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​手机屏幕(3D玻璃)检测


玻璃的表面质量检测项目包含异物、划痕、凹坑等在内的30余种可能存在的缺陷,以及外观尺寸、角度测量等。


传统检测方式采用专业技术人员目检或者借助光电检测设备操作,无法保证检测效率和稳定性,制约了生产产能。


人工目检相对于机器视觉具有很大的局限性,因为机器视觉具备高精度、速度快和长时间运行等特点。


据相关数据统计,机器视觉在缺陷检出率大幅提升的同时,检测速度相比人工也能至少提高十倍!


3D玻璃不完全是固体,直接接触容易产生缺陷,因此,采用非接触式测量法可以避免磨损或异物的带入问题。


视觉检测中,通常利用相机拍摄分析和激光扫描成像的方式,2D检测的设备较多。


但是,玻璃本身具有镜面反光的特点,相机和激光检测都会存在反射光的干扰问题,光强越大,检测精度越低;


另外,相较于2D屏幕,2.5D屏幕存在扫边、抛光和丝印等工序,3D曲面屏则是在2.5D屏的基础上增加了热弯成型和贴合工艺。


在3D曲面玻璃的热弯成型工序中,由于石墨模具设计和压制过程中的温度控制等问题,3D曲面玻璃可能存在“翘角”不良或翘曲问题。这将大大影响之后的曲面贴合工序效率,若不能完全贴合,3D屏可能存在触控问题。


因此需要对3D曲面玻璃的轮廓度进行测量,确保实际轮廓线在公差带范围内。


如何有效完成对透明、高反光材料的高精度3D检测,是业内的技术难题。3D玻璃检测中,通常还会涉及更为复杂的检测项目,比如外观尺寸、拼合缝隙、胶厚膜厚测量和多层结构测量等。


在此背景下,海伯森推出了稳定可靠的3D线光谱共焦传感器HPS-LCF系列,为工业智造提供了更具材质适应性的精密测量技术,解决3D玻璃检测的难题。



测量难点

1.反光

3D曲面玻璃表面光滑,反光强,若采用激光三角和结构光测量方法,反光表面的漫反射信号将对测量信号造成严重干扰,测量数据精度较差。而光谱共焦测量技术利用表面反光进行测量,适合玻璃表面的测量任务。


2.大角度弧面

3D曲面玻璃在两面或四面采用热弯成型,R角为20度至40度不等,大角度的弧面要求光谱共焦传感器拥有较大的可测倾角。光谱共焦传感器因其光学系统设计所限,大的可测倾角和大的量程范围不可兼得,一般适用于3D曲面玻璃的传感器型号量程为1400~4000微米,与之匹配的角度则为±25~±21度。因此为了测量大角度的弧面,需要利用光谱共焦传感器搭建测量模块。


3.在线测量

为了控制良品率,3D曲面玻璃需要在线测量。测量单块3D曲面玻璃的长、宽、高、R角和轮廓度等多个项目的在线测量时间为3-10秒,对测量系统效率提出了较高的要求。此外,在线测量还要求极高的系统稳定性,避免宕机对正常生产造成影响。



测量方案

海伯森技术光谱共焦传感器系列是基于光谱共焦法原理的非接触式光学精密测量传感器,产品具备优异的材质适应特性,对于收集曲面玻璃这类高反光材料检测具备明显优势,对强吸光材料或者多层透明体材料也可以进行快速准确地在线测量,并实时收集距离参考值并输出2D/3D形貌图;海伯森3D线光谱共焦传感器线扫共焦、一次扫描即可测量整体外观轮廓,这极大加速了精密测量的效率。



产品采用线扫描CMOS成像方式实现对被测物外观的3D特征分析,在技术应用上,突破传统检测方式的限制,结果不受反射光光强影响,可满足3D玻璃的外观精密测量需求。


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