一種手機外殼邊沿質(zhì)量檢測系統(tǒng)及檢測方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于自動檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種手機外殼質(zhì)量檢測方法。
【技術(shù)背景】
[0002]近年來，高端的智能手機越來越受到消費者的青睞，其市場份額不斷增長。許多國際知名手機產(chǎn)品中的零部件均為中國制造，從而為中國的電子行業(yè)帶來了巨大的商機。但同時，手機廠家對于高端手機零、配件的質(zhì)量檢測也提出了嚴格要求，我國的手機零件制造商面臨巨大的挑戰(zhàn)。
[0003]以手機外殼為例，由于制造過程中的原因，導(dǎo)致有些產(chǎn)品的外觀會出現(xiàn)凹痕、劃痕、凸起、毛刺等質(zhì)量缺陷。目前的零件制造廠家大都是依靠人工檢測手機外殼的外觀質(zhì)量，很容易產(chǎn)生誤檢漏檢，給廠家?guī)聿簧俳?jīng)濟損失，因此急需高效、準確的智能化自動檢測裝置。目前已有的利用圖像處理技術(shù)來進行手機外殼檢測的智能裝置(如發(fā)明專利CN102218406A)，需要復(fù)雜的模式識別算法，有的還需要在多個角度位置安裝檢測鏡頭(如實用新型CN203455286U)，檢測方法不易實現(xiàn)，檢測的準確率和精度都不夠理想。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備成本較低，容易實現(xiàn)，可靠性高，準確率和精度高的手機外殼外觀質(zhì)量缺陷的智能檢測系統(tǒng)和檢測方法，能自動實現(xiàn)手機外殼(包括背殼及邊沿)外觀質(zhì)量的在線檢測。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種手機外殼邊沿質(zhì)量檢測系統(tǒng)，包括控制單元、數(shù)據(jù)采集模塊、二維激光掃描傳感器、電氣驅(qū)動模塊以及用于檢測手機外殼邊沿的機械裝置，
[0006]所述的機械裝置包括手機殼夾具、手機殼安裝平臺、夾具操縱機構(gòu)、夾具鎖緊機構(gòu)和底座；控制單元分別與數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端和電氣驅(qū)動模塊的輸入端相連，二維激光掃描傳感器安裝在底座上，其輸出與數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端相連；手機殼夾具包括上夾具和下夾具，下夾具固定在手機殼安裝平臺上，手機殼安裝平臺、夾具操作機構(gòu)和夾具鎖緊機構(gòu)分別安裝在底座上，并與電氣驅(qū)動模塊的輸出端相連；待檢測的手機外殼置于下夾具上;
[0007]所述的二維激光掃描傳感器，安裝在與手機外殼邊沿水平中心線等高的位置，其所產(chǎn)生的二維激光束與手機外殼邊沿的平面垂直，用于掃描手機外殼邊沿的輪廓；
[0008]所述的電氣驅(qū)動模塊、手機殼夾具、手機殼安裝平臺、夾具操縱機構(gòu)、夾具鎖緊機構(gòu)和底座的工作方式是:(I)通過夾具操縱機構(gòu)將待檢測的手機外殼放置在下夾具上，再將上夾具安放在手機外殼上方；(2)通過夾具鎖緊機構(gòu)使上夾具、下夾具將手機外殼夾緊，以保證在檢測過程中手機外殼與手機殼安裝平臺不發(fā)生相對移動；(3)手機殼安裝平臺在檢測過程中帶動手機外殼和夾具轉(zhuǎn)動；(4)上述過程均通過電氣驅(qū)動模塊來實施運動控制，其控制指令均由控制單元產(chǎn)生。
[0009]本發(fā)明同時提供一種采用所述的系統(tǒng)實現(xiàn)的手機外殼邊沿質(zhì)量檢測方法，包括下面的步驟:
[0010]I)控制單元向電氣驅(qū)動模塊發(fā)送指令，使其控制夾具操縱機構(gòu)將待檢測的手機外殼放置在下夾具上，再將上夾具安放在手機外殼上方，并通過夾具鎖緊機構(gòu)使上、下夾具將手機外殼夾緊；
[0011]2)控制單元向電氣驅(qū)動模塊發(fā)送指令，使其控制手機殼安裝平臺帶動夾具和手機殼做轉(zhuǎn)動一周；
[0012]3)在手機殼安裝平臺帶動夾具和手機殼轉(zhuǎn)動的過程中，控制單元向二維激光掃描傳感器發(fā)送指令，使其對手機外殼邊沿的側(cè)面輪廓進行數(shù)據(jù)掃描；3)控制單元向數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送指令，使其實時接收來自二維激光掃描傳感器的手機殼輪廓數(shù)據(jù)，并傳輸給控制單元；4)控制單元收到完整的手機殼輪廓數(shù)據(jù)后，判定手機外殼邊沿外觀質(zhì)量是否合格，方法如下:
[0013]a)控制單元建立一個新的二維數(shù)組，用于存放手機外殼邊沿輪廓數(shù)據(jù)；b)對所接收的來自二維激光掃描傳感器的手機殼輪廓數(shù)據(jù)的每一個數(shù)據(jù)幀進行數(shù)據(jù)預(yù)處理，只保留手機外殼邊沿部分的輪廓數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)存放在所述的二維數(shù)組中的某一列，存放的位置根據(jù)采集時間順序排列，直至完成所有數(shù)據(jù)幀的采集，從而將夾具和手機外殼邊沿轉(zhuǎn)動一周過程中所采集的所有數(shù)據(jù)組合形成完整的手機外殼邊沿輪廓曲線；c)計算手機外殼邊沿輪廓曲線的粗糙度數(shù)據(jù)，根據(jù)手機制造商提供的外殼質(zhì)檢標(biāo)準，來判定手機外殼邊沿外觀質(zhì)量是否合格。
[0014]其中，步驟c)可按下列方法進行:
[0015]I )以理想的手機外殼邊沿輪廓曲線為參考，將實測得到的手機外殼邊沿輪廓曲線中出現(xiàn)凹痕部分的數(shù)據(jù)提取出來，計算凹痕的面積和深度，再根據(jù)手機制造商提供的外殼質(zhì)檢標(biāo)準，來判定手機外殼邊沿外觀質(zhì)量是否合格；II )以理想的手機外殼邊沿輪廓曲線為參考，將實測得到的手機外殼邊沿輪廓曲線中出現(xiàn)凸痕部分的數(shù)據(jù)提取出來，計算凸痕的面積和高度，再根據(jù)手機制造商提供的外殼質(zhì)檢標(biāo)準，來判定手機外殼邊沿外觀質(zhì)量是否合格。
[0016]本發(fā)明提出了通過二維激光掃描傳感器來實現(xiàn)手機外殼邊沿外觀質(zhì)量缺陷檢測的智能裝置及其相應(yīng)的檢測算法，能替代人工檢測方法，能夠高效、準確地檢測出手機外殼的外觀質(zhì)量缺陷，從而提高產(chǎn)品檢測的自動化水平，有效降低產(chǎn)品的制造成本。
【附圖說明】
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[0017]圖1是用于檢測手機外殼邊沿的檢測裝置的硬件構(gòu)成圖；
[0018]圖2是用于檢測手機背殼的檢測裝置的硬件構(gòu)成圖的正視圖；
[0019]圖3是用于檢測手機背殼的檢測裝置的硬件構(gòu)成圖的側(cè)視圖；
[0020]圖4是二維激光傳感器所采集的各數(shù)據(jù)幀在整個數(shù)組中的構(gòu)成圖。
[0021]圖5是手機外殼邊沿出現(xiàn)凹痕和凸痕的輪廓曲線圖，(a)為凹痕(b)為凸痕；
[0022]圖6是手機外殼背面出現(xiàn)凹痕和凸痕的輪廓曲線圖，(a)為凹痕(b)為凸痕。
[0023]【附圖說明】如下:
[0024]I 二維激光傳感器2底座3上夾具4下夾具
[0025]5夾具操縱機構(gòu)6夾具鎖緊機構(gòu)7手機殼安裝平臺8夾具
[0026]9支架10導(dǎo)軌11移動機構(gòu)
【【具體實施方式】】
[0027]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步具體詳細描述。
[0028]如圖1所示的用于檢測手機外殼邊沿的檢測裝置，用于對手機外殼邊沿的外觀質(zhì)量實施智能化檢測，包括控制單元、數(shù)據(jù)采集模塊、二維激光掃描傳感器、電氣驅(qū)動模塊以及手機殼夾具、手機殼安裝平臺7、夾具操縱機構(gòu)5、夾具鎖緊機構(gòu)6和底座2。
[0029]二維激光掃描傳感器安裝在底座2上，其輸出端與數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端相連，用于掃描手機殼邊沿的輪廓數(shù)據(jù)，并傳輸給數(shù)據(jù)采集模塊。其安裝方式為，二維激光掃描傳感器安裝在與手機外殼邊沿水平中心線等高的位置，且所產(chǎn)生的二維激光束與與手機外殼邊沿的平面垂直。
[0030]數(shù)據(jù)采集模塊用于接收二維激光掃描傳感器傳輸?shù)氖謾C外殼輪廓數(shù)據(jù)并傳輸給控制單元進行數(shù)據(jù)處理；電氣驅(qū)動模塊包括伺服電機、傳動機構(gòu)及其運動控制模塊等，用于控制手機殼夾具將手機殼夾緊并固定在手機殼安裝平臺7上，并控制手機殼安裝平臺7帶動夾具和手機殼做勻速轉(zhuǎn)動。
[0031]手機殼夾具包括上夾具和下夾具，用于在檢測過程中將被測手機外殼夾緊。其中，下夾具固定在手機殼安裝平臺7上，上夾具和夾具鎖緊機構(gòu)6可由夾具操作機構(gòu)來操控，與下夾具一起將被測手機外殼固定在手機殼安裝平臺7上。手機殼安裝平臺7、夾具操作機構(gòu)和夾具鎖緊機構(gòu)6分別安裝在底座2上，并與電氣驅(qū)動模塊的輸出端相連。
[0032]電氣驅(qū)動模塊、手機殼夾具、手機殼安裝平臺7、夾具操縱機構(gòu)5、夾具鎖緊機構(gòu)6和底座2的工作方式是:1)通過夾具操縱機構(gòu)5將待檢測的手機外殼放置在下夾具上，再將上夾具安放在手機外殼上方；2)通過夾具鎖緊機構(gòu)6使上、下夾具將手機外殼夾緊，以保證在檢測過程中手機外殼與安裝平臺不發(fā)生相對移動；3)安裝平臺在檢測過程中帶動手機外殼和夾具做勻速轉(zhuǎn)動；4)上述過程均通過電氣驅(qū)動模塊來實施運動控制，其控制指令均由控制單元產(chǎn)生。
[0033]控制單元分別與數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端和電氣驅(qū)動模塊的輸入端相連，其功能是:1)通過電氣驅(qū)動模塊控制夾具操縱機構(gòu)5和夾具鎖緊機構(gòu)6將被檢測的手機外殼固定在手機殼安裝平臺7上；2)在檢測過程中，通過電氣驅(qū)動模塊控制手機殼安裝平臺7帶動被測手機外殼做勻速轉(zhuǎn)動，并在此過程中控制二維激光掃描傳感器采集手機外殼邊沿的輪廓數(shù)據(jù)；3)控制數(shù)據(jù)采集模塊接收來自二維激光掃描傳感器的數(shù)據(jù)，存儲到一個二維數(shù)組中；4)運行數(shù)據(jù)處理及檢測算法，并根據(jù)手機制造商提供的外殼質(zhì)檢標(biāo)準，來判定手機殼外觀質(zhì)量是否合格。
[0034]如圖2和圖3所示的用于檢測手機外殼背面的檢測裝置，用于對手機外殼背面的外觀質(zhì)量實施智能化檢測，包括控制單元、數(shù)據(jù)采集模塊、二維激光掃描傳感器、電氣驅(qū)動模塊以及手機殼夾具、夾具操縱機構(gòu)5、支架9、導(dǎo)軌10、移動機構(gòu)和底座2。
[0035]二維激光掃描傳感器安裝在移動機構(gòu)上，并與數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端相連，用于掃描手機外殼背面的輪廓數(shù)據(jù)，并傳輸給數(shù)據(jù)采集模塊。其安裝方式為，使其所產(chǎn)生的二維激光束與手機外殼背面平面垂直，并能夠覆蓋整個被測的手機外殼背面。導(dǎo)軌10的安裝方式為，位于被測手機外殼背面的正上方，與被測手機外殼背面的中心線平行。
[0036]數(shù)據(jù)采集模塊用于接收二維激光掃描傳感器傳輸?shù)氖謾C外殼背面輪廓數(shù)據(jù)并傳輸給控制單元進行數(shù)據(jù)處理；電氣驅(qū)動模塊包括伺服電機、傳動機構(gòu)及其運動控制模塊等，用于控制夾具操縱機構(gòu)5將被測手機外殼背面安裝在手機殼夾具上。
[0037]所述的電氣驅(qū)動模塊、手機殼夾具、夾具操縱機構(gòu)5、導(dǎo)軌10和移動機構(gòu)的工作方式是:(I)通過夾具操縱機構(gòu)5將待檢測的手機外殼放置在手機殼夾具上；(2)檢測過程中，移動機構(gòu)帶動二位激光傳感器在導(dǎo)軌10上做橫向移動；(3)上述過程均通過電