一种用于LCD的视觉检测设备的制作方法

本发明涉及lcd的视觉检测技术领域，特别涉及一种用于lcd的视觉检测设备。

背景技术

液晶显示屏(英文：liquidcrystaldisplay，缩写：lcd)不仅具有高分辨率、高亮度和无几何变形等诸多优点外，还具有体积小、重量轻和功耗低等特点。因此，lcd被广泛应用于数码照相机、数码摄像机、车载显示器、桌上显示器、笔记本电脑和液晶电视等显示器领域。lcd在生产过程中由于原材料和生产过程的技术原因，会产生多种缺陷，如各光学膜片上的外来杂质和表面划伤，这些缺陷的产生将对lcd的使用性能带来严重的影响。为了降低生产成本，提高零件制造与部件组装过程中的成品率，生产过程中需要对lcd的微观和宏观缺陷进行实时在线自动检测。

目前对液晶显示屏的缺陷检测通常采用表面缺陷自动光学检测技术，相应的自动光学视觉检测设备也逐渐发展起来。在lcd的实际生产过程中往往需要进行多工位检测，现有的多工位lcd视觉检测设备布局主要有直线型布局。参见图1，为现有技术中的直线型布局的多工位lcd视觉检测设备，主要包括设置在机架上的横梁100，与横梁100滑动连接的抓手200，以及检测装置300。直线型布局的多工位lcd视觉检测设备在工作时，首先抓手200将待检测的lcd从外部抓放到横梁100下的传送装置上，传送装置将待检测的lcd传送到检测装置300的下方，检测完成后传送装置再将检测完成的lcd送回传送装置的原始位置，最后抓手200将检测完成的lcd移出检测设备。

然而，直线型布局的多工位lcd视觉检测设备存在以下不足：各个检测工位是串行或并行排列，产品搬运动作流程长，检测效率低，对于结构较复杂、检测工位增多的情况，直线型布局空间利用率不高且构造复杂，相机工作时间占比总检测时间较小，相机利用率低。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于提供一种用于lcd的视觉检测设备，以解决现有的直线型布局的多工位lcd视觉检测设备检测效率低、相机利用率低的问题。

根据本发明的实施例，一种用于lcd的视觉检测设备，包括：固定平台、三工位转盘装置、相机检测装置、上料机器人以及下料机器人；

所述固定平台，用于承载所述三工位转盘装置、所述相机检测装置、所述上料机器人以及所述下料机器人；

所述三工位转盘装置，架设于所述固定平台的上方，用于承载lcd并转换不同工位上的lcd的位置，所述三工位转盘装置包括三工位转盘和lcd载具托板，所述三工位转盘与所述固定平台转动连接，所述三工位转盘的侧壁上均设置有所述lcd载具托板，所述lcd载具托板的上方均预设有相机检测区域，所述lcd载具托板采用透明材质，所述lcd载具托板的下方设置有lcd背光源，所述lcd背光源的位置与所述lcd载具托板的上方预设的相机检测区域的位置相对应；

所述相机检测装置，设于所述三工位转盘装置的第一侧，用于对所述三工位转盘装置上的lcd视觉检测；

所述上料机器人，设于所述三工位转盘装置的第二侧，用于对待视觉检测的lcd进行吸附并移动至上料工位的所述lcd载具托板上；

所述下料机器人，设于所述三工位转盘装置的第三侧，用于对完成视觉检测的lcd进行吸附并将完成视觉检测的lcd从下料工位的所述lcd载具托板上移出。

可选的，所述相机检测装置包括相机支架、相机升降装置以及主相机，所述相机支架固定设置于所述固定平台的上方，所述相机升降装置固定设置于所述相机支架的上方，所述相机升降装置用于调整所述主相机的高度，所述主相机与所述相机升降装置固定连接，所述主相机设置于所述相机检测区域的上方。

可选的，所述三工位转盘的下方设置有dd马达，所述dd马达固定设置于所述固定平台的上方，所述三工位转盘的顶部设置有多个固定孔，多个所述固定孔的位置与所述dd马达顶部孔的位置相对应，所述三工位转盘与所述dd马达螺纹连接。

可选的，所述lcd载具托板的上表面设置有检测凹槽，所述检测凹槽用于放置待视觉检测的lcd，所述检测凹槽的位置与所述主相机的位置相对应。

可选的，所述主相机与所述lcd载具托板之间设置有检测相机高角度光源，所述检测相机高角度光源的位置与所述lcd载具托板的上方预设的相机检测区域的位置相对应。

可选的，所述三工位转盘的顶部设置有多个减重通孔。

可选的，所述上料机器人和所述下料机器人均与所述固定平台转动连接，所述上料机器人和所述下料机器人对称设置于所述三工位转盘的两侧。

可选的，所述主相机设置为多个，所述三工位转盘的每一侧都设置有多个所述lcd载具托板，所述lcd载具托板的数量与所述主相机的数量相对应。

可选的，所述lcd载具托板与所述三工位转盘可拆卸连接。

由以上技术方案可知，本发明的用于lcd的视觉检测设备，包括：固定平台、三工位转盘装置、相机检测装置、上料机器人以及下料机器人，固定平台，用于承载三工位转盘装置、相机检测装置、上料机器人以及下料机器人，三工位转盘装置，用于承载lcd并转换不同工位上的lcd的位置，三工位转盘装置包括三工位转盘和lcd载具托板，三工位转盘的侧壁上均设置有lcd载具托板，lcd载具托板采用透明材质，lcd载具托板的下方设置有lcd背光源，lcd背光源的位置与lcd载具托板的上方预设的相机检测区域的位置相对应，相机检测装置，用于对三工位转盘装置上的lcd视觉检测，上料机器人，用于对待视觉检测的lcd进行吸附并移动至上料工位的lcd载具托板上，下料机器人，用于对完成视觉检测的lcd进行吸附并将完成视觉检测的lcd从下料工位的lcd载具托板上移出。本发明的用于lcd的视觉检测设备使用时，通过上料机器人将待视觉检测的lcd进行吸附并移动至上料工位的所述lcd载具托板上，之后转动三工位转盘，将盛放有lcd的lcd载具托板转动到相机检测装置的一侧，使得主相机处于相机检测区域的上方，完成检测后，再次转动三工位转盘，使得载有完成检测的lcd的lcd载具托板转动到下料工位，下料机器人将完成视觉检测的lcd从下料工位的所述lcd载具托板上移出，完成该lcd的检测，在这个过程中，每个工位可以同时进行工作，即上料、检测以及下料可以同时进行，这样靠转盘的回转运动实现各工位的转换，节省了产品搬运时间，优化了工作节拍，提高检测效率，并且由于每个工位都处于持续工作的状态，所以相机工作也处于持续工作的状态，相机工作时间占比总检测时间显著增加，提高相机利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的直线型布局的多工位lcd视觉检测设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的用于lcd的视觉检测设备的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的用于lcd的视觉检测设备的立体图；

图4为本发明实施例提供的用于lcd的视觉检测设备的正视图；

图5为本发明实施例提供的三工位转盘装置的结构示意图。

图中，100-横梁；200-抓手；300-检测装置；1-固定平台；2-三工位转盘装置；3-相机检测装置；4-上料机器人；5-下料机器人；21-lcd载具托板；22-固定孔；23-减重通孔；24-三工位转盘；211-检测凹槽；31-相机支架；32-相机升降装置；33-主相机；6-dd马达；7-lcd背光源；8-检测相机高角度光源。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2至图5，为本发明实施例提供的一种用于lcd的视觉检测设备，包括：固定平台1、三工位转盘装置2、相机检测装置3、上料机器人4以及下料机器人5。

具体地，固定平台1，用于承载三工位转盘装置2、相机检测装置3、上料机器人4以及下料机器人5，三工位转盘装置2，架设于固定平台1的上方，用于承载lcd并转换不同工位上的lcd的位置。三工位转盘装置2可以设置于固定平台1的正中心，这样方便摆设其他装置。三工位转盘装置2可以设置为等边三棱柱，每一边设置一个工位，包括上料工位、下料工位以及检测工位，上料工位用于上料，下料工位用于下料，检测工位用于视觉检测。三工位转盘装置2用于承载lcd并转换不同工位上的lcd的位置。

三工位转盘装置2包括三工位转盘24和lcd载具托板21，三工位转盘24与固定平台1转动连接，三工位转盘24的侧壁上均设置有lcd载具托板21，三工位转盘24可以采用天然花岗岩材质，天然花岗岩经过研磨加工后的平面度可达0.01mm，以天然花岗岩转盘为基础平台，调节三边的lcd载具托板21，达到满足相机检测的要求，设备的稳定性和定位精度得到有效保证。

lcd载具托板21的上方均预设有相机检测区域，lcd载具托板21的的下方设置有lcd背光源7，lcd背光源7的位置与lcd载具托板21的上方预设的相机检测区域的位置相对应，为了使得lcd载具托板21能够透过lcd背光源7发出的光并进行检测，lcd载具托板21采用透明材质。

相机检测装置3，设于三工位转盘装置2的第一侧即设置于检测工位，用于对三工位转盘装置2上的lcd视觉检测，通过相机来进行视觉检测可以代替人眼来做测量和判断，通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而拾取人眼所不能识别的lcd的缺陷。

上料机器人4，设于三工位转盘装置2的第二侧，用于对待视觉检测的lcd进行吸附并移动至上料工位的lcd载具托板21上。

其中，上料机器人4可选用多自由度的球坐标型的工业机器人，球坐标型工业机器人的臂部能够在上料空间范围内回转、俯仰和伸缩，实现准确的上料作业。上料机器人的机械手端部可以设置真空吸板，真空吸板利用真空吸盘对lcd进行吸附，在搬运过程中有可能因晃动出现位移偏量导致上料时定位不准，可以设置多个真空吸盘，同时吸附在lcd的多个点上，防止，当某个真空吸盘由于晃动出现位移偏量时，其他真空吸盘可以继续保持吸附状态。

下料机器人5，设于三工位转盘装置2的第三侧，用于对完成视觉检测的lcd进行吸附并将完成视觉检测的lcd从下料工位的lcd载具托板21上移出，与上料机器人4类似，下料机器人5可选用多自由度的球坐标型的工业机器人，球坐标型工业机器人的臂部能够在上料空间范围内回转、俯仰和伸缩，实现准确的上料作业。下料机器人的机械手端部可以设置真空吸板，真空吸板利用真空吸盘对lcd进行吸附，由于下料时对于位置的精度要求不高，所以可以只采用单个真空吸盘对lcd进行吸附。

由以上技术方案可知，本发明的用于lcd的视觉检测设备，包括：固定平台1、三工位转盘装置2、相机检测装置3、上料机器人4以及下料机器人5，固定平台1，用于承载三工位转盘装置2、相机检测装置3、上料机器人4以及下料机器人5，三工位转盘装置2，用于承载lcd并转换不同工位上的lcd的位置，三工位转盘装置2包括三工位转盘24和lcd载具托板21，lcd载具托板21的上方均预设有相机检测区域，lcd载具托板21采用透明材质，lcd载具托板21的下方设置有lcd背光源7，lcd背光源7的位置与lcd载具托板21的上方预设的相机检测区域的位置相对应，相机检测装置3，用于对三工位转盘装置2上的lcd视觉检测，上料机器人4，用于对待视觉检测的lcd进行吸附并移动至上料工位的lcd载具托板21上，下料机器人5，用于对完成视觉检测的lcd进行吸附并将完成视觉检测的lcd从下料工位的lcd载具托板21上移出。本发明的用于lcd的视觉检测设备使用时，通过上料机器人4将待视觉检测的lcd进行吸附并移动至上料工位的lcd载具托板21上，之后通过转动装置转动三工位转盘24，将盛放有lcd的lcd载具托板21转动到相机检测装置3的一侧，使得主相机33处于相机检测区域的上方，完成检测后，再次转动三工位转盘24，使得载有完成检测的lcd的lcd载具托板21转动到下料工位，下料机器人5将完成视觉检测的lcd从下料工位的lcd载具托板21上移出，完成该lcd的检测，在这个过程中，每个工位可以同时进行工作，即上料、检测以及下料可以同时进行，这样靠三工位转盘24的回转运动实现各工位的转换，节省产品搬运时间，优化工作节拍，提高检测效率，并且由于每个工位都处于持续工作的状态，所以相机也处于持续工作的状态，相机工作时间占比总检测时间显著增加，提高相机利用率。

进一步，相机检测装置3可以包括相机支架31、相机升降装置32以及主相机33，相机支架31固定设置于固定平台1的上方，相机升降装置32设置于相机支架31的上方，相机升降装置32可以沿着相机支架31在水平方向上移动，调节主相机33的位置已得到最佳的相机拍摄视角。相机升降装置32可以带动主相机33上下移动，主相机33与相机升降装置32固定连接，主相机33设置于相机检测区域的上方。主相机33在使用时有可能由于检测的lcd尺寸不同，需要对主相机33进行调焦，相机升降装置32不仅可以帮助主相机33调焦，还可以方便主相机33的拆卸。

进一步，三工位转盘的下方设置有dd马达6，dd马达6固定设置于固定平台1的上方，三工位转盘24的顶部设置有多个固定孔22，多个固定孔22的位置与dd马达6顶部孔的位置相对应，三工位转盘24与dd马达6螺纹连接。直线型布局的多工位lcd视觉检测设备的直线运动一般是通过伺服电机驱动滚珠丝杆来实现，当设备动作节拍不足时，需要通过提高丝杆的转速来进行补偿，长期运行时容易造成设备的稳定性降低。而本实施例采用dd马达6驱动三工位转盘24转动，可以使得三工位转盘360°自由地间歇运动、连续回转，转动更加灵活，并且dd马达6与三工位转盘24之间不存在传动间隙，这样可以节省能源，同时dd马达6运行平稳，定位精度和重复定位精度高，使得lcd的检测精度也进一步提高。采用dd马达6驱动三工位转盘24，整个传动装置结构简单，维护也更加方便。

进一步，lcd载具托板21的上表面设置有检测凹槽211，检测凹槽211用于放置待视觉检测的lcd，检测凹槽211的位置与主相机的位置相对应。设置检测凹槽211不仅可以对待检测的lcd进行定位，并且还可以防止三工位转盘24转动时，由于惯性的作用待检测的lcd从三工位转盘24飞出。

进一步，主相机33与lcd载具托板21之间设置有检测相机高角度光源8，检测相机高角度光源8的位置与lcd载具托板21的上方预设的相机检测区域的位置相对应。lcd在生产过程中不可能做到百分百的无灰尘，在进行视觉检测时有时候会将lcd表面的灰层误当做缺陷，而对品质良好的lcd造成误判断。在进行视觉检测之前，先打开检测相机高角度光源8，此时lcd背光源处于熄灭状态，通过检测相机高角度光源8的光照，可以得到表面带有灰尘的lcd图像。之后熄灭检测相机高角度光源8，打开lcd背光源，对lcd进行视觉检测，得到视觉检测的图像，之后将两张照片进行对比，就能排出灰尘作为缺陷点的视觉干扰，减少误判断。

进一步，三工位转盘24的顶部设置有多个减重通孔23，通过开设的多个减重通孔23，可以减轻三工位转盘24的重量，从而减轻传动装置的负载，提高转动的速率，也提高生产效率。

进一步，上料机器人4和下料机器人5均与固定平台转动连接，上料机器人4和下料机器人5对称设置于三工位转盘的两侧。上料机器人4和下料机器人5均与固定平台转动连接可以提高上下料的灵活度，上料机器人4和下料机器人5对称设置可以使得整个设备的布局更加紧凑合理，进一步提高上下料的灵活度。

进一步，三工位转盘24的每一侧都设置有多个lcd载具托板21，lcd载具托板21的数量与主相机33的数量相对应。可以在检测工位上设置多个主相机33，对应得三工位转盘24没一侧设置多个lcd载具托板21，从而可以同时对多个lcd进行视觉检测，提高生产效率。

进一步，lcd载具托板21与三工位转盘24可拆卸连接。生产过程中可能要对不同尺寸的lcd进行检测，这样固定尺寸的lcd载具托板21可能并不适用，所以为适应多种尺寸的lcd检测需求，将lcd载具托板21与三工位转盘24设置为可拆卸连接，可以随时更换不同的尺寸的lcd载具托板，使得设备的适用性更广。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。