一種平面度測試方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種平面度測試方法及其裝置，包括步驟：S1，獲取待測產(chǎn)品表面的高度信息；S2，對獲取得到的信息進(jìn)行解析，得到X、Y、Z坐標(biāo)值；S3，數(shù)據(jù)采樣，將產(chǎn)品表面相鄰區(qū)域的N*N個點(diǎn)合并為一個點(diǎn)，該點(diǎn)的值取該區(qū)域的平均值；S4，平面擬合，通過最小二乘法計(jì)算得到系數(shù)a、b和c，從而得到待測產(chǎn)品表面所在的平面；S5，將產(chǎn)品平面分布的點(diǎn)分為兩類，一類位于產(chǎn)品表面上側(cè)，一類位于產(chǎn)品表面下側(cè)，并得到產(chǎn)品表面上側(cè)和下側(cè)之間的最大距離值，該值即可產(chǎn)品的平面度。本發(fā)明測試得到的平面度精度高，測試效率高。
【專利說明】一種平面度測試方法及其裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種平面度測試方法及其裝置，特別是電芯產(chǎn)品的平面度測試方法和測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的發(fā)展，高端手機(jī)、平板電腦生產(chǎn)商對電芯產(chǎn)品的平面度要求越來越高。平面度超出0.2mm的視為不合格品。對電芯產(chǎn)品和平板產(chǎn)品的平面度測量，傳統(tǒng)的操作工具一般為三坐測量儀，三坐測量儀在測量產(chǎn)品的平面度時需要花費(fèi)較長的時間，具體操作時需要將產(chǎn)品分別拿取到各個相應(yīng)的工作點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)測試，自動化程度低，導(dǎo)致測量效率較為低下，同時操作也比較麻煩，不能滿足電芯廠商的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種測試精度高，工作效率高的平面度測試方法及其裝置。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一方面提供一種平面度測試方法，
Si，獲取待測產(chǎn)品上表面和產(chǎn)品托盒表面間的高度信息；
S2，對獲取得到的高度信息進(jìn)行解析，得到待測產(chǎn)品上表面各點(diǎn)的X、Y、Z坐標(biāo)，得到產(chǎn)
品上表面所有點(diǎn)的數(shù)據(jù)集合為V= (Xi, Yi, ZiI ；
S3，平面擬合，根據(jù)平面方程ζ = ax+by+c，結(jié)合上述獲得的數(shù)據(jù)，通過最小二乘法計(jì)算得到系數(shù)a、b和C，從而得到待測產(chǎn)品表面所在的平面；
S4，計(jì)算平面度值，將獲取得到的待測產(chǎn)品上表面的所有點(diǎn)投影到擬合平面ζ =ax+by+c上，計(jì)算出各點(diǎn)到平面的距離；
S5，若點(diǎn)到平面的距離zi = axi+byi+c，則該點(diǎn)位于平面上；若點(diǎn)到平面的距離zi>axi+byi+c,則該點(diǎn)位于平面上側(cè)；若點(diǎn)到平面的距離zi〈axi+byi+c,則該點(diǎn)位于平面下側(cè)，分別統(tǒng)計(jì)平面上側(cè)和平面下側(cè)各點(diǎn)到平面的距離的最大值，兩最大值之和即為待測產(chǎn)品的平面度值。
[0005]所述方法還包括步驟:在步驟S2對信息進(jìn)行解析后，自動確定產(chǎn)品的邊界/邊緣，按照預(yù)設(shè)的產(chǎn)品邊緣寬度將邊緣的數(shù)據(jù)點(diǎn)除去。
[0006]所述方法還包括步驟:去除預(yù)設(shè)邊緣寬度的數(shù)據(jù)點(diǎn)后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。
[0007]所述方法還包括:對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波后，對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行降采樣，將待測產(chǎn)品上表面相鄰區(qū)域的N*N個點(diǎn)合并為一個點(diǎn)，該點(diǎn)的值取該區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的坐標(biāo)值的平均值。
[0008]所述方法還包括步驟S6，獲取待測產(chǎn)品的二維碼信息，并與待測產(chǎn)品的平面度值對應(yīng)保存。
[0009]另一方面，本發(fā)明還提供一種平面度測試裝置，包括平臺，所述平臺上裝有模組架、旋轉(zhuǎn)接頭、電機(jī)和轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤套裝在旋轉(zhuǎn)接頭上，旋轉(zhuǎn)接頭與電機(jī)傳動連接，轉(zhuǎn)盤上裝有產(chǎn)品托盒，模組架上設(shè)有X軸模組機(jī)構(gòu)和Y軸模組機(jī)構(gòu)，X軸模組機(jī)構(gòu)上安裝有激光傳感器。[0010]所述模組架上安裝有掃描器，該掃描件位于產(chǎn)品托盒上方。
[0011 ] 所述產(chǎn)品托盒上裝接有真空氣管。
[0012]所述掃描器為二維碼掃描器。
[0013]所述Y軸模組機(jī)構(gòu)包括裝設(shè)在模組架上的Y軸模組和直線導(dǎo)軌，X軸模組機(jī)構(gòu)包括卡裝在Y軸模組和直線導(dǎo)軌上的X軸模組，X軸模組上設(shè)有控制氣缸和滑動塊，激光傳感器裝在該滑動塊上。
[0014]所述轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有至少一個產(chǎn)品托盒。
[0015]本發(fā)明主要用于測量電芯產(chǎn)品和較小尺寸的平板狀電子產(chǎn)品的平面度，自動化操作，工作效率高，測試精度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]附圖1為本發(fā)明中測試裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0018]本發(fā)明公開了一種平面度測試方法，包括以下步驟:
Si，獲取待測產(chǎn)品上表面和產(chǎn)品托盒表面間的高度信息。當(dāng)將待測產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)到測試托盒工具上時，指待測產(chǎn)品上表面至托盒工具上表面間的距離
S2，對獲取得到的高度信息進(jìn)行解析，得到待測產(chǎn)品上表面各點(diǎn)的X、Y、Z坐標(biāo)，得到產(chǎn)
品上表面所有點(diǎn)的數(shù)據(jù)集合為V= (XilYilZj 確定待測產(chǎn)品上表面所有點(diǎn)的坐標(biāo)值。
[0019]S3，平面擬合，根據(jù)平面方程z = ax+by+c,結(jié)合上述獲得的數(shù)據(jù)，通過最小二乘法計(jì)算得到系數(shù)a、b和C，從而得到待測產(chǎn)品表面所在的平面。
[0020]S4，計(jì)算平面度值，將獲取得到的待測產(chǎn)品上表面的所有點(diǎn)投影到擬合平面z =ax+by+c上，計(jì)算出各點(diǎn)到平面的距離。由于在步驟S4中根據(jù)得到的數(shù)據(jù)計(jì)算得到了系數(shù)
a、b和C，此時直接套用即可。
[0021]S5,若點(diǎn)到平面的距離zi = axi+byi+c,則該點(diǎn)位于平面上；若點(diǎn)到平面的距離zi>axi+byi+c,則該點(diǎn)位于平面上側(cè)；若點(diǎn)到平面的距離zi〈axi+byi+c,則該點(diǎn)位于平面下側(cè)?？偣矊Ⅻc(diǎn)分成兩類，一類落入平面上側(cè)，一類落入平面下側(cè)，計(jì)算平面上側(cè)各點(diǎn)到平面間的距離，并統(tǒng)計(jì)得到最大的距離Hmaxl，計(jì)算平面下側(cè)各點(diǎn)到平面間的距離，并統(tǒng)計(jì)得到最大的距離Hmax2。取Hmaxl、Hmax2之和，即為該待測產(chǎn)品的平面度。得到該待測產(chǎn)品的平面度后，與評判標(biāo)準(zhǔn)對比，即可判定當(dāng)前檢測的產(chǎn)品的平面度是否合格。
[0022]步驟S6，獲取待測產(chǎn)品的二維碼信息，確定產(chǎn)品的各項(xiàng)具體信息，并且與待測產(chǎn)品的平面度值一起保存。
[0023]在步驟S2對信息進(jìn)行解析后，自動確定產(chǎn)品的邊緣/邊界，將預(yù)設(shè)邊緣寬度的數(shù)據(jù)點(diǎn)除去。預(yù)先設(shè)置好產(chǎn)品的邊緣寬度，待確定產(chǎn)品的邊界后，將從邊界向產(chǎn)品中心一定寬度(預(yù)設(shè))內(nèi)的數(shù)據(jù)視為無效數(shù)據(jù)，即去除掉邊緣一定區(qū)域的。在去掉無效數(shù)據(jù)之后，再對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，濾波是為了消除孤立的噪聲點(diǎn)，這些噪聲點(diǎn)可能來自電子噪聲、雜光干擾，也可能來自電芯表面的微小灰塵等，通過濾波可以減微或消除這些干擾因素，提高測試精度，濾波不會減低數(shù)據(jù)量。對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波后，對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行降采樣，將待測產(chǎn)品上表面相鄰區(qū)域的N*N個點(diǎn)合并為一個點(diǎn)，該點(diǎn)的值取該區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的坐標(biāo)值的平均值。通常是根據(jù)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行劃分區(qū)域，將產(chǎn)品上表面劃分成W*H個區(qū)域，從而形成有W*H個點(diǎn)陣，減少點(diǎn)的數(shù)量，降低采樣率，提高工作效率。
[0024]此外，本發(fā)明還揭示了一種平面度測試裝置，包括平臺1，所述平臺I上裝有模組架12、旋轉(zhuǎn)接頭5、電機(jī)14和轉(zhuǎn)盤2，轉(zhuǎn)盤2套裝在旋轉(zhuǎn)接頭5上，旋轉(zhuǎn)接頭5與電機(jī)14傳動連接，轉(zhuǎn)盤2上裝有產(chǎn)品托盒3，模組架12上設(shè)有X軸模組機(jī)構(gòu)和Y軸模組機(jī)構(gòu)，在X軸模組機(jī)構(gòu)上安裝有激光傳感器7，用于對待測產(chǎn)品進(jìn)行信息的檢測獲取。模組架12上安裝有掃描器4，該掃描器4位于產(chǎn)品托盒3上方。電機(jī)14與旋轉(zhuǎn)接頭5之間傳動連接，可以通過皮帶連接，或者其他常規(guī)方式連接。掃描器4可以通過支架與模組架12安裝固定，使掃描器4能夠穩(wěn)固的始終保持在產(chǎn)品托盒上方，掃描器4設(shè)為具有掃描二維碼功能的掃描器。轉(zhuǎn)盤2上可以根據(jù)需要設(shè)置一個產(chǎn)品托盒，或者兩個產(chǎn)品托盒，或者三個產(chǎn)品托盒，或者其他數(shù)量。
[0025]在產(chǎn)品托盒3上裝接有真空氣管13，該真空氣管13從轉(zhuǎn)盤2下方向上穿過轉(zhuǎn)盤2并與產(chǎn)品托盒3連接接通，使得產(chǎn)品托盒具有真空吸附力。
[0026]此外，Y軸模組機(jī)構(gòu)包括裝設(shè)在模組架12上的Y軸模組6和直線導(dǎo)軌11，X軸模組機(jī)構(gòu)包括卡裝在Y軸模組6和直線導(dǎo)軌11上的X軸模組10，X軸模組10上設(shè)有控制氣缸8和滑動塊9，激光傳感器7裝在該滑動塊9上?；瑒訅K9可以在X軸模組11上進(jìn)行X軸方向的滑動，而X軸模組10在Y軸模組6和直線導(dǎo)軌11上進(jìn)行Y軸方向的滑動，帶動滑動塊移動。Y軸模組機(jī)構(gòu)和X軸模組機(jī)構(gòu)，還可以為其他形式的結(jié)構(gòu)，只要保證能夠在X軸和Y軸方向上移動，從而使滑動和激光傳感器順利的滑動即可。
[0027]真空氣管13與氣源連接，以提供真空氣體，使產(chǎn)品托盒具有吸附力。測試時，將產(chǎn)品放置在產(chǎn)品托盒上，產(chǎn)品受到產(chǎn)品托盒的真空吸附力而被穩(wěn)穩(wěn)的吸附住。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，產(chǎn)品隨著旋轉(zhuǎn)到掃描器下方，掃描器對產(chǎn)品進(jìn)行二維碼信息掃描。然后轉(zhuǎn)盤繼續(xù)旋轉(zhuǎn)到激光傳感器下方，同時激光傳感器被X軸模組機(jī)構(gòu)和Y軸模組機(jī)構(gòu)帶動到產(chǎn)品托盒上方，對下方的產(chǎn)品進(jìn)行信息讀取，獲取產(chǎn)品表面的高度信息，獲取完畢后，激光傳感器和掃描器將各自獲得的信息傳送給控制PC，從而快速、方便的分析得到被測產(chǎn)品的平面度。
【權(quán)利要求】
1.一種平面度測試方法，包括以下步驟: Si，獲取待測產(chǎn)品上表面和產(chǎn)品托盒表面間的高度信息； S2，對獲取得到的高度信息進(jìn)行解析，得到待測產(chǎn)品上表面各點(diǎn)的X、Y、Z坐標(biāo)，得到產(chǎn)品上表面所有點(diǎn)的數(shù)據(jù)集合為V= (Xi, Yi, ZiI f=0 ； S3，平面擬合，根據(jù)平面方程z = ax+by+c，結(jié)合上述獲得的數(shù)據(jù)，通過最小二乘法計(jì)算得到系數(shù)a、b和C，從而得到待測產(chǎn)品表面所在的平面； S4，計(jì)算平面度值，將獲取得到的待測產(chǎn)品上表面的所有點(diǎn)投影到擬合平面z =ax+by+c上，計(jì)算出各點(diǎn)到平面的距離； S5，若點(diǎn)到平面的距離zi = axi+byi+c，則該點(diǎn)位于平面上；若點(diǎn)到平面的距離zi>axi+byi+c,則該點(diǎn)位于平面上側(cè)；若點(diǎn)到平面的距離zi〈axi+byi+c,則該點(diǎn)位于平面下側(cè)，然后分別統(tǒng)計(jì)平面上側(cè)和平面下側(cè)各點(diǎn)到平面的距離的最大值，兩最大值之和即為待測產(chǎn)品的平面度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面度測試方法，其特征在于，所述方法還包括步驟:在步驟S2對信息進(jìn)行解析后，自動確定產(chǎn)品的邊界/邊緣，按照預(yù)設(shè)的產(chǎn)品邊緣寬度將邊緣的數(shù)據(jù)點(diǎn)除去。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平面度測試方法，其特征在于，所述方法還包括步驟:去除預(yù)設(shè)邊緣寬度的數(shù)據(jù)點(diǎn)后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平面度測試方法，其特征在于，所述方法還包括:對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波后，對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行降采樣，將待測產(chǎn)品上表面相鄰區(qū)域的N*N個點(diǎn)合并為一個點(diǎn)，該點(diǎn)的值取該區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的坐標(biāo)值的平均值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中任一項(xiàng)所述的平面度測試方法，其特征在于，所述方法還包括步驟S6，獲取待測產(chǎn)品的二維碼信息，并與待測產(chǎn)品的平面度值一起保存。
6.一種平面度測試裝置，其特征在于，包括平臺(1)，所述平臺上裝有模組架(12)、旋轉(zhuǎn)接頭(5)、電機(jī)(14)和轉(zhuǎn)盤(2)，轉(zhuǎn)盤套裝在旋轉(zhuǎn)接頭上，旋轉(zhuǎn)接頭與電機(jī)傳動連接，轉(zhuǎn)盤上裝有產(chǎn)品托盒(3)，模組架上設(shè)有X軸模組機(jī)構(gòu)和Y軸模組機(jī)構(gòu)，X軸模組機(jī)構(gòu)上安裝有激光傳感器(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的平面度測試儀，其特征在于，所述產(chǎn)品托盒上裝接有真空氣管(13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平面度測試儀，其特征在于，所述模組架上安裝有掃描器(4)，該掃描件位于產(chǎn)品托盒上方。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平面度測試儀，其特征在于，所述掃描器為二維碼掃描器。
10.根據(jù)權(quán)利要求6?9中任一項(xiàng)所述的平面度測試儀，其特征在于，所述Y軸模組機(jī)構(gòu)包括裝設(shè)在模組架上的Y軸模組(6)和直線導(dǎo)軌(11)，X軸模組機(jī)構(gòu)包括卡裝在Y軸模組和直線導(dǎo)軌上的X軸模組(10)，X軸模組上設(shè)有控制氣缸(8)和滑動塊(9)，激光傳感器裝在該滑動塊上。
【文檔編號】G01B11/30GK103940380SQ201410137894
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】敖薈蘭, 許德平, 黃美旭, 張也, 胡軍軍, 徐地華, 梅領(lǐng)亮 申請人:廣東正業(yè)科技股份有限公司