车载背光源AOI 检测设备的研究开发

2020-05-01黄永雄赵国玲

设备管理与维修 2020年5期

关键词：伺服电机车载定位

黄永雄，赵国玲

（广东省惠州伟志电子有限公司，广东惠州 516100）

0 引言

随着科技的发展和人们生活水平的提高，各类显示屏被广泛应用于广告屏、电视机、电脑、手机、汽车导航等产品，对其品质要求也越来越高。其中而做为车载显示产品核心部件背光源的品质要求更为严格。品质的严格把控需要有精密的仪器设备做保证。

1 研发背景

以往背光源产品的检测是依靠人工加辅助夹具和仪器进行检测，检测流程：先用点亮治具和通用测试盒将产品点亮进行低电流测试，在低电流没有问题的情况下，将电流转换为正常电流检测产品的偏光，确认没有问题时再进行常规检测，如爆灯、暗灯、死灯、溢胶、黑点、白点、划伤、脏污、黑团、白团等。同时检测产品的电性能，如热敏电阻、短路、开路等。

这种检测方式效率偏低，需要的人工多，长时间的点亮检测照射对员工的眼睛有一定的影响，有漏检的可能，产品品质存在隐患。如果客户需要检测产品的亮度、均匀性、坐标等光学参数时，只能借助专门的检测设备BM-7 进行检测，而量大的产品，无法对每个产品都检测光学参数。对于日益增长的产能需求和客户需求，传统的检测方式也是无法满足生产需要。为此，设计制作一款能提高生产效率，提升产品品质的自动化智能检测设备。

2 设计原理

车载背光源AOI（Automated Optical Inspection，自动光学检测）设备通过中空旋转平台转动，利用CCD 成像技术，将点亮的产品转到相机拍照点进行拍照。相机采集点亮后的画面，再利用彤光BLVS 软件系统对相机采集到的图像进行分析，模拟人眼的视觉特性，自动多角度检测车载背光画面的缺陷，并根据产品的质量标准自动进行合格与否的判断，然后将检测产品的数据与测试软件分析结果形成报表、保存。

车载背光源AOI 检测设备工作流程：产品放入治具→撕保护膜→光学/电性能检测→常规检测→贴保护膜→下料扫码→良品与不良品分类存放。

3 设备特点

车载背光源AOI 检测设备可以代替以往人工检测的所有内容，外加光学参数测试和人工扫码，还能随时输出产品检测信息，反馈产品不良信息，具有快速，准确的特点。可以帮助企业提高效率，节省人工和提升产品质量。

车载背光源AOI 检测设备可测试项目：①爆灯、暗灯、死灯、溢胶、亮度、均匀性、热敏电阻、短路/开路等；②常规项检测：黑点、白点、划伤、脏污、黑团、白团、毛丝等。

3.1 结构特点

车载背光源AOI 检测设备测试产品具有多样性，可测试的产品种类较多，根据每款产品FPC（Flexible Printed Circuit，柔性电路板）伸出端位置的不同，可对其点亮位置进行调节。如图1 所示，机台设有4 个产品定位平台，每个定位平台有2 个X，Y不同方向的滑轨，用于调节不同产品FPC 点亮位置。同时，因产品测试常规参数时需要进行多角度定位拍照检测，因此，整个产品定位平台可以多角度转动，转动的动力源来自伺服电机，每个产品定位平台由一个伺服电机驱动。

在背光行业中，背光源的检测要求较高，产品在点亮时会有强光产生，对人眼会造成一定的伤害，该检测设备的开发，利用视觉代替人工检测，既能满足检测要求，也能保护员工。为确保常规参数测试的准确性，机台内部设有5 个高分辨单色面阵相机从5 个不同角度（垂直、斜视、反斜视、侧视、反侧视）对点亮产品进行拍照取证。测试数据实时记录于报表，可从配置的电脑系统中直接读取。

3.2 零部件选型特点

为保证测试产品的准确性，设备均采用国内外著名品牌厂商的零部件，设备定位精度控制在±0.1 mm 以内。

（1）硬件部分。采用松下伺服电机作为动力源，配合减速机带动中空旋转平台转动，伺服电机精度高（±0.03 mm），转速快（最高达6000 r/min），响应时间短(几十毫秒之内)，运行平稳，噪声小，符合该设备的设计要求，被列为动力源的首选；为了更加灵活地测试各类产品，治具定位平台为滑轨式可调节，滑轨选用台湾上银导轨，精度达到±0.05 mm；选用的南瑞中空旋转平台，其精度达到±0.05 mm；气动配件选用亚德客品牌的滑台气缸。

图1 车载背光源AOI 检测设备

（2）软件部分。选用三菱PLC-IQF 系列，其充实的内置功能使用起来更加方便，除了CPU 模块内置的模拟量输入输出功能外，还可以使用扩展模块来根据用途进行模拟量控制；定位控制除了内定以外，还可以使用扩展模块进行正式定位，网络通信以CC-LINK IE 现场网络和CC-LINK V2 为首，支持Any-WireASLINK 系统网络，编程环境直观，操作性强。

（3）视觉部分。为使产品检测更全面、准确，设备选用工业高分辨单色面阵相机从产品上方5 个不同角度对产品拍照取证，相机分辨率都达2900 万像素，配备高解析度线阵镜头，进行全方位无死角拍照。

4 设备的核心优势及设备研发带来的意义和影响

车载背光源AOI 检测设备可测试的产品范围在5～13 英寸以内，其核心优势在于设备应用工控机+PLC 控制主体检测FPC灯条功能性不良，应用高清相机拍照取证产品点亮后的特征，并通过专业检测软件对拍照特征进行对比分析，以判断产品是否合格。而且操作界面和信息监控画面可视化，电气控件、网络通信控件、模组、相机镜头等标准件全部选用国际或国内知名品牌。检测指标方面：漏检率＜1%，过检率＜8%，可实时监测汇报机台运行状况和检测数据。

该设备的研发，是同行业中较为先进的自动化技术应用案例。将自动化技术和信息传递相结合的智能测试设备对行业有着一定影响，未来的企业智能制造都会向这个方向迈进。实现无人化智能制造，是国家推广工业4.0、工业5.0 的必达目标。

车载背光源AOI 检测设备的研发使用，提高了企业产品检测的准确率和检测效率，增加了客户的满意度和信任度，提升了企业的自动化水平，使企业在同行业中更具竞争力；企业重视自动化技术应用，这方面的人才就有施展才华和历练的舞台，在不断实践和探索中进步，从而更好地服务于企业，这样的良性循环，有利于企业的可持续发展。