CN109739007A - 一种透镜贴合设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学器件安装领域，公开了一种透镜贴合设备及方法，其中设备包括：贴合平台、抓取装置、定位子系统和供料子系统；贴合平台上放置有底座，抓取装置吊设在贴合平台的上方，定位子系统用于对抓取装置和贴合平台进行移动定位，供料子系统设置在贴合平台上、用于提供装有透镜的料盒。本发明提供的一种透镜贴合设备及方法，针对现有透镜贴合往往需要手动定位贴合的情况，旨在提供一种透镜贴合在底座上的自动化设备，该设备设置定位子系统可自动控制抓取装置和贴合平台进行移动并定位，设置供料子系统可自动对料盒进行输送，通过该系统可自动完成透镜的贴合，提高透镜贴合过程的自动化程度，减少人工劳动力消耗，提高贴合效率。

Description

一种透镜贴合设备及方法

技术领域

本发明涉及光学器件安装领域，特别是涉及一种透镜贴合设备及方法。

背景技术

近年来，开发了将偏光板、透镜片等光学薄膜、片(以下将这些统称为光学片)贴合到玻璃基板等底座上而制作薄型显示面板等各种器件的方法。在半导体激光器中，为了实现聚光也往往需要将透镜贴合在芯片上。将光学片贴合到底座上，可便于对光学片进行布置，该技术已经被广泛使用。

透镜贴合即将透镜贴合设置在相应底座上，从而通过对底座进行布置实现对透镜的布置，可便于对透镜进行精确布置。现有透镜贴合工艺中，大多采用人工操作。具体为：人工将装有透镜的料盒放置在抓取装置的下方，可设置卡槽等对料盒进行定位；然后通过抓取装置抓取透镜；然后人工将底座放置在抓取装置的下方，抓取装置将透镜放置在底座上，完成透镜与底座的贴合。

现有的透镜贴合工艺人工依赖度较高，劳动力需求较大且效率较低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种透镜贴合设备及方法，用于解决或部分解决现有的透镜贴合工艺人工依赖度较高，劳动力需求较大且效率较低的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，根据本发明第一方面，提供一种透镜贴合设备，包括：贴合平台、抓取装置、定位子系统和供料子系统；所述贴合平台上放置有底座，所述抓取装置吊设在所述贴合平台的上方，所述定位子系统用于对所述抓取装置和所述贴合平台进行移动定位，所述供料子系统设置在所述贴合平台上、用于提供装有透镜的料盒。

在上述方案的基础上，所述定位子系统包括精定位装置；所述精定位装置包括工业相机组件以及由X轴滑台、Y轴滑台和Z轴滑台连接形成的空间电动滑台；所述空间电动滑台的顶部通过机架固定，所述空间电动滑台的底部分别与所述抓取装置和所述工业相机组件连接；所述工业相机组件用于对下方的底座或料盒中透镜的精确位置进行判断。

在上述方案的基础上，所述定位子系统还包括：粗定位装置；所述粗定位装置包括第一运动平台和第二运动平台；所述第一运动平台通过机架固定且提供水平运动，所述第二运动平台与所述第一运动平台相连，所述第二运动平台对应提供与所述第一运动平台的运动方向相垂直的水平运动；所述贴合平台设置在所述第二运动平台上。

在上述方案的基础上，所述抓取装置包括：负压吸盘；在所述空间电动滑台的底部连接轴向为竖直方向的回转台，所述负压吸盘设置在所述回转台的底部；所述回转台的底部还设置有压力传感器。

在上述方案的基础上，还包括：点胶组件和第一光源；所述点胶组件和所述第一光源分别与所述空间电动滑台固定连接，所述点胶组件用于在所述底座上设置紫外胶水，所述第一光源用于预固化所述紫外胶水。

在上述方案的基础上，所述供料子系统包括：底部分料机构、供料电机和供料皮带机；所述底部分料机构用于在底部逐个分出堆摞的料盒，所述供料电机与所述供料皮带机相连、用于驱动所述供料皮带机，所述供料皮带机设置在所述底部分料机构的下方、用于带动所述料盒移动。

在上述方案的基础上，所述供料子系统还包括：开盖机构；所述开盖机构设置在所述供料皮带机的一侧，所述开盖机构用于打开所述料盒的顶盖。

在上述方案的基础上，所述开盖机构包括：负压吸盖架；所述负压吸盖架的形状大小与所述料盒的顶盖相适应；所述底部分料机构的下方设置吸料座，所述吸料座为负压吸附底座，所述吸料座与所述供料皮带机的皮带固定连接，所述吸料座用于支撑所述底部分料机构分出的料盒。

在上述方案的基础上，沿所述供料皮带机的输送方向设置若干个料盒定位传感器；所述吸料座与所述贴合平台沿所述供料皮带机的输送方向滑动连接；所述贴合平台上在预设位置处设有定位挡块。

在上述方案的基础上，所述开盖机构还包括：夹紧气缸和摇臂；所述夹紧气缸竖直设置且具有上下和旋转两种行程，所述摇臂的一端与所述夹紧气缸的顶部固定连接，所述摇臂的另一端与所述负压吸盖架相连。

在上述方案的基础上，所述底部分料机构包括料匣、第一摆动气缸和分料爪头；所述料匣底部呈开口状、用于容纳堆摞的料盒，任意相邻两个料盒的边缘之间存在间隙，所述料匣至少相对两侧的内侧壁上设置若干个托片，所述料盒放置在所述托片上，在最底层的料盒与其上方料盒的边缘之间沿所述料匣的周向设置至少一个分料爪头，所述分料爪头的一端与所述第一摆动气缸相连，所述第一摆动气缸用于带动所述分料爪头上下摆动。

在上述方案的基础上，还包括固化子系统；所述固化子系统包括固化平台和UV光源；所述固化平台设置在所述贴合平台一侧的上方，若干个UV光源在所述固化平台的上方排列成一排且出光口朝下，若干个所述UV光源的侧壁同时与一竖直放置的连接板固定连接，所述连接板与位于所述固化平台上方的机架滑动连接。

在上述方案的基础上，所述固化子系统还包括：固定板、基座板、固化电机和固化皮带机；在所述固化平台两侧的上方分别固定设置有机架，两侧的机架之间连接所述固定板，所述基座板与所述连接板的顶部固定连接，所述固定板底面的两侧分别与所述基座板滑动连接，所述固化电机与所述固化皮带机相连，所述固化皮带机固定在所述固定板上，所述固化皮带机的皮带沿所述基座板的滑动方向设置且与所述基座板相连。

在上述方案的基础上，所述固化子系统还包括举升机构和摆动机构；所述举升机构设置在所述贴合平台的下方、用于将所述底座举升至一定高度；所述摆动机构设置在所述固化平台靠近所述贴合平台的一侧，所述摆动机构用于将升起之后的底座推至倾斜进而滑落到所述固化平台上。

在上述方案的基础上，所述举升机构包括：升降气缸；所述贴合平台上在所述底座的下方设置通孔，所述升降气缸穿过所述通孔与所述底座相接；所述摆动机构包括：第二摆动气缸和摆臂；所述第二摆动气缸固定在所述固化平台与所述贴合平台相接的侧边上，所述摆臂位于所述贴合平台的上方且一端与所述第二摆动气缸相连，所述摆臂绕所述固化平台与所述贴合平台相接的侧边摆动。

根据本发明的第二方面，提供一种利用上述任一方案所述透镜贴合设备的透镜贴合方法，包括：供料子系统将装有透镜的料盒输送至预设位置；移动粗定位装置，使得料盒位于精定位装置的下方；工业相机组件判断料盒中透镜与抓取装置间的精确位置偏差；移动精定位装置，使得抓取装置抓取透镜；移动粗定位装置，使得底座位于精定位装置的下方；工业相机组件判断底座上的工位与点胶组件间的精确位置偏差；移动精定位装置，通过点胶组件在底座上的工位处点胶；移动精定位装置，抓取装置将透镜放置在底座上的工位处；输送底座至固化平台，对贴合了透镜的底座进行固化处理。

在上述方案的基础上，抓取装置将透镜放置在底座上的工位处具体包括：移动精定位装置，使得底座上工位的几何中心与抓取装置的几何中心上下对应；将抓取装置抓取的透镜下压在底座上的工位处；并通过压力传感器监测透镜下压的压力值，使得透镜下压的压力达到预设压力值；照射透镜和底座使胶水预固化预设时间后，抓取装置释放透镜。

(三)有益效果

本发明提供的一种透镜贴合设备及方法，针对现有透镜贴合往往需要手动定位贴合的情况，旨在提供一种透镜贴合在底座上的自动化设备，该设备设置定位子系统可自动控制抓取装置和贴合平台进行移动并定位，设置供料子系统可自动对料盒进行输送，通过该系统可自动完成透镜的贴合，提高透镜贴合过程的自动化程度，减少人工劳动力消耗，提高贴合效率。

附图说明

图1为本发明实施例中精定位装置的立体示意图；

图2为本发明实施例中精定位装置的示意图；

图3为本发明实施例中粗定位装置的示意图；

图4为本发明实施例的供料子系统的第一示意图；

图5为本发明实施例的供料子系统的第二示意图；

图6为本发明实施例中底部分料机构的具体结构示意图；

图7为本发明实施例中的UV光源的第一连接示意图；

图8为本发明实施例中的UV光源的第二连接示意图；

图9为本发明实施例中固化平台的示意图；

图10为本发明实施例中固化平台的侧视图；

图11为本发明实施例的一种透镜贴合设备的第一整体示意图；

图12为本发明实施例的一种透镜贴合设备的第二整体示意图。

附图标记说明：

1—机架； 2—X轴滑台； 3—Y轴滑台；

4—Z轴滑台； 5—安装板； 6—工业相机组件；

7—胶筒； 8—点胶气缸； 9—胶针；

10—回转台； 11—负压吸盘； 12—第一底板；

13—第一电机； 14—第一丝杠； 15—第一滑轨；

16—第二底板； 17—第二电机； 18—第二丝杠；

19—第二滑轨； 20—第一定位传感器； 21—第二定位传感器；

22—贴合平台； 23—底座； 24—底部分料机构；

25—供料电机； 26—供料皮带机； 27—料盒定位传感器；

28—第三滑轨； 29—定位挡块； 30—负压吸盖架；

31—摇臂； 32—夹紧气缸； 33—吸料座；

34—料盒； 35—UV光源； 36—连接板；

37—基座板； 38—固定板； 39—固化电机；

40—固化皮带机； 41—固化平台； 42—托盘；

43—滚轴； 44—第二摆动气缸； 45—摆臂；

46—支撑杆； 47—挡板； 2401—料匣；

2403—托片； 2402—第一摆动气缸； 2404—分料爪头；

2405—爪槽部位。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本发明实施例提供一种透镜贴合设备，该系统包括：贴合平台22、抓取装置、定位子系统和供料子系统。贴合平台22上放置有底座23，抓取装置吊设在贴合平台22的上方。定位子系统用于对抓取装置和贴合平台22进行移动定位，供料子系统设置在贴合平台22上、用于提供装有透镜的料盒34。

本实施例提供的一种透镜贴合设备，设置贴合平台22，底座23在贴合平台22上进行透镜的贴合。供料子系统同样设置在贴合平台22上，可进行料盒34的供给，将料盒34输送至所需位置处。料盒34用于放置容纳透镜。一个料盒34中可阵列排放多个透镜。多个底座23也可阵列排放在托盘42上。

料盒34和底座23均放置在贴合平台22上。抓取装置悬吊在贴合平台22的上方，与贴合平台22之间具有一定距离。定位子系统用于控制抓取装置和贴合平台22的移动。从而可实现抓取装置抓取透镜，进而将透镜贴合放置在底座23上。

本实施例提供的一种透镜贴合设备，针对现有透镜贴合在底座23上往往需要手动定位贴合的情况，旨在提供一种透镜贴合在底座23上的自动化设备，该设备设置定位子系统可自动控制抓取装置和贴合平台22进行移动并定位，设置供料子系统可自动对料盒34进行输送，通过该系统可自动完成透镜的贴合，提高透镜贴合过程的自动化程度，减少人工劳动力消耗，提高贴合效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图1和图2，定位子系统包括精定位装置。精定位装置设置在贴合平台22的上方，与贴合平台22之间存在距离。精定位装置包括工业相机组件6以及由X轴滑台2、Y轴滑台3和Z轴滑台4连接形成的空间电动滑台。空间电动滑台的顶部通过机架1固定，空间电动滑台的底部分别与抓取装置和工业相机组件6连接。

空间电动滑台用于带动抓取装置以及工业相机组件6进行三维空间移动。工业相机组件6用于对下方的料盒34或底座23的精确位置进行判断。工业相机组件6可朝下拍摄料盒34或底座23的图像，通过对图像进行分析对料盒34和底座23的位置进行精确判断。

可利用工业相机组件6首先判断料盒34的精确位置。然后通过空间电动滑台带动抓取装置到达料盒34处、进而抓取料盒34中的透镜。然后，空间电动滑台可带动抓取了透镜的抓取装置到达底座23附近。然后通过工业相机组件6判断底座23上工位的精确位置。进而空间电动滑台可带动抓取装置到达底座23工位处，将透镜贴合放置在底座23的相应工位处。

进一步地，可根据料盒34和底座23的位置，预设空间电动滑台到达料盒34或底座23处的移动轨迹。空间电动滑台可先根据预设定位到达料盒34或底座23处，然后再通过工业相机组件6进行精确定位。

本实施例提供的一种透镜贴合设备，设置空间电动滑台可带动抓取装置在空间移动，便于移动至料盒34以及底座23处；设置工业相机组件6，可对料盒34和底座23的位置进行精确的判断，可使得抓取装置有效的抓取透镜以及将透镜贴合在底座23上；该系统可自动实现透镜的贴合，减少人工劳动强度，提高精确度和效率。

进一步地，空间电动滑台包括X轴滑台2、Y轴滑台3和Z轴滑台4，可提供三维移动。X轴滑台2水平设置且顶部与机架1固定连接。Y轴滑台3水平且与X轴滑台2垂直设置。Y轴滑台3与X轴滑台2的滑块固定连接。Z轴滑台4竖直设置且与Y轴滑台3的滑块固定连接。

设置安装板5与Z轴滑台4的滑块固定连接。工业相机组件6和抓取装置通过安装板5进行固定。设置安装板5，可便于工业相机组件6、抓取装置以及其他相关部件的设置。

通过与安装板5固定连接，安装板5可在Z轴滑台4的滑块的带动下沿竖直方向移动。同时与Z轴滑台4一体又可在Y轴滑台3的滑块的带动下沿水平方向移动。同时安装板5、Z轴滑台4和Y轴滑台3又可一体在X轴滑台2的滑块的带动下沿另一水平方向移动。从而安装板5上的部件可进行三维移动。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图3，定位子系统还包括：粗定位装置；粗定位装置包括第一运动平台和第二运动平台。第一运动平台通过机架1固定且提供水平运动。在第一运动平台上连接第二运动平台。第二运动平台同时提供与第一运动平台的运动方向相垂直的水平运动。贴合平台22设置在第二运动平台上。

粗定位装置用于带动贴合平台22进行二维直线移动。贴合平台22设置在第二运动平台上。粗定位装置可带动料盒34和底座23进行二维直线移动。因为精定位装置用于精确定位，移动较慢。在透镜抓取以及贴合过程中，可先通过粗定位装置将料盒34或底座23带到精定位装置的下方，然后再通过精定位装置进行定位。可提高贴合效率。

进一步地，第一运动平台包括：第一底板12、第一电机13、第一丝杠14和第一螺母座；第一底板12通过机架1固定，第一电机13固定在第一底板12的一端，第一电机13与第一丝杠14的一端连接，第一螺母座与第一丝杠14配合连接。

第二运动平台包括：第二底板16、第二电机17、第二丝杠18和第二螺母座；第二底板16与第一螺母座固定连接，第二电机17固定在第二底板16的一端，第二电机17与第二丝杠18的一端相连，第二螺母座与所述第二丝杠18配合连接。设置贴合平台22与第二螺母座固定连接。

进一步地，第二底板16在两侧与第一底板12滑动连接。可在第二底板16上设置凹槽，在第一底板12上设置第一滑轨15，通过凹槽与第一滑轨15的配合实现滑动连接。可对第二底板16的移动方向进行限定，保证顺利进行直线运动。

贴合平台22与第二底板16滑动连接。同样可在操作底板上设置凹槽，在第二底板16上设置第二滑轨19。通过凹槽与第二滑轨19的配合实现滑动连接。

进一步地，沿第一运动平台的运动方向间隔设置若干个第一定位传感器20。沿第二运动平台的运动方向间隔设置若干个第二定位传感器21。可对粗定位装置的移动进行智能控制，便于粗定位装置移动至所需位置处。

进一步地，机架1为用于固定系统中各部件的安装架。粗定位装置固定在下方机架1上。精定位装置吊装在上方的机架1上。

在上述实施例的基础上，进一步地，工业相机组件6包括：工业相机和图像分析模块；工业相机用于获取下方料盒34中透镜或底座23的图像，图像分析模块用于根据图像判断透镜或底座23的位置。

图像分析模块可根据工业相机拍摄的图像，计算透镜与工业相机之间的位置偏差值。进而，可获得透镜与其他部件例如：抓取装置等之间的位置偏差值。

进一步地，料盒34的下方可设置光源作为背光源。在通过工业相机组件6判断料盒34上透镜的位置时，通过背光源，工业相机拍摄的图像中，透镜部分可呈现出与周围不一样的颜色，便于对透镜的轮廓进行区分识别。进而便于判断透镜的位置。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图1和图2，抓取装置包括：负压吸盘11；设置负压吸盘11通过负压吸取透镜，较适合用于对透镜进行吸取固定。在空间电动滑台的底部连接轴向为竖直方向的回转台10。回转台10可绕竖直方向旋转。

负压吸盘11设置在回转台10的底部。回转台10可带动负压吸盘11进行转动。在负压吸盘11吸取透镜时，可适应透镜的微小角度偏差，保证有效的吸取固定透镜。

回转台10的底部还设置有压力传感器。在负压吸盘11吸取透镜将透镜压向底座23上时，压力传感器可实时监测负压吸盘11下压的压力，便于对负压吸盘11下压透镜的力度进行控制，可防止透镜被压碎，实现透镜与底座23更好的贴合。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种透镜贴合设备还包括：点胶组件和第一光源。点胶组件和第一光源分别与空间电动滑台固定连接。可与空间电动滑台一体进行三维移动。在透镜贴合在底座23上时，往往需要在二者之间设置紫外胶水，以保证透镜和底座23间的牢固贴合。

点胶组件用于在底座23上设置紫外胶水。在抓取装置抓取透镜之后，可通过点胶组件向底座23上点设紫外胶水。然后再将透镜贴合在底座23上。第一光源用于预固化紫外胶水。可在透镜贴合在底座23上之后，通过第一光源照射紫外胶水，使其预固化。

进一步地，点胶组件包括竖直设置的点胶气缸8以及与点胶气缸8连接的胶筒7，胶筒7底部与胶针9连接。胶筒7通过箍头与点胶气缸8可拆卸连接。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图4，供料子系统包括：底部分料机构24、供料电机25和供料皮带机26；底部分料机构24用于在底部逐个分出堆摞的料盒34，供料电机25与供料皮带机26相连、用于驱动供料皮带机26，供料皮带机26设置在底部分料机构24的下方、用于带动料盒34移动。

本实施例提供的供料子系统，主要用于堆摞式料盒34的供料。料盒34用于容纳放置所需器件，例如透镜等。通过底部分料机构24可每次从堆摞的料盒34底部分出一个料盒34。分出的料盒34可通过供料皮带机26输送至所需部位，实现供料。

该供料子系统，通过底部分料机构24可自动将堆摞的料盒34逐个从底部分出，且通过供料皮带机26可将料盒34输送至所需部位，可自动完成单个料盒34的输送供料，提高供料过程的自动化程度，减少人力劳动，提高供料效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，供料子系统还包括：开盖机构；开盖机构设置在供料皮带机26的一侧。开盖机构用于打开料盒34的顶盖。通过开盖机构打开料盒34的顶盖，可便于直接拿取利用料盒34内部的透镜，实现更好的供料。

在上述实施例的基础上，进一步地，开盖机构包括：负压吸盖架30。负压吸盖架30的形状大小与料盒34的顶盖相适应。负压吸盖架30为具有负压吸附功能的框架。负压吸盖架30可与料盒34顶部压紧接触，然后对顶盖的四周进行吸紧，通过向上拔实现开盖。

参考图5，底部分料机构24的下方设置吸料座33。吸料座33为负压吸附底座23。吸料座33同样具有负压吸附功能，可对料盒34进行固定，防止在负压吸盖架30吸取顶盖时，料盒34错位或者料盒34与顶盖一起被吸附无法实现开盖。吸料座33与供料皮带机26的皮带固定连接，吸料座33用于支撑底部分料机构24分出的料盒34。

从底部分料机构24底部分出的料盒34可落在吸料座33上，吸料座33对料盒34进行支撑固定。供料皮带机26通过带动吸料座33从而带动料盒34移动。设置吸料座33可便于与供料皮带机26连接，且便于对料盒34进行支撑固定。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图4，沿供料皮带机26的输送方向设置若干个料盒定位传感器27。可对供料皮带机26对料盒34的输送位置进行控制，便于将料盒34输送至预设位置处。可在预设位置设置料盒定位传感器27，在料盒定位传感器27检测到料盒34时，便控制供料皮带机26停止运行。

吸料座33与贴合平台22沿供料皮带机26的输送方向滑动连接。可便于供料皮带机26带动吸料座33和料盒34沿预设方向进行移动，便于对料盒34的输送路径进行控制。可在贴合平台22上设置第三滑轨28，在吸料座33的底部设置凹槽，通过第三滑轨28与凹槽的配合实现滑动连接。

贴合平台22上在预设位置处设有定位挡块29。定位挡块29可设置在吸料座33的移动路径上，便于对吸料座33和料盒34的位置进行固定。进一步地，背光源可设置在吸料座33上。

在上述实施例的基础上，进一步地，开盖机构还包括：夹紧气缸32和摇臂31；夹紧气缸32竖直设置且具有上下和旋转两种行程。摇臂31的一端与夹紧气缸32的顶部固定连接。摇臂31的另一端与负压吸盖架30相连。

夹紧气缸32可带动摇臂31和负压吸盖架30上下移动以及绕竖直方向的旋转运动。在开盖时，可首先通过夹紧气缸32带动摇臂31和负压吸盖架30转动至料盒34上方。然后夹紧气缸32带动摇臂31和负压吸盖架30向下移动，至负压吸盖架30与料盒34顶盖的顶部密切接触，且具有一定的压紧力。

然后启动负压吸盖架30牢固吸紧顶盖，夹紧气缸32向上移动，直至将顶盖与料盒34分离，实现开盖。然后，夹紧气缸32可带动负压吸盖架30转动至顶盖放置区，负压吸盖架30停止吸附，放下顶盖。

进一步地，负压吸盖架30与摇臂31之间可转动连接。便于调整负压吸盖架30的位置，使其与顶盖紧密贴合接触。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图6，底部分料机构24包括料匣2401、第一摆动气缸2402和分料爪头2404。料匣2401底部呈开口状、用于容纳堆摞的料盒34。任意相邻两个料盒34的边缘之间存在间隙。料匣2401至少相对两侧的内侧壁上设置若干个托片2403。料盒34放置在托片2403上。在最底层的料盒34与其上方料盒34的边缘之间沿料匣2401的周向设置至少一个分料爪头2404。分料爪头2404的一端与第一摆动气缸2402相连，第一摆动气缸2402用于带动分料爪头2404上下摆动。

进一步地，分料爪头2404的另一端底部设有爪槽部位2405，分料爪头2404向下摆动时，爪槽部位2405咬合托片2403上方的最底层料盒34的边缘。进一步地，托片2403为弹性件；分料爪头2404另一端顶部呈弧形。

分料爪头2404向下旋转延伸至最底层的料盒34和从下往上第二个料盒34边缘之间的间隙中。分料爪头2404做往复旋转运动。分料爪头2404向下旋转运动时，分料爪头2404与底部的料盒34接触并将该底部的料盒34压放至托片2403下方的吸料座33上。此时，托片2403托住上方的料盒34。

在本实施例中，为了实现将料垛底部的料盒34分离后，托片2403能够托住分离后的料垛，需要在该底部的料盒34压放至托片2403下方后，即托片2403与该底部的料盒34分离后，能够迅速复位，以实现支撑剩余料垛。因此本实施例中提供两种实施方式，第一种实施方式为托片2403为弹性件，能够满足在分料爪头2404的压力下，向下弯曲至与底部的料盒34分离后复位，以支撑剩余的料垛。

第二种实施方式为托片2403在分料爪头2404的压力下以远离料盒34的一端为圆点旋转或朝向料匣2401外部收回，向下旋转或收回至与料垛底部的料盒34分离时复位。在上述两种实施方式中，需满足托片2403能支撑整个料垛的重量，且不发生弯曲或转动，只有在分料爪头2404的压力下，才会弯曲或转动。

完成分料后，分料爪头2404需要向上旋转复位至初始位置。在本实施例中，分料爪头2404向上旋转运动时，将托片2403上的料垛顶起至分料爪头2404与料垛底部料盒34脱离接触，料垛下落至托片2403上。分料爪头2404在旋转运动过程中，始终不与托片2403上第二个料盒34接触。

为了实现分料爪头2404能够在向下运动时，能够准确咬合料盒34，且在向上运动时，分料爪头2404能够与料盒34分离，分料爪头2404端部下端设有爪槽部位2405，分料爪头2404向下旋转运动时，爪槽部位2405咬合托片2403上方的第一个料盒34的边缘。分料爪头2404端部上端边缘呈弧形，使得在向上运动时，分料爪头2404能够与料盒34缓慢分离。

具体分料流程如下：

初始状态下，分料爪头2404待命，吸料座33上部没有料盒34存在，上方料垛由左右侧共四个托片2403托起，分料爪头2404处于高角度悬停位置，等待驱动系统的分料指令。

分料爪头2404咬合料盒34。分料爪头2404收到驱动系统的分料指令后，最终驱动分料爪头2404向下旋转指定角度，其中在分料爪头2404旋转至近一半角度时，其爪槽部位2405将与托片2403上方的料盒34边缘接触并将其带离至托片2403下方(左右两侧同步)，最终将料盒34压放于吸料座33上方。

分料完成，分料爪头2404继续下旋，最终将一个料盒34压放于吸料座33上，料盒34被吸料座33的负压吸附，同时期上方料盒34再次有托片2403托住，二者之间高度差增大且正面投影完全没有重叠。

分料爪头2404复位。分料爪头2404反方向旋转，在返回角度行程的约2/3处之前，其上部会顶起上方料盒34使其上升。在其运动之正面投影在料盒34左右外侧后，将与料盒34脱离接触，料盒34在重力作用下将下落至托片2403上方。

进一步地，可设置料盒34的顶盖在中间部位具有凸出部分。相邻两个料盒34之间通过该凸出部分分隔开，使得在边缘处形成间隙。

该底部分料机构24，通过托片2403和分料爪头2404的独特设计，利用托片2403托起包括多个料盒34的料垛，利用分料爪头2404将料垛底部的料盒34压送至吸料座33上，同时托片2403托起上方的料垛，通过吸料座33将分离的料盒34运送至指定位置；上下料盒34边缘的间隙作为关键操作空间，结构简单，解决了物料在堆叠时彼此之间会出现相互镶嵌、扣合的情况，从而使得最底层物料不能依靠自身的重力掉落的问题；保证了生产连续进行，提高了生产效率。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图7，一种透镜贴合设备还包括固化子系统；固化子系统包括固化平台41和UV光源35。固化平台41设置在贴合平台22一侧的上方。若干个UV光源35在固化平台41的上方排列成一排且出光口朝下。若干个UV光源35的侧壁同时与一竖直放置的连接板36固定连接。连接板36与位于固化平台41上方的机架1滑动连接。

该固化子系统设置固化平台41用于放置设置了紫外胶水待固化的器件。通过在固化平台41上方的UV光源35的照射对紫外胶水进行固化，使器件之间连接牢固。

在固化平台41上方设置一排UV光源35，可增大照射面积，可实现同时对较多的器件进行固化。多个UV光源35同时与连接板36相连，可对UV光源35间的相互位置进行固定，使光照保持稳定形状以及光照范围保持稳定。

进一步地，UV光源35可通过连接板36沿机架1在固化平台41的上方进行来回滑动。可使得UV光源35照射更大范围的区域，以便于同时对更多的器件进行固化。且UV光源35可按照预设路径进行移动，便于对下方的器件进行均匀固化或针对性的固化。提高固化过程的自动化和智能化，提高效率。

进一步地，连接板36带动一排UV光源35滑动的方向可与UV光源35的排列方向相垂直。可将若干个底座23阵列排放在托盘42上，将托盘42放置在固化平台41上。因为一排UV光源35沿直线移动，可设置阵列矩阵排布的底座23，可适应光源照射范围。保证光源对每个底座23进行均匀的照射固化。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图7和图8，固化子系统还包括：固定板38、基座板37、固化电机39和固化皮带机40。在固化平台41两侧的上方分别固定设置有机架1。两侧机架1之间的距离可与下方托盘42在机架1间的长度相同。两侧的机架1之间连接固定板38。固定板38的两侧分别与机架1相连。固定板38通过机架1设置在固化平台41上托盘42的上方。

基座板37与连接板36的顶部固定连接。竖直设置的连接板36可通过基座板37与机架1滑动连接。基座板37可带动连接板36和UV光源35沿固定板38即机架1滑动。固定板38底面的两侧分别与基座板37滑动连接。固化电机39与固化皮带机40相连，固化皮带机40固定在固定板38上。固化皮带机40的皮带沿基座板37的滑动方向设置且与基座板37相连。

基座板37可与固定板38朝向托盘42的底面滑动连接。固定板38底面的两侧分别与基座板37滑动连接。可在固定板38底面的两侧分别设置滑轨，在基座板37的两侧分别设置滑槽，通过滑槽与滑轨的配合实现二者的滑动连接。

固化电机39与固化皮带机40相连，固化皮带机40固定在固定板38上，固化皮带机40的皮带沿基座板37的滑动方向设置且与基座板37相连。固化电机39可带动固化皮带机40转动，通过皮带的移动带动基座板37、连接板36和UV光源35沿着滑轨的方向进行移动。通过固化电机39的控制，可控制UV光源35的移动速度以及移动路径。

进一步地，连接板36可为L型，便于一个侧边与UV光源35连接，另一个侧边与基座板37连接。进一步地，因为UV光源35的顶部一般为散热出风口，设置UV光源35的顶部与基座板37之间存在距离。可使UV光源35顺利进行散热，可保证UV光源35的正常运行。

在上述实施例的基础上，进一步地，参考图11和图12，透镜和底座23在贴合平台22进行贴合之后，将底座23放置在固化平台41上进行固化。固化平台41位于贴合平台22一侧的上方。贴合平台22和固化平台41二者相互独立。

固化子系统还包括举升机构和摆动机构。通过举升机构和摆动机构可自动将贴合平台22上贴合之后的底座23输送至固化平台41上。贴合平台22上的托盘42需要进行上升移动以及水平方向的移动才能到达固化平台41上。

举升机构设置在贴合平台22的下方、用于将底座23举升至一定高度。摆动机构设置在固化平台41靠近贴合平台22的一侧。摆动机构用于将升起之后的底座23推至倾斜进而滑落到固化平台41上。

在举升机构将托盘42升起时，摆动机构可在托盘42的下方进行摆动。摆动机构可带动托盘42远离固化平台41的一侧翘起，使托盘42形成倾斜状态，且在摆动机构的支撑下保持稳定。倾斜的托盘42可在重力作用下，滑向固化平台41。

进一步地，举升机构可将托盘42举起上升至比固化平台41略高的地方。使得托盘42倾斜时，靠近固化平台41的一侧位于固化平台41的上方，便于顺利滑至固化平台41上。固化平台41也可设置为略微倾斜，便于托盘429顺利滑至固化平台41上。

在上述实施例的基础上，进一步地，举升机构包括：升降气缸。贴合平台22上在底座23的下方设置通孔，升降气缸穿过通孔与底座23相接。升降气缸的升降可带动托盘42进行升降。进一步地，可在托盘42的两侧对称设置至少两个升降气缸，便于对托盘42形成稳定的支撑，实现托盘42的平稳上升。

摆动机构包括：第二摆动气缸44和摆臂45。第二摆动气缸44固定在固化平台41与贴合平台22相接的侧边上。摆臂45位于贴合平台22的上方且一端与第二摆动气缸44相连。摆臂45绕固化平台41与贴合平台22相接的侧边摆动。摆臂45的另一端从下向上摆动，可将托盘42托起至倾斜状态。

进一步地，摆臂45的另一端与一支撑杆46垂直连接，支撑杆46的两端连接滚轮。设置支撑杆46，可增大对托盘42的支撑面积，有利于托盘42保持稳定。设置滚轮，可便于托盘42的滑动，保证托盘42顺利滑至固化平台41上。

参考图9和图10，固化平台41的台面上设置滚轴43，滚轴43的轴向与固化平台41与贴合平台22相接的侧边平行。可便于托盘42的滑动。参考图12，固化平台41上远离贴合平台22的一侧设置托盘42固定用挡板47。挡板47位于托盘42的滑动方向上，可阻止托盘42的滑动，将托盘42固定在预设位置处。

进一步地，一种透镜贴合设备中底座23与透镜贴合之后的固化过程具体为：当透镜贴合计数等于托盘42上工位数量时，指令举升机构上升顶起完成透镜贴合的托盘42。

升至最高位置时，托盘42底部在固化平台41的靠近贴合平台22一侧，且其底部比固化平台41上边面略高。随后由第二摆动气缸44、摆臂45以及与托盘42远离固化平台41的侧边平行且两端带轴承的支撑杆46组成的摆动机构开始以支撑杆46为终端，以一个平行于固化平台41和贴合平台22相接侧边的轴为转动轴做一个轨迹为柱面的动作将托盘42沿固化平台41远离贴合平台22侧边的方向摆送一定距离。

使此时托盘42包括重心在内的大于2/3的竖直投影与固化平台41的竖直投影重合，且托盘42靠近固化平台41一侧由于高度差及重力作用会落在固化平台41的辊轴即滚轴43上。当举升机构下降复位时，托盘42开始在有较小倾角的固化平台41上滑至平台远离贴合平台22一侧的挡板47处被限位。

随后固定在设备机架1上的大功率紫外灯即UV光源35开始并由可逆电机及齿形皮带、齿形皮带机组成的机构驱动下按预先设定的轨迹运动，使透镜下方的紫外胶彻底固化。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种利用上述任一实施例所述透镜贴合设备的透镜贴合方法包括：供料子系统将装有透镜的料盒34输送至预设位置；移动粗定位装置，使得料盒34位于精定位装置的下方；工业相机组件6判断料盒34中透镜与抓取装置间的精确位置偏差；移动精定位装置，使得抓取装置抓取透镜；移动粗定位装置，使得底座23位于精定位装置的下方；工业相机组件6判断底座23上的工位与点胶组件间的精确位置偏差；移动精定位装置，通过点胶组件在底座23上的工位处点胶；移动精定位装置，抓取装置将透镜放置在底座23上的工位处；输送底座23至固化平台41，对贴合了透镜的底座23进行固化处理。

在上述实施例的基础上，进一步地，抓取装置将透镜放置在底座23上的工位处具体包括：移动精定位装置，使得底座23上工位的几何中心与抓取装置的几何中心上下对应；将抓取装置抓取的透镜下压在底座23上的工位处；并通过压力传感器监测透镜下压的压力值，使得透镜下压的压力达到预设压力值；照射透镜和底座23使胶水预固化预设时间后，抓取装置释放透镜。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种透镜贴合设备包括贴合平台22、抓取装置、定位子系统、供料子系统和固化子系统。其中，定位子系统包括带视觉识别的精确四轴定位子系统，即精定位装置。精定位装置吊装在上方的机架1上。该精定位装置包含一个工业相机及其配套的镜头、光源等组件；拥有XYZ3个方向的精密电动滑台。

其中Z方向滑台安装在XY方向滑台上，有一块L字形安装板5安装在Z轴竖面上。工业相机组件6、点胶组件、透镜吸取/贴合组件(抓取装置)、点状紫外照射第一光源均安装在L形安装板5上，可沿3个直线方向运动。

点胶组件由一个上下布置的气缸、安装在点胶气缸8活动头上的箍头、胶筒7、胶针9组成。胶筒7接独立的点胶设备可受控地将内部紫外胶水由针头挤出。L形安装板5的下部安装有可绕竖直线旋转的精密回转滑台(回转台10)，其转轴正中心安装有可以实时监控受力大小的压力传感器和一个尺寸、硬度合适的负压吸盘11。该负压吸盘11是主要工作器件。

定位子系统还包括XY向粗定位运动平台。XY向粗定位运动平台包含第一底板12，第一底板12上的X轴驱动电机、X轴螺母座组件、X轴直线导轨组件组成X方向的运动系统。X轴直线导轨组件上方安装有第二底板16，第二底板16与X轴螺母座组件连接。

第二底板16上安装有Y轴驱动电机、Y轴螺母座组件、Y轴直线导轨组件，组成Y方向运动系统。Y轴直线导轨组件上方安装有操作底板，操作底板上放置有底座23托盘42及料盒34。操作底板在X方向运动系统及Y方向运动系统配合若干传感器，可实现在一定范围的水平面上任意位置定位。操作底板即为贴合平台22。

该透镜贴合设备的具体配合流程如下：

首先，通过供料子系统分出一个料盒34，并将打开顶盖之后的料盒34输送至预设位置处。

然后，粗定位XY运动系统将料盒34运送至预先设定的位置；该位置接近工业相机正下方，使透镜在相机视场内；此时XY运动系统开始锁止。工业相机开始获取图像，图像分析模块可为软件接收图像并计算透镜实际几何中心与相机中心的一组位置偏差值δ1。

系统根据该组偏差值计算并驱动精定位装置中的Xp、Yp、Z轴运动使吸嘴几何中心与透镜重合；并开启负压吸取透镜。并提起Z轴，一直保持负压。粗定位XY运动系统再次运动将托盘42内排队的底座23指定工位驱动至工业相机视场附近。随后，其再次锁止。

系统指令工业相机开始获取图像并根据图像计算出吸嘴几何中心与当前工位中心的一组位置偏差值δ2，以及胶针9几何中心与当前工位中心的一组位置偏差值δ3。根据δ3计算并驱动Xp、Yp、Z轴使胶针9几何中心运动至当前工位指定点。

点胶气缸8开始下压使胶针9与底座23的工位竖直间隙合适。系统驱动Xp、Yp轴开始预设的插补运动并同时指令点胶组件点胶。到达既定时间、位置时分别终止点胶、插补运动。随后系统再次根据δ2计算并驱动Xp、Yp、Z轴使吸嘴几何中心与当前底座23工位指定位置重合并下压预设距离。

此时系统开始以合适的小距离继续下压吸嘴，同时采集压力传感器的压力值。根据特定的优化算法，在压力传感器的压力值、下压的距离二者达到最优状态时，Z轴停止下压，并锁止并继续保持负压。

此时系统指示紫外照射第一光源开启一定时间使光斑覆盖透镜下方紫外胶水，促使其固化。随后吸嘴负压释放。四轴定位子系统各轴运动至指定位置。系统根据预定的料盒34透镜矩阵、底座23工位矩阵，实时更新下一个透镜、底座23工位的概算位置，系统按需获取这些位置重复上述步骤。

直至透镜贴合计数等于托盘42上底座23工位数量时，通过固化子系统将放置底座23的托盘42输送至固化平台41上，通过UV光源35进行固化处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (17)

1.一种透镜贴合设备，其特征在于，包括：贴合平台、抓取装置、定位子系统和供料子系统；所述贴合平台上放置有底座，所述抓取装置吊设在所述贴合平台的上方，所述定位子系统用于对所述抓取装置和所述贴合平台进行移动定位，所述供料子系统设置在所述贴合平台上、用于提供装有透镜的料盒。

2.根据权利要求1所述的透镜贴合设备，其特征在于，所述定位子系统包括精定位装置；所述精定位装置包括工业相机组件以及由X轴滑台、Y轴滑台和Z轴滑台连接形成的空间电动滑台；所述空间电动滑台的顶部通过机架固定，所述空间电动滑台的底部分别与所述抓取装置和所述工业相机组件连接；所述工业相机组件用于对下方的底座或料盒中透镜的精确位置进行判断。

3.根据权利要求2所述的透镜贴合设备，其特征在于，所述定位子系统还包括：粗定位装置；所述粗定位装置包括第一运动平台和第二运动平台；所述第一运动平台通过机架固定且提供水平运动，所述第二运动平台与所述第一运动平台相连，所述第二运动平台对应提供与所述第一运动平台的运动方向相垂直的水平运动；所述贴合平台设置在所述第二运动平台上。

4.根据权利要求2所述的透镜贴合设备，其特征在于，所述抓取装置包括：负压吸盘；在所述空间电动滑台的底部连接轴向为竖直方向的回转台，所述负压吸盘设置在所述回转台的底部；所述回转台的底部还设置有压力传感器。

5.根据权利要求2所述的透镜贴合设备，其特征在于，还包括：点胶组件和第一光源；所述点胶组件和所述第一光源分别与所述空间电动滑台固定连接，所述点胶组件用于在所述底座上设置紫外胶水，所述第一光源用于预固化所述紫外胶水。

6.根据权利要求1至5任一所述的透镜贴合设备，其特征在于，所述供料子系统包括：底部分料机构、供料电机和供料皮带机；所述底部分料机构用于在底部逐个分出堆摞的料盒，所述供料电机与所述供料皮带机相连、用于驱动所述供料皮带机，所述供料皮带机设置在所述底部分料机构的下方、用于带动所述料盒移动。

7.根据权利要求6所述的透镜贴合设备，其特征在于，所述供料子系统还包括：开盖机构；所述开盖机构设置在所述供料皮带机的一侧，所述开盖机构用于打开所述料盒的顶盖。

8.根据权利要求7所述的透镜贴合设备，其特征在于，所述开盖机构包括：负压吸盖架；所述负压吸盖架的形状大小与所述料盒的顶盖相适应；所述底部分料机构的下方设置吸料座，所述吸料座为负压吸附底座，所述吸料座与所述供料皮带机的皮带固定连接，所述吸料座用于支撑所述底部分料机构分出的料盒。

9.根据权利要求8所述的透镜贴合设备，其特征在于，沿所述供料皮带机的输送方向设置若干个料盒定位传感器；所述吸料座与所述贴合平台沿所述供料皮带机的输送方向滑动连接；所述贴合平台上在预设位置处设有定位挡块。

10.根据权利要求8所述的透镜贴合设备，其特征在于，所述开盖机构还包括：夹紧气缸和摇臂；所述夹紧气缸竖直设置且具有上下和旋转两种行程，所述摇臂的一端与所述夹紧气缸的顶部固定连接，所述摇臂的另一端与所述负压吸盖架相连。

11.根据权利要求6所述的透镜贴合设备，其特征在于，所述底部分料机构包括料匣、第一摆动气缸和分料爪头；所述料匣底部呈开口状、用于容纳堆摞的料盒，任意相邻两个料盒的边缘之间存在间隙，所述料匣至少相对两侧的内侧壁上设置若干个托片，所述料盒放置在所述托片上，在最底层的料盒与其上方料盒的边缘之间沿所述料匣的周向设置至少一个分料爪头，所述分料爪头的一端与所述第一摆动气缸相连，所述第一摆动气缸用于带动所述分料爪头上下摆动。

12.根据权利要求6所述的透镜贴合设备，其特征在于，还包括固化子系统；所述固化子系统包括固化平台和UV光源；所述固化平台设置在所述贴合平台一侧的上方，若干个UV光源在所述固化平台的上方排列成一排且出光口朝下，若干个所述UV光源的侧壁同时与一竖直放置的连接板固定连接，所述连接板与位于所述固化平台上方的机架滑动连接。

13.根据权利要求12所述的透镜贴合设备，其特征在于，所述固化子系统还包括：固定板、基座板、固化电机和固化皮带机；在所述固化平台两侧的上方分别固定设置有机架，两侧的机架之间连接所述固定板，所述基座板与所述连接板的顶部固定连接，所述固定板底面的两侧分别与所述基座板滑动连接，所述固化电机与所述固化皮带机相连，所述固化皮带机固定在所述固定板上，所述固化皮带机的皮带沿所述基座板的滑动方向设置且与所述基座板相连。

14.根据权利要求12所述的透镜贴合设备，其特征在于，所述固化子系统还包括举升机构和摆动机构；所述举升机构设置在所述贴合平台的下方、用于将所述底座举升至一定高度；所述摆动机构设置在所述固化平台靠近所述贴合平台的一侧，所述摆动机构用于将升起之后的底座推至倾斜进而滑落到所述固化平台上。

15.根据权利要求14所述的透镜贴合设备，其特征在于，所述举升机构包括：升降气缸；所述贴合平台上在所述底座的下方设置通孔，所述升降气缸穿过所述通孔与所述底座相接；

所述摆动机构包括：第二摆动气缸和摆臂；所述第二摆动气缸固定在所述固化平台与所述贴合平台相接的侧边上，所述摆臂位于所述贴合平台的上方且一端与所述第二摆动气缸相连，所述摆臂绕所述固化平台与所述贴合平台相接的侧边摆动。

16.一种利用上述权利要求1-15任一所述透镜贴合设备的透镜贴合方法，其特征在于，包括：

供料子系统将装有透镜的料盒输送至预设位置；

移动粗定位装置，使得料盒位于精定位装置的下方；

工业相机组件判断料盒中透镜与抓取装置间的精确位置偏差；

移动精定位装置，使得抓取装置抓取透镜；

移动粗定位装置，使得底座位于精定位装置的下方；

工业相机组件判断底座上的工位与点胶组件间的精确位置偏差；

移动精定位装置，通过点胶组件在底座上的工位处点胶；

移动精定位装置，抓取装置将透镜放置在底座上的工位处；

输送底座至固化平台，对贴合了透镜的底座进行固化处理。

17.根据权利要求16所述的透镜贴合方法，其特征在于，抓取装置将透镜放置在底座上的工位处具体包括：

移动精定位装置，使得底座上工位的几何中心与抓取装置的几何中心上下对应；

将抓取装置抓取的透镜下压在底座上的工位处；并通过压力传感器监测透镜下压的压力值，使得透镜下压的压力达到预设压力值；

照射透镜和底座使胶水预固化预设时间后，抓取装置释放透镜。