CN113071909A - 一种高精度棱镜自动排片机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度棱镜自动排片机，其中：取片视觉装置用于获取WAFER载台机构上的棱镜片位姿，取放片装置根据取片视觉装置采集的棱镜片位姿而修正取料角度和位置；取放片装置用于平移至WAFER载台机构的上方对棱镜片进行取料，待取料完成后，再平移至载台机构上方进行放料；放片视觉装置用于获取载台机构上的排片位置，取放片装置根据放片视觉装置采集的信息将棱镜片放置于排片位置；倒置飞拍视觉装置用于当取放片装置经过其上方时获取取放片装置所拾取棱镜片的位姿，取放片装置根据倒置飞拍视觉装置采集的棱镜片位姿而修正取料角度和位置。本发明可自动取放棱镜，同时能够根据棱镜位置、角度自动灵活地调节取放料姿态，进而实现高精度排片。

Description

一种高精度棱镜自动排片机

技术领域

本发明涉及棱镜排片设备，尤其涉及一种高精度棱镜自动排片机。

背景技术

棱镜排片机是用于从wafer盘上吸取棱镜，然后将其按预设要求移栽排列于薄膜上，为包装或者后期工序作准备的自动化取放料设备。然而现有的棱镜排片机只具有取放料的功能，因缺少棱镜角度、位置的监测，所以很难实现高精度排片，无法满足生产要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种可自动取放棱镜，同时能够根据棱镜位置、角度自动灵活地调节取放料姿态，进而实现高精度排片的高精度棱镜自动排片机。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种高精度棱镜自动排片机，其包括有机台，所述机台上设有WAFER载台机构、倒置飞拍视觉装置、载台机构和龙门架，所述龙门架上设有取片视觉装置、放片视觉装置和取放片装置，其中：所述WAFER载台机构用于装夹载有多个棱镜片的薄膜；所述取片视觉装置设于所述WAFER载台机构上方，所述取片视觉装置用于获取所述WAFER载台机构上的棱镜片位姿，所述取放片装置根据所述取片视觉装置采集的棱镜片位姿而修正取料角度和位置；所述取放片装置用于平移至所述WAFER载台机构的上方对所述棱镜片进行取料，待取料完成后，再平移至所述载台机构上方进行放料；所述放片视觉装置设于所述载台机构上方，所述放片视觉装置用于获取所述载台机构上的排片位置，所述取放片装置根据所述放片视觉装置采集的信息将所述棱镜片放置于所述排片位置；所述倒置飞拍视觉装置位于所述WAFER载台机构和所述载台机构之间，所述倒置飞拍视觉装置用于当所述取放片装置经过其上方时获取所述取放片装置所拾取棱镜片的位姿，所述取放片装置根据所述倒置飞拍视觉装置采集的棱镜片位姿而修正取料角度和位置。

优选地，所述棱镜片的位姿包括有棱镜片角度和棱镜片位置。

优选地，所述WAFER载台机构包括有丝杆直线模组和平移载台，所述丝杆直线模组安装于所述机台上，所述平移载台安装于所述丝杆直线模组的驱动端，且由所述丝杆直线模组驱使所述平移载台平移，所述平移载台上设有用于装夹薄膜的薄膜治具、用于驱使所述薄膜治具运动扩膜的扩膜驱动电机和用于驱使所述薄膜治具旋转的旋转驱动电机。

优选地，所述机台上设有顶针装置，所述顶针装置位于所述薄膜治具的下方，所述顶针装置用于当所述取放片装置从所述WAFER载台机构拾取所述棱镜片时吸附所述薄膜，以令所述棱镜片与所述薄膜剥离。

优选地，所述顶针装置包括有可横向、纵向移动的交叉滑座，所述交叉滑座上设有升降顶针以及用于驱使所述升降顶针上升或者下降的升降驱动机构。

优选地，所述机台为大理石机台，所述龙门架为大理石龙门架。

优选地，所述取放片装置包括有X轴平移模组、Z轴平移模组、旋转运动模组和取料吸头，所述取料吸头设于所述旋转运动模组的运动端，所述旋转运动模组设于所述Z轴平移模组的升降端，所述Z轴平移模组设于所述X轴平移模组的平移端，所述X轴平移模组安装于所述龙门架上。

优选地，所述取片视觉装置包括相机支架，所述相机支架设于所述龙门架上，所述相机支架上设有CCD相机组件，所述CCD相机组件的镜筒朝向所述WAFER载台机构，所述镜筒的下端面设有光源，所述取片视觉装置和所述放片视觉装置的结构相同。

优选地，所述相机支架与所述龙门架的连接处设有用于调节所述相机支架水平位置的微调机构。

优选地，所述载台机构包括有放料载台以及用于驱使所述放料载台平移的载台横移机构，所述放料载台上密布有负压吸孔。

本发明公开的高精度棱镜自动排片机中，在所述机台上设置了WAFER载台机构和载台机构，在所述WAFER载台机构和所述载台机构相邻处的所述龙门架上设置了取片视觉装置、放片视觉装置和取放片装置，取放片过程中，通过所述取片视觉装置获取所述WAFER载台机构上的棱镜片位姿，根据棱镜片位姿，所述取放片装置可以在采集棱镜片之前预先对取料角度和位置进行修正，从而准确地对所述棱镜片进行拾取，在所述取放片装置运动的过程中，还可以利用所述倒置飞拍视觉装置对所述取放片装置拾取的棱镜片位姿进行采集，以便于所述取放片装置在移动过程中对取料角度和位置进行实时修正，最后在所述放片视觉装置的配合下，将所拾取的棱镜片精准地放置于所述载台机构上的指定位置。基于上述原理可见，本发明在取片视觉装置、放片视觉装置、倒置飞拍视觉装置和取放片装置等机构的共同配合下，不仅实现了自动取放棱镜，还能够根据棱镜位置、角度自动灵活地调节取放料姿态，进而实现高精度排片，较好地满足了生产要求。

附图说明

图1为本发明高精度棱镜自动排片机的立体图；

图2为本发明高精度棱镜自动排片机的内部结构图；

图3为本发明高精度棱镜自动排片机的内部结构分解图；

图4为WAFER载台机构的立体图一；

图5为WAFER载台机构的立体图二；

图6为顶针装置的立体图一；

图7为顶针装置的立体图二；

图8为龙门架、取片视觉装置、放片视觉装置和取放片装置的立体图；

图9为龙门架的立体图；

图10为载台机构的立体图；

图11为倒置飞拍视觉装置的立体图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。

本发明公开了一种高精度棱镜自动排片机，结合图1至图11所示，所述高精度棱镜自动排片机设于一设备箱体102内，所述高精度棱镜自动排片机包括有机台1，所述机台1上设有WAFER载台机构2、倒置飞拍视觉装置3、载台机构4和龙门架5，所述龙门架5上设有取片视觉装置6、放片视觉装置7和取放片装置8，其中：

所述WAFER载台机构2用于装夹载有多个棱镜片100的薄膜101；

所述取片视觉装置6设于所述WAFER载台机构2上方，所述取片视觉装置6用于获取所述WAFER载台机构2上的棱镜片100位姿，所述取放片装置8根据所述取片视觉装置6采集的棱镜片100位姿而修正取料角度和位置；

所述取放片装置8用于平移至所述WAFER载台机构2的上方对所述棱镜片100进行取料，待取料完成后，再平移至所述载台机构4上方进行放料；

所述放片视觉装置7设于所述载台机构4上方，所述放片视觉装置7用于获取所述载台机构4上的排片位置，所述取放片装置8根据所述放片视觉装置7采集的信息将所述棱镜片100放置于所述排片位置；

所述倒置飞拍视觉装置3位于所述WAFER载台机构2和所述载台机构4之间，所述倒置飞拍视觉装置3用于当所述取放片装置8经过其上方时获取所述取放片装置8所拾取棱镜片100的位姿，所述取放片装置8根据所述倒置飞拍视觉装置3采集的棱镜片100位姿而修正取料角度和位置。

上述结构中，在所述机台1上设置了WAFER载台机构2和载台机构4，在所述WAFER载台机构2和所述载台机构4相邻处的所述龙门架5上设置了取片视觉装置6、放片视觉装置7和取放片装置8，取放片过程中，通过所述取片视觉装置6获取所述WAFER载台机构2上的棱镜片100位姿，根据棱镜片100位姿，所述取放片装置8可以在采集棱镜片100之前预先对取料角度和位置进行修正，从而准确地对所述棱镜片100进行拾取，在所述取放片装置8运动的过程中，还可以利用所述倒置飞拍视觉装置3对所述取放片装置8拾取的棱镜片100位姿进行采集，以便于所述取放片装置8在移动过程中对取料角度和位置进行实时修正，最后在所述放片视觉装置7的配合下，将所拾取的棱镜片100精准地放置于所述载台机构4上的指定位置。基于上述原理可见，本发明在取片视觉装置6、放片视觉装置7、倒置飞拍视觉装置3和取放片装置8等机构的共同配合下，不仅实现了自动取放棱镜，还能够根据棱镜位置、角度自动灵活地调节取放料姿态，进而实现高精度排片，较好地满足了生产要求。

实际应用中，所述棱镜片100的位姿包括有棱镜片角度和棱镜片位置。

作为一种优选方式，结合图4和图5所示，所述WAFER载台机构2包括有丝杆直线模组20和平移载台21，所述丝杆直线模组20安装于所述机台1上，所述平移载台21安装于所述丝杆直线模组20的驱动端，且由所述丝杆直线模组20驱使所述平移载台21平移，所述平移载台21上设有用于装夹薄膜101的薄膜治具22、用于驱使所述薄膜治具22运动扩膜的扩膜驱动电机23和用于驱使所述薄膜治具22旋转的旋转驱动电机24。

上述结构中的所述WAFER载台机构2，其不仅对薄膜101具有装夹作用，还兼具扩膜与旋转功能，进而满足用户的不同生产需求。

结合图6和图7，为了方便于所述棱镜片100与所述薄膜101分离，本实施例中，所述机台1上设有顶针装置9，所述顶针装置9位于所述薄膜治具22的下方，所述顶针装置9用于当所述取放片装置8从所述WAFER载台机构2拾取所述棱镜片100时吸附所述薄膜101，以令所述棱镜片100与所述薄膜101剥离。

关于所述顶针装置9的具体结构，本实施例中，所述顶针装置9包括有可横向、纵向移动的交叉滑座90，所述交叉滑座90上设有升降顶针91以及用于驱使所述升降顶针91上升或者下降的升降驱动机构92。

实际应用中，所述升降顶针91可外接气源使其具有负压吸附功能。

作为一种优选方式，所述机台1为大理石机台，所述龙门架5为大理石龙门架。其中，大理石材质的机台和龙门架的结构刚性更好，可避免设备在运行过程中发生摇晃、颤抖等情况，因此有助于进一步提高设备的取放片精度。

结合图8和图9所示，为了方便对取放料姿态的灵活调节，本实施例中，所述取放片装置8包括有X轴平移模组80、Z轴平移模组81、旋转运动模组82和取料吸头83，所述取料吸头83设于所述旋转运动模组82的运动端，所述旋转运动模组82设于所述Z轴平移模组81的升降端，所述Z轴平移模组81设于所述X轴平移模组80的平移端，所述X轴平移模组80安装于所述龙门架5上。

为了准确拍摄取放料位置的图像信息，本实施例中，所述取片视觉装置6包括相机支架60，所述相机支架60设于所述龙门架5上，所述相机支架60上设有CCD相机组件61，所述CCD相机组件61的镜筒62朝向所述WAFER载台机构2，所述镜筒62的下端面设有光源63，所述取片视觉装置6和所述放片视觉装置7的结构相同。

作为一种优选方式，所述相机支架60与所述龙门架5的连接处设有用于调节所述相机支架60水平位置的微调机构64。

请参见图10，关于所述载台机构4的具体结构，本实施例中，所述载台机构4包括有放料载台40以及用于驱使所述放料载台40平移的载台横移机构41，所述放料载台40上密布有负压吸孔42。

以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种高精度棱镜自动排片机，其特征在于，包括有机台(1)，所述机台(1)上设有WAFER载台机构(2)、倒置飞拍视觉装置(3)、载台机构(4)和龙门架(5)，所述龙门架(5)上设有取片视觉装置(6)、放片视觉装置(7)和取放片装置(8)，其中：

所述WAFER载台机构(2)用于装夹载有多个棱镜片(100)的薄膜(101)；

所述取片视觉装置(6)设于所述WAFER载台机构(2)上方，所述取片视觉装置(6)用于获取所述WAFER载台机构(2)上的棱镜片(100)位姿，所述取放片装置(8)根据所述取片视觉装置(6)采集的棱镜片(100)位姿而修正取料角度和位置；

所述取放片装置(8)用于平移至所述WAFER载台机构(2)的上方对所述棱镜片(100)进行取料，待取料完成后，再平移至所述载台机构(4)上方进行放料；

所述放片视觉装置(7)设于所述载台机构(4)上方，所述放片视觉装置(7)用于获取所述载台机构(4)上的排片位置，所述取放片装置(8)根据所述放片视觉装置(7)采集的信息将所述棱镜片(100)放置于所述排片位置；

所述倒置飞拍视觉装置(3)位于所述WAFER载台机构(2)和所述载台机构(4)之间，所述倒置飞拍视觉装置(3)用于当所述取放片装置(8)经过其上方时获取所述取放片装置(8)所拾取棱镜片(100)的位姿，所述取放片装置(8)根据所述倒置飞拍视觉装置(3)采集的棱镜片(100)位姿而修正取料角度和位置。

2.如权利要求1所述的高精度棱镜自动排片机，其特征在于，所述棱镜片(100)的位姿包括有棱镜片角度和棱镜片位置。

3.如权利要求1所述的高精度棱镜自动排片机，其特征在于，所述WAFER载台机构(2)包括有丝杆直线模组(20)和平移载台(21)，所述丝杆直线模组(20)安装于所述机台(1)上，所述平移载台(21)安装于所述丝杆直线模组(20)的驱动端，且由所述丝杆直线模组(20)驱使所述平移载台(21)平移，所述平移载台(21)上设有用于装夹薄膜(101)的薄膜治具(22)、用于驱使所述薄膜治具(22)运动扩膜的扩膜驱动电机(23)和用于驱使所述薄膜治具(22)旋转的旋转驱动电机(24)。

4.如权利要求3所述的高精度棱镜自动排片机，其特征在于，所述机台(1)上设有顶针装置(9)，所述顶针装置(9)位于所述薄膜治具(22)的下方，所述顶针装置(9)用于当所述取放片装置(8)从所述WAFER载台机构(2)拾取所述棱镜片(100)时吸附所述薄膜(101)，以令所述棱镜片(100)与所述薄膜(101)剥离。

5.如权利要求4所述的高精度棱镜自动排片机，其特征在于，所述顶针装置(9)包括有可横向、纵向移动的交叉滑座(90)，所述交叉滑座(90)上设有升降顶针(91)以及用于驱使所述升降顶针(91)上升或者下降的升降驱动机构(92)。

6.如权利要求1所述的高精度棱镜自动排片机，其特征在于，所述机台(1)为大理石机台，所述龙门架(5)为大理石龙门架。

7.如权利要求1所述的高精度棱镜自动排片机，其特征在于，所述取放片装置(8)包括有X轴平移模组(80)、Z轴平移模组(81)、旋转运动模组(82)和取料吸头(83)，所述取料吸头(83)设于所述旋转运动模组(82)的运动端，所述旋转运动模组(82)设于所述Z轴平移模组(81)的升降端，所述Z轴平移模组(81)设于所述X轴平移模组(80)的平移端，所述X轴平移模组(80)安装于所述龙门架(5)上。

8.如权利要求7所述的高精度棱镜自动排片机，其特征在于，所述取片视觉装置(6)包括相机支架(60)，所述相机支架(60)设于所述龙门架(5)上，所述相机支架(60)上设有CCD相机组件(61)，所述CCD相机组件(61)的镜筒(62)朝向所述WAFER载台机构(2)，所述镜筒(62)的下端面设有光源(63)，所述取片视觉装置(6)和所述放片视觉装置(7)的结构相同。

9.如权利要求8所述的高精度棱镜自动排片机，其特征在于，所述相机支架(60)与所述龙门架(5)的连接处设有用于调节所述相机支架(60)水平位置的微调机构(64)。

10.如权利要求1所述的高精度棱镜自动排片机，其特征在于，所述载台机构(4)包括有放料载台(40)以及用于驱使所述放料载台(40)平移的载台横移机构(41)，所述放料载台(40)上密布有负压吸孔(42)。

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