CN111807050B - 对位治具和转移装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对位治具和转移装置。对位治具包括：支架；转轴，转动连接于所述支架；载台，所述载台具有与工件相适配的承载面，并连接于所述转轴；以及制动单元，用于调节所述转轴和所述支架的相对运动关系，当所述制动单元启动时，所述转轴和所述支架保持相对静止，当所述制动单元关闭时，所述转轴能够相对所述支架自由旋转。上述对位治具，在取放装置缓慢靠近对位治具的过程中，载台能够随取放装置上镜片旋转，从而使载台的承载面与镜片的待贴合面相对准。由于载台的承载面与镜片的待贴合面相对准，取放装置与对位治具相接过程中，位于取放装置上的镜片待贴合面的不同区域均匀受压，使得贴附于镜片的OCA胶被压伤甚至变形的可能性大大降低。

Description

对位治具和转移装置

技术领域

本发明涉及对位技术领域，特别是涉及对位治具和转移装置。

背景技术

近年来，VR(Virtual Reality，虚拟现实)&AR(Augmented Reality，增强现实)相关应用蓬勃发展，镜片组为此类产品的关键元件。部分镜片组由两个镜片贴合而成，贴合面以2.5D曲面为主流。在进行贴合前，将具有2.5D曲面的镜片转移到载台上，在此过程中，需要将镜片的2.5D曲面与载台进行对位。现有技术中多采用先调整镜片与载台的相对位置，而后将镜片放置于载台上，然而该种对位方式经常出现镜片与载台面形不匹配的问题。

发明内容

基于此，有必要针对镜片与载台面形不匹配的问题，提供一种对位治具和转移装置。

一种对位治具，包括：

支架；

转轴，转动连接于所述支架；

载台，所述载台具有与工件相适配的承载面，并连接于所述转轴；以及

制动单元，用于调节所述转轴和所述支架的相对运动关系，当所述制动单元启动时，所述转轴和所述支架保持相对静止，当所述制动单元关闭时，所述转轴能够相对所述支架自由旋转。

在其中一个实施例中，所述制动单元包括电磁铁，所述转轴上设有磁性金属块，所述电磁铁与所述磁性金属块相对设置。

在其中一个实施例中，所述磁性金属块的材质包括铁、钴或镍其中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述制动单元包括若干夹爪和动力元件，所述动力元件能够驱使所述夹爪相互靠拢以夹持固定所述转轴。

在其中一个实施例中，所述对位治具还包括轴承，所述轴承设于所述转轴和所述支架之间。

在其中一个实施例中，所述对位治具还包括复位电磁铁，所述转轴上设有磁性吸附件，所述转轴能够在所述复位电磁铁和所述磁性吸附件之间的磁性作用力下复位。

在其中一个实施例中，所述磁性吸附件在宽度方向与所述转轴表面的交线对应的圆心角θ≤5°。

在其中一个实施例中，所述磁性吸附件的个数为2，两个所述磁性吸附件对称设置于所述转轴上，每一个所述磁性吸附件对应设置一个所述复位电磁铁。

在其中一个实施例中，所述对位治具还包括视觉检测单元，所述视觉检测单元用于检测所述工件与所述承载面是否对准。

一种转移装置，包括所述对位治具。

上述对位治具，在取放装置缓慢靠近对位治具的过程中，载台能够随取放机构上的镜片旋转，从而使载台的承载面与镜片的待贴合面相对准。由于载台的承载面与镜片的待贴合面相对准，取放机构与对位治具相接过程中，位于取放机构上的镜片待贴合面的不同区域均匀受压，使得贴附于镜片的OCA胶被压伤甚至变形的可能性大大降低。

附图说明

图1为一实施例中镜片组的示意图；

图2为一实施例中2.5D曲面的示意图；

图3为一实施例中转移装置的结构示意图。

主要元件符号说明

300—取放机构，310—吸取单元，320—动力组件，321—驱动电机，322—螺杆，323—安装座，200—镜片组，210—镜片，210a—待贴合面，220—离型膜，100—对位治具，10—支架，20—转轴，21—磁性吸附件，22—磁性金属块，23—轴承，30—载台，31—承载面，40—制动单元，50—复位电磁铁，60—视觉检测单元

如下具体实施方法将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1，镜片组200包括待贴合的两个镜片210，镜片210的待贴合面210a为2.5D曲面或3D曲面。可以理解的，其中一个镜片210的待贴合面210a与另一个镜片210的待贴合面210a相匹配。例如，其中一个镜片210的待贴合面210a为凸曲面，则另一个镜片210的待贴合面210a为凹曲面，凸曲面和凹曲面相匹配以实现相互贴合。其中，2.5D曲面介于2D平面和3D曲面之间。请参阅图2，在XYZ坐标系内，2.5D曲面在XZ平面内的投影为曲线，该曲线沿Y轴方向延伸形成前述2.5D曲面。

在实际生产中，为方便运输和储存，上游厂家提供的镜片210放置于料盘中，每个料盘中镜片210的摆放位置各不相同。

请参阅图3，本发明提出一种转移装置，用于从料盘抓取以及承接镜片210，以便镜片210被转移至贴合机构进行贴合制程。

转移装置包括取放机构300和对位治具100，取放机构300用于由料盘吸取镜片210并带动镜片210朝靠近对位治具100的方向运动。在取放机构300靠近对位治具100的过程中，对位治具100能够随位于取放机构300上的镜片210发生转动，以便于承接镜片210。

取放机构300包括吸取单元310和动力组件320，吸取单元310能够对镜片210产生吸附作用，并在动力组件320的驱动下靠近对位治具100。具体的，吸取单元310内形成有腔体，抓取单元310的表面设有若干与腔体连通的吸附孔。腔体连接有抽真空装置，抽真空装置启动时，腔体内形成负压，使得镜片210被吸附于抓取单元310上。动力组件320包括驱动电机321、螺杆322及安装座323。驱动电机321的输出端连接于螺杆322。螺杆322转动连接于安装座323，螺杆322在轴向保持静止。吸取单元310固定连接有螺母311，螺杆322与螺母311螺纹配合。螺杆322在驱动电机321的带动下做旋转运动时，螺母311沿螺杆322的轴向做升降运动，进而带动吸取单元310及吸附于吸取单元310上的镜片210靠近或远离对位治具100。

对位治具100包括与镜片210的待贴合面210a相匹配的承载面31，例如，待贴合面210a为凹曲面，则承载面31为能够与之相贴合的凸曲面。在取放机构300缓慢靠近对位治具100的过程中，对位治具100能够随取放机构300上镜片210的待贴合面210a旋转，从而使对位治具100的承载面31与镜片210的待贴合面210a相对准。对准的含义具体是指镜片210待贴合面210a的不同区域与承载面31的间隙相等。由于对位治具100的承载面31与镜片210的待贴合面210a相对准，取放机构300与对位治具100相接过程中，位于取放机构300上的镜片210的待贴合面210a不同区域均匀受压，使得镜片210上OCA胶被压伤甚至变形的可能性大大降低。

对位治具100包括支架10、转轴20、载台30及制动单元40。

支架10作为安装载体，用于固定转轴20的位置。在转轴20旋转过程中，支架10对转轴20起到支撑作用。

转轴20转动连接于支架10，具体的，支架10开设有通孔，转轴20穿设于通孔中，转轴20能够相对于支架10发生转动。在一实施例中，对位治具100还包括轴承23，轴承23设于转轴20和支架10之间。轴承23的外圈与支架10固定连接，转轴20穿设于轴承23的内圈。轴承23能够对转轴20起到支撑作用，同时，降低转轴20运行过程中受到的阻力。

载台30具有与镜片210的待贴合面210a相适配的承载面31。在一实施例中，承载面31为凸曲面，在其他实施例中，承载面31也可以是凹曲面。载台30背离承载面31的一侧连接于转轴20，从而载台30能够与转轴20同步转动。在生产过程中，取放机构300将镜片210转移至载台30的上方，镜片210的待贴合面210a与载台30的承载面31相对。而后取放机构300带动镜片210下降并逐步靠近载台30，镜片210对载台30形成限位，载台30旋转至承载面31与镜片210的待贴合面210a相互对准的位置，从而实现镜片210与载台30的对位。需要说明的是，镜片210的待贴合面210a事先涂覆有一层OCA胶，为防止OCA胶与载台30的承载面31发生粘连，OCA胶上贴附有离型膜220。

载台30开设有若干真空吸附孔，载台30内部形成有与真空吸附孔相连通的腔体。载台30内部的腔体与抽真空装置相连通，当抽真空装置启动时，能够对位于载台30上的离型膜220产生吸附作用。

制动单元40用于调节转轴20和支架10的相对运动关系。当制动单元40启动时，转轴20和支架10保持相对静止，当制动单元40关闭时，转轴20能够相对支架10自由旋转。取放机构300靠近载台30的过程中，制动单元40关闭，转轴20能够自由旋转，以便使镜片210与载台30相互对位。当镜片210与载台30完成对位后，制动单元40启动，转轴20不能继续转动，以使载台30与镜片210的相对位置保持不变。

在一实施例中，制动单元40包括电磁铁，转轴20上设有磁性金属块22，电磁铁与磁性金属块22相对设置。当电磁铁通电时，对设于转轴20上的磁性金属块22产生吸附作用，转轴20的位置被固定，无法发生转动。当电磁铁断电时，对磁性金属块22无吸附作用，转轴20能够自由转动。可以理解的，磁性金属块22的材质包括铁、钴或镍其中的至少一种。

在另一实施例中，制动单元40包括若干夹爪和动力元件，动力元件能够驱使夹爪相互靠拢以夹持固定转轴20。

对位治具100还包括复位电磁铁50，转轴20上设有磁性吸附件21，转轴20能够在复位电磁铁50和磁性吸附件21之间的磁性作用力下复位。在初始状态，复位电磁铁50与磁性吸附件21相对设置。具体的，复位电磁铁50与磁性吸附件21位于同一水平高度处，且复位电磁铁50与设于转轴20上的磁性吸附件21正对。在镜片210与载台30对位过程中，复位电磁铁50处于关闭状态，转轴20带动载台30发生一定程度的偏转，复位电磁铁50与磁性吸附件21相互错开。当镜片210上的离型膜220被撕除后，制动单元40解除对转轴20位置的限定，复位电磁铁50启动，对磁性吸附件21产生磁性吸附作用，带动转轴20发生转动，并恢复至初始位置。初始位置是指设于转轴20上的磁性吸附件21与复位电磁铁50正对的位置。

磁性吸附件21在宽度方向与转轴20表面的交线对应的圆心角θ≤5°，换言之，磁性吸附件21的宽度不应过长，以确保在复位电磁铁50和磁性吸附件21之间的吸附作用下转轴20能够恢复至初始位置，以便承接由取放机构300转移来的下一镜片210。

磁性吸附件21的个数为2，两个磁性吸附件21对称设置于转轴20上，每一个磁性吸附件21对应设置一个复位电磁铁50。

对位治具100还包括视觉检测单元60，视觉检测单元60用于检测工件与承载面31是否对准。具体的，视觉检测单元60由载台30下方拍摄载台30和镜片210的图像，通过图像分析软件分析判断承载面31的外轮廓与镜片210的待贴合面210a的外轮廓是否重叠。若承载面31的外轮廓与镜片210待贴合面210a的外轮廓完全重叠，则表明承载面31与待贴合面210a已对准，可进行下一步操作。

上述转移装置的工作流程如下：

S100，取放机构300将镜片210由料盘取出，并带动镜片210朝靠近对位治具100的方向移动；

S200，当镜片210与对位治具100的距离小于设定值时，取放机构300的移动速度减慢，在一实施例中，设定值为5cm；

S300，关闭制动单元40和复位电磁铁50，取放机构300缓慢靠近载台30，镜片210对载台30形成限位，载台30沿顺时针或逆时针旋转，直至承载面31与镜片210的待贴合面210a相互对准，从而实现镜片210与载台30的对位；

S400，启动制动单元40，转轴20保持静止，取放机构300进一步靠近载台30，以使镜片210上的离型膜220与载台30的承载面31相贴合；

S500，对位治具100整体移动至下一工位，贴合机构将位于对位治具100上的镜片210取走；

S600，制动单元40关闭，复位电磁铁50通电，带动转轴20复位。

在一实施例中，转移装置还包括控制系统，用于实现对取放机构300和对位治具100的自动化控制。控制系统包括可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)、马达控制器及电磁铁控制器，马达控制器和电磁铁控制器均与可编程逻辑控制器通讯连接。可编程逻辑控制器能够通过时序与逻辑判断进行讯号输出/入，并向马达控制器和电磁铁控制器发出控制信号。根据可编程逻辑控制器输出的控制信号，马达控制器能够控制取放机构300的驱动电机321的工作状态，电磁铁控制器能够控制制动单元40和复位电磁铁50的工作状态。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种转移装置，其特征在于，包括对位治具和取放机构，

所述对位治具包括支架、转轴、载台和制动单元，所述转轴转动连接于所述支架；所述载台具有与工件相适配的承载面，并连接于所述转轴；所述制动单元，用于调节所述转轴和所述支架的相对运动关系，当所述制动单元启动时，所述转轴和所述支架保持相对静止，当所述制动单元关闭时，所述转轴能够相对所述支架自由旋转；

所述取放机构用于由料盘吸取工件并带动工件朝靠近所述对位治具的方向运动，在所述取放机构靠近所述对位治具的过程中，所述对位治具能够随位于所述取放机构上的工件发生转动，以便于承接工件；

其中，在所述取放机构靠近所述载台的过程中，所述制动单元关闭，所述转轴能够自由旋转，以便使工件与所述载台相互对位，当工件与所述载台完成对位后，所述制动单元启动，以使所述载台与工件的相对位置保持不变。

2.根据权利要求1所述的转移装置，其特征在于，所述制动单元包括电磁铁，所述转轴上设有磁性金属块，所述电磁铁与所述磁性金属块相对设置。

3.根据权利要求2所述的转移装置，其特征在于，所述磁性金属块的材质包括铁、钴或镍其中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的转移装置，其特征在于，所述制动单元包括若干夹爪和动力元件，所述动力元件能够驱使所述夹爪相互靠拢以夹持固定所述转轴。

5.根据权利要求1所述的转移装置，其特征在于，所述对位治具还包括轴承，所述轴承设于所述转轴和所述支架之间。

6.根据权利要求1所述的转移装置，其特征在于，所述对位治具还包括复位电磁铁，所述转轴上设有磁性吸附件，所述转轴能够在所述复位电磁铁和所述磁性吸附件之间的磁性作用力下复位。

7.根据权利要求6所述的转移装置，其特征在于，所述磁性吸附件在宽度方向与所述转轴表面的交线对应的圆心角θ≤5°。

8.根据权利要求6所述的转移装置，其特征在于，所述磁性吸附件的个数为2，两个所述磁性吸附件对称设置于所述转轴上，每一个所述磁性吸附件对应设置一个所述复位电磁铁。

9.根据权利要求1所述的转移装置，其特征在于，所述对位治具还包括视觉检测单元，所述视觉检测单元用于检测所述工件与所述承载面是否对准。

10.根据权利要求1所述的转移装置，其特征在于，所述取放机构包括吸取单元和动力组件，所述吸取单元能够对工件产生吸附作用，所述动力组件用于驱动所述吸取单元靠近所述对位治具。

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