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高精度機(jī)器視覺(jué)實(shí)現(xiàn)工控顯示屏微米級(jí)貼合

高精度機(jī)器視覺(jué)實(shí)現(xiàn)工控顯示屏微米級(jí)貼合

2025/12/22 18:00:51

工業(yè)顯示屏的觸摸屏(TP)與光學(xué)膠(OCA)進(jìn)行最終貼合時(shí),其貼合精度直接關(guān)乎到顯示屏的視覺(jué)效果、觸控靈敏度及長(zhǎng)期可靠性。傳統(tǒng)依賴治具定位和人工干預(yù)的貼合方式,在應(yīng)對(duì)工控產(chǎn)品日益提升的精度與可靠性要求時(shí),已顯得力不從心。哪怕僅有毫米的偏差,也可能在點(diǎn)亮屏幕時(shí)顯現(xiàn)出惱人的光影,或在嚴(yán)苛的工業(yè)震動(dòng)環(huán)境中埋下失效的隱患。

 

面對(duì)這一挑戰(zhàn),基于高精度機(jī)器視覺(jué)引導(dǎo)的工控顯示屏貼合解決方案,實(shí)現(xiàn)了對(duì)貼合過(guò)程超越人眼極限的精密控制,將一種充滿不確定性的工藝,轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定、可靠、可復(fù)制的標(biāo)準(zhǔn)化流程。

 

一、工控顯示屏貼合核心挑戰(zhàn)

 

與消費(fèi)電子領(lǐng)域追求極致輕薄不同,工控顯示屏的挑戰(zhàn)更多元、更嚴(yán)峻。它們往往需要在寬溫、高濕、多塵甚至持續(xù)震動(dòng)的環(huán)境下穩(wěn)定工作數(shù)年,這意味著其內(nèi)部結(jié)構(gòu),尤其是屏幕的貼合質(zhì)量,必須無(wú)懈可擊。

 

貼合工藝的核心目標(biāo),是將帶有光學(xué)膠的玻璃蓋板與下方的顯示模組進(jìn)行無(wú)氣泡、無(wú)偏移的精準(zhǔn)粘合。這一過(guò)程面臨三重核心矛盾:

 

首先,是精度要求與材料特性的矛盾。OCA光學(xué)膠層本身是透明的、柔軟的,在貼合前其位置和形態(tài)難以被傳統(tǒng)傳感器穩(wěn)定捕捉。而TP表面通常具有高反光的特性,任何不恰當(dāng)?shù)墓庹斩紩?huì)導(dǎo)致圖像過(guò)曝或特征丟失。

 

其次,是效率要求與工藝復(fù)雜性的矛盾。工控產(chǎn)品型號(hào)繁多,小批量、多批次生產(chǎn)是常態(tài)。傳統(tǒng)的專用治具不僅成本高昂,且換產(chǎn)調(diào)試耗時(shí)漫長(zhǎng),無(wú)法滿足柔性生產(chǎn)的需求。生產(chǎn)節(jié)拍的瓶頸常常卡在定位對(duì)位這一環(huán)節(jié)。

 

最后,是可靠性要求與人為不確定性的矛盾。人工目檢或半自動(dòng)設(shè)備難以持續(xù)保證微米級(jí)的定位一致性。這種難以量化的波動(dòng)性,為產(chǎn)品在長(zhǎng)期嚴(yán)苛使用下的表現(xiàn)埋下了不可控的風(fēng)險(xiǎn)。

 

二、智能化視覺(jué)解決方案

 

成像系統(tǒng)的核心,是一套分工明確的光學(xué)組合。 系統(tǒng)采用四臺(tái)高分辨率工業(yè)相機(jī),但它們并非簡(jiǎn)單重復(fù),而是兩兩一組,承擔(dān)著截然不同的成像任務(wù)。

 

一組相機(jī)專門(mén)負(fù)責(zé)透明的OCA膠層。采用藍(lán)色同軸光源,透過(guò)相機(jī)鏡頭中心的特殊分光鏡,垂直照射在OCA材料上。 同軸光的原理在于,它只接收與被測(cè)物表面嚴(yán)格垂直的反射光。對(duì)于透明且光滑的OCA表面,這種垂直照射能最大化地捕捉其邊緣因微觀起伏或摻雜粒子產(chǎn)生的微弱散射光,從而在圖像中勾勒出清晰、銳利的輪廓。

 

第二組相機(jī),則負(fù)責(zé)易反光的TP表面。對(duì)此,系統(tǒng)配置了條形白色光源,條形光從特定角度斜射向TP表面,從而有效避開(kāi)TP光滑表面造成的強(qiáng)烈反光光斑,同時(shí)利用斜射光凸顯TP上的定位標(biāo)記(Mark點(diǎn)),獲得對(duì)比度極高、特征明確的圖像。

 

中央處理與執(zhí)行的智慧大腦,則由雙翌光電的MasterAlign視覺(jué)系統(tǒng)擔(dān)當(dāng)。 四臺(tái)相機(jī)同步抓拍的圖像被實(shí)時(shí)傳輸至MasterAlign系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)置的強(qiáng)大算法,能同時(shí)對(duì)OCA的輪廓和TP上的Mark點(diǎn)進(jìn)行像素級(jí)定位。在瞬間計(jì)算出兩者在X、Y、Z三軸以及旋轉(zhuǎn)角度(θ)上的空間位置偏差后,系統(tǒng)并非簡(jiǎn)單地給出一個(gè)偏移量,而是生成一條經(jīng)過(guò)空間三維補(bǔ)償?shù)?、全新的精密貼合路徑。

 

這條動(dòng)態(tài)路徑指令被實(shí)時(shí)發(fā)送給高精度的四軸精密貼合平臺(tái)。平臺(tái)將根據(jù)指令,進(jìn)行微米級(jí)的調(diào)整,確保OCA膠層與TP在接觸瞬間達(dá)到預(yù)設(shè)的完美位置關(guān)系。整個(gè)過(guò)程在秒級(jí)內(nèi)完成,形成一個(gè)拍攝-計(jì)算-補(bǔ)償-執(zhí)行的高速閉環(huán)。

 

 三、商業(yè)價(jià)值的全面躍升

 

部署視覺(jué)貼合系統(tǒng)后,工控顯示屏的生產(chǎn)質(zhì)效實(shí)現(xiàn)了可量化的飛躍。

 

在質(zhì)量與精度層面,系統(tǒng)將貼合對(duì)位精度穩(wěn)定控制在±0.01毫米的微觀尺度。這直接意味著,屏幕點(diǎn)亮后邊緣無(wú)任何可見(jiàn)的光學(xué)干涉(如彩虹紋、黑影),觸控傳感區(qū)域與顯示區(qū)域達(dá)到像素級(jí)對(duì)齊。在實(shí)際產(chǎn)線應(yīng)用中,客戶反饋因貼合不良導(dǎo)致的屏幕光學(xué)缺陷和功能性不良率下降了超過(guò)85%,產(chǎn)品出廠質(zhì)量的一致性達(dá)到了前所未有的高度。

 

在生產(chǎn)效率與柔性方面,系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)同樣顯著。視覺(jué)引導(dǎo)完全取代了昂貴的專用精密度具,換產(chǎn)時(shí)只需在軟件中調(diào)取新產(chǎn)品的程序,系統(tǒng)便能自動(dòng)識(shí)別新特征并開(kāi)始工作。同時(shí),全自動(dòng)的、高速的視覺(jué)定位將單件貼合節(jié)拍大幅壓縮,整體生產(chǎn)效率提升30%以上,在保證極致質(zhì)量的同時(shí),也贏得了交付時(shí)間的優(yōu)勢(shì)。

 

在管理數(shù)字化與可追溯性上,該系統(tǒng)帶來(lái)了更深遠(yuǎn)的改變。每一次貼合的精確位置數(shù)據(jù)、對(duì)位偏差值、完成時(shí)間等信息,均可被自動(dòng)記錄并與產(chǎn)品序列號(hào)綁定。這構(gòu)建了完整的生產(chǎn)數(shù)據(jù)檔案,一旦未來(lái)產(chǎn)品在終端市場(chǎng)出現(xiàn)任何與貼合相關(guān)的問(wèn)題,可以實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的數(shù)據(jù)回溯與根因分析,為持續(xù)工藝優(yōu)化提供了寶貴的數(shù)據(jù)資產(chǎn)。

 

四、結(jié)語(yǔ)

 

在工業(yè)制造領(lǐng)域,尤其是關(guān)乎設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行與人機(jī)交互安全的工控顯示行業(yè),精準(zhǔn)從來(lái)不是一種奢求,而是可靠性的物理基石?;谒南鄼C(jī)的高精度機(jī)器視覺(jué)解決方案,其價(jià)值遠(yuǎn)不止于解決一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的難題。

 

它通過(guò)將頂尖的光學(xué)成像技術(shù)、智能的圖像處理算法與精密的運(yùn)動(dòng)控制無(wú)縫融合。這套系統(tǒng)賦予制造商的,不僅僅是更高的良率和更快的速度,更是一種面對(duì)多樣化、高要求訂單時(shí)從容不迫的柔性生產(chǎn)能力,以及一種交付產(chǎn)品時(shí),對(duì)其內(nèi)在質(zhì)量絕對(duì)自信的底氣。為工控顯示屏乃至更廣泛的精密電子裝配行業(yè),帶來(lái)了全面且智能的解決方案。

審核編輯(
王靜
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