一種平面度測試方法及其裝置製造方法
2023-08-02 16:19:41 1
一種平面度測試方法及其裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種平面度測試方法及其裝置，包括步驟：S1，獲取待測產品表面的高度信息；S2，對獲取得到的信息進行解析，得到X、Y、Z坐標值；S3，數據採樣，將產品表面相鄰區域的N*N個點合併為一個點，該點的值取該區域的平均值；S4，平面擬合，通過最小二乘法計算得到係數a、b和c，從而得到待測產品表面所在的平面；S5，將產品平面分布的點分為兩類，一類位於產品表面上側，一類位於產品表面下側，並得到產品表面上側和下側之間的最大距離值，該值即可產品的平面度。本發明測試得到的平面度精度高，測試效率高。
【專利說明】一種平面度測試方法及其裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種平面度測試方法及其裝置，特別是電芯產品的平面度測試方法和測試裝置。
【背景技術】
[0002]隨著技術的發展，高端手機、平板電腦生產商對電芯產品的平面度要求越來越高。平面度超出0.2mm的視為不合格品。對電芯產品和平板產品的平面度測量，傳統的操作工具一般為三坐測量儀，三坐測量儀在測量產品的平面度時需要花費較長的時間，具體操作時需要將產品分別拿取到各個相應的工作點進行數據測試，自動化程度低，導致測量效率較為低下，同時操作也比較麻煩，不能滿足電芯廠商的要求。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種測試精度高，工作效率高的平面度測試方法及其裝置。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明一方面提供一種平面度測試方法，
Si，獲取待測產品上表面和產品託盒表面間的高度信息；
S2，對獲取得到的高度信息進行解析，得到待測產品上表面各點的X、Y、Z坐標，得到產
品上表面所有點的數據集合為V= (Xi, Yi, ZiI ；
S3，平面擬合，根據平面方程ζ = ax+by+c，結合上述獲得的數據，通過最小二乘法計算得到係數a、b和C，從而得到待測產品表面所在的平面；
S4，計算平面度值，將獲取得到的待測產品上表面的所有點投影到擬合平面ζ =ax+by+c上，計算出各點到平面的距離；
S5，若點到平面的距離zi = axi+byi+c，則該點位於平面上；若點到平面的距離zi>axi+byi+c,則該點位於平面上側；若點到平面的距離zi〈axi+byi+c,則該點位於平面下側，分別統計平面上側和平面下側各點到平面的距離的最大值，兩最大值之和即為待測產品的平面度值。
[0005]所述方法還包括步驟:在步驟S2對信息進行解析後，自動確定產品的邊界/邊緣，按照預設的產品邊緣寬度將邊緣的數據點除去。
[0006]所述方法還包括步驟:去除預設邊緣寬度的數據點後，對數據進行濾波。
[0007]所述方法還包括:對數據進行濾波後，對得到的數據進行降採樣，將待測產品上表面相鄰區域的N*N個點合併為一個點，該點的值取該區域內各點的坐標值的平均值。
[0008]所述方法還包括步驟S6，獲取待測產品的二維碼信息，並與待測產品的平面度值對應保存。
[0009]另一方面，本發明還提供一種平面度測試裝置，包括平臺，所述平臺上裝有模組架、旋轉接頭、電機和轉盤，轉盤套裝在旋轉接頭上，旋轉接頭與電機傳動連接，轉盤上裝有產品託盒，模組架上設有X軸模組機構和Y軸模組機構，X軸模組機構上安裝有雷射傳感器。[0010]所述模組架上安裝有掃描器，該掃描件位於產品託盒上方。
[0011 ] 所述產品託盒上裝接有真空氣管。
[0012]所述掃描器為二維碼掃描器。
[0013]所述Y軸模組機構包括裝設在模組架上的Y軸模組和直線導軌，X軸模組機構包括卡裝在Y軸模組和直線導軌上的X軸模組，X軸模組上設有控制氣缸和滑動塊，雷射傳感器裝在該滑動塊上。
[0014]所述轉盤上設置有至少一個產品託盒。
[0015]本發明主要用於測量電芯產品和較小尺寸的平板狀電子產品的平面度，自動化操作，工作效率高，測試精度高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]附圖1為本發明中測試裝置的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為了便於本領域技術人員的理解，下面結合附圖對本發明作進一步的描述。
[0018]本發明公開了一種平面度測試方法，包括以下步驟:
Si，獲取待測產品上表面和產品託盒表面間的高度信息。當將待測產品旋轉到測試託盒工具上時，指待測產品上表面至託盒工具上表面間的距離
S2，對獲取得到的高度信息進行解析，得到待測產品上表面各點的X、Y、Z坐標，得到產
品上表面所有點的數據集合為V= (XilYilZj 確定待測產品上表面所有點的坐標值。
[0019]S3，平面擬合，根據平面方程z = ax+by+c,結合上述獲得的數據，通過最小二乘法計算得到係數a、b和C，從而得到待測產品表面所在的平面。
[0020]S4，計算平面度值，將獲取得到的待測產品上表面的所有點投影到擬合平面z =ax+by+c上，計算出各點到平面的距離。由於在步驟S4中根據得到的數據計算得到了係數
a、b和C，此時直接套用即可。
[0021]S5,若點到平面的距離zi = axi+byi+c,則該點位於平面上；若點到平面的距離zi>axi+byi+c,則該點位於平面上側；若點到平面的距離zi〈axi+byi+c,則該點位於平面下側。總共將點分成兩類，一類落入平面上側，一類落入平面下側，計算平面上側各點到平面間的距離，並統計得到最大的距離Hmaxl，計算平面下側各點到平面間的距離，並統計得到最大的距離Hmax2。取Hmaxl、Hmax2之和，即為該待測產品的平面度。得到該待測產品的平面度後，與評判標準對比，即可判定當前檢測的產品的平面度是否合格。
[0022]步驟S6，獲取待測產品的二維碼信息，確定產品的各項具體信息，並且與待測產品的平面度值一起保存。
[0023]在步驟S2對信息進行解析後，自動確定產品的邊緣/邊界，將預設邊緣寬度的數據點除去。預先設置好產品的邊緣寬度，待確定產品的邊界後，將從邊界向產品中心一定寬度(預設)內的數據視為無效數據，即去除掉邊緣一定區域的。在去掉無效數據之後，再對數據進行濾波，濾波是為了消除孤立的噪聲點，這些噪聲點可能來自電子噪聲、雜光幹擾，也可能來自電芯表面的微小灰塵等，通過濾波可以減微或消除這些幹擾因素，提高測試精度，濾波不會減低數據量。對數據進行濾波後，對得到的數據進行降採樣，將待測產品上表面相鄰區域的N*N個點合併為一個點，該點的值取該區域內各點的坐標值的平均值。通常是根據實際操作經驗進行劃分區域，將產品上表面劃分成W*H個區域，從而形成有W*H個點陣，減少點的數量，降低採樣率，提高工作效率。
[0024]此外，本發明還揭示了一種平面度測試裝置，包括平臺1，所述平臺I上裝有模組架12、旋轉接頭5、電機14和轉盤2，轉盤2套裝在旋轉接頭5上，旋轉接頭5與電機14傳動連接，轉盤2上裝有產品託盒3，模組架12上設有X軸模組機構和Y軸模組機構，在X軸模組機構上安裝有雷射傳感器7，用於對待測產品進行信息的檢測獲取。模組架12上安裝有掃描器4，該掃描器4位於產品託盒3上方。電機14與旋轉接頭5之間傳動連接，可以通過皮帶連接，或者其他常規方式連接。掃描器4可以通過支架與模組架12安裝固定，使掃描器4能夠穩固的始終保持在產品託盒上方，掃描器4設為具有掃描二維碼功能的掃描器。轉盤2上可以根據需要設置一個產品託盒，或者兩個產品託盒，或者三個產品託盒，或者其他數量。
[0025]在產品託盒3上裝接有真空氣管13，該真空氣管13從轉盤2下方向上穿過轉盤2並與產品託盒3連接接通，使得產品託盒具有真空吸附力。
[0026]此外，Y軸模組機構包括裝設在模組架12上的Y軸模組6和直線導軌11，X軸模組機構包括卡裝在Y軸模組6和直線導軌11上的X軸模組10，X軸模組10上設有控制氣缸8和滑動塊9，雷射傳感器7裝在該滑動塊9上。滑動塊9可以在X軸模組11上進行X軸方向的滑動，而X軸模組10在Y軸模組6和直線導軌11上進行Y軸方向的滑動，帶動滑動塊移動。Y軸模組機構和X軸模組機構，還可以為其他形式的結構，只要保證能夠在X軸和Y軸方向上移動，從而使滑動和雷射傳感器順利的滑動即可。
[0027]真空氣管13與氣源連接，以提供真空氣體，使產品託盒具有吸附力。測試時，將產品放置在產品託盒上，產品受到產品託盒的真空吸附力而被穩穩的吸附住。轉盤轉動，產品隨著旋轉到掃描器下方，掃描器對產品進行二維碼信息掃描。然後轉盤繼續旋轉到雷射傳感器下方，同時雷射傳感器被X軸模組機構和Y軸模組機構帶動到產品託盒上方，對下方的產品進行信息讀取，獲取產品表面的高度信息，獲取完畢後，雷射傳感器和掃描器將各自獲得的信息傳送給控制PC，從而快速、方便的分析得到被測產品的平面度。
【權利要求】
1.一種平面度測試方法，包括以下步驟: Si，獲取待測產品上表面和產品託盒表面間的高度信息； S2，對獲取得到的高度信息進行解析，得到待測產品上表面各點的X、Y、Z坐標，得到產品上表面所有點的數據集合為V= (Xi, Yi, ZiI f=0 ； S3，平面擬合，根據平面方程z = ax+by+c，結合上述獲得的數據，通過最小二乘法計算得到係數a、b和C，從而得到待測產品表面所在的平面； S4，計算平面度值，將獲取得到的待測產品上表面的所有點投影到擬合平面z =ax+by+c上，計算出各點到平面的距離； S5，若點到平面的距離zi = axi+byi+c，則該點位於平面上；若點到平面的距離zi>axi+byi+c,則該點位於平面上側；若點到平面的距離zi〈axi+byi+c,則該點位於平面下側，然後分別統計平面上側和平面下側各點到平面的距離的最大值，兩最大值之和即為待測產品的平面度值。
2.根據權利要求1所述的平面度測試方法，其特徵在於，所述方法還包括步驟:在步驟S2對信息進行解析後，自動確定產品的邊界/邊緣，按照預設的產品邊緣寬度將邊緣的數據點除去。
3.根據權利要求2所述的平面度測試方法，其特徵在於，所述方法還包括步驟:去除預設邊緣寬度的數據點後，對數據進行濾波。
4.根據權利要求3所述的平面度測試方法，其特徵在於，所述方法還包括:對數據進行濾波後，對得到的數據進行降採樣，將待測產品上表面相鄰區域的N*N個點合併為一個點，該點的值取該區域內各點的坐標值的平均值。
5.根據權利要求4中任一項所述的平面度測試方法，其特徵在於，所述方法還包括步驟S6，獲取待測產品的二維碼信息，並與待測產品的平面度值一起保存。
6.一種平面度測試裝置，其特徵在於，包括平臺(1)，所述平臺上裝有模組架(12)、旋轉接頭(5)、電機(14)和轉盤(2)，轉盤套裝在旋轉接頭上，旋轉接頭與電機傳動連接，轉盤上裝有產品託盒(3)，模組架上設有X軸模組機構和Y軸模組機構，X軸模組機構上安裝有雷射傳感器(7)。
7.根據權利要求6所述的平面度測試儀，其特徵在於，所述產品託盒上裝接有真空氣管(13)。
8.根據權利要求7所述的平面度測試儀，其特徵在於，所述模組架上安裝有掃描器(4)，該掃描件位於產品託盒上方。
9.根據權利要求8所述的平面度測試儀，其特徵在於，所述掃描器為二維碼掃描器。
10.根據權利要求6?9中任一項所述的平面度測試儀，其特徵在於，所述Y軸模組機構包括裝設在模組架上的Y軸模組(6)和直線導軌(11)，X軸模組機構包括卡裝在Y軸模組和直線導軌上的X軸模組(10)，X軸模組上設有控制氣缸(8)和滑動塊(9)，雷射傳感器裝在該滑動塊上。
【文檔編號】G01B11/30GK103940380SQ201410137894
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月8日 優先權日:2014年4月8日
【發明者】敖薈蘭, 許德平, 黃美旭, 張也, 胡軍軍, 徐地華, 梅領亮 申請人:廣東正業科技股份有限公司