CN105236725A - 双ccd定位联动加工方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了双CCD定位联动加工方法和装置,方法包括:通过第一CCD和第二CCD分别对第一工件和第二工件进行定位,得到第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角,以及第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角;控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,使第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角与第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角相同;调整第一加工头和第二加工头之间加工时的高度差;控制第一加工头和第二加工头沿着相同的加工路径分别对第一工件和第二工件进行加工。本发明通过两个CCD分别对两个工件进行定位,然后只需要设置第一个工件的加工路径,便能够同步控制两个加工头分别加工两个工件,且加工精确。
Description
技术领域
本发明涉及一种双CCD定位联动加工方法和装置。
背景技术
手机OGS面板技术就是把触控屏与保护玻璃集成在一起,在保护玻璃内侧镀上ITO导电层,直接形成ITO导电膜及传感器的一种技术。因此,一块面板玻璃同时起到保护玻璃和触摸传感器的双重作用。
由于OGS面板技术能节省了一片玻璃和一次贴合,触摸屏能够做的更薄且成本更低。目前,OGS技术日趋成熟,逐渐成为了手机面板的主流技术。随着多家知名手机厂商如华为、中兴、小米等采用了OGS,OGS面板的市场需求量巨大,2013年全球OGS的出货为3亿片,2014年预测会有30%的增长,将达3.75亿片。
但OGS面板的硬度很高,而且保护玻璃和触摸屏是集成在一起的,通常需要先强化,然后镀膜、蚀刻,最后切割。这样在强化玻璃上切割加工程序复杂,效率低、成本高、良率低。如何有效提高OGS面板的加工效率和良品率是当前智能手机生产面临的一个重要难题。
传统的加工机器为单机头单CCD定位加工方式,一次只能加工一个玻璃工件,为了增加加工效率,出现了双加工头双CCD定位加工的机器,但是如何使工件2与工件1的相对摆放位置一致是需要解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种双CCD定位联动加工方法和装置,只需要设置第一个工件的加工路径,便能够同步控制两个加工头分别加工两个工件,且加工精确。
为解决上述问题,本发明所采用的技术方案如下:
方案一:
双CCD定位联动加工方法,包括以下步骤:
S1:通过第一CCD和第二CCD分别对第一工件和第二工件进行定位,得到第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角,以及第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角;
S2:控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,使第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角与第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角相同;
S3:根据第一加工头加工第一工件时的高度和第二加工头加工第二工件时的高度调整第一加工头和第二加工头之间的高度差;
S4:根据第一工件的坐标和偏转角设定第一加工头的加工路径,并控制第一加工头和第二加工头沿着相同的加工路径分别对第一工件和第二工件进行加工。
优选的,在步骤S1中,通过第一CCD和第二CCD分别对第一工件和第二工件进行定位的流程包括:
根据第一CCD对焦第一工件时的高度和第二CCD对焦第二工件时的高度调整第一CCD和第二CCD之间的高度差;
控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,使第一CCD和第二CCD同步运动时,第一CCD和第二CCD能够拍摄到各自工件的同一位置;
控制第一CCD沿着第一CCD手动示教时的路径分别拍摄得到第一工件的三个角点相对于第一加工零点的坐标,由第一工件的三个角点相对于第一加工零点的坐标确定第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角,同时,第二CCD拍摄得到第二工件的三个角点相对于第二加工零点的坐标并确定第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角。
优选的,控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,使第一CCD和第二CCD同步运动时,第一CCD和第二CCD能够拍摄到各自工件的同一位置的方法包括:
确定第一CCD相对于第一加工头的偏移坐标,记为(xvc1,yvc1),以及第二CCD相对于第二加工头的偏移坐标,记为(xvc2,yvc2);
将第一CCD手动示教得到的第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角记为(xo1,yo1,θo1),将第二CCD手动示教得到的第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角记为(xo2,yo2,θo2),将第二工件的移动量和旋转量记为(xmv,ymv,θmv);由以下关系式xvc2-xvc1=(xo2+xmv)-xo1,yvc2-yvc1=(yo2+ymv)-yo1,θo1=θo2+θmv求得第二工件的移动量和旋转量(xmv,ymv,θmv)。
方案二:
双CCD定位联动加工装置,包括以下模块:
工件定位模块:用于通过第一CCD和第二CCD分别对第一工件和第二工件进行定位,得到第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角,以及第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角;
第二工件调整模块:用于控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,使第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角与第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角相同;
高度差调整模块:用于根据第一加工头加工第一工件时的高度和第二加工头加工第二工件时的高度调整第一加工头和第二加工头之间的高度差;
加工模块:用于根据第一工件的坐标和偏转角设定第一加工头的加工路径,并控制第一加工头和第二加工头沿着相同的加工路径分别对第一工件和第二工件进行加工。
优选的,在工件定位模块中,通过第一CCD和第二CCD分别对第一工件和第二工件进行定位的流程包括:
根据第一CCD对焦第一工件时的高度和第二CCD对焦第二工件时的高度调整第一CCD和第二CCD之间的高度差;
控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,使第一CCD和第二CCD同步运动时,第一CCD和第二CCD能够拍摄到各自工件的同一位置;
控制第一CCD沿着第一CCD手动示教时的路径分别拍摄得到第一工件的三个角点相对于第一加工零点的坐标,由第一工件的三个角点相对于第一加工零点的坐标确定第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角,同时,第二CCD拍摄得到第二工件的三个角点相对于第二加工零点的坐标并确定第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角。
优选的,控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,使第一CCD和第二CCD同步运动时,第一CCD和第二CCD能够拍摄到各自工件的同一位置的方法包括:
确定第一CCD相对于第一加工头的偏移坐标,记为(xvc1,yvc1),以及第二CCD相对于第二加工头的偏移坐标,记为(xvc2,yvc2);
将第一CCD手动示教得到的第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角记为(xo1,yo1,θo1),将第二CCD手动示教得到的第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角记为(xo2,yo2,θo2),将第二工件的移动量和旋转量记为(xmv,ymv,θmv);由以下关系式xvc2-xvc1=(xo2+xmv)-xo1,yvc2-yvc1=(yo2+ymv)-yo1,θo1=θo2+θmv求得第二工件的移动量和旋转量(xmv,ymv,θmv)。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:以第一工件为基准,首先通过对位平台修正第二工件的位置,使第一CCD和第二CCD同步移动时能够分别拍摄到各自工件上的同一位置,实现各自工件的定位识别,然后再根据第一工件和第二工件的定位位置修正第二工件的位置,使第一加工头和第二加工头同步移动时能够分别对各自工件上的同一位置进行加工,实现同步且精确的加工,效率更高。
附图说明
图1为本发明的双CCD定位联动加工方法的流程图。
图2为本发明的加工机器的结构示意图。
图3为本发明的CCD与加工头之间的位置关系示意图。
图4为本发明的CCD对同一工件的三个角点进行拍摄的示意图。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述:
参考图1为本发明的双CCD定位联动加工方法,包括以下步骤:
S1:通过第一CCD和第二CCD分别对第一工件和第二工件进行定位,得到第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角,以及第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角;
S2:控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,使第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角与第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角相同;
S3:根据第一加工头加工第一工件时的高度和第二加工头加工第二工件时的高度调整第一加工头和第二加工头之间的高度差;
S4:根据第一工件的坐标和偏转角设定第一加工头的加工路径,并控制第一加工头和第二加工头沿着相同的加工路径分别对第一工件和第二工件进行加工。
首先,上述方法应用于双加工头双CCD的加工机器中,每个加工头分别有各自的加工零点位置,也即复位位置,每次加工时都是从零点位置开始移动加工,因此在加工时确定工件的坐标应当是以加工零点建立坐标系。每个加工头分别安装一个CCD进行工件定位,实现第一CCD拍摄定位第一工件的同时,第二CCD也拍摄定位第二工件,然后通过对位平台调整第二工件的位置,使第一加工头加工第一工件的同时,第二加工头跟随第一加工头的加工路径并加工第二工件。具体的机器加工结构如图2所示,包括加工平台10、第一加工头11、第一CCD12、第一工件13、第一治具14、第二加工头21、第二CCD22、第二工件23、第二治具24和对位平台25,结构之间的位置关系如图所示,第一CCD12相对于第一加工头11的位置固定,第二CCD22相对于第二加工头21的位置固定。
在步骤S1中,确定第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角,以及第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角的方法具体如下:
第一步,需要确定第一CCD相对于第一加工头的偏移坐标,以及第二CCD相对于第二加工头的偏移坐标。如图3所示,左边的坐标系中表示第一CCD12相对于第一加工头11的位置,右边的坐标系中表示第二CCD22相对于第二加工头21的位置,从图中可以看出第一CCD12相对于第一加工头11的位置与第二CCD22相对于第二加工头21的位置不同,在坐标系中则以偏移坐标来确定位置关系。下面以确定第一CCD相对于第一加工头的偏移坐标为例,在工件上打一小孔,记录该小孔相对于第一加工零点的坐标(xom,yom),然后移动第一CCD识别小孔,得到小孔相对于第一CCD中心的坐标为(xc,yc),并记录当前第一加工头相对于第一加工零点的坐标(xcm,ycm),将第一CCD相对于第一加工头的偏移坐标记为(xvc1,yvc1),则坐标之间存在以下关系式:xom=xcm+xvc1+xc,yom=ycm+yvc1+yc,由上述关系式可以求得第一CCD相对于第一加工头的偏移坐标,得到偏移坐标后,在以后的CCD识别定位时便能获得标靶相对于第一加工零点的坐标,标靶相当于上述所打的小孔。同理,可以求得第二CCD相对于第二加工头的偏移坐标(xvc2,yvc2)。
第二步,在CCD实现自动定位之前,需要分别对第一CCD和第二CCD进行手动示教。以第一CCD的示教为例,在该举例中是以工件的三个角点确定工件坐标的方式,移动第一CCD拍摄第一工件的左上角,调节第一加工头的高度,从而调节第一CCD的高度,使得对焦清晰后记录第一CCD的对焦高度zf1,识别第一工件左上角的标靶相对于第一加工零点的坐标为(xlt1,ylt1),然后示教右上角和右下角,分别得到右上角的标靶坐标(xrt1,yrt1),以及右下角的标靶坐标(xrb1,yrb1)。通过三点的标靶坐标能够计算出第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角,将第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角记为(xo1,yo1,θo1),计算公式如下:xo1=(xlt1+xrb1)/2,yo1=(ylt1+yrb1)/2,θo1=arctan((yrt1-ylt1)/(xrt1-xlt1))。同理,可以得出第二CCD对焦第二工件的对焦高度zf2,以及第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角(xo2,yo2,θo2)。需要说明的是,确定工件相对于加工零点的坐标和偏转角还可利用X轴方向上的两个角点确定,Y轴方向上的两个角点确定,对角角点确定等多种方式进行确定,在本方案中优选使用三个角点确定的方式,能够得到更加精确的坐标和偏转角,误差范围小。如图4所示为对同一工件的三个角点进行拍摄的示意图,从上之下依次为第一CCD12分别对第一工件13的左上角、右上角和右下角进行拍摄识别。
第三步,分别对两个CCD进行示教后,便可以实现自动定位,需要说明的是,每个CCD的示教只需要执行一次,在之后更换另外两个工件时只需要直接执行自动定位步骤分别对两个工件进行定位。调整第一加工头和第二加工头的高度差为Δz=zf2-zf1,这样便能保证两个CCD均位于正确的对焦位置。控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,将第二工件的移动量和旋转量记为(xmv,ymv,θmv),由以下关系式xvc2-xvc1=(xo2+xmv)-xo1,yvc2-yvc1=(yo2+ymv)-yo1,θo1=θo2+θmv求得第二工件的移动量和旋转量(xmv,ymv,θmv)。调整第二工件的位置的目的是为了保证第一CCD拍摄到第一工件的同时,第二CCD也能拍摄到第二工件,且拍摄到第二工件的位置与第一工件的位置相同,以实现同步分别对第一工件和第二工件进行识别定位。自动定位的过程是由第一加工头控制第一CCD沿着示教时的路径分别拍摄得到第一工件的三个角点相对于第一加工零点的坐标,第二加工头跟随第一加工头的移动路径控制第二CDD拍摄得到第二工件的三个角点相对于第二加工零点的坐标。
第四步,自动定位成功后,便可得到第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角(xn1,yn1,θn1),以及第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角(xn2,yn2,θn2)。
在步骤S2中,控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,第二工件的移动量和旋转量记为(xmv1,ymv1,θmv1),则由xmv1=xn1-xn2,ymv1=yn1-yn2,θmv1=θn1-θn2求得第二工件的移动量和旋转量(xmv1,ymv1,θmv1)。对第二工件进行移动和旋转后,使得第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角与第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角相同。
在步骤S3中,因为两个加工头对应于各自的工件的加工高度可能会不同,因此需要根据第一加工头加工第一工件时的高度和第二加工头加工第二工件时的高度调整第一加工头和第二加工头之间的高度差,实质上加工的高度差是一个定值,只需要在每次加工前根据该高度差进行调整即可。
在步骤S4中,根据第一工件的坐标和偏转角设定第一加工头的加工路径,针对工件的位置设定加工头的加工路径是根据工件的尺寸而设定,由工作人员设定,在现有的加工技术中也需要设定加工路径,在此不作赘述。设定了第一加工头的加工路径后,第一加工头在移动加工的同时,第二加工头也跟随第一加工头的路径进行相同的动作,由于第一工件和第二工件的相对位置相同,因此便实现了第一加工头和第二加工头同步加工各自工件的目的。
上述的双CCD定位联动加工方法的优点在于:以第一工件为基准,首先通过对位平台修正第二工件的位置,使第一CCD和第二CCD同步移动时能够分别拍摄到各自工件上的同一位置,实现各自工件的定位识别,然后再根据第一工件和第二工件的定位位置修正第二工件的位置,使第一加工头和第二加工头同步移动时能够分别对各自工件上的同一位置进行加工,实现同步且精确的加工,效率更高。
对应于上述的双CCD定位联动加工方法,本发明还公开了一种双CCD定位联动加工装置,包括以下模块:
工件定位模块:用于通过第一CCD和第二CCD分别对第一工件和第二工件进行定位,得到第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角,以及第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角;
第二工件调整模块:用于控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,使第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角与第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角相同;
高度差调整模块:用于根据第一加工头加工第一工件时的高度和第二加工头加工第二工件时的高度调整第一加工头和第二加工头之间的高度差;
加工模块:用于根据第一工件的坐标和偏转角设定第一加工头的加工路径,并控制第一加工头和第二加工头沿着相同的加工路径分别对第一工件和第二工件进行加工。
优选的,在工件定位模块中,通过第一CCD和第二CCD分别对第一工件和第二工件进行定位的流程包括:
根据第一CCD对焦第一工件时的高度和第二CCD对焦第二工件时的高度调整第一CCD和第二CCD之间的高度差;
控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,使第一CCD和第二CCD同步运动时,第一CCD和第二CCD能够拍摄到各自工件的同一位置;
控制第一CCD沿着第一CCD手动示教时的路径分别拍摄得到第一工件的三个角点相对于第一加工零点的坐标,由第一工件的三个角点相对于第一加工零点的坐标确定第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角,同时,第二CCD拍摄得到第二工件的三个角点相对于第二加工零点的坐标并确定第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角。
优选的,控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,使第一CCD和第二CCD同步运动时,第一CCD和第二CCD能够拍摄到各自工件的同一位置的方法包括:
确定第一CCD相对于第一加工头的偏移坐标,记为(xvc1,yvc1),以及第二CCD相对于第二加工头的偏移坐标,记为(xvc2,yvc2);
将第一CCD手动示教得到的第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角记为(xo1,yo1,θo1),将第二CCD手动示教得到的第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角记为(xo2,yo2,θo2),将第二工件的移动量和旋转量记为(xmv,ymv,θmv);由以下关系式xvc2-xvc1=(xo2+xmv)-xo1,yvc2-yvc1=(yo2+ymv)-yo1,θo1=θo2+θmv求得第二工件的移动量和旋转量(xmv,ymv,θmv)。
对本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.双CCD定位联动加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:通过第一CCD和第二CCD分别对第一工件和第二工件进行定位,得到第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角,以及第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角;
S2:控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,使第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角与第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角相同;
S3:根据第一加工头加工第一工件时的高度和第二加工头加工第二工件时的高度调整第一加工头和第二加工头之间的高度差;
S4:根据第一工件的坐标和偏转角设定第一加工头的加工路径,并控制第一加工头和第二加工头沿着相同的加工路径分别对第一工件和第二工件进行加工。
2.根据权利要求1所述的双CCD定位联动加工方法,其特征在于,在步骤S1中,通过第一CCD和第二CCD分别对第一工件和第二工件进行定位的流程包括:
根据第一CCD对焦第一工件时的高度和第二CCD对焦第二工件时的高度调整第一CCD和第二CCD之间的高度差;
控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,使第一CCD和第二CCD同步运动时,第一CCD和第二CCD能够拍摄到各自工件的同一位置;
控制第一CCD沿着第一CCD手动示教时的路径分别拍摄得到第一工件的三个角点相对于第一加工零点的坐标,由第一工件的三个角点相对于第一加工零点的坐标确定第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角,同时,第二CCD拍摄得到第二工件的三个角点相对于第二加工零点的坐标并确定第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角。
3.根据权利要求2所述的双CCD定位联动加工方法,其特征在于,控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,使第一CCD和第二CCD同步运动时,第一CCD和第二CCD能够拍摄到各自工件的同一位置的方法包括:
确定第一CCD相对于第一加工头的偏移坐标,记为(xvc1,yvc1),以及第二CCD相对于第二加工头的偏移坐标,记为(xvc2,yvc2);
将第一CCD手动示教得到的第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角记为(xo1,yo1,θo1),将第二CCD手动示教得到的第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角记为(xo2,yo2,θo2),将第二工件的移动量和旋转量记为(xmv,ymv,θmv);由以下关系式xvc2-xvc1=(xo2+xmv)-xo1,yvc2-yvc1=(yo2+ymv)-yo1,θo1=θo2+θmv求得第二工件的移动量和旋转量(xmv,ymv,θmv)。
4.双CCD定位联动加工装置,其特征在于,包括以下模块:
工件定位模块:用于通过第一CCD和第二CCD分别对第一工件和第二工件进行定位,得到第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角,以及第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角;
第二工件调整模块:用于控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,使第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角与第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角相同;
高度差调整模块:用于根据第一加工头加工第一工件时的高度和第二加工头加工第二工件时的高度调整第一加工头和第二加工头之间的高度差;
加工模块:用于根据第一工件的坐标和偏转角设定第一加工头的加工路径,并控制第一加工头和第二加工头沿着相同的加工路径分别对第一工件和第二工件进行加工。
5.根据权利要求4所述的双CCD定位联动加工装置,其特征在于,在工件定位模块中,通过第一CCD和第二CCD分别对第一工件和第二工件进行定位的流程包括:
根据第一CCD对焦第一工件时的高度和第二CCD对焦第二工件时的高度调整第一CCD和第二CCD之间的高度差;
控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,使第一CCD和第二CCD同步运动时,第一CCD和第二CCD能够拍摄到各自工件的同一位置;
控制第一CCD沿着第一CCD手动示教时的路径分别拍摄得到第一工件的三个角点相对于第一加工零点的坐标,由第一工件的三个角点相对于第一加工零点的坐标确定第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角,同时,第二CCD拍摄得到第二工件的三个角点相对于第二加工零点的坐标并确定第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角。
6.根据权利要求5所述的双CCD定位联动加工装置,其特征在于,控制对位平台对第二工件进行移动和旋转,使第一CCD和第二CCD同步运动时,第一CCD和第二CCD能够拍摄到各自工件的同一位置的方法包括:
确定第一CCD相对于第一加工头的偏移坐标,记为(xvc1,yvc1),以及第二CCD相对于第二加工头的偏移坐标,记为(xvc2,yvc2);
将第一CCD手动示教得到的第一工件相对于第一加工零点的坐标和偏转角记为(xo1,yo1,θo1),将第二CCD手动示教得到的第二工件相对于第二加工零点的坐标和偏转角记为(xo2,yo2,θo2),将第二工件的移动量和旋转量记为(xmv,ymv,θmv);由以下关系式xvc2-xvc1=(xo2+xmv)-xo1,yvc2-yvc1=(yo2+ymv)-yo1,θo1=θo2+θmv求得第二工件的移动量和旋转量(xmv,ymv,θmv)。
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