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手机屏幕在结构上由玻璃基板、液晶、偏光片三大部分组成,其中的偏光板由于受温度、湿度、压力等因素影响,经常形成部分偏极光区域,该区域的缺陷像素点通过偏光板倾斜折射而出,此类缺陷像素点必须通过多角度的图像采集获得更可靠的图像信息。目前手机屏幕缺陷检测一般采取人眼目测方式,其效率低、准确性低,且高强度多批次的检测工作易损害人眼,危害工人健康。因此,设计一种自动化程度高、可调整屏幕空间姿态的手机屏幕缺陷测试平台具有重要的实际意义和应用价值。 本文的研究对象为基于DSP的手机屏幕缺陷测试平台,是自动化手机屏幕缺陷检测流水线的重要组成部分。主要研究内容如下: 1.为实现手机屏幕测试的自动化,确定手机屏幕缺陷测试平台的主要功能,即手机屏幕定位夹紧、FPC(柔性电路板)连接头自动通断和空间姿态调整。该功能的确定是后续机械结构设计与控制系统设计等研究内容的前提与基础 2.针对手机屏幕缺陷测试平台的功能要求,进行机械结构设计。采用二轴转台完成测试平台的空间姿态调整功能。进行二轴转台的运动学分析验证该机构的可行性,在此基础上完成二轴转台俯仰轴与方位轴的设计并完成三维建模。 在二轴转台的执行末端设计末端工作台。为实现测试平台对手机屏幕的定位夹紧、FPC连接头自动通断的功能,先后完成定位夹紧装置、FPC连接头压平推紧装置、FPC连接头通断装置等功能执行装置的设计。其中,FPC连接头自动通断的功能对于整个自动化流水线具有重要意义。 3.进行基于DSP的手机屏幕缺陷测试平台的控制系统设计。控制系统分为硬件系统和软件系统。硬件系统以TMS320F28335型DSP为控制核心,采用CPLD可编程逻辑器件实现扩展GPIO口的功能,设计以LMD18200驱动芯片为核心的直流电机驱动板实现二轴转台电机的驱动,设计光电传感器、限位开关、光电编码器传感器模块依次完成手机屏幕放置检测、功能执行装置极限位置检测、直流电机位置信号读取等功能;软件设计按照模块化的编程方法,将主程序分为系统初始化子程序、定位夹紧子程序、FPC压平推紧子程序、FPC通断子程序、PWM波生成子程序、编码器数据处理子程序、闭环控制算法子程序等部分并实现逻辑配合。对二轴转台电机的控制方案进行对比和分析,采用滞后超前算法完成对电机控制性能的校正。 4.实验结果表明,本文所设计的手机屏幕缺陷测试平台能完成所有预期功能,其中FPC连接头通断装置的接通率为94%,俯仰轴与方位轴电机转角误差在5′范围内,符合测试平台设计的性能指标。