CN106904331B - 一种自动定位铁件及贴胶带的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动定位铁件及贴胶带的装置，属于自动化设备领域，具体公开了在装置上设置转盘和CCD视觉定位模组；其中转盘上设置有铁件吸盘和胶带吸盘；CCD视觉定位模组可以视觉定位固定铁件的第一位置以及贴附胶带的第二位置。本发明还公开了应用该装置定位铁件的方法，实现了智能识别定位，具有结构紧凑、节约制造成本、定位精度高、定位速度快、实用性强、稳定性能好等优点，同时全面自动化装置节省人力成本。

Description

一种自动定位铁件及贴胶带的装置及方法

技术领域

本发明涉及自动化设备领域，特别涉及一种自动定位铁件及贴胶带的装置及方法。

背景技术

治具是在机械制造领域作为协助控制位置或动作(或两者)的一种工具。有许多类型的治具是客制化的，是为了实现提高生产力、重复特定动作、或使工作更加精确的目的。

在液晶显示器的组装过程中，需要用胶带对固定电源板和接口板的铁件进行位置的固定，确保铁件在面板上落入正确的位置。人工作业需要使用专用的治具对铁件进行定位，然后贴上胶带使铁件和面板相对位置固定，重复作业，劳动强度大，剥、贴胶带比较耗时。而且用专用治具定位铁件时，需针对不同机种设计制造不同的治具，治具保有数量较多。定位治具的精度在使用过程中会发生变化，可能会导致定位不准。

而且剥标机适合剥离有一定硬度的标签，醋酸胶带较软，不适合用剥标机直接自动剥离；而且胶带紧密相邻，无间隙，剥离时易互相粘连；离型纸较薄弱，自动剥离时易撕裂，这些都为贴胶带的工艺实现全自动化提供了难度。

发明内容

为了节省了人力，提高了效率，解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种自动定位铁件及贴胶带的装置。所述技术方案如下：

一种自动定位铁件及贴胶带的装置，包括转盘和CCD视觉定位模组；

转盘上设置有铁件吸盘和胶带吸盘；铁件吸盘，用于吸附铁件并移动至面板上固定铁件的第一位置；胶带吸盘，用于吸附胶带并移动至面板上贴附胶带的第二位置然后压合该胶带。

CCD视觉定位模组，设置于工作平台的上方，包括视觉定位模块，用于视觉定位固定铁件的第一位置以及贴附胶带的第二位置。

进一步地，转盘上还设置有数量为多个的气缸组件，且铁件吸盘和胶带吸盘通过气缸组件与转盘相连接；

气缸组件包括底座、底座上安装的管状壳体、壳体内部安装的活塞和活塞底部安装的固定管，固定管与所述胶带吸盘或铁件吸盘相连接，气缸组件用于驱动铁件吸盘和胶带吸盘在与转盘相垂直的方向上作伸缩运动。

进一步地，胶带吸盘为方形，分布设置于转盘的底面；铁件吸盘为圆形，分布设置于转盘底面且位于胶带吸盘的内侧。

进一步地，这种自动定位铁件及贴胶带的装置还包括悬臂模组，悬臂模组包括机械手和电机元件；电机元件用于驱动机械手移动；机械手与转盘相连接，并通过设置于机械手内部的旋转马达驱动转盘带动铁件吸盘和胶带吸盘全角度旋转。

进一步地，该装置还包括剥标机构，用于剥离并吸取胶带，向胶带吸盘提供胶带；

剥标机构的出口处设置有剥标板；剥标板具有剥标杆，剥标杆平行设置于剥标板弯折处的下方；剥标机构出口处上方还具有空气喷嘴，空气喷嘴用于使胶带保持平展以便于吸取。

进一步地，装置还包括压铁件机构，所述压铁件机构设置于所述机械手的底座和所述剥标机构之间，包括电机带动的旋转机构和气缸带动的下压机构，用于在铁件吸盘将铁件置于第一位置后压住铁件以用于胶带吸盘贴附并压合胶带。

该装置还包括固定支架模组，包括位于工作平台表面的两个相平行的X轴固定滑台和设置于两个X轴固定滑台之间的Y轴移动滑台，用于调整面板的位置；当控制缓冲皮带运送载带铁件的面板进入工作平台后，处理器控制固定支架模组的Y轴移动滑台将工作平台推送到固定基准边，可保证其在CCD视觉定位时面板靠近CCD视野中心的位置，可提高视觉定位的精度。

固定支架模组还包括设置于工作平台上方的Y轴横梁和Z轴纵梁；CCD视觉定位模组设置于固定支架模组的Y轴横梁中间，即设置于工作平台的上方与机台中心垂直的位置，可以使得CCD视野范围需要覆盖到整个机台。

本发明还公开了一种自动定位铁件及贴胶带的方法，包括以下步骤：

S1：控制剥标机构剥离胶带，且控制转盘上设置的胶带吸盘吸取胶带；

S2：控制缓冲皮带运送载带铁件的面板进入工作平台；

S3：控制CCD视觉定位模组记录铁件放置在面板上的图像信息，并将采集的图像信息返回给处理器；

S4：接收并对采集的图像进行处理后输出当前位置信息，且将当前位置信息与设定位置信息进行比对并判断：

若当前位置信息与设定位置信息完全相同，则进入S6；

若当前位置信息与设定位置信息不完全相同，则进入S5；

S5：控制悬臂模组的机械手移动和驱动转盘旋转至S3所述当前铁件的位置，然后控制转盘上的铁件吸盘吸起铁件并移动至设定位置放下铁件，然后重复S3；

S6：控制压铁件机构压住铁件，然后控制压铁件机构离开铁件；

S7：控制CCD视觉定位模组记录贴附胶带区域的位置，并将信息传递给处理器；

S8：接收并对采集的图像信息进行处理后将贴附胶带区域的位置信息输出，控制悬臂模组的机械手移动和转盘旋转至面板上贴附胶带区域，并控制胶带吸盘贴附并压合S1吸取的胶带；

S9：控制缓冲皮带运送载带铁件的面板流出工作平台。

进一步地，其中S1中剥标机构剥离胶带的具体方式为胶带在剥标板上水平流出到剥标板的端部，在下方的剥标杆处弯折被转盘上的胶带吸盘剥离和吸取。

进一步地，其中S3或S7中CCD视觉定位模组记录图像信息的具体方式为，所述控制器发出指令驱动光源，同时触发曝光采集图像，图像采集完成后光源停止工作。

本发明实现了液晶面板上铁件的智能识别定位，而且具有结构紧凑、节约制造成本、定位精度高、定位速度快、实用性强、稳定性能好等特点，同时全面自动化、节省人力成本；而且装置改进后的剥标机构可以自动剥离醋酸胶带等较软的胶带，使得装置实现了全程自动化和用途范围更广。

使用全自动化装置取代人工对进行铁件定位及贴胶带，降低人工劳动强度，提高生产效率；采用机器视觉定位取代专用的定位治具，换线时只需在程序上切换机种，无需进行治具的更换，省去了治具管理的环节，同时解决了定位治具精度变异的问题；解决了较软材质胶带难以剥离、吸取的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种自动定位铁件及贴胶带的装置的转盘结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种自动定位铁件及贴胶带的装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种自动定位铁件及贴胶带的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例提供了一种自动定位铁件及贴胶带的装置1，参见图2，包括但不限于工作平台2和设置在工作平台2上用于运送面板的缓冲皮带3，在工作平台2上还设置有转盘4、CCD视觉定位模组5、悬臂模组6、压铁件机构7、剥标机构8、固定支架模组9和处理器10。

处理器10，用于接收和发出指令控制所有组件工作，且用于处理获取的信息；处理器与缓冲皮带的驱动电机、在工作平台上设置的转盘、CCD视觉定位模组、悬臂模组、压铁件机构和剥标机构通过无线或有线相连接进行数据信息的交互。

参见图1，转盘4上设置有铁件吸盘11和胶带吸盘12；铁件吸盘11，用于吸附铁件并在处理器10的控制下移动至面板上固定铁件的第一位置；胶带吸盘12，用于吸附胶带并在处理器10的控制下移动至面板上贴附胶带的第二位置并压合该胶带；通过将铁件吸盘和胶带吸盘同时设置于转盘上，使得装置结构紧凑、制造成本降低；另外，通过同一个悬臂模组的机械手实现铁件的抓取和胶带的吸取，相较于人为的抓取和吸取，节省了人力，从而提高了效率。

于实际应用中，铁件吸盘11将铁件移动至面板上的第一位置后即收起，随即吸附胶带的胶带吸盘12再移动至贴附胶带的第二位置以将铁件贴附于面板上进行固定，较佳地，所述第二位置为铁件的周缘与面板的接触位置。

进一步地，转盘4为圆形转盘，旋转该转盘4可达到360度全角度的灵活移动。

进一步地，转盘4上还设置有气缸组件13，且铁件吸盘11和胶带吸盘12通过气缸组件13与转盘4相连接；气缸组件的数量为多个，每个气缸组件13包括底座、底座上安装的管状壳体、壳体内部安装的活塞和活塞底部安装的固定管，固定管与胶带吸盘12或铁件吸盘11相连接，气缸组件13用于驱动铁件吸盘11和胶带吸盘12在与转盘4相垂直的方向上作伸缩运动。

气缸组件的伸缩运动实现了胶带吸盘和铁件吸盘设置于同一个转盘上却可以交替工作的效果，具体表现为在一个工作周期内，吸附胶带时，与胶带吸盘相连的气缸组件呈现伸展状态，从剥标机构吸取胶带，然后与胶带吸盘相连的气缸组件转变为缩回状态；定位铁件时，与铁件吸盘相连的气缸组件呈现伸展状态，铁件吸盘吸附铁件并在处理器的控制下移动至面板上固定铁件的第一位置放下铁件，然后与铁件吸盘相连的气缸组件转变为缩回状态；贴附胶带时，与胶带吸盘相连的气缸组件再次转变伸展状态，胶带吸盘在处理器的控制下移动至面板上贴附胶带的第二位置贴附胶带并压实该胶带，然后与胶带吸盘相连的气缸组件转变为缩回状态。

进一步地，胶带吸盘12为方形，分布设置于转盘4的底面；铁件吸盘11为圆形，分布设置于转盘4底面且位于胶带吸盘12的内侧。胶带吸盘与铁件吸盘的这种相对位置的设置使得胶带吸盘和铁件吸盘设置于同一个转盘上却可以相互独立、彼此互不影响地交替工作，准确吸取各自目标物。

进一步地，铁件吸盘11包括多个吸嘴，所述多个吸嘴用于共同吸附铁件，较佳地，所述多个吸嘴呈圆形或方形设置，但本发明不以此为限。胶带吸盘12包括第一吸盘和第二吸盘，分别吸附两个胶带并贴附于面板上的第二位置和第三位置。举例来说，第二位置和第三位置设置于铁件的两个相对侧，藉此即可将铁件贴附固定于面板上。较佳地，两个胶带吸盘设置在铁件吸盘11的外侧，当铁件吸盘11吸附铁件至面板的第一位置后，第一吸盘移动至第二位置进行贴附，随后第二吸盘再移动第三位置进行贴附。当然，胶带吸盘12也可包括更多吸盘用以对多个位置进行先后贴附，例如包括四个吸盘，分别用于对铁件的四侧进行贴附，更进一步地，多个吸盘可呈环形设置，亦即设置在转盘14的端侧，旋转移动转盘14即可依次将多个吸盘进行位置调整。当然，胶带吸盘12所包括的吸盘的具体数量及位置可根据实际需要进行设计。

进一步地，CCD视觉定位模组5，设置于工作平台的上方，CCD视觉定位模组5包括视觉定位模块、图像采集模块和光源模块；CCD视觉定位模块用于视觉定位固定铁件的第一位置以及贴附胶带的第二位置，具体地，CCD视觉定位模块可以设置于工作平台上方的中间部位，可以全面扫描到整个工作平台；图像采集模块，用于采集包含相对位置信息的图像；光源模块，用于提供曝光光源，具体地，光源模块可均匀分布设置于工作平台上方或集中设置于工作平台的中间区域。CCD视觉定位模组的设置实现了装置自动和精准确定固定铁件的第一位置以及贴附胶带的第二位置的功能，自动定位铁件相对于人工定位具有定位精度高、定位速度快、实用性强、稳定性能好等优势，采用机器视觉定位取代专用的定位治具，换线时只需在程序上切换机种，无需进行治具的更换，省去了治具管理的环节，同时解决了定位治具精度变异的问题。另外，通过光源模块提供曝光光源，还可以避免光源不足对CCD视觉定位模组的定位效果造成的影响，提高了定位精度。

进一步地，悬臂模组6包括机械手14和电机元件15；电机元件15用于驱动机械手14移动；机械手14与转盘4相连接，并通过设置于机械手1内部的旋转马达驱动转盘带动铁件吸盘11和胶带吸盘12全角度旋转。悬臂模组的电机元件和旋转马达可以实现转盘及其铁件吸盘和胶带吸盘在处理器的控制下在水平平面、竖直空间以及360度全角度的灵活迅速的移动，为准确到达固定铁件的第一位置以及贴附胶带的第二位置提供了结构基础。

进一步地，该装置还包括剥标机构8，用于剥离并吸取胶带，向胶带吸盘提供胶带；

具体地，剥标机构8的出口处设置有剥标板；剥标板具有剥标杆，剥标杆平行设置于剥标板弯折处的下方；剥标机构8出口处上方还具有空气喷嘴，空气喷嘴用于使胶带保持平展以便于吸取。剥标板下设剥标杆的结构和空气喷嘴结构使得剥标机构可以自动剥离醋酸胶带等较软的胶带，使得装置整体实现了全程自动化，大大提升了整个流程的工作效率、缩短了工作周期，而且较软材质胶带的自动化贴附，使得装置的应用范围更广、自动化程度更高。

进一步地，该装置还包括压铁件机构7，所述压铁件机构7设置于所述机械手14的底座和剥标机构8之间，包括电机带动的旋转机构和气缸带动的下压机构，用于在铁件吸盘11将铁件置于第一位置后压住铁件以用于胶带吸盘12贴附并压合胶带，使得胶带贴附更加稳定牢固。

进一步地，该装置还包括固定支架模组9，包括位于工作平台表面的两个相平行的X轴固定滑台16和设置于两个X轴固定滑台之间的Y轴移动滑台17，用于调整面板的位置；当控制缓冲皮带3运送载带铁件的面板进入工作平台2后，处理器10控制固定支架模组9的Y轴移动滑台17将工作平台2推送到固定基准边，可保证其在CCD视觉定位时面板靠近CCD视野中心的位置，可提高视觉定位的精度。

进一步地，固定支架模组9还包括设置于工作平台2上方的Y轴横梁18和Z轴纵梁19；具体地，CCD视觉定位模组5设置于固定支架模组9的Y轴横梁18中间，即设置于工作平台2的上方与工作平台2中心垂直的位置，可以使得CCD视野范围覆盖到整个机台。

本发明实施例提供了一种自动定位铁件及贴胶带的装置，通过将铁件吸盘和胶带吸盘同时设置于转盘上，使得装置结构紧凑、制造成本降低；另外，通过同一个悬臂模组的机械手实现铁件的抓取和胶带的吸取，相较于人为的抓取和吸取，节省人力，也提高了工作效率。

实施例2

本发明实施例提供了一种自动定位铁件及贴胶带的方法，参见图3，所述方法包括：

S1：控制剥标机构剥离胶带，且控制转盘上设置的胶带吸盘吸取胶带；S1中剥标机构剥离胶带的具体方式为胶带在剥标板上水平流出到剥标板的端部，在下方的剥标杆处弯折被转盘上的胶带吸盘剥离和吸取；

S2：控制缓冲皮带运送载带铁件的面板进入工作平台；然后处理器控制固定支架模组的Y轴移动滑台将工作平台推送到固定基准边；可保证其在CCD视觉定位时面板靠近CCD视野中心的位置，可提高视觉定位的精度；

S3：控制CCD视觉定位模组记录铁件放置在面板上的图像信息，并将采集的图像信息返回给处理器；其中CCD视觉定位模组记录图像信息的具体方式为，所述控制器发出指令驱动光源模块发出光源，同时触发图像采集模块进行曝光采集图像，图像采集完成后光源模块停止工作；

S4：接收并对采集的图像进行处理后输出当前位置信息，且将当前位置信息与设定位置信息进行比对并判断：

若当前位置信息与设定位置信息完全相同，则进入S6；

若当前位置信息与设定位置信息不完全相同，则进入S5；

S5：控制悬臂模组的机械手移动和驱动转盘旋转至S3所述当前铁件的位置，然后控制转盘上的铁件吸盘吸起铁件并移动至设定位置放下铁件，然后重复S3；

S6：控制压铁件机构压住铁件，然后控制压铁件机构离开铁件；

S7：控制CCD视觉定位模组记录贴附胶带区域的位置，并将信息传递给处理器；其中CCD视觉定位模组记录图像信息的具体方式为，所述控制器发出指令驱动光源模块发出光源，同时触发图像采集模块进行曝光采集图像，图像采集完成后光源模块停止工作；

S8：接收并对采集的图像信息进行处理后将贴附胶带区域的位置信息输出，控制悬臂模组的机械手移动和转盘旋转至面板上贴附胶带区域，并控制胶带吸盘贴附并压合S1吸取的胶带；

S9：控制缓冲皮带运送载带铁件的面板流出工作平台。

本发明实施例提供了一种自动定位铁件及贴胶带的方法，实现了液晶面板上铁件的智能识别定位，而且具有结构紧凑、节约制造成本、定位精度高、定位速度快、实用性强、稳定性能好等特点，同时全面自动化、节省人力成本；而且装置改进后的剥标机构可以自动剥离醋酸胶带等较软的胶带，使得装置实现了全程自动化和用途范围更广。另外，使用全自动化装置取代人工对进行铁件定位及贴胶带的操作，降低人工劳动强度，提高生产效率；采用机器视觉定位取代专用的定位治具，换线时只需在程序上切换机种，无需进行治具的更换，省去了治具管理的环节，同时解决了定位治具精度变异的问题；解决了较软材质胶带难以剥离、吸取的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动定位铁件及贴胶带的装置，用于将铁件固定在面板上，其特征在于，所述装置包括转盘、CCD视觉定位模组、剥标机构和压铁件机构；

所述转盘上设置有铁件吸盘和胶带吸盘；所述铁件吸盘，用于吸附所述铁件并移动至所述面板上固定所述铁件的第一位置；所述胶带吸盘，用于吸附胶带并移动至所述面板上贴附所述胶带的第二位置然后压合该胶带；

所述CCD视觉定位模组，设置于工作平台的上方，包括视觉定位模块，用于视觉定位固定铁件的第一位置以及贴附胶带的第二位置；

所述剥标机构，用于剥离并吸取胶带，向胶带吸盘提供胶带；

所述压铁件机构，用于在铁件吸盘将铁件置于第一位置后压住铁件以用于胶带吸盘贴附并压合胶带。

2.根据权利要求1所述的一种自动定位铁件及贴胶带的装置，其特征在于，所述转盘还设置有气缸组件，且所述铁件吸盘和胶带吸盘通过所述气缸组件与所述转盘相连接；

所述气缸组件的数量为多个，且每个气缸组件包括底座、底座上安装的管状壳体、壳体内部安装的活塞和活塞底部安装的固定管，所述固定管与所述胶带吸盘或铁件吸盘相连接；所述气缸组件用于驱动所述铁件吸盘和胶带吸盘在与所述转盘相垂直的方向上作伸缩运动。

3.根据权利要求1或2所述的一种自动定位铁件及贴胶带的装置，其特征在于，所述胶带吸盘为方形，分布设置于所述转盘的底面；所述铁件吸盘为圆形，分布设置于所述转盘底面且位于所述胶带吸盘的内侧。

4.根据权利要求3所述的一种自动定位铁件及贴胶带的装置，其特征在于，所述装置还包括悬臂模组，所述悬臂模组包括机械手和电机元件；所述电机元件用于驱动所述机械手移动；所述机械手与所述转盘相连接，并通过设置于所述机械手内部的旋转马达驱动所述转盘带动所述铁件吸盘和胶带吸盘全角度旋转。

5.根据权利要求4所述的一种自动定位铁件及贴胶带的装置，其特征在于，所述剥标机构的出口处设置有剥标板；所述剥标板具有剥标杆，所述剥标杆平行设置于所述剥标板弯折处的下方；所述剥标机构出口处上方还具有空气喷嘴，所述空气喷嘴用于使胶带保持平展以便于吸取。

6.根据权利要求5所述的一种自动定位铁件及贴胶带的装置，其特征在于，所述压铁件机构设置于所述机械手的底座和所述剥标机构之间，包括电机带动的旋转机构和气缸带动的下压机构。

7.根据权利要求6所述的一种自动定位铁件及贴胶带的装置，其特征在于，所述装置还包括固定支架模组，所述固定支架模组，包括位于工作平台表面的两个相平行的X轴固定滑台和设置于所述两个X轴固定滑台之间的Y轴移动滑台，用于调整面板的位置；所述固定支架模组还包括设置于工作平台上方的Y轴横梁和Z轴纵梁；

所述CCD视觉定位模组设置于所述固定支架模组的Y轴横梁中间。

8.一种自动定位铁件及贴胶带的方法，其特征在于，所述方法包括：S1：控制剥标机构剥离胶带，且控制转盘上设置的胶带吸盘吸取胶带；S2：控制缓冲皮带运送载带铁件的面板进入工作平台；

S3：控制CCD视觉定位模组记录铁件放置在面板上的图像信息，并将采集的图像信息返回给处理器；

S4：接收并对采集的图像进行处理后输出当前位置信息，且将当前位置信息与设定位置信息进行比对并判断：

若当前位置信息与设定位置信息完全相同，则进入S6；

若当前位置信息与设定位置信息不完全相同，则进入S5；

S5：控制悬臂模组的机械手移动和驱动转盘旋转至S3所述当前铁件的位置，然后控制转盘上的铁件吸盘吸起铁件并移动至设定位置放下铁件，然后重复S3；

S6：控制压铁件机构压住铁件，然后控制压铁件机构离开铁件；

S7：控制CCD视觉定位模组记录贴附胶带区域的位置，并将信息传递给处理器；

S8：接收并对采集的图像信息进行处理后将贴附胶带区域的位置信息输出，控制悬臂模组的机械手移动和转盘旋转至面板上贴附胶带区域，并控制胶带吸盘贴附并压合S1吸取的胶带；

S9：控制缓冲皮带运送载带铁件的面板流出工作平台。

9.根据权利要求8所述的一种自动定位铁件及贴胶带的方法，其特征在于，所述S1中剥标机构剥离胶带的具体方式为胶带在剥标板上水平流出到剥标板的端部，在下方的剥标杆处弯折被转盘上的胶带吸盘剥离和吸取。

10.根据权利要求8或9所述的一种自动定位铁件及贴胶带的方法，其特征在于，所述S3或S7中CCD视觉定位模组记录图像信息的具体方式为，所述控制器发出指令驱动光源，同时触发曝光采集图像，图像采集完成后光源停止工作。