CN105911958B - 一种屏幕连接器超精密智能对位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种屏幕连接器超精密智能对位系统，包括：用于对屏幕连接器进行上料安放的初定位装置、用于对屏幕连接器进行吸取移动的移动装置、用于对屏幕连接器进行采样成像的视觉测算成像装置及超精密探针模组装置。移动装置包括：支撑架、滑动设于支撑架上的移动块、与移动块驱动连接的水平驱动部、活动设于移动块上的吸取机械手及与吸取机械手驱动连接的升降部。视觉测算成像装置包括：顶部光源、转角反射镜及智能相机，顶部光源设于转角反射镜的正上方，智能相机与转角反射镜相对设置。本发明充分运用机器视觉领域专业知识，通过软件系统与硬件系统紧密配合，协同完成产品端子的精密对位作业，从而实现自动化生产操作。
Description
技术领域
本发明涉及屏幕连接器生产制造领域，特别是涉及一种屏幕连接器超精密智能对位系统。
背景技术
随着社会的不断发展和科技的不断进步，机械化、自动化生产已经逐渐成为发展趋势。机械自动化的实现将机械生产引领向了一个新的领域，通过自动控制系统，真正达到了大工业生产及减少劳动强度，提高了劳动效率，使得工业生产水平迈上了一个新的台阶。而传统的手工生产方式，会造成生产效率及生产合格率的降低，已经越来越不能适应时代的发展要求。
在屏幕的生产制作过程中，产品屏幕来料带有FPC连接，而在FPC上设置有屏幕连接器，屏幕连接器需要与下一个工位进行对位操作来进行生产作业。在现有的技术中，屏幕连接器的对位全靠人工对位的方式进行作业，人工对位的作业方式不但增加了劳动成本，而且定位精度不高，容易出现位置偏移，从而影响生产质量。人工对位的方式生产效率不高，不适于大批量的生产，不利于企业的发展。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种屏幕连接器超精密智能对位系统，实现对屏幕连接器的精密定位。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种屏幕连接器超精密智能对位系统，包括：用于对屏幕连接器进行上料安放的初定位装置、用于对屏幕连接器进行吸取移动的移动装置、用于对屏幕连接器进行采样成像的视觉测算成像装置及用于将屏幕连接器与ARM工业控制板通讯连接的超精密探针模组装置；
所述移动装置包括：支撑架、滑动设于所述支撑架上的移动块、与所述移动块驱动连接的水平驱动部、活动设于所述移动块上的吸取机械手及与所述吸取机械手驱动连接的升降部；
所述吸取机械手包括：支撑板、缓冲块、屏幕吸取块、FPC吸板、与所述FPC吸板转动连接的旋转电机，所述支撑板活动设于所述移动块上，所述缓冲块与所述支撑板弹性连接，所述屏幕吸取块设于所述缓冲块的一端，所述FPC吸板设于所述缓冲块的另一端；
视觉测算成像装置包括：顶部光源、转角反射镜及智能相机，所述顶部光源设于所述转角反射镜的正上方，所述智能相机与所述转角反射镜相对设置。
超精密探针模组装置包括：屏幕定位治具、旋转下压缸及超精密探针模组，所述屏幕定位治具上开设有屏幕定位槽，所述旋转下压缸设于所述屏幕定位治具上，所述超精密探针模组与所述旋转下压缸驱动连接。
作为本发明一种优选的方案，所述超精密探针模组为镀金探针。
作为本发明一种优选的方案，所述水平驱动部为步进电机。
作为本发明一种优选的方案，所述升降部为升降电机。
作为本发明一种优选的方案，所述屏幕吸取块与所述缓冲块之间设有弹性件。
作为本发明一种优选的方案，所述弹性件为弹簧。
作为本发明一种优选的方案，所述FPC吸板上设有若干个真空吸嘴。
作为本发明一种优选的方案，若干个所述真空吸嘴呈一排设置。
作为本发明一种优选的方案，所述屏幕吸取块与所述FPC吸板位于于同一水平面上。
作为本发明一种优选的方案，所述支撑板与所述缓冲块之间设有缓冲件。
作为本发明一种优选的方案，所述顶部光源为环形光源。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明的屏幕连接器超精密智能对位系统使用智能视觉测算系统代替人工对位的作业方式，提高了屏幕连接器定位的精确性，从而提高产品的质量与良品率。
2、本发明的屏幕连接器超精密智能对位系统可以大大缩减人力成本，降低了生产成本的同时提高了生产效率。
3、本发明的屏幕连接器超精密智能对位系统充分运用机器视觉领域专业知识，通过运用软件系统与硬件系统紧密配合，协同完成产品端子的精密对位作业，从而实现对体积较小的物体的自动化生产操作。
附图说明
图1为本发明一实施例的屏幕连接器超精密智能对位系统的结构图；
图2为图1中的屏幕连接器超精密智能对位系统的初定位装置的结构图；
图3为图1中的屏幕连接器超精密智能对位系统的移动装置的结构图；
图4为图3中的移动装置的侧视图；
图5为图4中A部分的局部放大图；
图6为图1中的屏幕连接器超精密智能对位系统的视觉测算成像装置的结构图。
图7为图1中的屏幕连接器超精密智能对位系统的超精密探针模组装置的结构图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示为本发明一实施例的屏幕连接器超精密智能对位系统10的结构图，一种屏幕连接器超精密智能对位系统10，包括：用于对屏幕连接器进行上料安放的初定位装置100、用于对屏幕连接器进行吸取移动的移动装置200、用于对屏幕连接器进行采样成像的视觉测算成像装置300及用于将屏幕连接器与ARM工业控制板通讯连接的超精密探针模组装置400。
如图2所示，初定位装置100包括用于安放屏幕的屏幕放置面板110及用于安放连接在屏幕上的FPC的FPC托板120，屏幕放置面板110与FPC托板120相互衔接且设于同一水平面上。屏幕放置面板110与FPC托板120平滑过渡。
屏幕放置面板110上滑动设有第一定位调节块111、第二定位调节块112及第三定位调节块113，第一定位调节块111与第二定位调节块112沿水平方向相互靠近或远离运动，第三定位调节块113位于第一定位调节块111与第二定位调节块112之间，且第三定位调节块113的滑动方向与第一定位调节块111或第二定位调节块112的滑动方向相互垂直。
屏幕放置面板110上还开设有若干个吸盘孔114，吸盘孔114设于第一定位调节块111与第二定位调节块112之间的面板表面上。
要说明的是，由于产品屏幕来料的时候连接有FPC，屏幕连接器设置安装在FPC上，且FPC属于软性板，所以通过设置FPC托板120可以对FPC进行托住固定，从而也对FPC上的屏幕连接器起到固定的作用，便于移动装置200对其进行抓取移动。
进一步的，屏幕放置面板110用于放置产品屏幕，当产品屏幕上料于屏幕放置面板110上的第一定位调节块111与第二定位调节块112之间时，第一定位调节块111与第二定位调节块112对产品屏幕进行左右固定，第三定位调节块113在垂直于第一定位调节块111或第二定位调节块112的滑动方向上对产品屏幕进行位置限定，通过第一定位调节块111、第二定位调节块112与第三定位调节块113的相互配合运动从而对产品屏幕进行初定位操作。
由于第一定位调节块111、第二定位调节块112及第三定位调节块113活动设于屏幕放置面板110上，所以可以根据不同产品的规格大小对第一定位调节块111、第二定位调节块112及第三定位调节块113进行调节，从而适用于不同尺寸的产品屏幕，增强了本发明的通用性。
完成初定位后，屏幕放置面板110吸盘孔114对产品屏幕进行吸稳固定，使移动装置200在吸取移动过程中不会导致产品屏幕发生偏移，从而增加了定位的精确性。
结合图3与图4所示，移动装置200包括：支撑架210、滑动设于支撑架210上的移动块220、与移动块220驱动连接的水平驱动部230、活动设于移动块220上的吸取机械手240及与吸取机械手240驱动连接的升降部250。
在本发明一实施例中，水平驱动部230为步进电机，升降部250为升降电机。
进一步的，吸取机械手240包括：支撑板241、缓冲块242、屏幕吸取块243、FPC吸板244、与FPC吸板244转动连接的旋转电机245，支撑板241活动设于移动块220上，缓冲块242与支撑板241弹性连接，屏幕吸取块243设于缓冲块243的一端，FPC吸板244设于缓冲块242的另一端，屏幕吸取块243与FPC吸板244位于于同一水平面上。
进一步的，屏幕吸取块243与缓冲块242之间设有弹性件246,支撑板241与缓冲块242之间设有缓冲件247。在本发明一实施例中，弹性件246为弹簧。
如图5所示，缓冲件247包括缓冲柱247a及活动设于缓冲柱247a内的缓冲滚珠247b，缓冲滚珠247b的一半设于缓冲柱247a内，缓冲滚珠247b的另一半与缓冲块242接触连接。
要说明的是，当吸取机械手240通过升降部250进行下降吸取产品屏幕时，由于吸取机械手240向下运动具有一定的惯性，且在吸取产品屏幕时具有一定的挤压力，所以，通过设置弹性件246，使屏幕吸取块243吸取产品屏幕时起到缓冲作用，减少对产品屏幕的伤害。
进一步的，通过设置缓冲件247，当吸取机械手240下降与产品接触时，由于压力作用，缓冲滚珠247b凸出的一半活动进入缓冲柱247a内，从而起到缓冲的作用，进一步保护产品，使产品不会造成伤害，而且增强了吸取机械手240吸取产品的稳定性，进一步增强了本发明的对产品定位的精确性。
结合图3-图5所示，屏幕吸取块243上设有多个屏幕吸嘴243a，FPC吸板244上设有若干个真空吸嘴244a，若干个真空吸嘴244a呈一排设置。
要说明的是，真空吸嘴244a呈一排设置，一方面可以增大真空吸嘴244a的吸附面积，从而增大对FPC的吸附力，另一方面可以兼容吸取不同尺寸的FPC，从而增强了本发明的通用性。
请再次参阅图3，缓冲块242上开设有连接通槽242a，FPC吸板244通过固定螺栓248与连接通槽242a配合连接。
要说明的是，由于不同规格的产品的屏幕连接器在FPC上的位置是不一样的，而FPC吸板244吸取产品时需要吸取FPC靠近屏幕连接器的位置上，因此，需要对FPC吸板244的位置进行相应的调整。通过设置连接通槽242a，可以根据不同规格的产品对FPC吸板244的位置进行拆卸与安装，从而适用于不同规格的产品生产，大大提高了本发明的通用性。
关于移动装置200，要说明的是，移动块220通过水平驱动部230驱动在支撑架210上进行水平移动，吸取机械手240通过升降部250驱动在移动块上进行升降运动，通过移动块220与吸取机械手240的相互配合运动使吸取机械手240对产品产品进行吸取移动操作。
进一步的，屏幕吸取块243用于对产品屏幕进行吸取，FPC吸板244用于对连接在屏幕上的FPC进行吸取，屏幕吸取块243与FPC吸板244位于于同一水平面上，从而可以对产品进行平稳吸取移动。
由于旋转电机245与FPC吸板244转动连接，通过旋转电机245可以对吸附在FPC吸板244上的屏幕连接器的位置进行相应的旋转调整。
如图6所示，视觉测算成像装置300包括：顶部光源310、转角反射镜320及智能相机330，顶部光源310设于转角反射镜320的正上方，智能相机330与转角反射镜320相对设置。
在本发明一实施例中，智能相机330使用的是工业智能相机，工业智能相机上设置有电脑控制器，可以对采集的图像进行数据分析与图像处理，这样可以减少传统的电脑主机在设备中所需占的空间，节省了空间的同时使智能相机330用起来也更方便。
关于顶部光源310，要说明的是，顶部光源310为环形光源。环形光源可以对产品进行360度全面打光，使产品不会产生阴影，从而使相应的成像系统不会造成误判。
转角反射镜320设于顶部光源310的下方，通过调整设置转角反射镜320的角度。由于智能相机330在拍摄产品时具有一定的焦距，通过设置转角反射镜320可以调整拍摄的距离，从而减少智能相机330需要的焦距所占的结构空间，使设备的结构更加简单。
关于视觉测算成像装置300，要说的是，当吸取机械手240吸取产品后，屏幕连接器的位置与对接产品的实际对接位置存在偏差，此时，吸取机械手240将产品移动到视觉测算成像装置300进行成像处理，智能相机330对产品进行拍摄后，通过相应的电脑控制器对采集的图像进行分析处理，由此计算出屏幕连接器的偏位位置与偏移角度，然后会反馈到旋转电机245上，旋转电机245通过反馈的信息进行相应的旋转，从而对产品的位置进行细微的调整与修正，由此实现屏幕连接器与对接产品上的对接位置精确定位。
完成定位后，吸取机械手240会将产品移动到下一工位进行相应的操作。
如图7所示，超精密探针模组装置400包括：屏幕定位治具410，旋转下压缸420及超精密探针模组430，屏幕定位治具410上开设有屏幕定位槽411，旋转下压缸420设于屏幕定位治具410上，超精密探针模组430与旋转下压缸420驱动连接。
在本发明一实施例中，屏幕定位治具410通过屏幕定位槽411对产品进行四边定位，且在屏幕定位槽411边缘部位设计有R0.5的倒角，可降低屏幕外形误差导致的不能准确定位的风险。
在本发明另一实施例中，超精密探针模组430为镀金探针。
关于超精密探针模组430，要说明的是，超精密探针模组430用于将屏幕连接器与ARM工业控制板进行通讯连接，超精密探针模组430为镀金探针，探针表面镀金，主要考虑其防腐蚀功能，提高其机械性能及电气性能。当屏幕连接器安放在屏幕定位槽411后，旋转下压缸420旋转从而带动超精密探针模组430运动，旋转确定好位置后，旋转下压缸420向下运动从而使超精密探针模组430下探至屏幕连接器处进行通讯连接工作。
在本发明一实施例中，超精密探针模组430设置为两排直径为0.1mm的可伸缩探针，可兼容超精密的手机屏幕FPC连接器使用，适应产品未来发展趋向精密化的设计。旋转下压缸420设于屏幕定位治具410上，节省安装空间，确保吸取机械手240在运动安放屏幕连接器的过程中不会与超精密探针模组430发生干涉。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明的屏幕连接器超精密智能对位系统10使用智能视觉测算系统代替人工对位的作业方式，提高了屏幕连接器定位的精确性，从而提高产品的质量与良品率。
2、本发明的屏幕连接器超精密智能对位系统10可以大大缩减人力成本，降低了生产成本的同时提高了生产效率。
3、本发明的屏幕连接器超精密智能对位系统10充分运用机器视觉领域专业知识，通过运用软件系统与硬件系统紧密配合，协同完成产品端子的精密对位作业，从而实现对体积较小的物体的自动化生产操作。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种屏幕连接器超精密智能对位系统，其特征在于，包括：用于对屏幕连接器进行上料安放的初定位装置、用于对屏幕连接器进行吸取移动的移动装置、用于对屏幕连接器进行采样成像的视觉测算成像装置及超精密探针模组装置；
所述初定位装置包括用于安放屏幕的屏幕放置面板及用于安放连接在屏幕上的FPC的FPC托板，所述屏幕放置面板与所述FPC托板相互衔接且设于同一水平面上，所述屏幕放置面板与所述FPC托板平滑过渡；
所述屏幕放置面板上滑动设有第一定位调节块、第二定位调节块及第三定位调节块，所述第一定位调节块与所述第二定位调节块沿水平方向进行相互靠近或远离的运动，所述第三定位调节块位于第一定位调节块与第二定位调节块之间，且所述第三定位调节块的滑动方向与所述第一定位调节块或所述第二定位调节块的滑动方向相互垂直；
所述屏幕放置面板上还开设有若干个吸盘孔，所述吸盘孔设于所述第一定位调节块与所述第二定位调节块之间的面板表面上；
所述移动装置包括：支撑架、滑动设于所述支撑架上的移动块、与所述移动块驱动连接的水平驱动部、活动设于所述移动块上的吸取机械手及与所述吸取机械手驱动连接的升降部；
所述吸取机械手包括：支撑板、缓冲块、屏幕吸取块、FPC吸板、与所述FPC吸板转动连接的旋转电机，所述支撑板活动设于所述移动块上，所述缓冲块与所述支撑板弹性连接，所述屏幕吸取块设于所述缓冲块的一端，所述FPC吸板设于所述缓冲块的另一端；
视觉测算成像装置包括：顶部光源、转角反射镜及智能相机，所述顶部光源设于所述转角反射镜的正上方，所述智能相机与所述转角反射镜相对设置；
所述超精密探针模组装置包括：屏幕定位治具、旋转下压缸及超精密探针模组，所述屏幕定位治具上开设有屏幕定位槽，所述旋转下压缸设于所述屏幕定位治具上，所述超精密探针模组与所述旋转下压缸驱动连接。
2.根据权利要求1所述的屏幕连接器超精密智能对位系统，其特征在于，所述超精密探针模组为镀金探针。
3.根据权利要求1所述的屏幕连接器超精密智能对位系统，其特征在于，所述升降部为升降电机，所述水平驱动部为步进电机。
4.根据权利要求1所述的屏幕连接器超精密智能对位系统，其特征在于，所述屏幕吸取块与所述缓冲块之间设有弹性件。
5.根据权利要求4所述的屏幕连接器超精密智能对位系统，其特征在于，所述弹性件为弹簧。
6.根据权利要求1所述的屏幕连接器超精密智能对位系统，其特征在于，所述FPC吸板上设有若干个真空吸嘴。
7.根据权利要求6所述的屏幕连接器超精密智能对位系统，其特征在于，若干个所述真空吸嘴呈一排设置。
8.根据权利要求1所述的屏幕连接器超精密智能对位系统，其特征在于，所述屏幕吸取块与所述FPC吸板位于于同一水平面上。
9.根据权利要求1所述的屏幕连接器超精密智能对位系统，其特征在于，所述支撑板与所述缓冲块之间设有缓冲件。
10.根据权利要求1所述的屏幕连接器超精密智能对位系统，其特征在于，所述顶部光源为环形光源。
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