液晶模组MTP自动检测设备中的视觉对位

李向东，冯晓虎

（中国电子科技集团公司第二研究所，山西太原 030024）

1 液晶模组生产中的MTP工艺简介

液晶模组生产中对经过COG、FOG、FPC焊接等工艺后的模组进行通电检测的工艺就是MTP测试工艺。其关键技术为FPC排线视觉对位，自动上料、下料、多工位并行测试。以前液晶模组的MTP测试全由人工手动完成，不仅对人员需求量大，而且对人员要求较高，但是仍然避免不了人工的不确定性，误判率高的情况。为减少由人工分选导致产品质量差的现象，同时满足减少对人员、降低成本的需求，设计生产了高效、可靠的液晶模组MTP自动测试设备。

2 视觉定位系统设计

本机视觉定位系统使用高速高性能图像处理系统，配合500W像素相机与防畸变镜头，通过以太网ETHERNET与PLC通讯，实现高速高精度的设计要求。

3 视觉定位系统介绍

本机视觉定位系统使用图像处理系统具有高速处理速度，同时具有多任务多线程处理功能，可以通过不同场景的切换，分别处理不同的任务，比如本设备中使用的【校准场景】与【对位场景】[1-5]。

3.1 校准场景

在较准场景里进行的工作就是校准整个设备和对位有关的各种参数，包括XYθ坐标系的机械精度，相机的安装角度偏差，以及整个坐标系的各种位置关系。

首先设定校准的一些基本参数，如图2所示。设定完校准基本参数后，可以进行校准，运动部件按照视觉控制器输出的采样点的坐标值运动，每个采样点视觉控制器都采集图形数据进行计算，最终计算出坐标系的各个参数，如图3所示。

3.1.1 校准场景主界面，如图1。

主界面左上方是基本信息的显示，主要是显示当前的场景组与场景，须对应当前的产品种类；主界面右方显示的是本项目的视觉检测单元编号；主界面正中显示的是需要监控的检测单元，可以更改。

图1 校准主界面

3.1.2 校准场景设置界面，如图2。

需要设定的参数有：初次校准设定、本次校准设定、平行移动的采样设定、旋转移动采样设定以及校准开始时的轴位置。

本机视野大小约为20 mm×20 mm，设定如下参数：

初次校准移动量为

X轴3 mm；

Y轴3 mm；

θ轴2度(θ轴运动范围-5.5度～5.5度)；

有效视野范围60%；

平行移动采样设定：5行x5列，共25个采样点，确保校准的坐标系精准；

旋转移动采样设定：5个采样点。

3.1.3 校准场景计算结果确认界面，如图3。

在本界面可以看到本系统XYθ坐标系的各种参数。经过校准的坐标系才可以在对位场景中调用，作为对位的基准。

图3 校准计算结果确认

3.2 对位场景

3.2.1 对位场景主界面，如图4。

主界面左上方是基本信息的显示，主要是显示当前的场景组与场景，须对应当前的产品种类；主界面右方显示的是本项目的视觉检测单元编号；主界面正中显示的是需要监控的检测单元，可以更改，本项目中显示的是形状搜索单元。

图4 对位场景主界面

3.2.2 对位场景校准值参考设置，如图5。

先需要调用校准值，如图5所示

图5 对位场景校准值参考

图形搜索登录模型，如图6、7所示。

图6 对位场景形状搜索-模型登录

图7 对位场景形状搜索-基准设定

校准值参考，在上一章校准场景中，通过多个位置的拍照，软件计算出整个坐标系的各种参数，以此为整个坐标系的基础。

3.2.3 对位场景图形搜索界面，如图6、7。

图形搜索界面，从目标位置吸取一片液晶模组，运行至视觉相机处，进行模型登录。登录模型后，该目标位置就被软件设定为目标位置。

基准设定，就是设定对位目标上的一个搜索基准，每次产品拍照时，都是以搜索登录图形中的这个基准点为中心，计算出当前产品的X、Y、θ各个偏差值。

4 结束语

本系统的视觉控制系统简单有效，实测整机最终精度达到0.03 mm，达到设计要求。

视觉对位系统使用ETHERNET以太网与PLC通讯，传输数据高速可靠，同时便于日后客户工厂自动化集中监控。

与客户以前的手工生产模式相比，该项目的投入使用，产品质量稳定性大大提高，同时节约了人工。经过长时间的生产运行，设备控制系统稳定可靠，维护方便，实现了最初的设计要求。

［1］潘国贵.OMRON视觉传感器几何尺寸检测［D］.大连：大连理工大学，2006.

［2］秦宪军.OMRON视觉识别系统F150在电子元件生产中的应用［J］.电子质量，2001（04）.

［3］张建军.图像识别技术在全自动对位贴合机的应用［J］.电子工艺技术，2010（04）：226-229.

［4］梁伟文，马如震.基于视觉定位的高精度多功能贴片机技术［J］.机电工程技术，2010（3）：86-88.

［5］罗露.FPC生产设备嵌入式视觉运动控制系统［D］.广州：华南理工大学，2011.