自动跟随检测装置

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种自动跟随检测装置。

背景技术

随着外形及缺陷检测技术的发展，如何满足对产品表面执行高精度检测的需求，特别是对于显示面板进行全局扫描、以获得显示面板中柔性电路板和玻璃之间的导电粒子数量和凹凸感强度的检测需求，日益成为本领域关注的重点。

由于导电粒子的尺寸很小(通常为微米级)，导致实施上述检测过程时，对检测相机的分辨率以及聚焦点精度要求很高，尤其在对外形存在弯折的柔性显示面板等产品进行检测的工况。

现有技术中考虑到成本问题，通常采用人工检测或定点拍照检测的方式进行检测，但是前者耗费人力物力，无法应对大批量生产检测，后者效率低下，且存在成像不清晰、误差较大等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动跟随检测装置，以解决现有技术中在对精度要求较高的产品进行动态检测时，无法大批量检测、效率低下、成像不清晰和误差较大的技术问题。

为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种自动跟随检测装置，包括：检测相机，用于检测待测产品的外形，所述待测产品与所述检测相机配置为可相对的平行移动；控制单元，用于在移动过程中实时地获取偏差距离信息，并计算得到补偿脉冲；其中所述偏差距离信息为，所述检测相机与所述待测产品之间的实际距离信息与预设的标准距离信息之差；第一驱动组件，用于根据所述补偿脉冲，对应所述偏差距离信息实时地调整所述检测相机与所述待测产品之间的距离。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述自动跟随检测装置还包括：第二驱动组件，用于接收驱动指令，驱动所述检测相机在与所述待测产品平行的平面内移动。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制单元还用于，当接收到来自所述第一驱动组件的第一反馈信号时，向所述检测相机输出拍摄控制指令。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制单元还用于，当接收到来自所述检测相机的拍摄反馈信号时，向所述第二驱动组件输出所述驱动指令。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述自动跟随检测装置还包括：距离传感器，用于接收探测控制指令并对应发出探测信号，接收并转发所述探测信号对应的返回信号至所述控制单元；所述控制单元还用于，根据所述返回信号和预设的探测比例系数，计算所述偏差距离信息；其中，所述偏差距离信息为所述返回信号与所述探测比例系数的商。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制单元还用于，当接收到来自所述第二驱动组件的第二反馈信号时，向所述距离传感器输出所述探测控制指令。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制单元包括PLC控制器、高速计数模块和模拟量处理模块，所述PLC控制器包括脉冲输出端口，所述第一驱动组件包括第一编码器和第一控制端口，所述第一控制端口连接所述脉冲输出端口，所述第一编码器连接所述高速计数模块，所述距离传感器的返回信号输出端连接所述模拟量处理模块。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第二驱动组件包括第二编码器和第二控制端口，所述PLC控制器包括控制输出端口，所述第二控制端口连接所述控制输出端口，所述第二编码器连接所述高速计数模块；所述距离传感器为激光位移传感器。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述补偿脉冲为脉冲比例系数与所述偏差距离信息的积；所述脉冲比例系数为所述第一驱动组件旋转一周所需输入脉冲数与所述第一驱动组件的导程的商。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述自动跟随检测装置还包括：触摸屏，用于接收触摸操作，设定所述标准距离信息，以及显示所述检测相机的位置情况。

与现有技术相比，本发明提供的自动跟随检测装置，通过实时调整检测相机和待测产品之间的间距，能够应对产品表面存在弯折或其他不规则形状的特殊工况，避免为了提升检测精度，将检测相机配置为自身动态变焦所导致的时间成本和经济成本的增加，也能够直接替换应用于现有技术提供的检测系统中；同时通过输出补偿脉冲实现检测相机和待测产品相对位置的调整，相比于现有技术中由控制单元直接输出距离信息，经过编码器将距离信息换算为编码后再驱动检测相机运动的实施方式而言，能够大幅减小驱动过程的耗时，足以实现全局动态扫描。

附图说明

图1是本发明一实施方式中自动跟随检测装置的结构原理图；

图2是本发明一实施方式中自动跟随检测装置的结构示意图；

图3是本发明一实施方式中自动跟随检测装置的动作状态图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明一实施方式中提供一种自动跟随检测系统，用于对待测产品的外部结构特征进行检测，并根据检测数据提取该待测产品的性质、优劣或是否符合预设的出厂要求。在一种实施方式中，所述待测产品可以为显示模组，具体而言可以为液晶显示屏(或称液晶显示面板)或OLED(Organic Electroluminescence Display，有机电激光显示、有机发光半导体)屏等，所述性质可以为导电粒子数量和凹凸感强度或产品表面缺陷等。

进一步地，在一种实施方式中，自动跟随检测系统可以包括上位机以及与上位机通信或电性连接的自动跟随检测装置。其中，自动跟随检测装置配置为根据待测产品的外形特征，自动地调整自身位姿，以更准确地采集该待测产品的相关参数；上位机配置为接收该参数、执行分析并输出分析结论。具体地，所述“自身位姿”可以是工作头、机械臂的形态，也可以是探测器件与所述产品的相对位置关系或相对运动关系。在一种实施方式中，所述探测器件可以是检测相机或距离传感器。

如图1和图2所示，本发明一实施方式提供一种自动跟随检测装置，包括相互通信或电性连接的检测相机1、控制单元2和第一驱动组件3。其中，检测相机1用于检测待测产品100的外形，在一种实施方式中，待测产品100与检测相机1配置为可相对的平行移动；控制单元2用于在移动过程中实时地获取偏差距离信息，并计算得到补偿脉冲；其中，所述偏差距离信息为，所述检测相机1与所述待测产品100之间的实际距离信息与预设的标准距离信息之差；第一驱动组件3用于根据该补偿脉冲，对应该偏差距离信息实时地调整检测相机1与待测产品100之间的距离。

其中，所述“可相对的平行移动”的含义在于，检测相机1与待测产品100配置为，可以在待测产品100的至少一个延伸方向上发生相对运动。在一种实施方式中，待测产品100为具有规则平面，检测相机1可以在平行于该规则平面的至少一个方向上移动；在另一种实施方式中，待测产品100为具有不规则曲面，检测相机1可以在该不规则曲面上，任意两端部的连线方向上移动，优选地，该任意两端部具有最远的间距。

所述“实时地获取”的含义在于，以预设的时间间隔获取或接收所述偏差距离信息。所述“实际距离信息”携带有，表征执行跟随调整之前，检测相机1与待测产品100之间的距离的实际距离数值。所述“预设的标准距离信息”携带有标准距离数值，且定义为来自操作者设定的或根据检测相机1的性质所决定的距离信息，在一种实施方式中，所述标准距离表征检测相机1足以采集到待测产品100最清晰图像的最佳距离。所述“偏差距离信息”携带有偏差距离数值，所述偏差距离数值为所述实际距离数值与所述标准距离数值之差。所述“实时地调整”的含义在于，以预设的时间间隔或在计算得到补偿脉冲后立即调整检测相机1与待测产品100之间的距离。

其中，所述“预设的时间间隔”和所述“预设的标准距离信息”可以配置为存储于控制单元2中的存储元件内，该存储元件可以集成于下文中任意模块处，也可以形成一个独立的模块。同时，对于本发明中涉及的任何预设的数据，与其相对应的标定步骤都可以选择性地包含于本发明中。

如此，本实施方式提供的自动跟随检测装置，通过补偿脉冲控制第一驱动组件，能够增加控制过程的实时性，在保持检测相机1与待测产品100的间距为标准距离的同时，提高跟随精度，实现连续不间断拍照的效果，大大提升了生产效率。同时，解决了检测相机1抖动或待测产品100变形导致成像不清晰的问题，即使待测产品100出现翘曲等情况时，应用本实施方式提供的自动跟随检测装置，都能够使检测相机1与待测产品100的距离实时保持一致，也能够提高监测精度、节约人力资源，便于检测体积更小的待测产品100，且无需新增额外的元器件。

进一步地，本发明提供的自动跟随检测装置还包括第二驱动组件4，用于接收驱动指令，驱动检测相机1在与待测产品100平行的平面内移动。如此，可以在保持检测相机1自动跟随，且保持“高精度、小范围”检测的前提下，使检测相机1的检测范围足以覆盖整个待测产品100，适用于待测产品100为大面积显示模组的工况。可以理解地，第一驱动组件3和第二驱动组件4驱动控制检测相机1运动的方向不同，两运动方向可以配置为相互垂直，优选地，第一驱动组件3驱动检测相机1在垂直于或大致垂直于待测产品100某一待测表面的方向上移动，第二驱动组件4驱动检测相机1在平行或大致平行于该待测表面的方向上移动。

控制单元2进一步用于，当接收到来自第一驱动组件3的第一反馈信号时，向检测相机1输出拍摄控制指令。其中，所述“第一反馈信号”表征第一驱动组件3完成位置调整，优选地，表征检测相机1与待测产品100之间的间距已调整为所述标准距离。如此，控制单元2得以在检测相机1和待测产品100具有合适的相对位置关系后，控制检测相机1进行检测，防止检测图像出现模糊不清的情况。

控制单元2在一种实施方式中还可以用于，当接收到来自检测相机1的拍摄反馈信号时，向第二驱动组件4输出驱动指令。可以理解地，所述拍摄控制指令用于使能检测相机1进行拍摄或其他检测，所述拍摄反馈信号表征检测相机1已经完成拍摄。如此，在检测相机1完成当前局部位置的检测后，可以控制第二驱动组件4调整检测相机1在平行于待测产品100方向上的位置，以检测下一局部位置。当然在检测相机1配置为足以对待测产品100的全局进行检测的实施方式中，上述过程也可以使检测相机1足以在多个待测产品之间切换检测。

进一步地，在一种实施方式中，自动跟随检测装置还包括距离传感器5，用于接收探测控制指令并对应发出探测信号，接收并转发该探测信号对应的返回信号至控制单元2。此外，控制单元2进一步用于，根据该返回信号和预设的探测比例系数，计算所述偏差距离信息。其中，该偏差距离信息(或称其所对应的偏差距离数值)为返回信号(或称其所对应的返回数值)与探测比例系数的商。如此，可以通过距离传感器5，实时掌握检测相机1当前位置与最佳位置之间的差异情况，以便动态调整输出至第一驱动组件3的补偿脉冲以及检测相机1与待测产品100之间的位置关系。

优选地，所述返回信号为模拟信号，由距离传感器5直接传输至控制单元2，并由控制单元2执行计算，能够大幅提升运算速度和跟随效果，节约数据传输的时间耗费。适配上述优选实施例，控制单元2内还可以包括模数转换模块或其他模拟信号解析模块。

对于所述“预设的探测比例系数”，在一种实施方式中包括一种标定方法：将标定物(可以是待测产品100)设置于距离传感器5的检测范围内，量测此时所述标定物与距离传感器5的实际距离数值；计算该实际距离数值与所述标准距离数值之差，得到实际偏差数值；控制距离传感器5发出探测信号；通过控制单元2接收所述探测信号对应的返回信号；提取所述返回信号对应的返回数值，并求取所述返回数值与所述实际偏差数值的商值；将所述商值记录并存储为所述探测比例系数。

进一步地，控制单元2还用于当接收到来自第二驱动组件4的第二反馈信号时，向距离传感器5输出探测控制指令。其中，所述“第二反馈信号”表征第二驱动组件4完成位置调整。如此，在完成对检测相机1在平行于待测产品100方向上的位置调整后，再次控制距离传感器5探测当前状态下的所述偏差距离数值，并继续通过第一驱动组件3调整当前状态下的所述实际距离为所述标准距离，从而形成闭环控制。

对于自动跟随检测装置内各个部分的具体选型和连接关系，在一种实施方式中，控制单元2具体包括PLC控制器(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)21、高速计数模块22和模拟量处理模块23，其中，PLC控制器包括脉冲输出端口211，第一驱动组件3包括第一控制端口31和第一编码器32。当然本发明并不局限于上述选型。

其中，第一控制端口31连接脉冲输出端口211以接收来自控制单元2的补偿脉冲输出，以便直接根据补偿脉冲，对应所述偏差距离信息实时地调整检测相机与待测产品之间的距离，免去根据距离信息计算后再驱动的复杂过程；第一编码器32连接高速计数模块22发出表征第一驱动组件3当前位置状态的编码信息，以供控制单元2了解当前第一驱动组件3的位置情况，提高跟随精度；距离传感器5的返回信号输出端连接模拟量处理模块23，以直接输出未经处理、形式为模拟量的返回信号，以提高距离传感器5反馈数据的实时性。

在一种实施方式中，距离传感器5为激光位移传感器，通过线性输出线和线性GND线与模拟量处理模块23连接，且可以包括激光发射端51和激光接收端52。优选地，激光位移传感器测量精度为0.25微米，测量范围为±0.75毫米。优选地，第一驱动组件3的初始位置在距离传感器5的测量范围内，可以为15毫米。在此种实施方式中，激光位移传感器能够直接检测出所述偏差距离信息，而无需进行额外的减法运算，且具有精度高、速度快的优点，当然本发明并不局限于上述选型。

进一步地，第二驱动组件4包括第二控制端口41和第二编码器42，PLC控制器包括还控制输出端口212。其中，第二控制端口41连接控制输出端口212以接收驱动指令对应控制第二驱动组件4，驱动检测相机1在与待测产品100平行的平面内移动；第二编码器42连接高速计数模块22发出表征第二驱动组件4当前位置状态的编码信息，以供控制单元2了解当前第二驱动组件4的位置情况，提高响应速度。

其中，控制输出端口212输出的驱动指令可以是与所述补偿脉冲相类似的脉冲信号形式(也即可以将控制输出端口212同样配置为一种脉冲输出端口)，控制输出端口212与外部也可以是通过总线连接的方式进行信号传输。可以理解地，上述分别与第一驱动组件3和第二驱动组件4连接的高速计数模块22，可以配置为一个也可以配置为多个。当然，基于控制单元2中的高速计数模块22的设置，在一种实施方式中，本发明还可以包括根据编码信息换算调整后的第一驱动组件3和第二驱动组件4的实际位置，以判断检测相机1是否已经调整到目标位置处，形成第二套闭环控制。

具体地，对于第一驱动组件3而言，本发明可以包括：当接收到所述第一反馈信号时，调取所述补偿脉冲，并计算所述补偿脉冲表征的实际补偿距离数值；比较所述实际补偿距离数值与所述偏差距离数值，若两个数值不相等，则将所述实际补偿距离数值与所述偏差距离数值做减法运算，得到误差数值；根据所述误差数值控制第一驱动组件3的驱动。

对于第二驱动组件4而言，本发明可以包括：当接收到所述第二反馈信号时，调取所述驱动指令并计算所述驱动指令所表征的驱动步长数值(驱动步长数值表征第二驱动组件4单次运动的距离，在其他实施方式中，驱动步长数值也可以是预设的)；根据驱动步长数值与第二驱动组件4在位置调整前后的第二编码器42的读数差进行比较，并在驱动步长数值不等于所述读数差时，对应控制第二驱动组件4的驱动。

优选地，第一驱动组件3和第二驱动组件4分别包括伺服电机和丝杆模组，第一驱动组件3还包括套设于其丝杆模组上的第一滑动模块30，距离传感器5和检测相机1固定于该第一滑动模块30上，且在丝杆模组的延伸方向上位于相同位置；第二驱动组件4同样包括套设于其丝杆模组上的第二滑动模块40，第二滑动模块40上固定有第一驱动组件3。

在一种较优实施方式中，第二驱动组件4的丝杆模组沿水平方向延伸，第二滑动模块40配置为可以在水平方向上往复移动，第一驱动组件3的伺服电机固定于第二滑动模块40上，第一驱动组件3的丝杆模组向远离该伺服电机、靠近待测产品100的竖直方向延伸，第一滑动模块30配置为可以在该竖直方向上往复运动，检测相机1和距离传感器5位于相同的水平面。

在一种实施方式中，自动跟随检测装置还可以进一步包括触摸屏6，用于接收触摸操作，设定所述标准距离信息或其他上述预设的数据，以及显示检测相机1等组分的位置情况。触摸屏6优选配置为具有HMI(Human Machine Interface，人机界面)，并通过网线以TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)/IP(Internet Protocol，网际互连协议)的形式与控制单元2通信。

进一步地，所述补偿脉冲为脉冲比例系数与所述偏差距离信息(或称偏差距离数值)的积。其中，所述脉冲比例系数为第一驱动组件3旋转一周所需输入脉冲数与第一驱动组件3(具体可以是其丝杆模组)的导程的商。基于此，所述补偿脉冲可以满足：

其中，x为所述补偿脉冲，d为所述标准距离数值，f为所述返回数值，l为所述探测比例系数，b为所述第一驱动组件3旋转一周所需输入脉冲数，a为所述第一驱动组件3的导程。

下面结合图2和图3进一步描述一种实际工作状况，应当理解地，该实际工作状况并不能限制本发明的保护范围，同时，虽然图3中示出的30A、30B、30C和40A、40B、40C在下文中分别表示第一滑动模块30和第二滑动模块40的三种动作状态，但在其他实施方式中，30A、30B、30C和40A、40B、40C还可以分别表示三个第一滑动模块30和三个第二滑动模块40，该实施方式中检测相机1相关联的组件设置有三组，相关配置本领域技术人员可参照上文进行，此处不再赘述。

在一种具体工作状况下，待测产品100为具有曲面的显示模组，检测相机1在距离待测产品100距离为15.255毫米时足以拍摄最清晰的检测画面，也即所述标准距离数值为15.255毫米。第一驱动组件3的导程为10毫米(即，1×10

进一步地，初始化之前，第一滑动模块30与待测产品100的距离为15.1毫米，也即所述实际距离为15.1毫米，所述探测比例系数为40，在将距离传感器5设置在第一滑动模块30上的实施方式中，此时所述偏差距离数值为155微米。

对自动跟随检测装置初始化，距离传感器5发出所述探测信号并对应接收所述返回信号，所述返回数值为6200(即，6200＝40×155微米)；控制单元2接收该返回数值并对应计算所述偏差距离信息，以获知此时偏差距离数值为155微米，进而计算得到对应的所述补偿脉冲为1550，即：

第一驱动组件3根据接收该补偿脉冲并对应偏差距离信息调整检测相机1与待测产品100之间的距离，使所述偏差距离数值始终为155微米，或称使所述返回数值始终为6200。初始化调整后的第一滑动模块30和第二滑动模块40分别位于图中第一位置30A和第二位置40A。

控制单元2接收来自第一驱动组件3的所述第一反馈信号，向检测相机1输出所述拍摄控制指令；检测相机1在当前位态下对待测产品100进行检测，并在检测完毕后输出所述拍摄反馈信号；控制单元2接收该信号并向第二驱动组件4输出所述驱动指令；第二驱动组件4接收该指令，按照所述驱动步长驱动检测相机1与待测产品100发生相对运动。此时第二滑动模块40移动至图中第四位置40B处，第一滑动模块30移动到与第一位置30A处于同一水平面的中间位置，在该位置下，检测相机1与待测产品100的距离可能并不为15.255毫米。

控制单元2接收所述第二反馈信号，向距离传感器5输出所述探测控制指令；距离传感器5接收到该指令并对应发出所述探测信号，接收并转发所述返回信号至控制单元2，其中，所述探测信号接触待测产品100后被反射，形成所述返回信号，并再次重复类似上述初始化过程的距离调整步骤，以使第二滑动模块40在第四位置40B和第六位置40C时，第一滑动模块30总能够对应调整至第三位置30B和第五位置30C。其中，第三位置30B和第五位置30C距离待测产品的所述实际距离为15.255(±0.005)毫米，也即调整误差为5微米。

综上，本发明提供的自动跟随检测装置，通过实时调整检测相机1和待测产品100之间的间距，能够应对产品表面存在弯折或其他不规则形状的特殊工况，避免为了提升检测精度，将检测相机1配置为自身动态变焦所导致的时间成本和经济成本的增加，也能够直接替换应用于现有技术提供的检测系统中；同时通过输出补偿脉冲实现检测相机1和待测产品100相对位置的调整，相比于现有技术中由控制单元2直接输出距离信息，经过编码器将距离信息换算为编码后再驱动检测相机1运动的实施方式而言，能够大幅减小驱动过程的耗时，足以实现全局动态扫描。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。