CN114472098A - 一种光波导片点胶贴合设备 - Google Patents

一种光波导片点胶贴合设备 Download PDF

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CN114472098A CN202210101464.6A CN202210101464A CN114472098A CN 114472098 A CN114472098 A CN 114472098A CN 202210101464 A CN202210101464 A CN 202210101464A CN 114472098 A CN114472098 A CN 114472098A
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Abstract

本发明涉及AR产品制造设备技术领域，尤其涉及一种光波导片点胶贴合设备。所述光波导片点胶贴合设备包括平行度调整装置、吸板、对位调整装置、定位治具、点胶装置、第一检测装置和第二检测装置，吸板用于吸附上玻璃片，定位治具用于放置下玻璃片。该光波导片点胶贴合设备通过第一检测装置检测上玻璃片的平行度及高度，以便于平行度调整装置调整吸板的平行度及高度；通过第二检测装置检测上玻璃片和下玻璃片的相对位置，然后利用对位调整装置对定位治具的位置进行调整，从而能够保证上玻璃片和下玻璃片贴合平行度好，误差小，保证贴合质量。

Description

一种光波导片点胶贴合设备
技术领域
本发明涉及AR产品制造设备技术领域，尤其涉及一种光波导片点胶贴合设备。
背景技术
光波导片是AR产品(尤其是AR眼镜)中关键部件，主要是将玻璃作为波导的传输主体，并配合图像源实现AR显示。光波导片点胶贴合设备主要用于AR光波导片的点胶及贴合工艺。该设备有较大的技术难点包括：1)上下贴板的平行度为5μm；2)贴合精度误差为±3μm；3)贴合后胶线宽度误差小于±5％。正是由于该设备具有如此高的难度，目前在行业内属于空白，而AR眼镜的生产又离不开该设备，因此，该设备具有较大的市场前景。
因此，亟待需要一种光波导片点胶贴合设备以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光波导片点胶贴合设备，贴合平行度好，误差小，保证贴合质量。
为实现上述目的，提供以下技术方案：
一种光波导片点胶贴合设备，包括：
上贴合模组，包括平行度调整装置和吸板，所述吸板用于吸取上玻璃片；
下贴合模组，包括对位调整装置、定位治具和点胶装置，所述定位治具用于放置下玻璃片，所述点胶装置用于对所述定位治具上的下玻璃片进行点胶；
检测模组，包括第一检测装置和第二检测装置，所述第一检测装置用于检测所述吸板上的上玻璃片的平行度及高度，所述平行度调整装置能够根据所述第一检测装置的检测结果调整所述吸板的平行度及高度；所述第二检测装置用于检测所述吸板上的上玻璃片与所述定位治具上的下玻璃片的相对位置，所述对位调整装置能够根据所述第二检测装置的检测结果调整所述定位治具的位置。
作为所述光波导片点胶贴合设备的可选方案，所述吸板上设有避让槽，所述避让槽的周侧设有用于吸附上玻璃片的吸附孔。
作为所述光波导片点胶贴合设备的可选方案，所述第一检测装置包括第一XYZ调整机构和传感器，所述第一XYZ调整机构用于调整所述传感器的位置，以使所述传感器能够移动至所述避让槽的上方，所述传感器用于检测所述上玻璃片的平行度及高度。
作为所述光波导片点胶贴合设备的可选方案，所述传感器为位移传感器，所述位移传感器能够检测所述上玻璃片与所述下玻璃片在任一位置处的高度差，以计算所述上玻璃片的平行度及高度。
作为所述光波导片点胶贴合设备的可选方案，所述平行度调整装置包括：
第一升降机构，其输出端与所述吸板上的第一位置铰接；
第二升降机构，其输出端与所述吸板上的第二位置铰接；
第三升降机构，其输出端与所述吸板上的第三位置铰接；
所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置呈三角形布置，所述避让槽位于所述三角形内。
作为所述光波导片点胶贴合设备的可选方案，所述第二检测装置包括第二XYZ调整机构和CCD相机，所述第二XYZ调整机构用于调整所述CCD相机的位置，以使所述CCD相机能够移动至所述避让槽的上方，所述CCD相机用于检测所述上玻璃片与所述下玻璃片的相对位置。
作为所述光波导片点胶贴合设备的可选方案，所述对位调整装置包括：
安装板；
XXY调整机构，设置在所述安装板上；
承载平台，用于固定所述定位治具，所述XXY调整机构用于调整所述承载平台在水平面的位置并能够使所述承载平台在水平面内旋转。
作为所述光波导片点胶贴合设备的可选方案，所述下贴合模组还包括点胶预固化装置，所述承载平台上设有通口，所述点胶预固化装置包括：
支架，其一端固定在安装板上，其另一端伸出所述通口并延伸至所述承载平台的上方；
固化灯，固定于所述支架的另一端并位于所述承载平台的上方，所述固化灯用于使所述下玻璃片上的胶固化。
作为所述光波导片点胶贴合设备的可选方案，多个所述点胶预固化装置围设于所述定位治具周侧。
作为所述光波导片点胶贴合设备的可选方案，所述点胶装置包括点胶驱动机构和点胶喷射阀，所述点胶驱动机构用于驱动所述点胶喷射阀移动至所述下玻璃片上方，所述点胶喷射阀用于在所述下玻璃片上进行点胶。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的光波导片点胶贴合设备，通过第一检测装置检测上玻璃片的平行度及高度，以便于平行度调整装置调整吸板的平行度及高度；通过第二检测装置检测上玻璃片和下玻璃片的相对位置，然后利用对位调整装置对定位治具(即下玻璃片)的位置进行调整，从而能够保证上玻璃片和下玻璃片贴合平行度好，误差小，保证贴合质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的光波导片点胶贴合设备的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的平行度调整装置及吸板的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的第一检测装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的第二检测装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的对位调整装置及定位治具的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的点胶装置的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的点胶喷射阀的结构示意图。
附图标记：
1、平行度调整装置；11、第一升降机构；12、第二升降机构；13、第三升降机构；14、支撑架；141、支撑板；142、立架；
2、吸板；21、避让槽；
3、对位调整装置；31、安装板；32、XXY调整机构；33、承载平台；
5、点胶装置；51、点胶驱动机构；52、点胶喷射阀；
6、点胶预固化装置；61、支架；62、固化灯；
7、第一检测装置；71、第一XYZ调整机构；72、传感器；
8、第二检测装置；81、第二XYZ调整机构；82、CCD相机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的机构可以以各种不同的配置来布置和设计。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是直接连接，也可以是间接连接；可以是机械连接，也可以是电连接。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。
本实施例提供了一种光波导片点胶贴合设备，包括上贴合模组、下贴合模组和检测模组，其中上贴合模组用于吸附上玻璃片，并能够根据检测模组的检测结果调整上玻璃片的平行度及高度；下贴合模组用于定位下玻璃片，并能够根据检测模组的检测结果调整下玻璃片的位置及旋转角度，以与上玻璃片对齐。当上玻璃片和下玻璃片对齐后，上贴合模组可驱动上玻璃片向下移动并与下玻璃片贴合，保证贴合精度及贴合质量。
如图1所示，上贴合模组包括平行度调整装置1和吸板2，吸板2用于吸取上玻璃片。下贴合模组包括对位调整装置3、定位治具(图中未示出)和点胶装置5，定位治具用于放置下玻璃片，点胶装置5用于对定位治具上的下玻璃片进行点胶。检测模组包括第一检测装置7和第二检测装置8，第一检测装置7用于检测吸板2上的上玻璃片的平行度及高度，平行度调整装置1能够根据第一检测装置7的检测结果调整吸板2的平行度及高度；第二检测装置8用于检测吸板2上的上玻璃片与定位治具上的下玻璃片的相对位置，对位调整装置3能够根据第二检测装置8的检测结果调整定位治具的位置。
该光波导片点胶贴合设备通过第一检测装置7检测上玻璃片的平行度及高度，以便于平行度调整装置1调整吸板2的平行度及高度；通过第二检测装置8检测上玻璃片和下玻璃片的相对位置，然后利用对位调整装置3对定位治具(即下玻璃片)的位置进行调整，从而能够保证上玻璃片和下玻璃片贴合平行度好，误差小，保证贴合质量。
可选地，如图2所示，为了实现对吸板2的平行度及高度的调整，平行度调整装置1包括第一升降机构11、第二升降机构12和第三升降机构13，其中，第一升降机构11的输出端与吸板2上的第一位置铰接；第二升降机构12的输出端与吸板2上的第二位置铰接；第三升降机构13的输出端与吸板2上的第三位置铰接；第一位置、第二位置和第三位置呈三角形布置，避让槽21位于三角形内。当需要调整吸板2的高度时，可使三个升降机构的升降位移量相同，从而使吸板2升降；当需要调整吸板2的平行度时，可根据位移传感器检测到的数值，相应地使第一升降机构11、第二升降机构12和第三升降机构13进行相应的高度调整，以使吸板2保持水平。
优选地，第一升降机构11、第二升降机构12和第三升降机构13可选用直线驱动模组，比如伺服电机丝杆直线驱动模组或伺服电推杆直线驱动模组等。
可选地，平行度调整装置1还包括支撑架14，支撑架14包括支撑板141和立架142，立架142为中空架，立架142固定在支撑板141上，第一升降机构11、第二升降机构12和第三升降机构13沿立架142的周向均匀间隔固定在立架142上，三个升降机构的输出端穿过支撑板141并位于支撑板141的下方。进一步地，立架142的中空部位可避免立架142与检测模组干涉。
优选地，吸板2上设有避让槽21，避让槽21的周侧设有用于吸附上玻璃片的吸附孔。当吸板2吸附上玻璃片后，可通过避让槽21观察到上玻璃片，从而实现既能够吸附上玻璃片，又能够便于检测上玻璃片的位置。
优选地，如图3所示，第一检测装置7包括第一XYZ调整机构71和传感器72，第一XYZ调整机构71用于调整传感器72的位置，以使传感器72能够移动至避让槽21的上方，传感器72用于检测上玻璃片的平行度及高度。
可选地，传感器72为位移传感器，位移传感器能够检测上玻璃片与下玻璃片在任一位置处的高度差，以计算上玻璃片的平行度及高度。示例性地，位移传感器可检测上玻璃片和下玻璃片上三个不同线的位置处的高度差，当三个高度差相同时，说明上玻璃片位于水平面上，平行度符合要求；当三个高度差不相同时，可通过计算得出上玻璃片的倾斜角度，进而通过平行度调整装置1调整吸板2使上玻璃片保持水平。具体而言，位移传感器位于上玻璃片的上方，由于上玻璃片和下玻璃片都是透明的，因此，位移传感器可检测上玻璃片和下玻璃片之间的高度差。
可选地，位移传感器选用高分辨率的位移传感器，检测精度高，保证贴合平行度好，贴合质量高。
可选地，如图4所示，第二检测装置8包括第二XYZ调整机构81和CCD相机82，第二XYZ调整机构81用于调整CCD相机82的位置，以使CCD相机82能够移动至避让槽21的上方，CCD相机82用于检测上玻璃片与下玻璃片的相对位置。具体而言，CCD相机82位于上玻璃片的上方，由于上玻璃片和下玻璃片都是透明的，因此，CCD相机82可检测上玻璃片和下玻璃片是否对齐。
示例性地，CCD相机82可选用高分辨率的CCD工业相机，以准确检测出上玻璃片和下玻璃片相对位置，保证检测精度，以便于对位调整装置3能够根据该检测结果进行对位调整，保证贴合质量。
优选地，第一XYZ调整机构71和第二XYZ调整机构81均可选用现有技术中的XYZ调整平台，以实现调整传感器72或CCD相机82的空间位置，在此不再赘述。
可选地，如图5所示，对位调整装置3包括安装板31、XXY调整机构32和承载平台33，XXY调整机构32设置在安装板31上；承载平台33用于固定定位治具，XXY调整机构32用于调整承载平台33在水平面的位置并能够使承载平台33在水平面内旋转，以使下玻璃片与上玻璃片对齐，保证贴合质量。
示例性地，XXY调整机构32可以选用现有技术中的XXY调整平台，以实现调整承载平台33在水平面内的位置且能够驱动承载平台33旋转，在此不再赘述。
优选地，下贴合模组还包括点胶预固化装置6，承载平台33上设有通口，点胶预固化装置6包括支架61和固化灯62，支架61的一端固定在安装板31上，其另一端伸出通口并延伸至承载平台33的上方；固化灯62固定于支架61的另一端并位于承载平台33的上方，固化灯62用于使下玻璃片上的胶固化。
可选地，多个点胶预固化装置6围设于定位治具周侧。在本实施例中，由于需要在下玻璃片的四周边缘进行点胶，因此，需在定位治具的周侧设置点胶预固化装置6。具体地，定位治具的周侧均匀间隔设置有四个点胶预固化装置6。
如图6-图7所示，点胶装置5包括点胶驱动机构51和点胶喷射阀52，点胶驱动机构51用于驱动点胶喷射阀52移动至下玻璃片上方，点胶喷射阀52用于在下玻璃片上进行点胶。
可选的，点胶驱动机构51能够驱动点胶喷射阀52移动，以实现对下玻璃片的点胶。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种光波导片点胶贴合设备，其特征在于，包括：
上贴合模组，包括平行度调整装置(1)和吸板(2)，所述吸板(2)用于吸取上玻璃片；
下贴合模组，包括对位调整装置(3)、定位治具和点胶装置(5)，所述定位治具用于放置下玻璃片，所述点胶装置(5)用于对所述定位治具上的下玻璃片进行点胶；
检测模组，包括第一检测装置(7)和第二检测装置(8)，所述第一检测装置(7)用于检测所述吸板(2)上的上玻璃片的平行度及高度，所述平行度调整装置(1)能够根据所述第一检测装置(7)的检测结果调整所述吸板(2)的平行度及高度；所述第二检测装置(8)用于检测所述吸板(2)上的上玻璃片与所述定位治具上的下玻璃片的相对位置，所述对位调整装置(3)能够根据所述第二检测装置(8)的检测结果调整所述定位治具的位置。
2.根据权利要求1所述的光波导片点胶贴合设备，其特征在于，所述吸板(2)上设有避让槽(21)，所述避让槽(21)的周侧设有用于吸附上玻璃片的吸附孔。
3.根据权利要求2所述的光波导片点胶贴合设备，其特征在于，所述第一检测装置(7)包括第一XYZ调整机构(71)和传感器(72)，所述第一XYZ调整机构(71)用于调整所述传感器(72)的位置，以使所述传感器(72)能够移动至所述避让槽(21)的上方，所述传感器(72)用于检测所述上玻璃片的平行度及高度。
4.根据权利要求3所述的光波导片点胶贴合设备，其特征在于，所述传感器(72)为位移传感器，所述位移传感器能够检测所述上玻璃片与所述下玻璃片在任一位置处的高度差，以计算所述上玻璃片的平行度及高度。
5.根据权利要求2-4任一项所述的光波导片点胶贴合设备，其特征在于，所述平行度调整装置(1)包括：
第一升降机构(11)，其输出端与所述吸板(2)上的第一位置铰接；
第二升降机构(12)，其输出端与所述吸板(2)上的第二位置铰接；
第三升降机构(13)，其输出端与所述吸板(2)上的第三位置铰接；
所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置呈三角形布置，所述避让槽(21)位于所述三角形内。
6.根据权利要求2所述的光波导片点胶贴合设备，其特征在于，所述第二检测装置(8)包括第二XYZ调整机构(81)和CCD相机(82)，所述第二XYZ调整机构(81)用于调整所述CCD相机(82)的位置，以使所述CCD相机(82)能够移动至所述避让槽(21)的上方，所述CCD相机(82)用于检测所述上玻璃片与所述下玻璃片的相对位置。
7.根据权利要求6所述的光波导片点胶贴合设备，其特征在于，所述对位调整装置(3)包括：
安装板(31)；
XXY调整机构(32)，设置在所述安装板(31)上；
承载平台(33)，用于固定所述定位治具，所述XXY调整机构(32)用于调整所述承载平台(33)在水平面的位置并能够使所述承载平台(33)在水平面内旋转。
8.根据权利要求7所述的光波导片点胶贴合设备，其特征在于，所述下贴合模组还包括点胶预固化装置(6)，所述承载平台(33)上设有通口，所述点胶预固化装置(6)包括：
支架(61)，其一端固定在安装板(31)上，其另一端伸出所述通口并延伸至所述承载平台(33)的上方；
固化灯(62)，固定于所述支架(61)的另一端并位于所述承载平台(33)的上方，所述固化灯(62)用于使所述下玻璃片上的胶固化。
9.根据权利要求8所述的光波导片点胶贴合设备，其特征在于，多个所述点胶预固化装置(6)围设于所述定位治具周侧。
10.根据权利要求6-9任一项所述的光波导片点胶贴合设备，其特征在于，所述点胶装置(5)包括点胶驱动机构(51)和点胶喷射阀(52)，所述点胶驱动机构(51)用于驱动所述点胶喷射阀(52)移动至所述下玻璃片上方，所述点胶喷射阀(52)用于在所述下玻璃片上进行点胶。
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