液晶模組MTP自動檢測設備中的視覺對位

李向東，馮曉虎

（中國電子科技集團公司第二研究所，山西太原 030024）

1 液晶模組生產中的MTP工藝簡介

液晶模組生產中對經過COG、FOG、FPC焊接等工藝后的模組進行通電檢測的工藝就是MTP測試工藝。其關鍵技術為FPC排線視覺對位，自動上料、下料、多工位并行測試。以前液晶模組的MTP測試全由人工手動完成，不僅對人員需求量大，而且對人員要求較高，但是仍然避免不了人工的不確定性，誤判率高的情況。為減少由人工分選導致產品質量差的現(xiàn)象，同時滿足減少對人員、降低成本的需求，設計生產了高效、可靠的液晶模組MTP自動測試設備。

2 視覺定位系統(tǒng)設計

本機視覺定位系統(tǒng)使用高速高性能圖像處理系統(tǒng)，配合500W像素相機與防畸變鏡頭，通過以太網ETHERNET與PLC通訊，實現(xiàn)高速高精度的設計要求。

3 視覺定位系統(tǒng)介紹

本機視覺定位系統(tǒng)使用圖像處理系統(tǒng)具有高速處理速度，同時具有多任務多線程處理功能，可以通過不同場景的切換，分別處理不同的任務，比如本設備中使用的【校準場景】與【對位場景】[1-5]。

3.1 校準場景

在較準場景里進行的工作就是校準整個設備和對位有關的各種參數(shù)，包括XYθ坐標系的機械精度，相機的安裝角度偏差，以及整個坐標系的各種位置關系。

首先設定校準的一些基本參數(shù)，如圖2所示。設定完校準基本參數(shù)后，可以進行校準，運動部件按照視覺控制器輸出的采樣點的坐標值運動，每個采樣點視覺控制器都采集圖形數(shù)據(jù)進行計算，最終計算出坐標系的各個參數(shù)，如圖3所示。

3.1.1 校準場景主界面，如圖1。

主界面左上方是基本信息的顯示，主要是顯示當前的場景組與場景，須對應當前的產品種類；主界面右方顯示的是本項目的視覺檢測單元編號；主界面正中顯示的是需要監(jiān)控的檢測單元，可以更改。

圖1 校準主界面

3.1.2 校準場景設置界面，如圖2。

需要設定的參數(shù)有：初次校準設定、本次校準設定、平行移動的采樣設定、旋轉移動采樣設定以及校準開始時的軸位置。

本機視野大小約為20 mm×20 mm，設定如下參數(shù)：

初次校準移動量為

X軸3 mm；

Y軸3 mm；

θ軸2度(θ軸運動范圍-5.5度～5.5度)；

有效視野范圍60%；

平行移動采樣設定：5行x5列，共25個采樣點，確保校準的坐標系精準；

旋轉移動采樣設定：5個采樣點。

3.1.3 校準場景計算結果確認界面，如圖3。

在本界面可以看到本系統(tǒng)XYθ坐標系的各種參數(shù)。經過校準的坐標系才可以在對位場景中調用，作為對位的基準。

圖3 校準計算結果確認

3.2 對位場景

3.2.1 對位場景主界面，如圖4。

主界面左上方是基本信息的顯示，主要是顯示當前的場景組與場景，須對應當前的產品種類；主界面右方顯示的是本項目的視覺檢測單元編號；主界面正中顯示的是需要監(jiān)控的檢測單元，可以更改，本項目中顯示的是形狀搜索單元。

圖4 對位場景主界面

3.2.2 對位場景校準值參考設置，如圖5。

先需要調用校準值，如圖5所示

圖5 對位場景校準值參考

圖形搜索登錄模型，如圖6、7所示。

圖6 對位場景形狀搜索-模型登錄

圖7 對位場景形狀搜索-基準設定

校準值參考，在上一章校準場景中，通過多個位置的拍照，軟件計算出整個坐標系的各種參數(shù)，以此為整個坐標系的基礎。

3.2.3 對位場景圖形搜索界面，如圖6、7。

圖形搜索界面，從目標位置吸取一片液晶模組，運行至視覺相機處，進行模型登錄。登錄模型后，該目標位置就被軟件設定為目標位置。

基準設定，就是設定對位目標上的一個搜索基準，每次產品拍照時，都是以搜索登錄圖形中的這個基準點為中心，計算出當前產品的X、Y、θ各個偏差值。

4 結束語

本系統(tǒng)的視覺控制系統(tǒng)簡單有效，實測整機最終精度達到0.03 mm，達到設計要求。

視覺對位系統(tǒng)使用ETHERNET以太網與PLC通訊，傳輸數(shù)據(jù)高速可靠，同時便于日后客戶工廠自動化集中監(jiān)控。

與客戶以前的手工生產模式相比，該項目的投入使用，產品質量穩(wěn)定性大大提高，同時節(jié)約了人工。經過長時間的生產運行，設備控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，維護方便，實現(xiàn)了最初的設計要求。

［1］潘國貴.OMRON視覺傳感器幾何尺寸檢測［D］.大連：大連理工大學，2006.

［2］秦憲軍.OMRON視覺識別系統(tǒng)F150在電子元件生產中的應用［J］.電子質量，2001（04）.

［3］張建軍.圖像識別技術在全自動對位貼合機的應用［J］.電子工藝技術，2010（04）：226-229.

［4］梁偉文，馬如震.基于視覺定位的高精度多功能貼片機技術［J］.機電工程技術，2010（3）：86-88.

［5］羅露.FPC生產設備嵌入式視覺運動控制系統(tǒng)［D］.廣州：華南理工大學，2011.