CN104062793B - Ccd视觉对位真空贴合机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种CCD视觉对位真空贴合机，包括旋转工作平台、面板调节机构、面板、液晶模组、液晶模组对位调整机构、摄像机、摄像机调节机构、真空腔体机构和贴合压头机构；面板和液晶模组通过治具固定设于旋转工作平台上；摄像机设有两组，两组摄像机分别设于旋转工作平台的侧面，并通过摄像机调节机构实现前后伸缩。本发明对现有的CCD视觉对位真空贴合机进行改进，采用两组摄像机，以及将触控面板和液晶显示模组分别放置在一个安装有四个治具的旋转工作平台上，贴合压头仅上下运动，从而搭建一个专用高精度小范围对位调整平台，通过该专用高精度小范围对位调整平台进行对位，进而解决大范围直线运动模组以及多次旋转运动而造成的累积误差现象。

Description

CCD视觉对位真空贴合机

技术领域

本发明涉及真空贴合机制造领域，具体涉及一种用于液晶显示模组与触控面板的真空贴合机。

背景技术

在光电显示行业中，液晶显示模组与触控面板的贴合必须使用到真空贴合机，品质要求更高的产品必须使用CCD视觉对位真空贴合机。

目前的CCD视觉对位真空贴合机的结构参照图1a和图1b，图1a为机器的机构示意图，图1b为机器在工作时候的移动轨迹图，虚线部分为移动轨迹。各部件的标号表示如下：1、安装底板，2、触控面板放置平台(治具)，3、触控面板，13、液晶面板放置平台(治具)，12、液晶面板，5、真空箱体及贴合压头机构，7、触控面板拍照CCD，8、触控面板CCD调节机构，10、液晶面板拍照CCD，4、触控面板取料位置，6、触控面板拍照位置，11、液晶面板拍照位置，9/14、液晶面板和触控面板贴合位置。具体在作业时将触控面板3放在触控面板放置平台2(治具)里面，通过直线滑轨15将承载着触控面板3的面板放置平台2部分移动真空箱体及贴合压头机构5的正下方的取料目标位置4，启动真空箱体及贴合压头机构5下降至取料目标位置4将触控面板3吸走，真空贴箱体及贴合压头机构5移动到触控面板拍照CCD位置6触控面板拍照CCD7进行拍照，拍照完成后真空箱体及贴合压头机构5移动到贴合位置14等待贴合。在将液晶面板12放置在液晶面板放置平台(治具)13上面，液晶面板放置平台(治具)13通过直线滑轨15移动至液晶面板拍照CCD10下面进行对位，对位完成后移动至贴合位置9真空箱体及贴合压头机构下降将触控面板3和液晶面板12贴合在一 起。

上述方案中，其需要通直线移动将承载着面板的面板放置部分直线到真空贴合箱体的正下方的目标位置然后吸走拍照在移动至贴合位置，以及将液晶模组放置在液晶模组调节机构治具里面，直线移动至液晶模组拍照位置正下方拍照对位然后移动至贴合位置进行贴合，面板和液晶显示模组是由二组不同安装位置的摄像机进行拍照取Mark系统分析计算坐标，综上所述此方案在上下面板拍照完成后还需要移动到贴合位置会有机械误差。每次只能生产一片产品效率低。每次更换产品品种的时候调机时间较长CCD相应也要做调整会比较麻烦。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明创新的提出一种CCD视觉对位真空贴合机，对现有的CCD视觉对位真空贴合机进行改进，采用两组(4台)摄像机，以及将触控面板和液晶显示模组分别放置在一个安装有四个治具的旋转工作平台上，贴合压头仅上下运动，从而搭建一个专用高精度小范围自动对位调整平台，通过该专用高精度小范围对位自动调整平台进行对位，进而解决大范围直线运动模组以及多次旋转运动而造成的累积误差现象。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，一种CCD视觉对位真空贴合机，包括旋转工作平台、面板调节机构、面板、液晶模组、液晶模组自动对位调整机构、摄像机、摄像机调节机构、真空腔体机构和贴合压头机构；贴合压头机构包括贴合压头和贴合压头直线滑动机构；真空腔体机构包括真空腔体和真空腔体直线滑动机构；所述面板和液晶模组通过治具固定设于旋转工作平台上；摄像机设有两组，每组具有两个摄像机，两组摄像机分别设于旋转工作平台的侧面，并通过摄像机调节机构实现前后伸缩。

其连接关系如下：旋转工作平台和旋转气缸连接，并通过旋转轴承固定安装底板之上，旋转气缸安装于安装底板的下方，旋转工作平台的上部设置面板调节机构和液晶模组自动对位调整机构，面板放置于面板调节机构的相应治具(专门放置面板的治具)里面进行初步定位，液晶模组放置于液晶模组自动对位调整机构的专用治具里面进行初步定位。安装底板用于支撑旋转工作平台，旋转工作平台通过旋转轴承与旋转气缸固定连接，通过旋转气缸的旋转运动带动设有面板调节机构的旋转工作平台进行旋转。安装底板上还固定设置摄像机调节机构，摄像机调节机构通过一支架设于旋转工作平台的侧面，摄像机调节机构固定连接摄像机；贴合压头机构包括贴合压头和贴合压头直线滑动机构；真空腔体机构包括真空腔体和真空腔体直线滑动机构；真空腔体机构和贴合压头机构由下往上垂直设置，与现有技术相同，这里不再详述。

该CCD视觉对位真空贴合机的使用过程如下：

过程1、将面板放在旋转工作平台上的面板调节机构的治具里面，通过面板调节机构将面板的位置调节到贴合公差范围内，通过旋转气缸将旋转工作平台旋转到贴合压头的正下方的目标位置，摄像机构通过马达驱动直线伸入到真空腔体的拍照位置抓取面板上面的Mark储存于电脑之内，抓取完成后摄像机构退回原点准备下次拍照；该过程中，摄像机在摄像机调节机构的控制下，前后伸缩，实现拍照和准备拍照状态；摄像机调节机构是一直线滑动机构；

过程2：启动真空腔体，真空腔体通过真空腔体直线滑动机构下降至旋转工作平台后，贴合压头通过贴合压头直线滑动机构下降吸取面板后上升到原始位置等待贴合；该过程中，贴合压头仅上下运动；

过程3：将液晶模组放置于液晶模组自动对位调整机构的专用治具里面进行 初步定位，启动旋转平台将液晶模组部分旋转到真空腔体机构正下方的目标位置，摄像机第二次伸入腔体抓取液晶模组的Mark，与之前储存在电脑里面的面板Mark,通过液晶模组调节部分的自动对位平台使两者间的Mark重合；

过程4：启动真空腔体，真空腔体通过真空腔体直线滑动机构下压至旋转工作平台的贴合位置开始抽真空，当真空到达设定值后贴合压头通过贴合压头直线滑动机构下压将面板和液晶模组进行贴合。

其中，本发明采用2组摄像机(4个)对液晶显示模组拍照，为了保证两组摄像机在对位算法中的坐标系统统一，过程1和过程3中，摄像机拍照后还进行如下处理：获得两组摄像机的物理位置关系，检测该物理位置关系是否与上次拍照的物理位置关系相同，如果不同，则对摄像机拍照的图像进行物理位置进行补偿；如果相同，则无需补偿，不进行任何操作。

本方案是将面板和液晶模组分别放置在一个安装有四个治具的旋转工作平台上，贴合压头仅上下运动，两组摄像机安装在旋转工作平台的侧面，摄像机前后伸缩，并利用贴合压头上升时与治具间的空隙高度伸入治具正上方拍照，拍照完成后退回原位准备下次的拍照。与现有技术相比，本发明通过改变面板和液晶模组的放置位置，并通过两组摄像机，仅进行一次旋转动作和多次直线动作，进而解决了现有技术通过多次旋转运动以及大范围直线运动而造成的累积误差现象，从而大大增强了对位精度。本发明构思巧妙，结构简单，具有很好实用性。

附图说明

图1a为现有技术的CCD视觉对位真空贴合机的结构示意图；

图1b为现有技术的CCD视觉对位真空机在工作状态下的移动轨迹图；

图2为本发明的CCD视觉对位真空贴合机的前视图；

图3为本发明的CCD视觉对位真空贴合机的后视图；

图4为本发明的CCD视觉对位真空贴合机的侧视图；

图5为本发明的CCD视觉对位真空贴合机的俯视图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

作为一个具体的实例，参见图2-图5，本方案是将面板105和液晶模组分别放置在一个安装有四个治具的旋转工作平台103上，贴合压头仅上下运动，摄像机组件安装在旋转工作平台103的侧面，摄像机组件前后伸缩，摄像机利用贴合压头上升时与治具间的空隙高度伸入治具正上方拍照，拍照完成后退回原位准备下次的拍照。具体的，本发明的方案详细说明如下：

参见图2-图5，本发明的CCD视觉对位真空贴合机，包括旋转工作平台103、面板调节机构104、面板105、液晶模组107、液晶模组对位调整机构106、摄像机109、摄像机调节机构108、真空腔体机构110和贴合压头机构；贴合压头机构包括贴合压头和贴合压头直线滑动机构；真空腔体机构110包括真空腔体以及真空腔体直线滑动机构。

其中，面板105和液晶模组107通过各自的治具(面板105通过面板治具，液晶模组107通过液晶模组治具)固定设于旋转工作平台103上；摄像机109设有两组，每组具有两个摄像机109，两组摄像机109分别设于旋转工作平台103的侧面，并通过摄像机调节机构108实现前后伸缩。

本发明的CCD视觉对位真空贴合机各结构的连接关系描述如下：旋转工作 平台103通过旋转轴承固定设于安装底板100上，安装底板100下设有旋转气缸101，旋转工作平台103的上部设置面板调节机构104和液晶模组对位调整机构106，面板105设于面板调节机构104上部，液晶模组107设于液晶模组对位调整机构106上部，安装底板100用于支撑旋转工作平台103，旋转工作平台103通过旋转轴承102与旋转气缸101固定连接，旋转气缸101驱动旋转工作平台103旋转运动，进而带动设有面板调节机构104的旋转工作平台103进行旋转。底板上还固定设置摄像机调节机构108，摄像机调节机构108通过一支架设于旋转工作平台103的侧面，摄像机调节机构108固定连接摄像机；贴合压头机构包括贴合压头和贴合压头直线滑动机构；真空腔体机构110包括真空腔体通过真空腔体直线滑动机构；真空腔体机构110和贴合压头机构由下往上垂直设置，与现有技术相同，这里不再详述。

参见图3-图5，各结构的连接关系如下：1：旋转工作平台103通过旋转轴承102与旋转气缸101连接固定于安装底板100上面。2：真空腔体机构110置于旋转工作平台103的贴合位置正上方。3：贴合压头111置于真空腔体机构110之内。4：摄像机调节机构108安装于旋转工作平台103侧面，4组摄像机109分别分布在调节机构的两侧，每2组摄像机负责一个平台的拍照。

工作顺序如下:

1：首先将面板105放置于面板调节机构104治具之上，然后启动旋转工作平台103旋转180度，摄像机调节机构108移动至面板105上方拍照位置进行Mark的抓取，抓取完成后摄像机调节机构108退回原点取得的Mark位置保存于电脑之内等待对位配合；

2：腔体升降机构112使真空腔体机构110下降至贴合位置，贴合压头111 伸出将拍照完成后的面板105吸住然后退回至原点等待贴合；

3：将液晶模组107放置于液晶模组自动对位106平台治具之内，启动旋转工作平台103将液晶模组107旋转180度至真空腔体机构110正下方的贴合位置，摄像机调节机构108移至拍照位置抓取液晶模组107的MArk与电脑储存中的面板105的Mark通过模组自动对位平台微调进行匹配。配置完成后摄像机调节机构108退回至原点腔体升降机构112使真空腔体机构110下降至贴合位置开始抽真空，待真空抽至设定值时贴合压头111下降将面板105和液晶模组107贴合在一起。整个贴合程序完成。

目前的技术整机机构相对分布区域跨度太大，需要多次移动才能完成对位，多次位移的误差相对会大，整个周期需要时间长。本发明采用平台旋转交替位置，摄像机前后直线移动对位，腔体垂直运动贴合，减少了位移次数从而精度更高效率更快。

具体的，上述CCD视觉对位真空贴合机的使用过程如下：

过程1、将面板105和液晶模组107放在旋转工作平台103上的治具里面，通过面板调节机构104将面板105的位置调节到贴合公差范围内，通过旋转气缸101将旋转工作平台103旋转，将放置好面板的面板调节机构旋转到贴合压头的正下方的目标位置，摄像机109直线运动伸至面板105上方就进行拍照，拍照完成摄像机退回原点等待下次拍照；

过程2：启动真空腔体通过真空腔体直线滑动机构下降至旋转工作平台103后，贴合压头通过贴合压头直线滑动机构下降吸取面板105后上升到原始位置等待贴合；

过程3：将液晶模组107放置于液晶模组自动对位调整机构106的专用治具 里面进行初步定位，启动旋转平台将液晶模组107部分旋转到真空腔体机构110正下方的目标位置，摄像机108第二次伸入腔体抓取液晶模组107的Mark，与之前储存在电脑里面的面板105Mark,通过液晶模组调节部分106的自动对位平台使两者间的Mark重合；

过程4：真空腔体通过真空腔体直线滑动机构下压至旋转工作平台103开始抽真空，当真空到达设定值后贴合压头通过贴合压头直线滑动机构下压进行贴合。

其中，本发明采用2组摄像机109(4个)对液晶显示模组拍照，为了保证两组摄像机109在对位算法中的坐标系统统一，过程1和过程3中，摄像机109拍照后还进行如下处理：获得两组摄像机109的物理位置关系，检测该物理位置关系是否与上次拍照的物理位置关系相同，如果不同，则对摄像机109拍照的图像进行物理位置进行补偿；如果相同，则无需补偿，不进行任何操作。

本发明采用四台摄像机109，并更改旋转工作平台103的结构，以及变换面板105和液晶模组107的位置关系，通过将面板105和液晶模组107分别放置在一个安装有四个治具的旋转工作平台103上，贴合压头仅上下运动，摄像机109前后伸缩，摄像机109利用贴合压头上升时与治具间的空隙高度伸入治具正上方拍照，拍照完成后退回原位准备下次的拍照，也就是说通过三组直线运行和一组旋转运动来进行视觉对位调整：贴合压头仅上下运动、摄像机109只需要前后移动，其均为直线运动，而面板105只需要旋转一次即可，比现有技术中的每拍照一次则需旋转一次(整个拍照过程需要多次拍照，也即需要多次旋转)，消除了多次旋转运动而造成的累积误差，从而大大增强了对位精度，具有很好的实用性。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种CCD视觉对位真空贴合机，包括：旋转工作平台、面板调节机构、面板、液晶模组、液晶模组对位调整机构、摄像机、摄像机调节机构、真空腔体机构和贴合压头机构；

贴合压头机构包括贴合压头和贴合压头直线滑动机构；

真空腔体机构包括真空腔体以及真空腔体直线滑动机构；

所述面板和液晶模组通过治具固定设于旋转工作平台上；摄像机设有两组，每组具有两个摄像机，两组摄像机分别设于旋转工作平台的侧面，并通过摄像机调节机构实现前后伸缩；

其连接关系如下：旋转工作平台和旋转气缸连接，并通过旋转轴承固定安装底板之上，旋转气缸安装于安装底板的下方，旋转工作平台的上部设置面板调节机构和液晶模组自动对位调整机构，面板放置于面板调节机构的治具里面进行初步定位，液晶模组放置于液晶模组自动对位调整机构的治具里面进行初步定位；安装底板用于支撑旋转工作平台，旋转工作平台通过旋转轴承与旋转气缸固定连接，通过旋转气缸的旋转运动带动设有面板调节机构的旋转工作平台进行旋转；安装底板上还固定设置摄像机调节机构，摄像机调节机构通过一支架设于旋转工作平台的侧面，摄像机调节机构固定连接摄像机；真空腔体机构和贴合压头机构由下往上垂直设置。

2.根据权利要求1所述的CCD视觉对位真空贴合机，其特征在于：该CCD视觉对位真空贴合机的使用方法如下：

过程1、将面板放在旋转工作平台上的面板调节机构的治具里面，通过面板调节机构将面板的位置调节到贴合公差范围内，通过旋转气缸将旋转工作平台旋转到贴合压头的正下方的目标位置，摄像机构通过马达驱动直线伸入到 真空腔体的拍照位置抓取面板上面的Mark储存于电脑之内，抓取完成后摄像机构退回原点准备下次拍照；该过程中，摄像机在摄像机调节机构的控制下，前后伸缩，实现拍照和准备拍照状态；摄像机调节机构是一直线滑动机构；

过程2：启动真空腔体，其通过真空腔体直线滑动机构下降至旋转工作平台后，贴合压头通过贴合压头直线滑动机构下降吸取面板后上升到原始位置等待贴合；该过程中，贴合压头仅上下运动；

过程3：将液晶模组放置于液晶模组自动对位调整机构的治具里面进行初步定位，启动旋转平台将液晶模组部分旋转到真空腔体机构正下方的目标位置，摄像机第二次伸入腔体抓取液晶模组的Mark，与之前储存在电脑里面的面板Mark,通过液晶模组调节部分的自动对位平台使两者间的Mark重合；

过程4：启动真空腔体，其通过真空腔体直线滑动机构下压至旋转工作平台的贴合位置开始抽真空，当真空到达设定值后贴合压头通过贴合压头直线滑动机构下压将面板和液晶模组进行贴合。

3.根据权利要求2所述的CCD视觉对位真空贴合机，其特征在于：为保证两组摄像机在对位算法中的坐标系统统一，过程1和过程3中，摄像机拍照后还进行如下处理：获得两组摄像机的物理位置关系，检测该物理位置关系是否与上次拍照的物理位置关系相同，如果不同，则对摄像机拍照的图像进行物理位置进行补偿；如果相同，则不进行操作。