CN115870295B - 用于载具中玻璃镜片的下表面全自动清洁装置和清洁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于载具中玻璃镜片的下表面全自动清洁装置和清洁方法，属于板面清洗及检测领域，装置包括搬运模组和多个下表面清洗工作站，每个下表面清洗工作站包括擦拭条供料模组、擦拭条收料模组、清洁剂喷洒模组和下清洗头模组；针对圆形产品，下清洗头模组的清洗头的擦拭轨迹线为：在X向以Z字形路径从两边向中间逐渐增大的圆形范围，在Y向清洗头以逐渐升高的路径范围；本方案模拟人手工快速对产品下表面清洗，结合清洁剂，工作稳定可靠，清洗效果好，不仅可以在玻璃镜片中应用，还可迁移至3C、半导体等涉及其他玻璃组装、加工、检测站等的清洗环境中推广应用。
Description
技术领域
本发明属于板面清洗及检测领域，具体涉及一种用于载具中玻璃镜片的下表面全自动清洁装置和清洁方法。
背景技术
玻璃产品通常极易粘尘或者在加工过程中沾到油污，指纹印，洗涤剂等脏污。这些脏污粘附在玻璃表面非常明显，一方面会严重干扰到AOI对于划伤，崩边，镜片模糊等异常问题的检测，另一方面这些脏污同样会影响到后道生产和产品质量。脏污等甚至能够占到整体比例的60％左右，实际真正的划伤等不良仅占5％不到。
目前业内有部分厂商做玻璃瑕疵检测这块，无一例外均碰到了脏污干扰检测的问题，大部分均因为脏污干扰检测的问题导致玻璃瑕疵检测良率极低。
以光学玻璃AOI检测为例，如在料盘等载具中待测的手机镜头为例，参见图1(手机玻璃镜片盖)和图2(盛有手机镜头的料盘)，目前AOI设备检测出的产品中，如果不做清洁，一次通过率仅40％。污染物导致的不良占到55％左右，瑕疵造成的不良实际统计在5％以内。具体的，以镀氟化镁膜蓝宝石玻璃为例，玻璃加工过程中的灰尘或者其他杂质经常粘附于玻璃表面，只要有一点灰尘即非常明显，严重影响AOI检测。这些脏污或灰尘分为有机物杂质或无机物杂质，有机物主要包括指纹印记，油墨，油剂，含杂质的有机溶剂，衣物细绒线，毛发等，无机物包括玻璃碎屑，粉尘等
传统的解决该问题的方法主要有以下三种：
1.提高算法能力，利用算法直接将瑕疵和污染分辨开来；
2.利用污染物和瑕疵的光学特性差异，使用级联和特殊的光照条件区分瑕疵和污染物；
3.利用清洁技术将污染物清洁干净。
前两种方式属于检测方面的优化，并不能根本上清除污染物。第三种方法治本，既能做检测又能清洁，是目前更认可的一种方式。然而利用清洁技术的传统清洁方案，仍不能项人工擦拭的清洁效果。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于载具中玻璃镜片的下表面全自动清洁装置和清洁方法，其能解决上述问题。
设计原理：玻璃镜片主要包括外表面和内表面，针对内表面、即下表面的清洁，采用模仿人工擦拭的物理清洁法，同时对擦拭介质(如无纺布)增加清洁剂(水等溶剂加清洁剂)，从而获得清洁剂结合模仿人工的物理擦拭方案。通过自动化设计，实现下表面清洁的高质高效设计方案，具体方案如下。
一种用于载具中玻璃镜片的下表面全自动清洁装置，下表面全自动清洁装置包括搬运模组和多个下表面清洗工作站，每个下表面清洗工作站包括擦拭条供料模组、擦拭条收料模组、清洁剂喷洒模组和下清洗头模组；其中，所述搬运模组用于拾取、转运和下压承载玻璃镜片的载具至下表面清洗工作站的清洗工位；每个下表面清洗工作站的擦拭条供料模组和擦拭条收料模组相对的设置在搬运模组的两侧，分别用于供给和回收擦拭条；所述清洁剂喷洒模组临近所述擦拭条供料模组设置，用于向供给的擦拭条喷洒清洁剂；所述下清洗头模组设置在擦拭条供料模组和擦拭条收料模组中间，对应搬运模组的下压工位下方，用于将搬运模组下压输送的玻璃镜片通过顶升擦拭条进行清洗。
进一步的，所述搬运模组采用抓料机械臂结构，抓料组件包括真空吸盘、升降气缸、压板和压力感应组件，用于拾取载具并向下施压。
进一步的，所述擦拭条供料模组、擦拭条收料模组采用卷盘机构，其中，所述擦拭条供料模组输送的擦拭条呈松弛状态，其松弛的多余长度根据单次擦拭的产品个数而定。
进一步的，所述清洁剂喷洒模组提供雾化的清洁剂，喷洒于擦拭条的上表面。
进一步的，所述下清洗头模组包括可上下顶升移动的多个清洗头，多个清洗头与载具内的产品对应设置，且多个清洗头按照预设的擦拭轨迹线平面移动，以此模仿人工手动擦拭产品表面。
进一步的，所述下清洗头模组的清洗头的擦拭轨迹为，在水平方向根据产品清洗面从一侧向另一侧逐渐运动擦拭。
进一步的，在高度方向从一侧向另一侧高度逐渐变高或压力逐渐变大。
进一步的，所述搬运模组和多个下表面清洗工作站安装于一个下清洗安装大板上，在所述下清洗安装大板下方设置下清洗下机架，在所述下清洗安装大板上方设置下清洗上机架。
进一步的，所述擦拭条采用无尘布条，无尘布条的宽度大于产品最大外径；所述清洁剂喷洒模组的清洁剂采用水和酒精的混合液。
本发明还提供了一种采用前述全自动清洁装置对玻璃镜片下表面的清洁方法，方法包括：
S1、喷雾阀打开，在擦拭条上喷洒好清洁剂；
S2、驱动电机转动擦拭条收料模组，使擦拭条收卷三个产品宽度距离，再反转一个产品宽度，使得布条松弛；
S3、搬运模组从上料站抓取料盘，送到多个清洗工位的任意一个；
S4、搬运模组的拾取头处的下压板平移到产品位置，然后向下压住料盘，固定住产品和料盘；
S5、下清洗头模组移动抵接至料盘底面的初始工作位置，然后Z轴启动，清洗头接触到擦拭条后被擦拭条包裹住，不直接碰到产品，继续上抬，擦拭条变形，碰到产品、即玻璃镜片下表面后清洗头下方的弹簧形变，力量通过产品传递到上方的下压板；
S6、清洗头到达工作高度，清洗头上的三轴电机启动，模拟人擦拭玻璃动作，反复按擦拭轨迹线擦拭玻璃镜片下表面，直至同一料盘内的产品全部擦拭完毕。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本申请对载具中玻璃镜片下表面全自动清洗，模拟人手工快速对产品下表面清洗，结合清洁剂，工作稳定可靠，清洗效果好，不仅可以在玻璃镜片中应用，还可迁移至3C、半导体等涉及其他玻璃组装、加工、检测站等的清洗环境中推广应用。
附图说明
图1为玻璃镜片图；
图2为载有手机玻璃镜片载具料盘图；
图3为下表面全自动清洁装置带有壳体的示意图；
图4为下表面全自动清洁装置的部分结构示意图；
图5为图4中三个清洁工位的俯视图；
图6为清洁原理结构示意图；
图7为清洁头平面擦拭轨迹。
图中，
2000、下表面全自动清洁装置；
2100、搬运模组；
2200、擦拭条供料模组；
2300、擦拭条收料模组；
2400、清洁剂喷洒模组；
2500、下清洗头模组；
2600、下清洗安装大板；
2700、下清洗下机架；
2800、下清洗上机架。
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下表面全自动清洁装置
一种用于载具中玻璃镜片的下表面全自动清洁装置，参见图3-图6，下表面全自动清洁装置2000包括搬运模组2100和多个下表面清洗工作站，每个下表面清洗工作站包括擦拭条供料模组2200、擦拭条收料模组2300、清洁剂喷洒模组2400和下清洗头模组2500。图4中示例并排的设置三个下表面清洗工作站。
布置关系：搬运模组2100沿着清洗流线横向直线布置，每个下表面清洗工作站的擦拭条供料模组2200和擦拭条收料模组2300相对的设置在搬运模组2100的两侧，分别用于供给和回收擦拭条；所述清洁剂喷洒模组2400临近所述擦拭条供料模组2200设置，用于向供给的擦拭条喷洒清洁剂；所述下清洗头模组2500设置在擦拭条供料模组2200和擦拭条收料模组2300中间，对应搬运模组2100的下压工位下方，用于将搬运模组2100下压输送的玻璃镜片通过顶升擦拭条进行清洗。
其中，所述搬运模组2100用于拾取、转运和下压承载玻璃镜片的载具至下表面清洗工作站的清洗工位。搬运模组2100采用抓料机械臂结构，抓料组件包括真空吸盘、升降气缸、压板和压力感应组件，用于拾取载具并向下施压。针对三个下表面清洗工作站的示例，搬运模组2100包括抓料工位、第一清洗工位、第二清洗工位、第三清洗工位(参见图5)和下料工位共五个工位，根据实际需要，可以增减清洗工位数。
其中，所述擦拭条供料模组2200、擦拭条收料模组2300采用卷盘机构，其中，所述擦拭条供料模组2200输送的擦拭条呈松弛状态，其松弛的多余长度根据单次擦拭的产品个数而定。一般的，每两个产品提供三个产品直径长度的擦拭条。所述擦拭条采用无尘布条，无尘布条的宽度大于产品最大外径。
其中，所述清洁剂喷洒模组2400提供雾化的清洁剂，喷洒于擦拭条的上表面。所述清洁剂喷洒模组2400的清洁剂采用水和酒精的混合液。
其中，所述下清洗头模组2500包括可上下顶升移动的多个清洗头，多个清洗头与载具内的产品对应设置，且多个清洗头按照预设的擦拭轨迹线平面移动，以此模仿人工手动擦拭产品表面。
擦拭轨迹：针对圆形产品的玻璃镜片示例，所述下清洗头模组2500的清洗头的擦拭轨迹为，在水平方向根据产品清洗面从一侧向另一侧逐渐运动擦拭，在高度方向从一侧向另一侧高度逐渐变高或压力逐渐变大。
具体的，针对环形产品，以图1的玻璃镜片为例，下清洗头模组2500的清洗头的擦拭轨迹线为：在X-Y平面，参见图7，擦洗头以Z字形路径从两边向中间逐渐增大的圆形范围，以此实现圆形玻璃产品的表面全覆盖清洗，从而模拟人手工快速对产品下表面清洗，清洁效率更高。
在高度方向，高度一般不变，但也可以采用通过Z轴驱控从一侧向另一侧高度逐渐变高或压力逐渐变大的模式。
进一步的，所述搬运模组2100和多个下表面清洗工作站安装于一个下清洗安装大板2600上，在所述下清洗安装大板2600下方设置下清洗下机架2700，在所述下清洗安装大板2600上方设置下清洗上机架2800。
清洁方法
一种采用前述全自动清洁装置对玻璃镜片下表面的清洁方法，方法包括：
S1、喷雾阀打开，在擦拭条上喷洒好清洁剂。
S2、驱动电机转动擦拭条收料模组2300，使擦拭条收卷三个产品宽度距离，再反转一个产品宽度，使得布条松弛。否则布条被料盘和侧壁绷紧则清洁杆无法碰到产品背面玻璃，也就无法清洁。
S3、搬运模组2100从上料站抓取料盘，送到多个清洗工位的任意一个。
S4、搬运模组2100的拾取头处的下压板平移到产品位置，然后向下压住料盘，固定住产品和料盘。
S5、下清洗头模组2500移动抵接至料盘底面的初始工作位置，然后Z轴启动，清洗头接触到擦拭条后被擦拭条包裹住，不直接碰到产品，继续上抬，擦拭条变形，碰到产品、即玻璃镜片下表面后清洗头下方的弹簧形变，力量通过产品传递到上方的下压板。
S6、清洗头到达工作高度，清洗头上的三轴电机启动，模拟人擦拭玻璃动作，反复按擦拭轨迹线擦拭玻璃镜片下表面，直至同一料盘内的产品全部擦拭完毕。
清洗过程中，具体步骤S6为下清洁头移动到料盘一三排位置，初始工作位置，然后Z轴启动，清洁杆接触到清洁布条后被布条包裹住，不直接碰到产品，继续上抬，清洁布变形，碰到镜片下表面后清洁杆下方的弹簧形变，力量通过产品传递到上方的下压板。下压板上的压力传感器会监控压力值，防止压坏产品。完成后按照相同的步骤更换位置继续清洁二四排的产品。
全部清洁完成后产品转移到下一站。至此完成一个治具上下表面的清洁。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种用于载具中玻璃镜片的下表面全自动清洁装置，其特征在于：下表面全自动清洁装置(2000)包括搬运模组(2100)和多个下表面清洗工作站，每个下表面清洗工作站包括擦拭条供料模组(2200)、擦拭条收料模组(2300)、清洁剂喷洒模组(2400)和下清洗头模组(2500)；
其中，所述搬运模组(2100)用于拾取、转运和下压承载玻璃镜片的载具至下表面清洗工作站的清洗工位；
每个下表面清洗工作站的擦拭条供料模组(2200)和擦拭条收料模组(2300)相对的设置在搬运模组(2100)的两侧，分别用于供给和回收擦拭条；所述清洁剂喷洒模组(2400)临近所述擦拭条供料模组(2200)设置，用于向供给的擦拭条喷洒清洁剂；
所述下清洗头模组(2500)设置在擦拭条供料模组(2200)和擦拭条收料模组(2300)中间，对应搬运模组(2100)的下压工位下方，用于将搬运模组(2100)下压输送的玻璃镜片通过顶升擦拭条进行清洗；
所述下清洗头模组(2500)包括可上下顶升移动的多个清洗头，多个清洗头与载具内的产品对应设置，且多个清洗头按照预设的擦拭轨迹线对圆形的玻璃镜片进行擦拭，所述擦拭轨迹为：在X-Y平面，以Z字形路径的圆形范围覆盖产品表面运动，以此模拟人手工快速对产品下表面从一边向另一边逐渐擦拭；在高度方向或Z向，清洗头在擦拭区域从一侧向另一侧高度逐渐变高。
2.根据权利要求1所述的下表面全自动清洁装置，其特征在于：所述搬运模组(2100)采用抓料机械臂结构，抓料组件包括真空吸盘、升降气缸、压板和压力感应组件，用于拾取载具并向下施压。
3.根据权利要求1所述的下表面全自动清洁装置，其特征在于：所述擦拭条供料模组(2200)、擦拭条收料模组(2300)采用卷盘机构，其中，所述擦拭条供料模组(2200)输送的擦拭条呈松弛状态，其松弛的多余长度根据单次擦拭的产品个数而定。
4.根据权利要求1所述的下表面全自动清洁装置，其特征在于：所述清洁剂喷洒模组(2400)提供雾化的清洁剂，喷洒于擦拭条的上表面。
5.根据权利要求1所述的下表面全自动清洁装置，其特征在于：所述搬运模组(2100)和多个下表面清洗工作站安装于一个下清洗安装大板(2600)上，在所述下清洗安装大板(2600)下方设置下清洗下机架(2700)，在所述下清洗安装大板(2600)上方设置下清洗上机架(2800)。
6.根据权利要求1所述的下表面全自动清洁装置，其特征在于：
所述擦拭条采用无尘布条，无尘布条的宽度大于产品最大外径；所述清洁剂喷洒模组(2400)的清洁剂采用水和酒精的混合液。
7.一种采用权利要求1-6任一项所述的全自动清洁装置对玻璃镜片下表面的清洁方法，其特征在于，方法包括：
S1、喷雾阀打开，在擦拭条上喷洒好清洁剂；
S2、驱动电机转动擦拭条收料模组(2300)，使擦拭条收卷三个产品宽度距离，再反转一个产品宽度，使得布条松弛；
S3、搬运模组(2100)从上料站抓取料盘，送到多个清洗工位的任意一个；
S4、搬运模组(2100)的拾取头处的下压板平移到产品位置，然后向下压住料盘，固定住产品和料盘；
S5、下清洗头模组(2500)移动抵接至料盘底面的初始工作位置，然后Z轴启动，清洗头接触到擦拭条后被擦拭条包裹住，不直接碰到产品，继续上抬，擦拭条变形，碰到产品、即玻璃镜片下表面后清洗头下方的弹簧形变，力量通过产品传递到上方的下压板；
S6、清洗头到达工作高度，清洗头上的三轴电机启动，模拟人擦拭玻璃动作，反复按擦拭轨迹线擦拭玻璃镜片下表面，直至同一料盘内的产品全部擦拭完毕。
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