CN108772684A - 一种手机屏幕和中框的精密贴合设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手机屏幕和中框精密贴合设备及方法，包括双气路真空贴合头组合、多相机视觉定位装置、五轴精密运动系统。所述方法是多相机定位装置分别对手机屏幕和中框采集图像，视觉软件通过记录位置，校正手机屏幕的位置，五轴精密运动系统按照设定的插补动作将手机屏幕与中框贴合。本发明装置有效避免贴合过程产生气泡和减少产品溢胶，有效保证产品防水等级能达到IP67等级以上，还能大大提高产品的贴合良品率。通过增加图像传感和五轴精密运动系统精准配合，贴合的对位精度可以达到±0.01mm以内。

Description

一种手机屏幕和中框的精密贴合设备及方法

技术领域

本发明涉及手机的生产加工技术领域，具体是一种手机屏幕和中框的精密贴合设备及方法。

背景技术

随着现代科技的飞速发展，手机的新技术层出不穷，手机已经成为人们日常生活中的必需品。近几年，全面屏幕手机引发了全球的火热追捧，许多手机生产厂商都围绕全面屏的开发相应的生产加工设备，手机屏幕和中框贴合设备的市场需求越来越大。传统的手机屏幕和中框贴合多为人工贴合或半自动贴合，人工组装贴合有两个明显的缺点，生产效率低和产品良率低，贴合过程中容易产生气泡或溢胶，人工贴合技术很难满足生产需求，随着生产技术发展，人工组装贴合技术会被逐渐淘汰；半自动贴合设备需要人工完成上下料，这样做费时费力，且人工成本越来越高，半自动设备且对后续自动化实现造成不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手机屏幕和中框的精密贴合设备及方法，以解决上述背景技术中提出的现有手机屏幕和中框组装贴合技术中存在的贴合过程中容易产生气泡，导致产品防水等级不达标，手机屏幕和中框装配精度低等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种手机屏幕和中框精密贴合设备，包括双气路真空贴合头组合、多相机视觉定位装置、五轴精密运动系统，所述双气路真空贴合头组合包括真空取料吸头、真空取中框底座，所述多相机视觉定位装置包括至少五套相机镜头组合、相机固定件、至少四套高亮条形光源、光源连接件和至少两套光源上下气缸，所述相机镜头组合安装于相机固定件上，所述高亮条形光源安装于光源连接件上，光源连接件与光源上下气缸连接；所述五轴精密运动系统包括X运动轴、Y运动轴、Z运动轴、U运动轴、R运动轴，所述真空取料吸头安装于R运动轴上；所述R运动轴安装于U运动轴上；所述U运动轴安装于Z运动轴上；所述Z运动轴安装于Y运动轴上；所述Y运动轴安装于X运动轴上。

作为本发明进一步的方案：所述真空取料吸头包括真空发生器一、真空吸头连接件和真空吸板，所述真空发生器一通过真空吸头连接件与真空吸板相通。

作为本发明进一步的方案：所述真空取中框底座包括真空发生器二、真空吸盘、面光源、安装底板和定位销钉，所述真空吸盘、面光源与定位销钉固定于安装底板上，真空发生器二通过安装底板与真空吸盘相连通，所述安装底板为中空结构。

作为本发明进一步的方案：所述相机镜头组合包括工业相机、远心镜头和至少一个棱镜，所述远心镜头安装于工业相机上，所述棱镜安装于远心镜头上；所述光源连接件包括光源固定板和光源安装座，所述光源安装座安装于光源固定板上，所述光源安装座设有弧形导向槽，高亮条形光源安装于光源安装座上。

作为本发明进一步的方案：所述X运动轴包括X轴电机、X轴联轴器、X轴标准模组、X轴直线导轨和X轴连接件组成，所述X轴电机和X轴标准模组通过X轴联轴器连接，所述X轴直线导轨与X轴标准模组平行设置，所述X轴标准模组与X轴直线导轨通过X轴连接件连接；Y运动轴、 Z运动轴均与X运动轴结构相同。

作为本发明进一步的方案：所述U运动轴包括U轴电机、U轴联轴器、U轴转轴和U轴连接件，所述U轴电机和U轴转轴通过U轴连接器连接，所述U轴连接件安装于U轴转轴。

作为本发明进一步的方案：所述R运动轴包括电动摆台、R轴导轨、压力传感器和R轴连接件，所述压力传感器和导轨安装于U轴连接件与R轴连接件之间。

一种利用上述手机屏幕和中框精密贴合设备进行手机屏幕和中框的精密贴合的方法，包括如下步骤：

步骤S1：装有中框的载具上料到真空取中框底座，真空发生器二打开；

步骤S2：五轴精密运动系统运动到中框拍照位置，光源上下气缸下降，打开高亮条形光源，多相机视觉定位系统对中框位置采集图像，软件对中框图像进行拼接后，判断并记录中框位置；

步骤S3：五轴精密运动系统运动到取手机屏幕位置，真空发生器一打开，真空取料吸头吸取手机屏幕；

步骤S4：五轴精密运动系统运动到手机屏幕拍照位置，面光源打开，多相机视觉定位系统对手机屏幕位置采集图像，软件对手机屏幕图像进行拼接后，判断并记录手机屏幕位置；

步骤S5：软件通过得到的手机屏幕位置和中框位置计算两者的偏差，五轴精密运动系统对手机屏幕的位置进行校正，五轴精密运动系统运动到组装位置；

步骤S6：五轴精密运动系统按照设定的插补动作将手机屏幕与中框贴合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明装置有效避免贴合过程产生气泡和减少产品溢胶，有效保证产品防水等级能达到IP67等级以上，还能大大提高产品的贴合良品率，通过增加多相机图像传感和五轴精密运动系统精准配合，贴合的对位精度可以达到±0.01mm以内。

附图说明

图1 为本发明的立体结构示意图。

图2 为本发明的结构爆炸图。

图3 为本发明中真空取料吸头的结构示意图。

图4为本发明中真空取中框底座结构示意图。

图5为本发明中多相机视觉定位装置的结构示意图。

图6 为本发明中X运动轴的结构示意图。

图7 为本发明中U运动轴的结构示意图。

图8 为本发明中R运动轴的结构示意图。

图9为本发明的方法流程图。

具体实施方式

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。

请参阅图1～2，本发明实施例中，一种手机屏幕和中框精密贴合设备，包括双气路真空贴合头组合1、多相机视觉定位装置2、五轴精密运动系统3，所述双气路真空贴合头组合包括真空取料吸头11、真空取中框底座12，所述多相机视觉定位装置2包括至少五套相机镜头组合21、相机固定件22、至少四套高亮条形光源23、光源连接件24和至少两套光源上下气缸25，所述相机镜头组合21安装于相机固定件22上，所述高亮条形光源23安装于光源连接件24上，光源连接件24与光源上下气缸25连接，光源上下气缸25通过光源连接件24带动高亮条形光源23上下运动；所述5轴精密运动系统包括X运动轴31、Y运动轴32、Z运动轴33、U运动轴34、R运动轴35，在O-XYZ空间直角坐标系中，所述真空取料吸头21安装于R运动轴35上，并能够相对于R运动轴35绕Y轴方向转动；所述R运动轴35及其附件安装于U运动轴34上，并能够相对于U运动轴34绕Z轴方向转动；所述U运动轴34及其附件安装于Z运动轴33上，并能够相对于Z运动轴33沿Z轴方向往复运动；所述Z运动轴33及其附件安装于Y运动轴32上，并能够相对Y运动轴32沿Y轴方向往复运动；所述Y运动轴32及其附件安装于X运动轴31上，并能够相对于X运动轴31沿X轴方向往复运动。

如图3，所述真空取料吸头11包括真空发生器一111、真空吸头连接件112和真空吸板113，所述真空发生器一111通过真空吸头连接件112与真空吸板113相通，真空吸板113为具有高平面度和高表面光洁度的板状体，可与手机屏幕贴合吸附，真空发生器一111控制真空吸板113对手机屏幕的吸取和松开，实现对手机屏幕的拾取和放置。

如图4，所述真空取中框底座12包括真空发生器二121、真空吸盘122、面光源123、安装底板124和定位销钉125，所述真空吸盘122、面光源123与定位销钉125固定于安装底板124上，真空发生器二121通过安装底板124与真空吸盘122相连通，所述安装底板124为中空结构。

如图5，所述相机镜头组合21包括工业相机211、远心镜头212和至少一个棱镜213，所述远心镜头212安装于工业相机211上，所述棱镜213安装于所述远心镜头212上；所述光源连接件24包括光源固定板241和光源安装座242，所述光源安装座242安装于光源固定板241上，所述光源安装座242设有弧形导向槽，高亮条形光源23安装于光源安装座242上，能够沿弧形导向槽滑动来调节高亮条形光源23的照射方向。

如图6，所述X运动轴31包括X轴电机311、X轴联轴器312、X轴标准模组313、X轴直线导轨314和X轴连接件315组成，所述X轴电机311和X轴标准模组313通过X轴联轴器312连接，所述X轴直线导轨314与X轴标准模组313平行设置，所述X轴标准模组313与X轴直线导轨314通过X轴连接件315连接；Y运动轴32、 Z运动轴33均与X运动轴31结构相同。

如图7，所述U运动轴34包括U轴电机341、U轴联轴器342、U轴转轴343和U轴连接件344，所述U轴电机341和U轴转轴343通过U轴连接器342连接，所述U轴连接件344安装于所述U轴转轴343上。

如图8，所述R运动轴35包括电动摆台351、R轴导轨352、压力传感器353和R轴连接件354，所述压力传感器353和导轨352安装于U轴连接件344与R轴连接件354之间，能够保证手机屏幕与中框贴合时贴合压力不超出安全值。

如图9，一种利用上述手机屏幕和中框精密贴合设备进行手机屏幕和中框的精密贴合的方法，包括如下步骤：

步骤S1：装有中框的载具上料到真空取中框底座12，真空发生器二121打开；

步骤S2：五轴精密运动系统3运动到中框拍照位置，光源上下气缸25下降，打开高亮条形光源23，多相机视觉定位系统2对中框位置采集图像，软件对中框图像进行拼接后，判断并记录中框位置；

步骤S3：五轴精密运动系统3运动到取手机屏幕位置，真空发生器一111打开，真空取料吸头11吸取手机屏幕；

步骤S4：五轴精密运动系统3运动到手机屏幕拍照位置，面光源123打开，多相机视觉定位系统2对手机屏幕位置采集图像，软件对手机屏幕图像进行拼接后，判断并记录手机屏幕位置；

步骤S5：软件通过得到的手机屏幕位置和中框位置计算两者的偏差，五轴精密运动系统3对手机屏幕的位置进行校正，五轴精密运动系统3运动到组装位置；

步骤S6：五轴精密运动系统3按照设定的插补动作将手机屏幕与中框贴合。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种手机屏幕和中框精密贴合设备，包括双气路真空贴合头组合、多相机视觉定位装置、五轴精密运动系统，其特征在于：所述双气路真空贴合头组合包括真空取料吸头、真空取中框底座，所述多相机视觉定位装置包括至少五套相机镜头组合、相机固定件、至少四套高亮条形光源、光源连接件和至少两套光源上下气缸，所述相机镜头组合安装于相机固定件上，所述高亮条形光源安装于光源连接件上，光源连接件与光源上下气缸连接；所述五轴精密运动系统包括X运动轴、Y运动轴、Z运动轴、U运动轴、R运动轴，所述真空取料吸头安装于R运动轴上；所述R运动轴安装于U运动轴上；所述U运动轴安装于Z运动轴上；所述Z运动轴安装于Y运动轴上；所述Y运动轴安装于X运动轴上。

2.根据权利要求1所述的一种手机屏幕和中框精密贴合设备，其特征在于：所述真空取料吸头包括真空发生器一、真空吸头连接件和真空吸板，所述真空发生器一通过真空吸头连接件与真空吸板相通。

3.根据权利要求1所述的一种手机屏幕和中框精密贴合设备，其特征在于：所述真空取中框底座包括真空发生器二、真空吸盘、面光源、安装底板和定位销钉，所述真空吸盘、面光源与定位销钉固定于安装底板上，真空发生器二通过安装底板与真空吸盘相连通，所述安装底板为中空结构。

4.根据权利要求1所述的一种手机屏幕和中框精密贴合设备，其特征在于：所述相机镜头组合包括工业相机、远心镜头和至少一个棱镜，所述远心镜头安装于工业相机上，所述棱镜安装于远心镜头上；所述光源连接件包括光源固定板和光源安装座，所述光源安装座安装于光源固定板上，所述光源安装座设有弧形导向槽，高亮条形光源安装于光源安装座上。

5.根据权利要求1所述的一种手机屏幕和中框精密贴合设备，其特征在于：所述X运动轴包括X轴电机、X轴联轴器、X轴标准模组、X轴直线导轨和X轴连接件组成，所述X轴电机和X轴标准模组通过X轴联轴器连接，所述X轴直线导轨与X轴标准模组平行设置，所述X轴标准模组与X轴直线导轨通过X轴连接件连接；Y运动轴、 Z运动轴均与X运动轴结构相同。

6.根据权利要求1所述的一种手机屏幕和中框精密贴合设备，其特征在于：所述U运动轴包括U轴电机、U轴联轴器、U轴转轴和U轴连接件，所述U轴电机和U轴转轴通过U轴连接器连接，所述U轴连接件安装于U轴转轴。

7.根据权利要求1所述的一种手机屏幕和中框精密贴合设备，其特征在于：所述R运动轴包括电动摆台、R轴导轨、压力传感器和R轴连接件，所述压力传感器和导轨安装于U轴连接件与R轴连接件之间。

8.一种基于权利要求1-7所述的一种手机屏幕和中框精密贴合设备的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1：装有中框的载具上料到真空取中框底座，真空发生器二打开；

步骤S2：五轴精密运动系统运动到中框拍照位置，光源上下气缸下降，打开高亮条形光源，多相机视觉定位系统对中框位置采集图像，软件对中框图像进行拼接后，判断并记录中框位置；

步骤S3：五轴精密运动系统运动到取手机屏幕位置，真空发生器一打开，真空取料吸头吸取手机屏幕；

步骤S4：五轴精密运动系统运动到手机屏幕拍照位置，面光源打开，多相机视觉定位系统对手机屏幕位置采集图像，软件对手机屏幕图像进行拼接后，判断并记录手机屏幕位置；

步骤S5：软件通过得到的手机屏幕位置和中框位置计算两者的偏差，五轴精密运动系统对手机屏幕的位置进行校正，五轴精密运动系统运动到组装位置；

步骤S6：五轴精密运动系统按照设定的插补动作将手机屏幕与中框贴合。