玻璃盖板外观在线检测装置的制作方法

本申请涉及视觉检测技术领域，具体涉及一种玻璃盖板外观在线检测装置。

背景技术：

随着大屏智能设备的广泛应用，整个行业对于玻璃盖板的需求也日益增长。对于劳动密集、利润率较低的玻璃盖板生产厂家，产能和良率是重要的管控指标。目前高速丝印机已经广泛到玻璃盖板的丝印制程中，单台丝印机的产能最高可达1500pcs/h，稳定产能也可保持在1200pcs/h。对于如此高的产能，常规的人工全检方式已经无法满足检验要求，因此产品的品质管控成为行业的共同难题。另一方面，玻璃盖板的丝印制程中有多道工序，每一道工序都会产生的一些缺陷，目前这些生产过程中产生的缺陷只能通过人工抽检管控，检测效率低，且漏检率较高。因此出货环节的良品率无法得到有效控制。

基于上述现状，研发一种用于玻璃盖板生产过程中，进行在线检测的装置是市场迫切需要的。

技术实现要素：

为解决行业现状的在线检测需求，本申请的目的在于提供一种玻璃盖板外观在线检测装置，该装置可安装到丝印机等设备上，在每一片玻璃盖板丝印完成后将其取走进行检测，并输出检测结果给其他设备，便于对不良产品进行分拣。这种使用机器视觉技术进行在线检测的系统检测精度高，可避免二次损伤，同时不影响生产节拍。

为了实现上述目的，提供以下技术方案：

一种玻璃盖板外观在线检测装置，包括安装板一、安装板二、精密旋转取放料组件、直线运动组件、光源控制组件、视觉成像组件和上位机控制组件；

所述安装板一安装在安装板二上，用于检测设备结构固定，其上设置有直线运动组件、光源控制组件、视觉成像组件和上位机控制组件；

所述安装板二可以安装在不同丝印机上，其上设置有精密旋转取放料组件和所述安装板一；

所述安装板二的长和宽均大于所述安装板一的长和宽；

所述安装板二上设置多个安装孔，所述安装孔与丝印机上的多个孔位一一对应。

优选的，所述安装板二的长度略大于所述直线运动组件的长度，而所述安装板二的宽度略大于所述直线运动组件和所述精密旋转取放料组件的宽度之和。

优选的，所述安装板一的上方设置有所述直线运动组件，所述直线运动组件一端的侧面设置有所述精密旋转取放料组件，所述视觉成像组件设置在所述直线运动组件的正上方。

优选的，所述直线运动组件包括高亮光源、平台伺服电机、盖板支撑立柱和直线模组，所述直线模组的长度小于所述安装板二的长度，宽度小于所述高亮光源的宽度。

优选的，所述精密旋转取放料组件包括旋转伺服电机、皮带组件、旋转臂、两个旋转真空吸爪、升降气缸、真空吸附元件和液压缓冲元件；

优选的，所述两个旋转真空吸爪呈一直线设置且长度相同，可以在检测过程中同时取放所述玻璃盖板。

优选的，所述旋转臂的两端是可伸缩结构，在一定范围内在所述上位机控制组件的控制下调整所述旋转真空吸爪的伸出的长度。

优选的，所述视觉成像组件包括机架、线阵相机、镜头和相机姿态调整装置。

在本申请主要有如下有益效果：

(1)分析多个动作关系，在保证动作安全稳定的情况下，实行多个动作并行运行，减小运行节拍。

(2)在一个运行周期中，旋转伺服电机在-180°、-90°、90°和0°之间循环，旋转最小的角度，减小了运行节拍。

(3)根据运行节拍，将软件输出判定结果的时间设置在固定时间段内，避免软件超时，保证图像的判定结果和所检测的玻璃盖板结果一一对应。

附图说明

图1为玻璃盖板外观在线检测装置示意图；

图2为安装板2示意图；

图3为一种玻璃盖板外观在线检测装置和丝印机动作时序图。

1、丝印机或其他设备；2、丝印机转盘；3、高亮光源；4、平台伺服电机；5、直线运动组件；6、旋转伺服电机；7、皮带组件；8、旋转臂；9、旋转真空吸爪；10、旋转真空吸爪；11、升降气缸；12、盖板支撑立柱；13、相机；14、镜头；15、安装板一；16、安装板二。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施案例对本申请的技术方案进行详细描述。

一种玻璃盖板外观在线检测装置，如图1所示，包括安装板一15、安装板二16、精密旋转取放料组件、直线运动组件5、光源控制组件、视觉成像组件和上位机控制组件。

所述安装板一15安装在安装板二16上，用于检测设备结构固定，其上设置有直线运动组件、光源控制组件、视觉成像组件和上位机控制组件。其中所述安装板一15的上方设置有所述直线运动组件，所述直线运动组件一端的侧面设置有所述精密旋转取放料组件，所述视觉成像组件设置在所述直线运动组件的正上方。

如图2所示，所述安装板二16可以安装在不同丝印机上，其上设置有精密旋转取放料组件和所述安装板一15。

所述安装板二16的长和宽均大于所述安装板一15的长和宽。

所述安装板二16的长度略大于所述直线运动组件的长度，而所述安装板二16的宽度略大于所述直线运动组件和所述精密旋转取放料组件的宽度之和。这样可以保证在所述玻璃盖板外观在线检测装置放置稳固的基础上，减小装置设置所需工作台的面积，使得装置可以适应多种工作台检测的需要，从而在丝印机上不必专门设置固定的检测装置。

另外，所述安装板二16上设置多个安装孔，所述安装孔与丝印机上的多个孔位一一对应，即上述多个安装孔是在所述安装板二16根据丝印机工作台具体情况放置后，依照丝印机工作台上每一个孔位在所述安装板二16上制做的。因此，所述安装板二16上的多个安装孔针对不同的丝印机，位置各不相同。

这样针对不同丝印机的在线检测需求，通过调整安装板二16上的安装孔位，使检测位和旋转臂的位置能够适应不同丝印机的转盘尺寸，可快速实现三者的位置共线。

所述直线运动组件5包括高亮光源3、平台伺服电机4、盖板支撑立柱12和直线模组。所述平台伺服电机4设置在所述直线模组的一端，所述高亮光源3设置在所述直线模组的另一端，所述盖板支撑立柱12同样设置在所述直线模组的另一端，从所述高亮光源3的中间位置伸出。所述直线模组的长度小于所述安装板二16的长度，宽度小于所述高亮光源3的宽度。所述高亮光源3的宽度小于所述安装板二16的宽度。所述盖板支撑立柱12上吸附待检测的玻璃盖板，使得玻璃盖板的表面与高亮光源3平行。所述直线运动组件5采用平台伺服电机4驱动直线模组，从而带动高亮光源3和其上的玻璃盖板匀速运动。所述高亮光源3根据实际需要在所述光源控制组件的控制下，提供所需亮度的光照。

所述精密旋转取放料组件包括旋转伺服电机6、皮带组件7、旋转臂8、旋转真空吸爪9和10、升降气缸11、真空吸附元件和液压缓冲元件。所述旋转伺服电机6紧贴设置在所述直线运动组件5靠近高亮光源3的一端侧面，其上设置有所述皮带组件7。所述皮带组件7上设置有所述旋转臂8。所述旋转真空吸爪9和10上固定有吸盘，并且所述旋转臂8的两端分别固定连接有所述旋转真空吸爪9和10。所述旋转真空吸爪9和10呈一直线设置且长度相同，可以在检测过程中同时取放所述玻璃盖板。所述旋转伺服电机6通过驱动所述皮带组件7带动所述旋转臂8旋转。

所述旋转臂8的两端是可伸缩结构，可以在一定范围内在所述上位机控制组件的控制下调整所述旋转真空吸爪9和10的伸出的长度。如果所述玻璃盖板外观在线检测装置距离丝印机1较远，可以在丝印机转盘2上吸取或者放置所述玻璃盖板时，伸长所述旋转臂8的一端，使得其上的所述旋转真空吸爪移动到合适的位置吸取或者放置所述玻璃盖板，在旋转180°后，所述旋转臂8的该端收缩到合适的位置，吸取或者放置在所述盖板支撑立柱12上璃盖板；如果所述玻璃盖板外观在线检测装置距离丝印机1较近，可以在丝印机转盘2上吸取或者放置所述玻璃盖板时，收缩所述旋转臂8的一端，使得其上的所述旋转真空吸爪移动到合适的位置吸取或者放置所述玻璃盖板，在旋转180°后，所述旋转臂8的该端伸长到合适的位置，吸取或者放置在所述盖板支撑立柱12上璃盖板。这样可以根据工作台的实际空间大小放置所述装置，使得该装置可以安装在大多数工作台上，同时保证了所述玻璃盖板同时被取放，不但使得该装置使用方便，节省了原有工作台的空间，也可以提高检测效率。

所述视觉成像组件包括机架、线阵相机13、镜头14和相机姿态调整装置。所述机架设置在安装板一15上，内部设置有机架、线阵相机13、镜头14和相机姿态调整元件，并且所述机架的长度和宽度分别小于基座的长度和宽度。所述镜头14设置在所述线阵相机13的正下方，所述相机姿态调整元件设置在所述线阵相机13的侧面。所述相机姿态调整元件控制所述线阵相机13调整到所需的角度后，通过所述镜头14进行图像采集。

当所述直线运动组件5开始前进运动，所述高亮光源3打开，玻璃盖板经过所述线阵相机13下方，光电传感器给所述线阵相机13提供帧信号，平台伺服驱动器输出脉冲给所述线阵相机13提供行信号，通过所述镜头14开始采集图像。

上位机控制系统包括工控机和可编程控制器等设备。

所述玻璃盖板外观在线检测装置安装在丝印机工作台后，具体工作原理如下：

所述精密旋转取放料组件中的旋转伺服电机6通过皮带组件7驱动旋转臂8旋转。升降气缸11带动皮带组件7和旋转伺服电机6整体升降，升降部分装有液压缓冲装置。旋转臂8两侧分别带有一组旋转真空吸爪9和10，在取放料过程中真空吸爪直接接触玻璃盖板，真空吸爪上的真空吸盘可避免对玻璃盖板造成二次损伤。当控制系统接到丝印机1或其他设备发送的允许取放料命令，升降气缸11下降，旋转真空吸爪9和10将直线运动组件5和丝印机转盘2上的两片玻璃盖板同时吸附，升降气缸11上升，旋转伺服电机6带动旋转臂8旋转180°，旋转真空吸爪9和10将玻璃盖板分别放在直线运动组件5的盖板支撑立柱12和丝印机转盘2的四号工位上，完成玻璃盖板的取放料动作。

所述相机姿态调节装置可实现相机的六自由度调整。直线运动组件上的光电传感器给线阵相机13提供帧信号，平台伺服驱动器输出的脉冲信号给线阵相机13提供行信号，玻璃盖板随直线运动组件5从镜头14正下方经过，线性相机13完成图像采集。相机扫描成像后将图片传输到工控机内，图像处理软件对图片进行分析处理并给出检测结果；工控机向可编程控制器传递玻璃盖板ng信号、ok信号和批量报警等信号。可编程控制器和丝印机1的控制系统通过i/o通讯实现通讯，丝印机1根据ng信号和ok信号分拣玻璃盖板，当丝印机接收到批量报警信号时进行停机检查。

如图3所示，当玻璃盖板放到盖板支撑立柱上后，直线运动组件立即前进，同时旋转臂旋转至180°或者0°位置，实现了动作并行运行。在图3中，第n片和第n+1片共同组成一个运行周期，旋转伺服电机在-180°、-90°、90°和0°之间循环，旋转最小的角度，提高了运行节拍。运行节拍在3秒，设置软件输出检测结果的时刻在固定时间段内，早于设置时间输出的结果plc不做处理，超过设置时间未输出结果则强制判定为ng信号，这样保证了工控机输出的图片的判定结果和玻璃盖板一一对应。

本申请的技术方案优势：结构简单稳定，可以与丝印机等设备无缝对接紧密配合，降低人工成本，过漏检率低，可实现自动丝印分拣工序；控制系统采用并行方式、旋转最小角度和在时间区域强制给出判定结果等控制策略，提高了运行节拍，增加了系统稳定可靠性。

本申请涉及的一种玻璃盖板外观在线检测装置，还能够用于在生产线上对玻璃盖板抓取、检测、放回和自动分拣的视觉检测系统。

本申请所述并不限于具体的实施方式所述的实施例，只要是本领域技术人员根据本申请方案得到的其他实施方式，同样属于本申请的技术创新和保护范围。