CN109854594A - 一种精度达到5微米的点胶贴合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精度达到5微米的点胶贴合方法，包括：利用夹持装置对支撑盘进行定位，在支撑盘上表面涂覆UV胶层；采用吸盘机械手吸取玻璃码盘，并移动至支撑盘上方，吸盘机械手中央设有通孔，在正上方设置CCD摄像头；拍摄玻璃码盘和支撑盘中央位置图像，通过图像识别软件判断玻璃码盘与支撑盘的同心度偏差，获得位置调整参数；调整吸盘机械手使玻璃码盘与支撑盘保持同心，并驱动吸盘机械手携带玻璃码盘向下运动一预设距离；重复上述步骤边下降边补正，直至玻璃码盘接触支撑盘上的胶层；使UV胶层固化，实现码盘的点胶贴合。本发明对机械运动过程中产生的位置偏差实现了即时补正，保证了玻璃码盘与支撑盘的同心度，可以实现全自动化的高精度点胶贴合，满足精度达到5微米的要求。

Description

一种精度达到5微米的点胶贴合方法

技术领域

本发明涉及一种编码器制备方法，具体涉及一种用于编码器码盘的点胶贴合方法。

背景技术

编码器被应用于转动定位，例如伺服电机的定位。伺服编码器一般包括码盘和信号传感装置，对于磁电式的编码器而言，通常，在玻璃码盘上沉积有电路刻线，在支撑盘下面设有永磁铁，玻璃码盘通过点胶贴合方式固定在支撑盘上，以便于安装使用。

为实现码盘的点胶贴合，现有技术中采用的方法是，先将支撑盘通过转轴锁定，在其上点UV胶，再将玻璃码盘放置到支撑盘上，通过推移玻璃码盘定位，最后用UV灯将胶水固化。例如，中国实用新型专利CN205764734U公开了一种编码器安装机构，包括外置定位组件、安装台以及安装在安装台上的金属托盘、转轴、转动组件和玻璃码盘，其特征在于，所述的安装机构还包括安装在安装台上的码盘自动调整组件，所述的金属托盘锁定在转轴上，所述的码盘自动调整组件夹紧玻璃码盘，通过外置定位组件使玻璃码盘与转轴中心对齐后，将玻璃码盘放置在金属托盘上并粘接，所述的码盘自动调整组件松开玻璃码盘，所述的转动组件通过转轴带动玻璃码盘转动。

上述技术方案中，通过转轴锁定金属托盘（支撑盘），操作时需要人工干预，难以实现全自动化操作。因此，需要对圆盘定位装置进行改进。由于支撑盘的上表面需要进行点胶和玻璃码盘贴合，通常的考虑是采用外周夹持方法来配合自动化设备定位。然而，在本发明的场合，由于支撑盘厚度非常小，通常只有1.5毫米，采用常规的夹持装置会导致圆盘发生倾斜、跳动，使其水平度发生变化，从而影响其与玻璃码盘贴合的精度，而为保证编码器的效果，对贴合精度的要求要达到5微米，常规的夹持装置会导致良品率的下降。因此，现有技术中，对支撑盘的定位只能采用转轴锁定，并通过人工干预保证精度，难以实现全自动化的高精度点胶。同时，玻璃码盘被放置在支撑盘上，通过旋转与侧向推力定位，也会导致玻璃码盘与支撑盘之间的水平度受到影响而无法校正。

如果先将玻璃码盘与支撑盘在一定距离处对位，再将玻璃码盘放置到支撑盘上，则由于机械系统的运动间隙，会在放置过程中发生偏差，同样无法达到5微米的精度要求。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种精度达到5微米的点胶贴合方法，实现对编码器码盘的高精度自动贴合。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种精度达到5微米的点胶贴合方法，包括下列步骤：

(1) 利用夹持装置对支撑盘进行定位，使支撑盘保持在水平状态下并被固定，在支撑盘上表面涂覆UV胶层；

(2) 采用吸盘机械手吸取玻璃码盘，并移动至支撑盘上方，所述吸盘机械手中央设有通孔，使玻璃码盘的中间孔及部分刻线露出于通孔处；在吸盘机械手夹持的玻璃码盘的正上方设置CCD摄像头，并保持CCD摄像头与玻璃码盘处于同一竖直位置；

(3) 从竖直方向向下拍摄玻璃码盘和支撑盘中央位置图像，通过图像识别软件判断玻璃码盘与支撑盘的同心度偏差，获得位置调整参数；

(4) 根据步骤(3) 获得的调整参数调整吸盘机械手在XY平面内的位置，使玻璃码盘与支撑盘保持同心，并驱动吸盘机械手携带玻璃码盘向下运动一预设距离；

(5) 重复步骤(3)、(4) 直至玻璃码盘接触支撑盘上的胶层，松开并移除吸盘机械手；

(6) 用UV灯照射玻璃码盘，使UV胶层固化，实现码盘的点胶贴合。

进一步的技术方案，步骤(1)中，所述夹持装置具有以下结构：

包括支撑台、固定夹持件和活动夹持件，所述固定夹持件和活动夹持件的相应侧面之间构成圆盘的夹持空间，所述活动夹持件末端具有一斜面，设有一斜销驱动机构，所述斜销驱动机构的驱动杆上具有与所述活动夹持件上的斜面配合的驱动斜面，所述活动夹持件被第一滑道限位，具有沿夹紧所述活动夹持件的方向运动的自由度；所述驱动杆被第二滑道限位，所述第二滑道的滑动方向与所述第一滑道的滑动方向垂直；

夹持方法为，准备状态下，所述斜销驱动机构的驱动杆回收，活动夹持件远离夹持空间，先由机械手将圆盘放置到所述夹持空间处，使圆盘处于水平状态，斜销驱动机构动作，驱动杆伸出，其端部斜面压迫活动夹持件，使活动夹持件沿第一滑道滑移，接触并压迫所述圆盘，使圆盘被定位于活动夹持件和固定夹持件之间。

上述技术方案中，通过设置斜销驱动机构，使得驱动装置不直接作用在被夹持圆盘上，而是先接触活动夹持件，利用斜面改变受力方向，通过活动夹持件再接触被夹持圆盘。在此过程中，避免了驱动装置启动时存在的振动现象对圆盘的影响，同时，通过受力转向及其中的作用间隙缓冲，保证了圆盘不会由于冲击力发生倾斜、跳动等情况，从而保证了夹持的稳定性。

进一步的技术方案，所述活动夹持件的上方可滑动地贴合设有压板。通过压板对活动夹持件在竖直方向上进行限位，保证了活动夹持件在水平方向滑动，活动夹持件与圆盘的接触位置处不存在侧向作用力，圆盘不会发生倾转或跳动。

上述技术方案中，所述第一滑道的滑动方向平行与经过所述活动夹持件夹持所述圆盘时的接触受力中心点的圆盘的法线方向。

优选的技术方案，所述活动夹持件末端的斜面与第一滑道的滑动方向之间的夹角在50°～65°之间。通过该角度设置，可以用较小的驱动力提供较大的夹紧力，同时使活动夹持件以更小的速度与圆盘接触，保证夹持的稳定性。

上述技术方案中，所述斜销驱动机构中，驱动杆由气缸驱动。

进一步的技术方案，所述活动夹持件具有使其远离夹持空间的复位弹簧。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明通过吸盘机械手和CCD摄像头的配合，在玻璃码盘下移过程中，不断进行图像识别及位置调整，从而对机械运动过程中产生的位置偏差实现了即时补正，保证了玻璃码盘与支撑盘的同心度，可以实现全自动化的高精度点胶贴合，测试表明，采用本发明的方法，能够满足精度达到5微米的要求。

2、本发明通过设置斜销驱动机构，避免了在夹持过程中超薄形的圆盘产生倾斜、跳动的情况，提高了夹持精度，从而，可以对薄形圆盘采用外周夹持方式固定，为实现全自动化操作提供了基础。

3、本发明的斜销驱动机构，可以对驱动力起到放大作用，由此增加了夹持力，保证了夹持的稳定性。

4、本发明采用经过轴心的法线方向的推动力，夹持稳定可靠。

附图说明

图1是本发明实施例中流水线的结构示意图；

图2是图1的立体图；

图3是图1中圆盘夹持装置的结构示意图；

图4是图3的俯视示意图；

图5是图4的仰视图；

图6是图4的右视图。

其中：1、支撑台；2、固定夹持件；3、活动夹持件；4、圆盘；5、驱动杆；6、斜销驱动机构；7、压板；8、槽；9、CCD摄像头；10、夹持装置；11、XYZ电动滑台；12、输送机构。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：一种精度达到5微米的点胶贴合方法，参见附图1和附图2，是点胶贴合流水线的示意图，其中，安装有圆盘夹持装置10，对应圆盘夹持装置10上方设有用于运送玻璃码盘的XYZ电动滑台11，该XYZ电动滑台11上设有用于吸附玻璃码盘的吸盘，构成吸盘机械手；对应圆盘夹持装置10和吸盘机械手上方设有CCD摄像头9。

点胶贴合过程包括下列步骤：

(1) 利用夹持装置10对支撑盘进行定位，使支撑盘保持在水平状态下并被固定，在支撑盘上表面涂覆UV胶层；

(2) 采用吸盘机械手吸取玻璃码盘，并移动至夹持装置10上方，位于支撑盘的正上方处；所述吸盘机械手中央设有通孔，使玻璃码盘的中间孔及部分刻线露出于通孔处；保持CCD摄像头9与吸盘机械手上的玻璃码盘处于同一竖直位置；

(3) 从竖直方向向下拍摄玻璃码盘和支撑盘中央位置图像，通过图像识别软件判断玻璃码盘与支撑盘的同心度偏差，获得位置调整参数；

(4) 根据步骤(3) 获得的调整参数调整吸盘机械手在XY平面内的位置，使玻璃码盘与支撑盘保持同心，并驱动吸盘机械手携带玻璃码盘向下运动一预设距离；

(5) 重复步骤(3)、(4) 直至玻璃码盘接触支撑盘上的胶层，松开并移除吸盘机械手；

(6) 用UV灯照射玻璃码盘，使UV胶层固化，实现码盘的点胶贴合。

其中，用于圆盘定位的夹持装置10的具体结构参见图3至图6所示，包括支撑台1、固定夹持件2和活动夹持件3，固定夹持件2和活动夹持件3的相应侧面之间构成圆盘4的夹持空间，其中，固定夹持件2固定在支撑台1上，支撑台上开设有L形的槽8，构成第一滑道和第二滑道，活动夹持件3被第一滑道限位，具有沿夹紧所述活动夹持件的方向运动的自由度，活动夹持件3的上方可滑动地贴合设有压板7，使活动夹持件3只能在水平面内滑动；活动夹持件3末端具有一斜面，设有一斜销驱动机构6，斜销驱动机构的驱动杆5上具有与所述活动夹持件3上的斜面配合的驱动斜面，驱动杆5被第二滑道限位，第二滑道的滑动方向与所述第一滑道的滑动方向垂直。

本实施例中，活动夹持件3末端的斜面与第一滑道的滑动方向之间的夹角为60°；活动夹持件具有使其远离夹持空间的复位弹簧。

准备状态下，所述斜销驱动机构的驱动杆回收，活动夹持件远离夹持空间，当圆盘随流水线运动到达本工位后，先由机械手将圆盘放置到夹持空间处，使圆盘处于水平状态，斜销驱动机构动作，驱动杆伸出，其端部斜面压迫活动夹持件，使活动夹持件沿第一滑道滑移，接触并压迫所述圆盘，使圆盘被定位于活动夹持件和固定夹持件之间。此后，设置在本工位处的点胶贴合装置动作，实现编码盘的高精度点胶贴合。

经测试，采用本实施例的装置，夹持精度在1.2至2微米之间，通过点胶、贴合操作，整体精度达到5微米，满足产品精度要求。

Claims (7)

1.一种精度达到5微米的点胶贴合方法，包括下列步骤：

(1) 利用夹持装置对支撑盘进行定位，使支撑盘保持在水平状态下并被固定，在支撑盘上表面涂覆UV胶层；

(2) 采用吸盘机械手吸取玻璃码盘，并移动至支撑盘上方，所述吸盘机械手中央设有通孔，使玻璃码盘的中间孔及部分刻线露出于通孔处；在吸盘机械手夹持的玻璃码盘的正上方设置CCD摄像头，并保持CCD摄像头与玻璃码盘处于同一竖直位置；

(3) 从竖直方向向下拍摄玻璃码盘和支撑盘中央位置图像，通过图像识别软件判断玻璃码盘与支撑盘的同心度偏差，获得位置调整参数；

(4) 根据步骤(3) 获得的调整参数调整吸盘机械手在XY平面内的位置，使玻璃码盘与支撑盘保持同心，并驱动吸盘机械手携带玻璃码盘向下运动一预设距离；

(5) 重复步骤(3)、(4) 直至玻璃码盘接触支撑盘上的胶层，松开并移除吸盘机械手；

(6) 用UV灯照射玻璃码盘，使UV胶层固化，实现码盘的点胶贴合。

2.根据权利要求1所述的点胶贴合方法，其特征在于：步骤(1)中，所述夹持装置具有以下结构：

包括支撑台、固定夹持件和活动夹持件，所述固定夹持件和活动夹持件的相应侧面之间构成圆盘的夹持空间，所述活动夹持件末端具有一斜面，设有一斜销驱动机构，所述斜销驱动机构的驱动杆上具有与所述活动夹持件上的斜面配合的驱动斜面，所述活动夹持件被第一滑道限位，具有沿夹紧所述活动夹持件的方向运动的自由度；所述驱动杆被第二滑道限位，所述第二滑道的滑动方向与所述第一滑道的滑动方向垂直；

夹持方法为，准备状态下，所述斜销驱动机构的驱动杆回收，活动夹持件远离夹持空间，先由机械手将圆盘放置到所述夹持空间处，使圆盘处于水平状态，斜销驱动机构动作，驱动杆伸出，其端部斜面压迫活动夹持件，使活动夹持件沿第一滑道滑移，接触并压迫所述圆盘，使圆盘被定位于活动夹持件和固定夹持件之间。

3.根据权利要求2所述的点胶贴合方法，其特征在于：所述活动夹持件的上方可滑动地贴合设有压板。

4.根据权利要求2所述的点胶贴合方法，其特征在于：所述第一滑道的滑动方向平行与经过所述活动夹持件夹持所述圆盘时的接触受力中心点的圆盘的法线方向。

5.根据权利要求2所述的点胶贴合方法，其特征在于：所述活动夹持件末端的斜面与第一滑道的滑动方向之间的夹角在50°～65°之间。

6.根据权利要求2所述的点胶贴合方法，其特征在于：所述斜销驱动机构中，驱动杆由气缸驱动。

7.根据权利要求2所述的点胶贴合方法，其特征在于：所述活动夹持件具有使其远离夹持空间的复位弹簧。