视觉引导触摸屏高精度自动贴合系统.PDF

　 第２５ 卷　 第１ 期 厦门理工学院学报 Ｖｏｌ． ２５　 Ｎｏ． １ 　 　 ２０１７ 年２ 月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｘｉａｍｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｆｅｂ． ２０１７ 视觉引导触摸屏高精度自动贴合系统 苏鹭梅， 张　 辑， 薛　 勇， 张　 权 （厦门理工学院电气工程与自动化学院， 福建 厦门３６１０２４ ） ［摘　 要］ 针对传统半自动化触摸屏贴合工艺存在的诸多问题， 设计一种视觉引导触摸屏高精度自动 贴合系统。 利用双重角点检测算法对待装配的触摸屏进行双重定位， 并通过可编程逻辑控制器 （ＰＬＣ ） 对 多轴控制系统进行精准操控， 实现视觉引导多轴控制系统对触摸屏的贴合。 实验结果表明， 系统贴合精度 可达± ０ ２ ｍｍ 。 该系统可自动完成触摸屏从定位到贴合的完整过程， 同时可兼容多种型号触摸屏的自动贴 合， 摆脱了模具对生产的限制。 ［关键词］ 触摸屏贴合； 双重角点检测算法； 可编程逻辑控制器； 视觉引导； 多轴控制系统 ［中图分类号］ ＴＭ３８７　 ［文献标志码］ Ａ　 ［文章编号］ １６７３ － ４４３２ （２０１７ ） ０１ － ００４４ － ０６ 目前大多数智能手机通常采用触摸屏来代替带有按键的显示屏， 相比显示屏而言， 触摸屏要求有 ［１］ 更高的灵敏性和精确性 。 触摸屏由液晶屏和盖板玻璃组成， 现有的触摸屏贴合技术多采用ＯＣＡ 贴 ［２ ］ 合工艺 ， 但是该工艺存在高度依赖人工与模具、 无法有效控制贴合误差和生产成本高等诸多缺陷。 有部分研究提出采用机器视觉技术实现触摸屏的自动贴合， 但是仍存在定位效果不理想， 摄像机规格 ［３ ］ 要求过高等问题。 李俊蒂等 提出通过机器视觉对触摸屏进行自动标定贴屏的方法， 通过图像处理 算法对触摸屏进行定位， 但并未解决如何将图像处理算法结合进贴屏工艺的方案， 实际操作中无法实 现真正的高精度贴合。 针对上述情况， 本文提出了一种视觉引导触摸屏高精度自动贴合系统。 通过机 器视觉技术的对触摸屏关键点进行精确定位， 并结合多轴控制系统准确的进行自动贴合。 此外， 该系 统具有良好的延展性， 通过调整双目摄像头的焦距及距离， 可以使得该贴屏技术不仅仅局限在手机， 平板电脑上， 还可以运用于所有电子设备所需要的触摸屏生产工艺上。 通过对操作平台进行简单地改 动， 就可以将该技术运用在精细的打孔、 切割、 尺寸测量等工艺上， 大大提高实现工业生产的机械 化、 自动化的可能性。 １　 系统总体结构和功能 视觉引导触摸屏高精度自动贴合系统可自动完成触摸屏从视觉定位到高精度贴合的整个过程。 利 用单、 双摄像头模块对触摸屏进行两次图像采集， 并将采集到的触摸屏图像传给上位机模块， 上位机 模块通过双重角点检测算法得到触摸屏角点的定位信息， 然后以Ｍｏｄｂｕｓ 协议格式发送给多轴控制系 统， 从而实现液晶屏和盖板玻璃的高精度自动贴合。 其中， 多轴控制系统所选用的电机为伺服电机， 其优点是可以实现可控的高精度转动， 转动精度可达０ １ ｍｍ ， 是实现高精度贴合的硬件基础。 本系统中的上位机模块是将双重角点检测算法与多轴控制系统相结合的桥梁。 通过它可实现控制 单、 双目摄像头拍照， 运行双重角点检测算法进行定位， 以及控制多轴控制系统进行高精度贴合等功 ［４ ］ 能。 它是由ＶＢ 语言编写构建， 通过Ｍｏｄｂｕｓ 协议格式与ＰＬＣ 进行数据传输 ， 可以实时监测单目摄 像头的实时状况、 ＰＬＣ 数据寄存器Ｄ 内的数据情况等， 根据传回的图像或数据， 了解装置的运行情 　 　 ［收稿日期］ ２０１７ － ０１ － ０８　 　 　 　 ［修回日期］ ２０１７ － ０２ － １０ ［基金项目］ 厦门市留学人员科研项目 （厦人社 ［２０１６ ］ ３１４ 号－ ０５ ） ； 福建省中青年教师教育科