一种透明胶点的胶高自动检测方法与流程

1.本发明涉及点胶技术领域，尤其涉及的是一种透明胶点的胶高自动检测方法。


背景技术：

2.在点胶领域中，一些透明胶点胶工艺对胶点高度和直径的控制要求非常严格，但是对于透明胶水胶高的测量目前仍是行业内的一个难点，目前主要的方式是通过对胶点延直径进行破坏切片后使用二次元测量，这种方法会破坏产品，且精度不高，不适于生产中批量管控；采用高精度的高度规对胶点高度进行接触式测量，因胶水固化前无法直接接触测量、固化后受到挤压也会有一定程序的形变，导致测量精度降低，且也无法在线自动测量，故也不适用于规模化的自动检测；因此，现有技术存在缺陷，需要改进。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种透明胶点的胶高自动检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明所采用了下述的技术方案：
4.该透明胶点的胶高自动检测方法，包括三轴运动平台、ccd相机、点距离传感器和球形治具，所述ccd相机和所述点距离传感器均设置于所述三轴运动平台的工作端，所述球形治具设置于所述三轴运动平台工作范围内，所述的自动检测方法包括中心点测高模式和基准面测高模式，所述中心点测高模式包括以下步骤：
5.步骤s1、利用所述球形治具校正所述点距离传感器的焦点位置，并校正所述ccd相机的焦点位置；
6.步骤s2、计算出所述点距离传感器的焦点位置和所述ccd相机的焦点位置之间的相互位置关系；
7.步骤s3、移动所述ccd相机对透明胶点拍照，获取胶点的轮廓中心点坐标；
8.步骤s4、在所述胶点轮廓中心点坐标周围的一定范围内标定多个探测坐标点，并使用所述点距离传感器对标定的多个探测坐标点进行测距，根据与多个探测坐标点的距离，拟合出所述胶点的3d轮廓，并计算出胶点表面最高点的坐标。
9.步骤s5、移动所述点距离传感器，使其对应所述胶点表面最高点的坐标位置，测量与胶点表面最高点的距离，同时测量与胶点下表面的距离；
10.步骤s6、根据与胶点表面最高点的距离和与胶点下表面的距离，计算两者差值，得出胶点高度值。
11.优选的，步骤s1包括以下步骤：
12.步骤s11、将所述点距离传感器移动至所述球形治具上方，在所述球形治具上分别确定三个坐标点位置，分别为a点、b点、c点；
13.步骤s12、根据a点、b点和c点的位置计算出经过a点、b点和c点的圆的圆心位置；
14.步骤s13、将所述点距离传感器移动至对应所述圆心位置，测量与所述圆心位置的
距离，并移动所述点距离传感器，使所述点距离传感器的焦点位置与所述圆心位置坐标重合；
15.步骤s14、移动所述ccd相机，使所述ccd相机的焦点和所述圆心位置重合。
16.优选的，步骤s2包括：
17.获取所述点距离传感器焦点位置坐标值和所述ccd相机的焦点位置坐标值，计算出两者之间的差值。
18.优选的，所述三轴运动平台包括x轴直线模组、y轴直线模组和z轴直线模组，所述y轴直线模组设置于所述x轴直线模组的工作端，所述z轴直线模组设置于所述y轴直线模组的工作端。
19.优选的，所述ccd相机和所述点距离传感器分别设置于所述z轴直线模组的工作端。
20.优选的，所述点距离传感器为多波长多工作距离传感器。
21.优选的，所述基准面测高模式包括以下步骤：
22.步骤s100、设定高度基准点；
23.步骤s101、依次运行步骤s1、步骤s2；
24.步骤s102、移动所述点距离传感器至高度基准点的位置，测量与高度基准点的距离作为基准值；
25.步骤s103、依次运行步骤s3、步骤s4；
26.步骤s104、移动点距离传感器至胶点上方，并测量与胶点表面最高点的距离；
27.步骤s105、根据与高度基准点的距离和与胶点表面最高点的距离，计算两者差值，得出胶点高度值。
28.优选的，还包括抽检模式和全检模式，适用于多个待测胶点，所述抽检模式包括：
29.对部分待测胶点进行标记；
30.对标记的待测胶点进行路径规划；
31.根据规划的路径，使用中心点测高模式或基准面测高模式依次对标记的待测胶点进行测高。
32.优选的，所述全检模式包括：
33.对所有待测胶点进行路径规划；
34.根据规划的路径，使用中心点测高模式或基准面测高模式对每个待测胶点进行测高。
35.优选的，所述路径规划包括：
36.移动ccd相机对待测胶点进行拍照，获取待测胶点的轮廓中心点坐标；
37.计算出对多个待测胶点坐标测高的最优运动路径。
38.相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本发明通过三轴运动平台带动点距离传感器运动，以非接触式对透明胶体高度进行精确测量；结合ccd相机对胶体的轮廓进行识别，通过在胶点中心一定范围内自动探测，从而得出最大胶高，且对胶体3d轮廓形态进行模拟，极大提高了测量精度，通过抽检模式和全检模式，对多胶点的探测路径实现自动规划，大大提高胶点检测效率，通过设计中心点测高模式和基准面测高模式，以适应各种不同的点胶场景，从而形成一套完整的透明胶点检测方法，满足不同场景的生产检测需求。
附图说明
39.图1为本发明的自动检测方法的中心点测高模式流程示意图；
40.图2为本发明的ccd相机的焦点和点距离传感器的焦点校正流程示意图；
41.图3为本发明的基准面测高模式流程示意图；
42.图4为本发明的在球形治具上分别确定三个坐标点的位置示意图；
43.图5为本发明的不同胶点形态的胶点表面最高点示意图；
44.图6为本发明的基准面测高模式准确性的多次测试记录；
45.图7为本发明的对a点、b点、c点重复性和再现性测距的测试记录。
具体实施方式
46.为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
47.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”“前”、“后”以及类似的表述只是为了说明的目的。
48.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。
49.如图1所示，本发明的一个实施例是，该透明胶点的胶高自动检测方法，包括三轴运动平台、ccd相机、点距离传感器和球形治具，所述ccd相机和所述点距离传感器均设置于所述三轴运动平台的工作端，所述球形治具设置于所述三轴运动平台工作范围内；
50.在本实施例中，三轴运动平台设置于工作台上，ccd相机和点距离传感器均设置于三轴运动平台的工作端，三轴运动平台用于同时带动ccd相机和点距离传感器左右、前后、上下运动，球形治具设置于三轴运动平台工作范围内的工作台上，可以理解的是，ccd相机的工作端适配有镜头和光源。
51.所述的自动检测方法包括中心点测高模式和基准面测高模式，根据被测量胶点的具体情况，选择不同的测高模式，基准面测高模式适用于胶点中心底部存在干扰元素的产品，传感器无法直接获得胶点位置的厚度，中心点测高模式适用对透明胶底部不存在干扰信号的场景检测；
52.所述中心点测高模式包括以下步骤：
53.步骤s1、利用所述球形治具校正所述点距离传感器的焦点位置，并校正所述ccd相机的焦点位置；
54.步骤s2、计算出所述点距离传感器的焦点位置和所述ccd相机的焦点位置之间的相互位置关系；
55.可以理解的是，三轴运动平台具有运动控制系统，首先在三轴运动平台上，利用球形治具完成ccd相机的焦点和点距离传感器的焦点的相对位置关系校正，球形治具为标准
球形，在后续对透明胶点的测高工作中，可以分别带动ccd相机和点距离传感器运动至准确位置，省去两者和透明胶点之间的对焦工作。
56.步骤s3、移动所述ccd相机对透明胶点拍照，获取胶点的轮廓中心点坐标；
57.可以理解的是，芯片放置于工作台上，透明胶点位于芯片上表面，三轴运动平台带动ccd相机移动至透明胶点上方，对透明胶点拍照，获取胶点轮廓，并计算出该轮廓的中心点坐标。
58.步骤s4、在所述胶点轮廓中心点坐标周围的一定范围内标定多个探测坐标点，并使用所述点距离传感器对标定的多个探测坐标点进行测距，根据与多个探测坐标点的距离，拟合出所述胶点的3d轮廓，并计算出胶点表面最高点的坐标；
59.如图5所示，由于胶点的不同形态，其最高点有可能并非胶点轮廓中心点位置，采用在胶点中心点一定范围内的透明胶点轮廓内标定多个探测坐标点，由三轴运动平台带动点距离传感器对标定的多个探测坐标点进行测距，根据与多个探测坐标点的距离，拟合出透明胶点的3d轮廓，并确定出透明胶点表面最高点所在位置的坐标。
60.步骤s5、移动所述点距离传感器，使其对应所述胶点表面最高点的坐标位置，测量与胶点表面最高点的距离，同时测量与胶点下表面的距离；
61.三轴运动平台带动点距离传感器运动至胶点上方，由于已经校正过点距离传感器的焦点，在移动过程中直接使点距离传感器的焦点对应胶点表面最高点的坐标位置，然后测量与胶点表面最高点的距离，同时测量与胶点下表面的距离，也就是与芯片表面之间的距离。
62.步骤s6、根据与胶点表面最高点的距离和与胶点下表面的距离，计算两者差值，得出胶点高度值。
63.利用点距离传感器和胶点下表面的距离减去与胶点表面最高点的距离，即得出胶点的高度值。
64.本发明通过三轴运动平台带动点距离传感器运动，以实现对透明胶体高度进行精确测量；结合ccd相机对胶体的轮廓进行识别，通过在胶点中心一定范围内自动探测，从而得出最大胶高，且对胶体3d轮廓形态进行模拟，多胶点测量路径实现自动规划，大大提高胶点检测效率，满足生产检测需求。
65.在一个实施例中，如图2、4所示，步骤s1包括以下步骤：
66.步骤s11、将所述点距离传感器移动至所述球形治具上方，在所述球形治具上分别确定三个坐标点位置，分别为a点、b点、c点；
67.具体的，三轴运动平台带动点距离传感器移动至球形治具上方，在球形治具上确定三个坐标点位置，分别为a点(x1,y1,z1)、b点(x2,y2,z2)和c点(x3,y3,z3)；其中，z1＝z2＝z3，且x1≠x2≠x3，y1≠y2≠y3，即a点、b点和c点需要满足在同一z值的高度下，即点距离传感器对三个坐标点的距离测值是相同的，且a点、b点和c点不位于同一直线上。
68.步骤s12、根据a点、b点和c点的位置计算出经过a点、b点和c点的圆的圆心位置；
69.具体的，根据a点、b点和c点的位置，利用不在同一直线上的三点确定一个圆的原理，计算出经过a点、b点和c点的圆的圆心位置坐标；
70.步骤s13、将所述点距离传感器移动至对应所述圆心位置，测量与所述圆心位置的距离，并移动所述点距离传感器，使所述点距离传感器的焦点位置与所述圆心位置坐标重
合；
71.具体的，三轴运动平台带动点距离传感器移动至该圆心位置上方，测量与圆心位置的距离，此时根据点距离传感器的读值，移动点距离传感器的高度，使其焦点位置和该圆心位置坐标重合，记录此时的坐标为(x,y,z)。
72.步骤s14、移动所述ccd相机，使所述ccd相机的焦点和所述圆心位置重合。
73.具体的，三轴运动平台带动ccd相机运动至球形治具上方，使ccd相机的焦点聚焦到球形治具中心，记录相机位置坐标为(x’,y’,z’)。
74.在一个实施例中，步骤s2包括：
75.获取所述点距离传感器焦点位置坐标值和所述ccd相机的焦点位置坐标值，计算出两者之间的差值。
76.具体的，根据点距离传感器的焦点位置坐标(x,y,z)和ccd相机的焦点位置坐标(x’,y’,z’)，计算出点距离传感器的焦点位置和ccd相机的焦点位置之间的相互位置关系为(δx,δy,δz)；其中，δx＝x-x’,δy＝y-y’,δz＝z-z’。
77.在一个实施例中，所述三轴运动平台包括x轴直线模组、y轴直线模组和z轴直线模组，所述y轴直线模组设置于所述x轴直线模组的工作端，所述z轴直线模组设置于所述y轴直线模组的工作端。
78.具体的，在本实施例中，x轴直线模组为x轴直线滑台，y轴直线模组为y轴直线滑台，z轴直线模组为z轴直线滑台，x轴直线滑台水平的左右方向设置于工作台上，y轴直线滑台前后方向设置于x轴直线滑台的工作端，z轴直线滑台垂直设置于y轴直线滑台的工作端，可以理解的是，本实施例中的直线滑台不仅限定为直线滑台，也可以是按指定方向做往复直线运动的其他驱动件。
79.在一个实施例中，所述ccd相机和所述点距离传感器分别设置于所述z轴直线模组的工作端。
80.在本实施例中，ccd相机垂直设置于z轴直线滑台的工作端，点距离传感器垂直设置于ccd相机一侧的z轴直线滑台的工作端，两者可分别根据其工作范围设定安装高度。
81.在一个实施例中，所述点距离传感器为多波长多工作距离传感器。
82.需要说明的是，采用多波长多工作距离传感器，使点距离传感器在透明胶点顶面最高点坐标的垂直方向位置时，通过分别对胶点的最高点和胶点下表面发射不同的波长，经过对不同波长的反射和接收，可分别测量出与透明胶点的上表面以及与透明胶点下表面之间的距离；本实施例中选用的点距离传感器型号为基恩士cl-3000系列。
83.即在步骤s5中，三轴运动平台带动所述点距离传感器运动，使其对应所述胶点表面最高点的坐标位置，测量与胶点表面最高点的距离，同时测量与胶点下表面的距离。
84.在一个实施例中，如图3所示，所述基准面测高模式包括以下步骤：
85.步骤s100、设定高度基准点；
86.具体的，在三轴运动平台的工作范围内，进一步的，在点距离传感器的工作范围内，设定一个高度基准点，作为参照点。
87.步骤s101、依次运行步骤s1、步骤s2；
88.此步骤与中心点测高模式相同，首先在三轴运动平台上，利用球形治具完成ccd相机的焦点和点距离传感器的焦点的相对位置关系校正。
89.步骤s102、移动所述点距离传感器至高度基准点的位置，测量与高度基准点的距离作为基准值；
90.步骤s103、依次运行步骤s3、步骤s4；
91.同理，三轴运动平台带动ccd相机移动至透明胶点上方，对透明胶点拍照，获取胶点轮廓，并计算出该轮廓的中心点坐标；在胶点中心点一定范围内的透明胶点轮廓内标定多个探测坐标点，由三轴运动平台带动点距离传感器对标定的多个探测坐标点进行测距，根据与多个探测坐标点的距离，拟合出透明胶点的3d轮廓，并确定出透明胶点表面最高点所在位置的坐标，
92.步骤s104、移动点距离传感器至胶点上方，并测量与胶点表面最高点的距离；
93.三轴运动平台带动点距离传感器移动至胶点上方，并使其焦点和胶点表面最高点的坐标重合，测量出距离。
94.步骤s105、根据与高度基准点的距离和与胶点表面最高点的距离，计算两者差值，得出胶点高度值。
95.通过与高度基准点的距离值和与胶点表面最高点的距离值，计算两者差值，即得出胶点的高度值。
96.在一个实施例中，根据不同的需求和不同的应用场景，本技术还提供了抽检模式和全检模式，以适用于具有多个待测胶点的场景，所述抽检模式包括：
97.对部分待测胶点进行标记；
98.对标记的待测胶点进行路径规划；
99.根据规划的路径，使用中心点测高模式或基准面测高模式依次对标记的待测胶点进行测高。
100.可以理解的是，抽检模式在运行过程中只对标记的胶点进行检测，未标记的胶点则不会检测，从而实现抽检功能，可大幅提高产线效率。
101.在一个实施例中，所述全检模式包括：
102.对所有待测胶点进行路径规划；
103.根据规划的路径，使用中心点测高模式或基准面测高模式对每个待测胶点进行测高。
104.可以理解的是，全检模式在运行过程中，对所有待测胶点进行检测，可大幅提高产品的良品率，避免漏检风险。
105.在一个实施例中，所述路径规划包括：
106.然后由三轴运动平台带动ccd相机对待测胶点进行拍照，获取每个待测胶点的轮廓中心点坐标；
107.计算出对多个待测胶点坐标测高的最优运动路径，按照最优运动路径对多个待测胶点进行测高，以大幅提高检测效率。
108.根据图6和图7所示，本技术对基准面测高模式准确性的多次测试，和对a点、b点、c点重复性和再现性测距的测试表明本技术的胶高自动检测方法的偏差在
±
10um以内，重复精度在1um以内，已达到国际先进水平。
109.本发明通过三轴运动平台带动点距离传感器运动，以非接触式对透明胶体高度进行精确测量；通过对ccd相机焦点和点距离传感器焦点的校正，可根据需要自行设置安装位
置，不影响检测结果，以适应不同的点胶场景；结合ccd相机对胶体的轮廓进行识别，通过在胶点中心一定范围内自动探测，从而得出最大胶高，且对胶体3d轮廓形态进行模拟，极大提高了测量精度，通过抽检模式和全检模式，对多胶点的探测路径实现自动规划，大大提高胶点检测效率，通过设计中心点测高模式和基准面测高模式，以适应各种不同的点胶场景，从而形成一套完整的透明胶点检测方法，满足不同场景的生产检测需求。
110.需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种透明胶点的胶高自动检测方法，其特征在于，包括三轴运动平台、ccd相机、点距离传感器和球形治具，所述ccd相机和所述点距离传感器均设置于所述三轴运动平台的工作端，所述球形治具设置于所述三轴运动平台工作范围内，所述的自动检测方法包括中心点测高模式和基准面测高模式，所述中心点测高模式包括以下步骤：步骤s1、利用所述球形治具校正所述点距离传感器的焦点位置，并校正所述ccd相机的焦点位置；步骤s2、计算出所述点距离传感器的焦点位置和所述ccd相机的焦点位置之间的相互位置关系；步骤s3、移动所述ccd相机对透明胶点拍照，获取胶点的轮廓中心点坐标；步骤s4、在所述胶点轮廓中心点坐标周围的一定范围内标定多个探测坐标点，并使用所述点距离传感器对标定的多个探测坐标点进行测距，根据与多个探测坐标点的距离，拟合出所述胶点的3d轮廓，并计算出胶点表面最高点的坐标。步骤s5、移动所述点距离传感器，使其对应所述胶点表面最高点的坐标位置，测量与胶点表面最高点的距离，同时测量与胶点下表面的距离；步骤s6、根据与胶点表面最高点的距离和与胶点下表面的距离，计算两者差值，得出胶点高度值。2.根据权利要求1所述的一种透明胶点的胶高自动检测方法，其特征在于，步骤s1包括以下步骤：步骤s11、将所述点距离传感器移动至所述球形治具上方，在所述球形治具上分别确定三个坐标点位置，分别为a点、b点、c点；步骤s12、根据a点、b点和c点的位置计算出经过a点、b点和c点的圆的圆心位置；步骤s13、将所述点距离传感器移动至对应所述圆心位置，测量与所述圆心位置的距离，并移动所述点距离传感器，使所述点距离传感器的焦点位置与所述圆心位置坐标重合；步骤s14、移动所述ccd相机，使所述ccd相机的焦点和所述圆心位置重合。3.根据权利要求2所述的一种透明胶点的胶高自动检测方法，其特征在于，步骤s2包括：获取所述点距离传感器焦点位置坐标值和所述ccd相机的焦点位置坐标值，计算出两者之间的差值。4.根据权利要求1所述的一种透明胶点的胶高自动检测方法，其特征在于，所述三轴运动平台包括x轴直线模组、y轴直线模组和z轴直线模组，所述y轴直线模组设置于所述x轴直线模组的工作端，所述z轴直线模组设置于所述y轴直线模组的工作端。5.根据权利要求4所述的一种透明胶点的胶高自动检测方法，其特征在于，所述ccd相机和所述点距离传感器分别设置于所述z轴直线模组的工作端。6.根据权利要求1所述的一种透明胶点的胶高自动检测方法，其特征在于，所述点距离传感器为多波长多工作距离传感器。7.根据权利要求1所述的一种透明胶点的胶高自动检测方法，其特征在于，所述基准面测高模式包括以下步骤：步骤s100、设定高度基准点；步骤s101、依次运行步骤s1、步骤s2；
步骤s102、移动所述点距离传感器至高度基准点的位置，测量与高度基准点的距离作为基准值；步骤s103、依次运行步骤s3、步骤s4；步骤s104、移动点距离传感器至胶点上方，并测量与胶点表面最高点的距离；步骤s105、根据与高度基准点的距离和与胶点表面最高点的距离，计算两者差值，得出胶点高度值。8.根据权利要求1所述的一种透明胶点的胶高自动检测方法，其特征在于，还包括抽检模式和全检模式，适用于多个待测胶点，所述抽检模式包括：对部分待测胶点进行标记；对标记的待测胶点进行路径规划；根据规划的路径，使用中心点测高模式或基准面测高模式依次对标记的待测胶点进行测高。9.根据权利要求8所述的一种透明胶点的胶高自动检测方法，其特征在于，所述全检模式包括：对所有待测胶点进行路径规划；根据规划的路径，使用中心点测高模式或基准面测高模式对每个待测胶点进行测高。10.根据权利要求9所述的一种透明胶点的胶高自动检测方法，其特征在于，所述路径规划包括：移动ccd相机对待测胶点进行拍照，获取待测胶点的轮廓中心点坐标；计算出对多个待测胶点坐标测高的最优运动路径。

技术总结
本发明公开了一种透明胶点的胶高自动检测方法，包括三轴运动平台、CCD相机、点距离传感器和球形治具，自动检测方法包括中心点测高模式和基准面测高模式，中心点测高模式：校正点距离传感器和CCD相机的焦点位置；获取胶点的轮廓中心点坐标；在胶点轮廓中心点坐标周围的一定范围内标定多个探测坐标点，并测距，拟合出所述胶点的3D轮廓，计算出胶点表面最高点的坐标，测量与胶点表面最高点和与胶点下表面的距离；计算两者差值，得出胶点高度值；结合CCD相机对胶体的轮廓进行识别，通过在胶点中心一定范围内自动探测，且对胶体3D轮廓形态进行模拟，极大提高了测量精度，通过中心点测高模式和基准面测高模式，以适应各种不同的点胶场景。场景。场景。


技术研发人员：高艺博 刘豫颖 张业 熊钦
受保护的技术使用者：深圳市轴心自控技术有限公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/7/12