一種觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動化檢測系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動化檢測系統。本實用新型專利技術包括傳動部分、成像部分和篩選部分；傳動部分用于將觸摸屏玻璃傳送至成像部分；成像部分用于檢測觸摸屏玻璃表面是否存在瑕疵；篩選部分用于剔除存在瑕疵的觸摸屏玻璃。傳動部分包括三個傳動單元，且三個傳動單元固定連接在底部固定板；每個傳動單元包括底部固定板、伺服電機、傳動軸、磁性傳動齒輪主動輪、磁性傳動齒輪從動輪、從動軸；成像部分和篩選部分分別設置在中間和最后傳動單元上。本實用新型專利技術檢測精度高、效率高、可定量識別；同時采用了非接觸式的磁性齒輪副作為傳動媒介，具有非接觸式、無噪音、無振動、無污染的特點，適用于無塵環境中的觸摸屏玻璃檢測過程。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于機器視覺檢測領域，涉及一種觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動化檢測系統。
技術介紹
觸摸屏玻璃元件在國民經濟各生產領域、在日常工作和民眾生活中的使用非常廣泛，典型的如顯示屏、手機面板、ipad、各種工業及家用玻璃面板等。當觸摸屏玻璃元件面板表面存在劃痕、崩邊等瑕疵時，將大大影響該產品的功能性質量指標及美觀度，因此有必要對觸摸屏玻璃元件表面的瑕疵進行定量的自動化在線檢測過程，以適應工業生產中的流水線作業，對于提高產品的質量，實現企業的轉型升級非常重要。傳統的針對觸摸屏玻璃元件的檢測方法主要是目視法，工人將觸摸屏玻璃元件表面置于強光照射下，利用目視法觀察元件表面瑕疵產生的散射光，并與標準刻線卡進行比對，從而確定瑕疵的尺度。目視法受所檢測人的熟練程度影響較大，主觀性較強，而且長期的檢測會造成人眼疲勞，造成瑕疵的誤判及漏檢。同時目視法檢測速度較慢，漏檢率較高，可靠性差，沒有辦法實現整個生產流程的流水線檢測。還需要招聘大批的工人并需要培訓，勞動成本高，有悖于國家將勞動密集型產業向科技創新型發展的國策。所以目前各生產觸摸屏玻璃元件供應商迫切需要觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動化檢測系統，實現企業的轉型升級。
技術實現思路
本技術的目的是針對現有技術的不足，為解決觸摸屏玻璃表面瑕疵在線的自動化檢測，提供一種觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動化檢測系統。本發面采用如下方案。本技術解決其技術問題所采用的技術方案如下：本技術包括傳動部分、成像部分和篩選部分；傳動部分用于將觸摸屏玻璃傳送至成像部分；成像部分用于檢測觸摸屏玻璃表面是否存在瑕疵；篩選部分用于剔除存在瑕疵的觸摸屏玻璃。傳動部分包括三個傳動單元，且三個傳動單元固定連接在底部固定板；每個傳動單元包括底部固定板、伺服電機、傳動軸、磁性傳動齒輪主動輪、磁性傳動齒輪從動輪、從動軸；伺服電機固定在底部固定板上，其輸出軸通過彈性聯軸器與傳動軸的一端相連接，傳動軸的另一端與相鄰的傳動單元用軸承座固定在底部固定板；傳動軸上等距間隔設置有多個磁性傳動齒輪主動輪，每個磁性傳動齒輪主動輪上對應設置有磁性傳動齒輪從動輪；磁性傳動齒輪從動輪與從動軸的一端剛性連接，從動軸的另一端通過軸承座固定在底部固定板，從動軸上等距間隔設置有多個固定連接的彈性橡膠圈，彈性橡膠圈用于放置和傳輸被檢觸摸屏玻璃元件，依靠彈性橡膠圈與被檢觸摸屏玻璃元件之間接觸的摩擦力，驅動被檢觸摸屏玻璃元件平動；所述的磁性傳動齒輪主動輪與磁性傳動齒輪從動輪構成一對直角傳動副，功能等同于直角齒輪傳動，能實現垂直方向的同步傳動，而磁性傳動齒輪從動輪的轉動便驅動從動軸轉動。成像部分設置在中間傳動單元上；成像部分包括兩個LED線光源和、線陣相機、光源夾持塊、光源調整轉軸；兩個LED線光源和上的兩端分別裝有光源夾持塊，兩端的光源夾持塊通過抱緊方式固定于光源調整轉軸上，光源調整轉軸固定于外部支架，從而實現了LED線光源和LED線光源繞光源調整轉軸的轉動，便于線性照明角度的調整，以保證理想原始觸摸屏瑕疵灰度圖像的獲得；線陣相機設置在兩個LED線光源和正上方，與外部支架活動連接，用于捕捉被檢觸摸屏玻璃元件表面瑕疵位置激發的散射光；當被檢觸摸屏玻璃元件隨傳動部分平動時，利用成像部分對被檢觸摸屏玻璃元件表面的瑕疵成像，成像過程可描述為：利用LED線光源1、LED線光源2產生的斜入射線光源照射被檢觸摸屏玻璃元件表面，利用線陣相機捕捉被檢觸摸屏玻璃元件表面瑕疵位置激發的散射光，得到原始觸摸屏瑕疵灰度圖像，然后通過圖像處理模塊對原始觸摸屏瑕疵灰度圖像進行圖像處理，具體的對采集到的原始觸摸屏瑕疵灰度圖像進行圖像校正、區域分割、瑕疵提取及標記瑕疵位置信息等圖像處理過程，得到瑕疵評判結果。篩選部分設置在最后傳動單元上，且底部固定在底部固定板，篩選部分包括同步帶驅動X向平移導軌、Z向平移導軌、真空吸盤、平帶傳輸機構；真空吸盤固定在Z向平移導軌上，能夠沿著Z向平移導軌上下移動；Z向平移導軌固定在同步帶驅動X向平移導軌上，能夠沿著同步帶驅動X向平移導軌左右移動；同步帶驅動X向平移導軌固定在底部固定板上，且位于最后傳動單元上方；平帶傳輸機構位于最后傳動單元一側，且與底部固定板固定連接。經過成像單元評判后，合格觸摸屏玻璃元件隨最后傳動單元平動進入下一工序；對于不合格觸摸屏玻璃元件，將進行篩選，首先利用真空吸盤產生的負壓吸住不合格觸摸屏玻璃元件后，不合格觸摸屏玻璃元件隨Z向平移導軌向上平動，再利用同步帶驅動X向平移導軌做水平方向的平動，移動至平帶傳輸機構處，此時驅動Z向平移導軌向下平動，并利用真空吸盤釋放負壓，將不合格觸摸屏玻璃元件放置至平帶傳輸機構上，完成不合格元件的篩選過程。該系統采用的圖像處理方法包括：圖像校正、區域分割、瑕疵提取及標記瑕疵位置信息；圖像校正是指采用圖像變換算法，校正由于被檢觸摸屏玻璃元件的隨機性放置而導致采集到的原始觸摸屏瑕疵灰度圖像傾斜的問題；區域分割是指對校正后得到的無傾斜的觸摸屏瑕疵灰度圖像進行區域分割；所述的瑕疵提取是對分割的每塊區域進行瑕疵的提取；所述的標記瑕疵位置信息是指依據提取的特征位置信息及定標曲線，將瑕疵位置標記在校正后的觸摸屏瑕疵灰度圖像上。圖像校正具體過程為：首先讀入原始觸摸屏瑕疵灰度圖像，對該圖像進行旋轉、平移、錯切等變換，將原始觸摸屏瑕疵灰度圖像校正為無傾斜觸摸屏瑕疵灰度圖像，再對校正后圖像進行裁剪，使校正后圖像中僅包含當前待檢測的觸摸屏灰度圖像；圖像校正后，進行區域分割，分割出手機邊框區域、聽筒孔區域、IR孔區域、觸摸區域及印刷區域。根據不同區域中含有的不同瑕疵種類，以及不同瑕疵之間的幾何特征差異，在不同的區域中分別進行瑕疵的特征提取與瑕疵分類；區域分割后分別對各區域進行特征提取，具體包括如下步驟：步驟(1)對分割出的手機邊框區域，首先進行濾波、二值化處理以及腐蝕膨脹操作后，提取該區域位置上存在的崩邊、倒邊以及邊漏等瑕疵的像素值，利用定標曲線，將提取到的像素值轉換為實際尺寸，得到崩邊、倒邊、漏邊等瑕疵的實際尺寸；步驟(2)對分割出的聽筒孔區域，首先通過建立標準聽筒區域的理想模板圖像，然后通過與分割后的觸摸屏瑕疵灰度圖像中該區域的圖像進行配準，再進行差分算法計算出該區域中存在的孔倒瑕疵像素尺寸，再利用定標曲線，將提取到的像素尺寸轉換為實際尺寸；步驟(3)通過二值化以及邊緣檢測算法提取出聽筒孔區域中聽筒孔的邊界信息，根據邊界信息中邊緣的平滑程度判斷出當前是否存在孔崩瑕疵，并計算得到孔崩瑕疵的像素值大小，最后利用定標曲線，將像素值轉換為實際尺寸值，得到孔崩瑕疵的實際尺寸；步驟(4)針對分割出的IR孔區域，通過形態學操作將背景信息剔除，進一步采用二值化、特征提取將該區域中的點狀瑕疵信息提取出來，得到晶點瑕疵的像素尺寸，再利用定標曲線，將像素尺寸轉換為實際尺寸，得到晶點瑕疵的實際尺寸；步驟(5)針對分割出的觸摸區域，采用二值化、特征提取，提取出當前區域中瑕疵的幾何特征，并利用定標曲線得到實際幾何特征尺寸，包括面積、長度和寬度；根據提取的瑕疵的幾何特征，建立不同瑕疵的分類器，用于檢測并分類劃傷、凹坑、水漬、污漬等瑕疵；步驟(6)針對分割出的印刷區域，通過采用不同的二值化灰度閾值提取出當前區域中存在的異色瑕疵、透光瑕疵本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動化檢測系統，其特征在于包括傳動部分、成像部分和篩選部分；傳動部分用于將觸摸屏玻璃傳送至成像部分；成像部分用于檢測觸摸屏玻璃表面是否存在瑕疵；篩選部分用于剔除存在瑕疵的觸摸屏玻璃。

【技術特征摘要】
1.一種觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動化檢測系統，其特征在于包括傳動部分、成像部分和篩選部分；傳動部分用于將觸摸屏玻璃傳送至成像部分；成像部分用于檢測觸摸屏玻璃表面是否存在瑕疵；篩選部分用于剔除存在瑕疵的觸摸屏玻璃。2.如權利要求1所述的一種觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動化檢測系統，其特征在于傳動部分包括三個傳動單元，且三個傳動單元固定連接在底部固定板(S1)；每個傳動單元包括底部固定板(S1)、伺服電機(S3)、傳動軸(S5)、磁性傳動齒輪主動輪(S6)、磁性傳動齒輪從動輪(S7)、從動軸(S8)；伺服電機(S3)固定在底部固定板(S1)上，其輸出軸通過彈性聯軸器(S4)與傳動軸(S5)的一端相連接，傳動軸(S5)的另一端與相鄰的傳動單元用軸承座固定在底部固定板(S1)；傳動軸(S5)上等距間隔設置有多個磁性傳動齒輪主動輪(S6)，每個磁性傳動齒輪主動輪(S6)上對應設置有磁性傳動齒輪從動輪(S7)；磁性傳動齒輪從動輪(S7)與從動軸(S8)的一端剛性連接，從動軸(S8)的另一端通過軸承座固定在底部固定板(S1)，從動軸(S8)上等距間隔設置有多個固定連接的彈性橡膠圈(S9)，彈性橡膠圈(S9)用于放置和傳輸被檢觸摸屏玻璃元件(S10)，依靠彈性橡膠圈(S9)與被檢觸摸屏玻璃元件(S10)之間接觸的摩擦力，驅動被檢觸摸屏玻璃元件(S10)平動；所述的磁性傳動齒輪主動輪(S6)與磁性傳動齒輪從動輪(S7)構成一對直角傳動副，功能等同于直角齒輪傳動，能實現垂直方向的同步傳動，而磁性傳動齒輪從動輪(S7)的轉動便驅動從動軸(S8)轉動。3.如權利要求1所述的一種觸摸屏玻璃表面瑕疵在線自動化檢測系統，其特征在于傳動部分包括多個傳動單元，具體的：傳動部分包括底部固定板(S1)、大功率伺服電機(S22)、減速機(S23)和三個傳動單元；三個傳動單元包括一級傳動單元、二級傳動單元和三級傳動單元；大功率伺服電機(S22)的輸出軸與減速機(S23)相連接，減速機(S23)通過聯軸器(S24)與一級傳動單元相連接，每級傳動單元與底部固定板(S1)固定連接；一級傳動單元與二級傳動單元的連接、二級傳動單元與三級傳動單元均通過同步帶的方式進行動力傳動連接；每級傳動單元包括、傳動軸(S5)、磁性傳動齒輪主動輪(S6)、磁性傳動齒輪從動輪(S7)、從動軸(S8)、主動同步帶輪、同步帶、從動同步帶輪和主動軸；傳動軸(S5)的兩端通過軸承座固定在底部固定板(S1)上；傳動軸(S5)上等距間隔設置有多個磁性傳動齒輪主動輪(S6)，每個磁性傳動齒輪主動輪(S6)上對應設置有磁性傳動齒輪從動輪(S7)；磁性傳動齒輪從動輪(S7)與從動軸(S8)的一端剛性連接，從動軸(S8)的另一端通過軸承座固定在底部固定板(S1)，從動軸(S8)上等距間隔設置有多個固定連接的彈性橡膠圈(S9)，彈性橡膠圈(S9)用于放置和傳輸被檢觸摸屏玻璃元件(S10)；減速機(S23)通過聯軸器(S24)與一級傳動單元的一級主動軸(S28)的一端相連接，同時一級主動軸的該端固定有一級主動同步帶輪(S25)；一級同步帶(S26)將一級從動同步帶輪(S27)和一級主動同步帶輪(S25)連接，一級從動同步帶輪(S27)設置在傳動軸(S5)中間位置；一級主動軸(S28)的另一端與一級傳動同步帶輪(S29)相連接，一級傳動同步帶輪(S29)和二級主動同步帶輪(S31)通過同步帶2(S30)相連接；且二級主動同步帶輪(S31)與二級主動軸(S32)的一端連接，二級主動軸(S32)的另一端穿過二級主動同步帶輪2(S33)后與二級傳動同步帶輪(S34)相連接；二級同步帶將二級從動同步帶輪和二級主動同步帶輪2(S33)連接，二級從動同步帶輪設置在傳動軸(S5)中間位置；三級同步帶將二級傳動同步帶輪(S34)和三級主動同步帶輪連接，三級主動同步帶輪與三級主動軸的一端連接，三級主動軸的另一端與三級傳動同步帶輪相連接；三級傳動同步帶輪和一級從動同步帶輪通過同步帶連接；傳動時，大功率伺服電機(S22)經減速機(S23)調速后，通過聯軸器(S24)驅動一級主動軸(S28)轉動，固定在一級傳動軸(S28)上的一級傳動同步帶輪(S29)隨一級傳動軸(S28)轉動，同時通過同步...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊甬英，曹頻，李晨，熊浩亮，許文林，
申請(專利權)人：杭州晶耐科光電技術有限公司，
類型：新型
國別省市：浙江;33