板，其應(yīng)用范圍十分廣泛。由于LCD整個(gè)生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng)，而且基板尺寸越來越大，線路尺寸越來越精密，因此，在LCD的生產(chǎn)過程中需要進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。傳統(tǒng)的LCD檢測(cè)方法主要是通過人工檢測(cè)，由于人的主觀差異，會(huì)給質(zhì)量檢測(cè)帶來很多不可控因素。為此采用機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)代替人工操作，可以消除人工檢測(cè)帶來的種種弊端，能夠提高檢測(cè)的質(zhì)量與效率。然而，目前的機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)采用單相機(jī)進(jìn)行檢測(cè)缺陷，且只能針對(duì)位置固定的面板，精確度不高，準(zhǔn)確率較低，靈活性差，檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，無法滿足廠商產(chǎn)線實(shí)際產(chǎn)能要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了解決上述【背景技術(shù)】存在的不足，提供一種靈活性強(qiáng)、精度高、可以靈活與廠商的產(chǎn)線相匹配、能有效提高檢測(cè)的時(shí)間和準(zhǔn)確度的基于機(jī)械手臂的高精度自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和方法。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種基于機(jī)械手臂的高精度自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，包括機(jī)械手臂、面掃描模塊、圖像處理模塊和系統(tǒng)控制模塊，其中，
[0005]機(jī)械手臂，用于根據(jù)系統(tǒng)控制模塊的控制信號(hào)調(diào)節(jié)面掃描模塊的位置，使面掃描模塊中的相機(jī)與待測(cè)模組平行對(duì)位、前后定位、左右對(duì)位，所述平行對(duì)位是使相機(jī)所在平面與待測(cè)模組所在平面平行，所述前后定位是使相機(jī)移動(dòng)到適當(dāng)?shù)墓ぷ骶嚯x，所述左右對(duì)位是將待測(cè)模組上的對(duì)焦畫面根據(jù)相機(jī)個(gè)數(shù)均分，控制各相機(jī)中心分別對(duì)準(zhǔn)各對(duì)焦畫面的正中心；
[0006]面掃描模塊，安裝于機(jī)械手臂上，包括鐳射、多個(gè)相機(jī)和分別與多個(gè)相機(jī)連接的電機(jī)，鐳射用于檢測(cè)面掃描模塊與待測(cè)模組之間的間距，并將檢測(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)送至系統(tǒng)控制模塊，相機(jī)用于拍攝待測(cè)模組上的對(duì)焦畫面或固定畫面，并將拍攝的圖像發(fā)送至圖像處理模塊，電機(jī)用于根據(jù)接收的控制信號(hào)控制調(diào)節(jié)相機(jī)的位置；
[0007]圖像處理模塊，用于接收相機(jī)拍攝的圖像，并對(duì)相機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行處理，將處理的圖像參數(shù)發(fā)送至系統(tǒng)控制模塊；
[0008]系統(tǒng)控制模塊，用于根據(jù)接收的鐳射檢測(cè)的數(shù)據(jù)和圖像參數(shù)向機(jī)械手臂或電機(jī)發(fā)送控制信號(hào)。
[0009]—種基于機(jī)械手臂的高精度自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0010]步驟I，通過機(jī)械手臂調(diào)整面掃描模塊位置，使面掃描模塊與待測(cè)模組自動(dòng)對(duì)位；
[0011]步驟2，控制各相機(jī)對(duì)待測(cè)模組進(jìn)行檢測(cè)，在顯示界面顯示檢測(cè)結(jié)果。
[0012 ] 進(jìn)一步地，所述自動(dòng)對(duì)位包括平行對(duì)位、前后定位和左右對(duì)位，
[0013]所述平行對(duì)位為:通過面掃描模塊上的鐳射檢測(cè)面掃描模塊所在平面與待測(cè)模組所在平面之間的偏差值，根據(jù)偏差值控制機(jī)械手臂前后移動(dòng)旋轉(zhuǎn)面掃描模塊，使面掃描模塊所在平面與待測(cè)模組所在平面平行；
[0014]所述前后定位為:計(jì)算面掃描模塊中相機(jī)的工作距離，然后控制機(jī)械手臂前后移動(dòng)面掃描模塊，使面掃描模塊所在平面與待測(cè)模組所在平面之間的距離為工作距離；
[0015]所述左右對(duì)位為:控制待測(cè)模組點(diǎn)亮，將待測(cè)模組上的畫面分成N等份對(duì)焦畫面，每等份對(duì)焦畫面中心設(shè)置田字圖，N等于面掃描模塊中的相機(jī)的個(gè)數(shù);控制面掃描模塊中的各相機(jī)分別拍攝與其對(duì)應(yīng)的對(duì)焦畫面，對(duì)焦畫面在相機(jī)內(nèi)形成成像畫面，分別調(diào)節(jié)各相機(jī)位置，使各相機(jī)內(nèi)的成像畫面上的田字圖中心與成像畫面的中心重合。
[0016]進(jìn)一步地，所述面掃描模塊上的相機(jī)包括中央相機(jī)和位于中央相機(jī)兩側(cè)的邊緣相機(jī)，先通過機(jī)械手臂調(diào)節(jié)面掃描模塊左右和上下移動(dòng)，使中央相機(jī)內(nèi)的成像畫面上的田字圖中心與成像畫面的中心重合;再通過電機(jī)依次調(diào)節(jié)各邊緣相機(jī)左右移動(dòng)，使各邊緣相機(jī)內(nèi)的成像畫面上的田字圖中心與成像畫面的中心重合。
[0017]進(jìn)一步地，所述檢測(cè)包括控制各相機(jī)拍攝各自對(duì)準(zhǔn)的對(duì)焦畫面，根據(jù)拍攝圖像中的田字圖的區(qū)域，劃分各個(gè)相機(jī)對(duì)應(yīng)的有效區(qū)域。
[0018]進(jìn)一步地，所述檢測(cè)還包括在有效區(qū)域劃分后，將固定畫面導(dǎo)入待測(cè)模組，控制各相機(jī)分別拍攝固定畫面，對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行處理。
[0019]更進(jìn)一步地，所述對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行處理包括根據(jù)劃分的有效區(qū)域?qū)Ω飨鄼C(jī)拍攝的固定畫面中的重合部分進(jìn)行裁剪處理，對(duì)裁剪處理后的圖像進(jìn)行缺陷檢測(cè)、缺陷識(shí)別和等級(jí)判定。
[0020]本發(fā)明針對(duì)非水平放置或位置不固定的傾斜模組，通過機(jī)械手臂和電機(jī)快速實(shí)現(xiàn)多相機(jī)相機(jī)和模組的平行對(duì)位，保證了相機(jī)拍圖的高效和準(zhǔn)確;機(jī)械手臂同時(shí)具有靈活性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以根據(jù)產(chǎn)線實(shí)際，進(jìn)行單工位或多工位的檢測(cè)，靈活與廠商的產(chǎn)線相匹配，從而有效提高檢測(cè)效率，節(jié)省檢測(cè)時(shí)間；針對(duì)不同尺寸的模組檢測(cè)，可配置不同數(shù)量的相機(jī)，保證檢測(cè)精度和準(zhǔn)確度；圖像處理與系統(tǒng)控制分離，各個(gè)相機(jī)圖像并行處理，最大程度利用系統(tǒng)資源，提尚檢測(cè)效率。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本發(fā)明檢測(cè)系統(tǒng)的俯視圖。
[0022]圖2為本發(fā)明檢測(cè)系統(tǒng)的斜視圖。
[0023]圖3為本發(fā)明對(duì)位控制的流程圖。
[0024]圖4為本發(fā)明檢測(cè)控制的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，便于清楚地了解本發(fā)明，但它們不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限定。
[0026]如圖1、圖2所示，本發(fā)明基于機(jī)械手臂的高精度自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，包括機(jī)械手臂、面掃描模塊、圖像處理模塊和系統(tǒng)控制模塊，其中:
[0027]機(jī)械手臂，用于根據(jù)系統(tǒng)控制模塊的控制信號(hào)調(diào)節(jié)面掃描模塊的位置，使面掃描模塊中的相機(jī)與待測(cè)模組平行對(duì)位、前后定位、左右對(duì)位，具體調(diào)整過程在下面描述。
[0028]面掃描模塊，安裝于機(jī)械手臂上，包括鐳射、多個(gè)相機(jī)和分別與多個(gè)相機(jī)連接的電機(jī)，多個(gè)相機(jī)包括位于中間的中央相機(jī)和位于中央相機(jī)兩側(cè)的邊緣相機(jī)，定義中央相機(jī)為標(biāo)準(zhǔn)相機(jī)，固定不動(dòng)，除中央相機(jī)以外的邊緣相機(jī)可在于其連接的電機(jī)帶動(dòng)下左右移動(dòng)，鐳射、機(jī)械手臂和電機(jī)均系統(tǒng)控制模塊控制，各個(gè)相機(jī)由圖像處理模塊控制。鐳射用于檢測(cè)面掃描模塊與待測(cè)模組之間的間距，并將檢測(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)送至系統(tǒng)控制模塊;相機(jī)用于拍攝待測(cè)模組上的對(duì)焦畫面，并將拍攝的圖像發(fā)送至圖像處理模塊；電機(jī)用于根據(jù)接收的控制信號(hào)控制調(diào)節(jié)相機(jī)的位置。
[0029]圖像處理模塊，用于接收相機(jī)拍攝的圖像，并對(duì)相機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行處理，將處理的圖像參數(shù)發(fā)送至系統(tǒng)控制模塊。
[0030]系統(tǒng)控制模塊，用于根據(jù)接收的鐳射檢測(cè)的數(shù)據(jù)和圖像參數(shù)向機(jī)械手臂或電機(jī)發(fā)送控制信號(hào)。
[0031]如圖3、圖4所示，本發(fā)明采用上述檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0032]步驟I，棧板入棧，待測(cè)模組移動(dòng)到位后，使用條碼槍掃描待測(cè)模組的ID，然后開始測(cè)試。因?yàn)槊總€(gè)待測(cè)模組的位置和傾斜角度不是固定的，每次都會(huì)有變化，所以檢測(cè)之前必須通過機(jī)械手臂和電機(jī)調(diào)整相機(jī)的位置，使面掃描模塊中的相機(jī)與待測(cè)模組平行對(duì)位、前后定位、左右對(duì)位，目的是保證各個(gè)相機(jī)與待測(cè)模組垂直并對(duì)準(zhǔn)要拍攝區(qū)域的中心位置，具體調(diào)節(jié)過程如下:
[0033]a)平行對(duì)位:平行對(duì)位是使面掃描模塊中相機(jī)的所在平面與待測(cè)模組所在平面平行，這樣就保證了相機(jī)鏡頭就與拍攝物是垂直的，拍攝的圖像質(zhì)量更有利于后面的檢測(cè)。首先系統(tǒng)控制模塊控制打開鐳射，通過面掃描模塊上的鐳射檢測(cè)多組面掃描模塊與待測(cè)模組之間的垂直距離，并將檢測(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)