車載背光源AOI 檢測設備的研究開發

黃永雄，趙國玲

（廣東省惠州偉志電子有限公司，廣東惠州 516100）

0 引言

隨著科技的發展和人們生活水平的提高，各類顯示屏被廣泛應用于廣告屏、電視機、電腦、手機、汽車導航等產品，對其品質要求也越來越高。其中而做為車載顯示產品核心部件背光源的品質要求更為嚴格。品質的嚴格把控需要有精密的儀器設備做保證。

1 研發背景

以往背光源產品的檢測是依靠人工加輔助夾具和儀器進行檢測，檢測流程：先用點亮治具和通用測試盒將產品點亮進行低電流測試，在低電流沒有問題的情況下，將電流轉換為正常電流檢測產品的偏光，確認沒有問題時再進行常規檢測，如爆燈、暗燈、死燈、溢膠、黑點、白點、劃傷、臟污、黑團、白團等。同時檢測產品的電性能，如熱敏電阻、短路、開路等。

這種檢測方式效率偏低，需要的人工多，長時間的點亮檢測照射對員工的眼睛有一定的影響，有漏檢的可能，產品品質存在隱患。如果客戶需要檢測產品的亮度、均勻性、坐標等光學參數時，只能借助專門的檢測設備BM-7 進行檢測，而量大的產品，無法對每個產品都檢測光學參數。對于日益增長的產能需求和客戶需求，傳統的檢測方式也是無法滿足生產需要。為此，設計制作一款能提高生產效率，提升產品品質的自動化智能檢測設備。

2 設計原理

車載背光源AOI（Automated Optical Inspection，自動光學檢測）設備通過中空旋轉平臺轉動，利用CCD 成像技術，將點亮的產品轉到相機拍照點進行拍照。相機采集點亮后的畫面，再利用彤光BLVS 軟件系統對相機采集到的圖像進行分析，模擬人眼的視覺特性，自動多角度檢測車載背光畫面的缺陷，并根據產品的質量標準自動進行合格與否的判斷，然后將檢測產品的數據與測試軟件分析結果形成報表、保存。

車載背光源AOI 檢測設備工作流程：產品放入治具→撕保護膜→光學/電性能檢測→常規檢測→貼保護膜→下料掃碼→良品與不良品分類存放。

3 設備特點

車載背光源AOI 檢測設備可以代替以往人工檢測的所有內容，外加光學參數測試和人工掃碼，還能隨時輸出產品檢測信息，反饋產品不良信息，具有快速，準確的特點。可以幫助企業提高效率，節省人工和提升產品質量。

車載背光源AOI 檢測設備可測試項目：①爆燈、暗燈、死燈、溢膠、亮度、均勻性、熱敏電阻、短路/開路等；②常規項檢測：黑點、白點、劃傷、臟污、黑團、白團、毛絲等。

3.1 結構特點

車載背光源AOI 檢測設備測試產品具有多樣性，可測試的產品種類較多，根據每款產品FPC（Flexible Printed Circuit，柔性電路板）伸出端位置的不同，可對其點亮位置進行調節。如圖1 所示，機臺設有4 個產品定位平臺，每個定位平臺有2 個X，Y不同方向的滑軌，用于調節不同產品FPC 點亮位置。同時，因產品測試常規參數時需要進行多角度定位拍照檢測，因此，整個產品定位平臺可以多角度轉動，轉動的動力源來自伺服電機，每個產品定位平臺由一個伺服電機驅動。

在背光行業中，背光源的檢測要求較高，產品在點亮時會有強光產生，對人眼會造成一定的傷害，該檢測設備的開發，利用視覺代替人工檢測，既能滿足檢測要求，也能保護員工。為確保常規參數測試的準確性，機臺內部設有5 個高分辨單色面陣相機從5 個不同角度（垂直、斜視、反斜視、側視、反側視）對點亮產品進行拍照取證。測試數據實時記錄于報表，可從配置的電腦系統中直接讀取。

3.2 零部件選型特點

為保證測試產品的準確性，設備均采用國內外著名品牌廠商的零部件，設備定位精度控制在±0.1 mm 以內。

（1）硬件部分。采用松下伺服電機作為動力源，配合減速機帶動中空旋轉平臺轉動，伺服電機精度高（±0.03 mm），轉速快（最高達6000 r/min），響應時間短(幾十毫秒之內)，運行平穩，噪聲小，符合該設備的設計要求，被列為動力源的首選；為了更加靈活地測試各類產品，治具定位平臺為滑軌式可調節，滑軌選用臺灣上銀導軌，精度達到±0.05 mm；選用的南瑞中空旋轉平臺，其精度達到±0.05 mm；氣動配件選用亞德客品牌的滑臺氣缸。

圖1 車載背光源AOI 檢測設備

（2）軟件部分。選用三菱PLC-IQF 系列，其充實的內置功能使用起來更加方便，除了CPU 模塊內置的模擬量輸入輸出功能外，還可以使用擴展模塊來根據用途進行模擬量控制；定位控制除了內定以外，還可以使用擴展模塊進行正式定位，網絡通信以CC-LINK IE 現場網絡和CC-LINK V2 為首，支持Any-WireASLINK 系統網絡，編程環境直觀，操作性強。

（3）視覺部分。為使產品檢測更全面、準確，設備選用工業高分辨單色面陣相機從產品上方5 個不同角度對產品拍照取證，相機分辨率都達2900 萬像素，配備高解析度線陣鏡頭，進行全方位無死角拍照。

4 設備的核心優勢及設備研發帶來的意義和影響

車載背光源AOI 檢測設備可測試的產品范圍在5～13 英寸以內，其核心優勢在于設備應用工控機+PLC 控制主體檢測FPC燈條功能性不良，應用高清相機拍照取證產品點亮后的特征，并通過專業檢測軟件對拍照特征進行對比分析，以判斷產品是否合格。而且操作界面和信息監控畫面可視化，電氣控件、網絡通信控件、模組、相機鏡頭等標準件全部選用國際或國內知名品牌。檢測指標方面：漏檢率＜1%，過檢率＜8%，可實時監測匯報機臺運行狀況和檢測數據。

該設備的研發，是同行業中較為先進的自動化技術應用案例。將自動化技術和信息傳遞相結合的智能測試設備對行業有著一定影響，未來的企業智能制造都會向這個方向邁進。實現無人化智能制造，是國家推廣工業4.0、工業5.0 的必達目標。

車載背光源AOI 檢測設備的研發使用，提高了企業產品檢測的準確率和檢測效率，增加了客戶的滿意度和信任度，提升了企業的自動化水平，使企業在同行業中更具競爭力；企業重視自動化技術應用，這方面的人才就有施展才華和歷練的舞臺，在不斷實踐和探索中進步，從而更好地服務于企業，這樣的良性循環，有利于企業的可持續發展。

5 結語

在背光行業中，自動化技術幾乎運用到了每個制造過程，如生產加工、運輸、包裝、分揀、檢測等，發展前景尤為廣闊。未來自動化技術的發展趨勢是面向企業的實際生產需求，幫助企業實現高效率、低成本的生產，從而獲得更高的經濟效益。