图形自动光学检验管理控制的LED性能试验.docx

第PAGE \* MERGEFORMAT22页 基于图形化管理控制自动光学检查的 LED性能试验 摘要：本文注重于在发光二极管（LED）的发展和生产中的自动化光学检查系统，检查包括了亮度和前向电压。在运动控制方面，我们使用了图形化管理和控制的思想，联合了LabVIEW软件和可编程逻辑控制器（PLC）。通过连接模拟输入模块，PLC会读取前向电压的值，并判断值过大还是过小。在LED光学检查中，LabVIEW软件用来在获得的数据和分析图像数据来调整电荷耦合器件（CCD）摄像头。LED的亮度是根据它是否达到理想的标准二进制形态面积像素来判断，LED快速地在轨道上前进，被PLC控制的一个气缸将用来分开它们到不同的储存区。这个系统的特色在于包括自动控制平台和图形化检查。从试验中，LED检查的速度会达到40-45片每分钟。亮度检查中，当检查在??暗的房间或者外部环境亮度固定的条件下，处理精确度会达到100%。 关键词：自动光学检查(AOI) 电荷耦合器件(CCD) 发光二极管(LED) 图形化管理控制 1.介绍 伴随着快速增长的半导体工业，在尾灯的制造上，车辆尾灯是被传统电灯泡取代为高通量的LED。通常，车灯的主要目的是显示和照明。当车辆停车、转弯和倒车时，车辆LED通过数字仪表盘来启用。因此，电-光学性能的要求是解决LED的光视角、亮度、电压和电流这些问题。对于汽车制造商，用于汽车照明的主要因素是LED的质量是否可靠。一般来讲，除了在汽车事故中，人为的或者是因为设计缺陷，LED的整体平均寿命大概为100000小时，并且LED和所有汽车部件相比已经拥有最长的生命周期了。 然而，由于不成熟的光学检测技术和成品率低，一个大问题是，前灯制造厂商无法找出哪些安装到印刷电路板（PCB）上LED亮度不足。因此，前灯制造厂商将在人力检查上花费很大。为了解决这个问题，我们开发了一个AOI系统测量LED性能。 在试验设施上，赖等人设计了一直检测机制，包括黑暗的房间、LED放置盘、颜色传感器和光纤数据采集卡。Miran等人使用了一个LED自动光学质量检测的机器视觉系统。通过对LED的光投影到屏幕上的图像获得了光学性质。比较了参考文献，研究发现，赖等人的优势是必须在同一时间使用盘的旋转不断检测六个发光二极管，并对LED进行光学比较。尽管LED系统的定位是手动的，但是他们还是有一个全自动每小时检查50000或者更快的速度。 在监控系统中，串行通信包括了信号M0-M5和D0。苏等人成功开发了PLC与PC之间的串行通信，这是一个硬件结构简单的很实用的监控系统。米等人提供了通信结构、参数设置和监控系统的组地址。曾等人设计了LabVIEW的计算机图形程序的检测，其中含有数据采集卡、数据处理和分级系统。软件程序主要包含成像过程、切换程序、实时报告和操作界面的设计。 本文中，我们建立的系统不仅可以自动检查LED和PCB装配好的样品，也能计算检查过程的成品率。此外，后者也可作为未来购买参考的可靠数据库。 图1：自动光学检查设备由LabVIEW软件、PLC、模拟输入模块、CCD摄像头、IMAQ卡和LED检验台。 运行 人工放入 判断LED是否放入轨道 检查区 前向电压检查机构 亮度检查 通过滑动筒 分类 图2：系统结构的移动流程图 定位板 LED检查 制动板 塑料槽 电杆 气动缸前端板 图3：传动机构图解 LED进入检查区 前端板向上移动4毫米 图像检查 前端板向下移动4毫米 打开制动板 LED进入储存区 等待下一LED检查 图4：检查区流程图 2.试验装置 在图1中，本实验的实验设备是由LabVIEW软件、PLC、模拟输入模块、CCD摄像头、采集卡、检查平台组成的。LabView软件是整个系统的枢纽，并将该信号通过RS-232发送到PLC。此外，它还可以处理由模拟量输入模块的正向电压Vf的数字信号，并且判断LED的Vf过大或过小。CCD摄像头抓取光信号和IMAQ卡转换成图像，并确定LED的亮度。 该系统的运行流程图如图2所示。首先，我们把LED通过人工的方式放入轨道中，LED将会通过分离机构检测区。最后，系统将由滑动气缸进行分类。与测量系统相比，我们的AOI系统具有可以连续检测LED和立即找出这些缺陷的优势。 发亮的LED 接触 图5：当接触到LED的针时，电杆移动4mm去提供电源电流 制动杆 轨道 气缸的前端板 固定角板 图6：分离原理图解，包括了气缸前端板，制动杆和固定角板 气缸进气 机械向上 检查区域完好 气缸排气 机械向下 气缸进气 轨道入口完好 停止 图7：分离机制流程图：（a）流程图，（b-d）气缸吸气和排气，在垂直运动时分离的状况 2.1 机械设计 在这项研究中，该平台包括制动机构、分离机构、滑动机构、检查区、轨道等等。这里，我们主要描述检查