CN208945568U - 大口径光学元件自动化装配系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大口径光学元件自动化装配系统，包括光学元件就位模块、机械框体就位模块和光学元件入框洁净机器人，所述光学元件入框洁净机器人位于洁净暂存平台和框体接驳与装配转台之间，该光学元件入框洁净机器人能够将洁净暂存平台上的光学元件从包装盒中取出，并装入到框体接驳与装配转台上的机械框体中。采用本实用新型提供的大口径光学元件自动化装配系统，结构新颖，设计巧妙，自动化程度极高，大幅减少了作业人员的流动，从而大大减少了粉尘的产生，提高了环境和光学元件表面的洁净度，同时，整套系统运载能力强，稳定可靠，装配效率高。

Description

大口径光学元件自动化装配系统

技术领域

本实用新型属于高功率固体激光装置光机离线精密装校技术领域，具体涉及一种大口径光学元件自动化装配系统。

背景技术

高功率固体激光装置中包含成千上万块大口径光学元件，这些大口径光学元件需要经过离线精密装配，形成在线可替换单元的模块化光机模块。由于光学元件材料特殊、价格昂贵，为了提升运行通量和延长高运行通量下光学元件的运行寿命，该类型高功率固体激光装置对光学元件表面洁净度指标要求极其严苛。目前，美国、法国、中国等建成的相关的高功率固体激光装置中的大口径光学元件均在洁净度为ISO 5级或局部ISO 3级的装配洁净环境中进行装配或装配。经过长期的洁净室环境运行维护验证发现，人员流动、摩擦产尘、材质挥发、润滑油/润滑脂挥发等是光机模块装配过程中影响光学元件表面洁净度的主要因素，其中，以人员流动产尘最为严重。

当前我国在大口径光学元件离线精密装配过程中，自动化程度较低，主要依靠人工作业完成，导致作业人员流动频繁，严重影响光学元件表面洁净度，增加了洁净度处理与控制难度，很难满足光学元件制造的洁净度要求且光学元件表面洁净度控制一致性难以保证。因此，急需设计一种能够解决上述问题的大口径光学元件自动化离线精密装配系统。

实用新型内容

为解决在大口径光学元件离线精密装配过程中自动化程度低，作业人员流动频繁导致光学元件表面洁净度难以控制的技术问题，本实用新型提供一种大口径光学元件自动化装配系统。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种大口径光学元件自动化装配系统，包括光学元件就位模块、机械框体就位模块和光学元件入框洁净机器人，其要点在于：所述光学元件就位模块包括光学元件自动运输装置、洁净型多自由度机械手和设置在洁净型多自由度机械手一侧的洁净暂存平台，所述洁净型多自由度机械手能够将光学元件自动运输装置运来的带包装盒光学元件抓取到洁净暂存平台上；所述机械框体就位模块包括框体自动运输装置和框体接驳与装配转台，所述框体自动运输装置能够将机械框体运送到框体接驳与装配转台上，所述光学元件入框洁净机器人位于洁净暂存平台和框体接驳与装配转台之间，该光学元件入框洁净机器人能够将洁净暂存平台上的光学元件从包装盒中取出，并装入到框体接驳与装配转台上的机械框体中。

采用以上结构，带包装盒光学元件先由光学元件自动运输装置运送到洁净型多自由度机械手旁，再由洁净型多自由度机械手转运到洁净暂存平台上，机械框体由框体自动运输装置转运到框体接驳与装配转台上，最后通过光学元件入框洁净机器人将光学元件从包装盒中取出，并装入到机械框体中；整个过程自动化程度极高，大幅减少了作业人员的流动，从而大大减少了粉尘的产生，提高了环境和光学元件表面的洁净度，同时，整套系统运载能力强，稳定可靠，装配效率高。

作为优选：所述框体接驳与装配转台包括基座和可转动地安装在基座的转动平台，在所述转动平台上设置有用于将机械框体固定在转动平台上的框体定位结构，该框体定位结构包括固定安装在转动平台的框体定位架和至少一个可滑动地安装在框体定位架上的定位销，各个所述定位销均能够靠近或远离框体定位架。采用以上结构，通过框体定位架和各个定位销的配合，能够稳定可靠地固定机械框体，同时，转动平台能够转动，以便于与光学元件入框洁净机器人，利于将光学元件装入机械框体中。

作为优选：所述框体自动运输装置包括用于运送机械框体的自动导航叉车和用于为自动导航叉车提供导航定位的叉车导航定位机构，所述叉车导航定位机构安装在框体接驳与装配转台上。采用以上结构，通过叉车导航定位机构的设置，能够有效提高自动导航叉车的导航精度，使机械框体能够精确地放置在框体接驳与装配转台上。

作为优选：所述光学元件入框洁净机器人包括机器人和可拆卸地安装在机器人上的光学元件夹具，所述光学元件夹具能够在机器人的带动下从包装盒中抓取光学元件，并将光学元件装入机械框体中。采用以上结构，光学元件夹具可拆卸替换，提高了装配系统的通用性，使该系统可以兼容多种光学元件的装配；通过光学元件入框洁净机器人，配合视觉、控制、检测等设备，构成了柔性装配系统，能够应用于各种垂直姿态的光学元件的柔性装配。

作为优选：所述光学元件夹具包括能够与机器人对接的夹具底座、可滑动地安装在底座上的拾取器安装板和用于带动拾取器安装板靠近或远离夹具底座的安装板动力装置，在所述拾取器安装板远离底座的一侧表面上设置有至少一个拾取器，沿所述拾取器安装板的周向设置有限位挡块和夹紧块，所述限位挡块均固定安装在夹具底座上，所述夹紧块分别通过夹紧块动力装置安装在夹具底座上，所述夹紧块动力装置分别能够带动对应夹紧块靠近或远离拾取器安装板的外缘。采用以上结构，通过安装板动力装置的设置，能够使各个拾取器与光学元件结合得更加紧密；通过限位挡块的设置，能够对光学元件进行限位；通过夹紧块和夹紧块动力装置的设置，能够防止光学元件意外坠落；为了实现光学元件拾取，降低对光学元件的损耗程度，所述拾取器或为真空拾取器，或为磁力拾取器，或为静电场拾取器。

作为优选：所述光学元件自动运输装置包括用于运送物料的AGV小车和设置在接驳区域中的AGV小车导航定位机构，该AGV小车导航定位机构包括设置在接驳区域中的导航机构安装架，在该导航机构安装架上设置用于反射AGV小车发出的激光导航信号的AGV激光导航反射板、用于检测AGV小车是否搭载物料的AGV有料检测传感器以及用于定位AGV小车上搭载的物料的机械定位结构。采用以上结构，通过AGV小车导航定位机构上的AGV激光导航反射板、AGV有料检测传感器和机械定位结构，能够实现AGV小车和洁净型多自由度机械手的自动精确对接。

作为优选：所述洁净型多自由度机械手包括两个相互正对的抓手、用于分别带动对应抓手在竖直平面上转动的两个回转臂、用于带动两个回转臂沿水平方向相互靠近或者远离的夹持驱动机构以及用于带动夹持驱动机构升降的龙门架，所述龙门架安装在两个相互正对的平移滑台上，并能够在两个平移滑台的带动下沿水平方向移动，两个所述平移滑台之间的区域构成所述接驳区域，在所述回转臂中均设置有用于带动回转臂相对夹持驱动机构转动或带动抓手相对回转臂转动的旋转驱动机构，所述回转臂、夹持驱动机构、龙门架和平移滑台均采用洁净封装工艺进行了封装。采用以上结构，抓手的位置能够进行四自由度调节，大大提高了抓手的使用灵活性，同时，利用龙门架能够大大提高洁净型多自由度机械手的装载能力(＞150Kg)，以胜任大型光学元件的上下料，并且，回转臂、夹持驱动机构、龙门架和平移滑台均进行了封装，工作时不易产尘，保证了环境的洁净度。

作为优选：所述夹持驱动机构包括安装在龙门架上的夹持机构安装架、安装在夹持机构安装架中部的夹持组件安装箱、相对地设置在夹持组件安装箱两端的水平滑动导杆以及可沿对应水平滑动导杆滑动的两个夹持块，在所述夹持组件安装箱中设置有用于带动两个夹持块同步靠近或者远离夹持组件安装箱的夹持驱动组件；所述夹持块包括夹持块壳体和固定安装在夹持块壳体中的连接块，所述连接块通过洁净滑套可滑动地安装在对应的水平滑动导杆上，并受夹持驱动组件带动，所述洁净滑套包括呈圆筒形的滑套安装筒，在该滑套安装筒的内腔中安装有至少一个与水平滑动导杆滑动配合的滑套基体，在所述滑套安装筒的两端均安装有除尘加长环，在所述滑套安装筒和除尘加长环上均安装有与各自内腔连通的排尘进气口，在所述除尘加长环远离滑套安装筒的一侧端面上盖有密封盖板。采用以上结构，结构简单，稳定可靠，为抓手提供了可靠地夹持能力，同时，通过增设的洁净滑套防止滑动摩擦产尘，其中，洁净滑套的通过排尘进气口的设计防止向环境中产尘，使粉尘储存在除尘加长环的内腔中。

作为优选：所述旋转驱动机构包括固定安装在回转臂中承载杆，该承载杆的上端部通过第一转轴可转动地安装在夹持驱动机构上，在所述承载杆的上端部固定安装有与其同步转动的第一驱动杆，所述抓手的中部通过第二转轴可转动地安装在承载杆的下端部上，在该抓手的中部固定安装有与其同步转动的第二驱动杆，在所述承载杆上安装有用于带动第一驱动杆相对夹持驱动机构转动的第一回转动力部件以及用于带动第二驱动杆相对承载杆转动的第二回转动力部件。采用以上结构，通过两级回转设计，使抓手具有更大的回转半径，从而更加灵活。

作为优选：所述洁净暂存平台具有上料位置和下料位置，该洁净暂存平台包括底座以及可转动地安装在该底座上的回转平台，在所述回转平台上设置有至少一个能够随回转平台同步转动的暂存工位，在所述底座对应上料位置和下料位置处均设置有检测机构，所述检测机构包括安装在底座上的检测机构安装支架和安装在该检测机构安装支架上的检测面板，在所述检测面板上设置有用于检测暂存工位是否转动到位的一次校准装置和用于与转运装置进行校准的二次校准装置。采用以上结构，通过一次校准装置不仅能够检测出转台的实际停靠位置，将转台实际停靠位置与理论位置的差异，而且能够检测出大口径光学元件的上料位置误差；利用二次校准装置能够检测出大口径光学元件被机器人抓取后的实际位置；将以上三个误差信息反馈，既便于机器人的准确抓取，又便于后续装配时消除误差，顺利地完成装配。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用本实用新型提供的大口径光学元件自动化装配系统，结构新颖，设计巧妙，自动化程度极高，大幅减少了作业人员的流动，从而大大减少了粉尘的产生，提高了环境和光学元件表面的洁净度，同时，整套系统运载能力强，稳定可靠，装配效率高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为框体接驳与装配转台与机械框体的连接关系示意图；

图3为光学元件入框洁净机器人与光学元件夹具的连接关系示意图；

图4为光学元件夹具的结构示意图；

图5为AGV小车导航定位机构与洁净型多自由度机械手的配合示意图；

图6为AGV小车导航定位机构的示意图；

图7为洁净型多自由度机械手主要框架的结构示意图；

图8为抓手、回转臂和驱动机构的安装结构示意图；

图9为驱动机构的连接关系示意图；

图10为旋转驱动机构的连接关系示意图；

图11为洁净滑套的内部结构示意图；

图12为洁净暂存平台的结构示意图；

图13为检测机构其中一个视角的结构示意图；

图14为检测机构另一个视角的结构示意图；

图15为暂存工位其中一个视角的结构示意图；

图16为暂存工位另一个视角的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种大口径光学元件自动化装配系统，包括光学元件就位模块、机械框体就位模块和光学元件入框洁净机器人e，所述光学元件就位模块包括光学元件自动运输装置b、洁净型多自由度机械手c和设置在洁净型多自由度机械手c一侧的洁净暂存平台d，所述洁净型多自由度机械手c能够将光学元件自动运输装置b运来的带包装盒光学元件a抓取到洁净暂存平台d上。所述机械框体就位模块包括框体自动运输装置f和框体接驳与装配转台g，所述框体自动运输装置f能够将机械框体h运送到框体接驳与装配转台g上，所述光学元件入框洁净机器人e位于洁净暂存平台d和框体接驳与装配转台g之间，该光学元件入框洁净机器人e能够将洁净暂存平台d上的光学元件a1从包装盒中取出，并装入到框体接驳与装配转台g上的机械框体h中。

请参见图2，所述框体接驳与装配转台g包括基座g1和可转动地安装在基座g1的转动平台g2，在基座g1中设置有用于带动转动平台g2转动的转动平台动力装置，在所述转动平台g2上设置有用于将机械框体h固定在转动平台g2上的框体定位结构g3，该框体定位结构g3包括固定安装在转动平台g2的框体定位架g31和至少一个可滑动地安装在框体定位架g31上的定位销g32，各个所述定位销g32均能够靠近或远离框体定位架g31。具体地说，本实施例中，框体定位架g31为直角结构，各个定位销g32分成两组，其中一组定位销g32与框体定位架g31的一条直角边正对，另外一组定位销g32与框体定位架g31的另一条直角边正对，即两组定位销g32与框体定位架g31能够将长方体形的机械框体h夹紧，以可靠地固定机械框体h的位置。

请参见图1和图2，所述框体自动运输装置f包括用于运送机械框体h的自动导航叉车f1和用于为自动导航叉车f1提供导航定位的叉车导航定位机构f2，所述叉车导航定位机构f2安装在框体接驳与装配转台g上。其中，自动导航叉车f1可以采用激光导航的方式，相应的，叉车导航定位机构f2具有与激光导航相匹配的激光反射板，为自动导航叉车f1提供实时的导航定位。

请参见图3和图4，所述光学元件入框洁净机器人e包括机器人e1和可拆卸地安装在机器人e1上的光学元件夹具e2，所述机器人e1具有多自由度，所述光学元件夹具e2能够在机器人e1的带动下从包装盒中抓取光学元件a1，并将光学元件a1装入机械框体h中。

具体地说，所述光学元件夹具e2包括能够与机器人e1对接的夹具底座e21、可滑动地安装在底座e21上的拾取器安装板e22和用于带动拾取器安装板e22靠近或远离夹具底座e21的安装板动力装置e23，在所述拾取器安装板e22远离底座e21的一侧表面上设置有至少一个拾取器e24，沿所述拾取器安装板e22的周向设置有限位挡块e25和夹紧块e26，所述限位挡块e25均固定安装在夹具底座e21上，所述夹紧块e26分别通过夹紧块动力装置e27安装在夹具底座e21上，所述夹紧块动力装置e27分别能够带动对应夹紧块e26靠近或远离拾取器安装板e22的外缘。所述安装板动力装置e23可以采用气缸或者电缸，通过带动拾取器安装板e22平移，使各个拾取器e24与光学元件a1结合得更紧。同样的，夹紧块动力装置e27也可以采用气缸或者电缸，通过控制夹紧块e26，能够可靠地固定光学元件a1。

其中，为了实现光学元件拾取，降低对光学元件的损耗程度，所述拾取器或为真空拾取器；或为磁力拾取器；或为静电场拾取器。当拾取器为真空拾取器，其吸盘黏贴在光学元件上时，形成负压，带动光学元件移动，可采用增加拾取器的数量来提高运输负载。当拾取器为磁力拾取器，光学元件必须有可磁化材料，磁力可以是电磁铁可以是永磁铁产生的磁力，磁力吸附光学元件移动。当拾取器为静电场拾取器，通过产生静电场使光学元件带电，静电吸附实现移动，通过增大吸附面积和电荷量来提高负载。

请参见图1，在所述框体接驳与装配转台g设置有夹具库i，在该夹具库i中放置有不同型号的光学元件夹具e2，以使光学元件入框洁净机器人e能够夹起不同型号的光学元件a1，大大提高了整体系统的通用性。

如图1和图5所示，所述洁净型多自由度机械手c位于洁净暂存平台d的一侧，在该洁净型多自由度机械手c的另一侧设置有接驳区域，所述光学元件自动运输装置b包括用于运送带包装盒光学元件a的AGV小车b1和设置在接驳区域中的AGV小车导航定位机构b2，当AGV小车导航定位机构b2接驳搭载有带包装盒光学元件a的AGV小车b1时，所述洁净型多自由度机械手c能够将AGV小车b1上的带包装盒光学元件a抓取到洁净暂存平台d上。

利用洁净型多自由度机械手c，能够胜任大型光学元件的上下料，解决在洁净度高于ISO3环境中大负载(＞150Kg)物流接驳用洁净助力的问题。通过AGV小车导航定位机构b2的设置，能够耦合AGV小车b1，作为物料接驳平台，大大提高了带包装盒光学元件a转运过程中物流对接自动化程度，减少人员干涉，从而减少粉尘的产生，提高了环境和光学元件表面的洁净度。本实施例中，带包装盒光学元件a可以是带包装箱的大口径光学元件，也可以是其它物件。

请参见图1，在所述AGV小车b1的顶部设置有用于装载带包装盒光学元件a的托板b11，通过托板b11的设置能够可靠地固定大口径光学元件，防止在运输过程中发生滑落意外。

请参见图1、图5和图6，所述AGV小车导航定位机构b2包括导航机构安装架b21、机械定位结构b24、AGV有料检测传感器b23和两块AGV激光导航反射板b22。其中，所述导航机构安装架b21包括合围形成门形结构的两根立柱和一根横梁b211，该导航机构安装架b21设置在洁净型多自由度机械手c旁，具体位置详见下文。所述机械定位结构b24用于定位AGV小车b1上搭载的带包装盒光学元件a，具体地说，AGV小车b1的顶部设置有用于托运带包装盒光学元件a的托板b11，带包装盒光学元件a搭载在托板b11上，机械定位结构b24位于横梁b211的中部，并朝着远离洁净型多自由度机械手c的方向向外凸出，能够与带包装盒光学元件a抵接。所述AGV激光导航反射板b22用于反射AGV小车b1发出的激光导航信号，并分别位于机械定位结构b24的两侧，且靠近横梁b211的端部，与AGV小车b1实现通讯，以便于AGV小车b1进行位置修正。所述料检测传感器b23用于检测AGV小车b1的托板b11上是否搭载带包装盒光学元件a，该AGV有料检测传感器b23位于机械定位结构b24的一侧，可以采用红外线传感器、接近传感器等具有类似功能的传感器。

请参见图6，所述机械定位结构b24包括沿水平方向可伸缩地安装在导航机构安装架b21上的定位块伸缩导杆b241以及安装在定位块伸缩导杆b241外端的物料定位块b242，所述物料定位块b242能够在定位块伸缩导杆b241的带动下沿水平方向靠近或者远离导航机构安装架b21。定位块伸缩导杆b241的伸缩长度可以采用手动、电动或启动调节的方式进行控制。

请参见图5、图7～图10，所述洁净型多自由度机械手c包括两个相互正对的抓手c1、用于分别带动对应抓手c1在竖直平面上转动的两个回转臂c2、用于带动两个回转臂c2沿水平方向相互靠近或者远离的夹持驱动机构c3以及用于带动夹持驱动机构c3升降的龙门架c4，所述龙门架c4安装在两个相互正对的平移滑台c5上，并能够在两个平移滑台c5的带动下沿水平方向移动，所述导航机构安装架b21位于两个平移滑台c5之间，在所述回转臂c2中均设置有用于带动回转臂c2相对夹持驱动机构c3转动或带动抓手c1相对回转臂c2转动的旋转驱动机构c6，所述回转臂c2、夹持驱动机构c3、龙门架c4和平移滑台c5均采用洁净封装工艺进行了封装。具体地说，回转臂c2用于控制抓手c1的转动，夹持驱动机构c3用于控制抓手c1的夹持或释放，龙门架c4用于控制抓手c1的升降，平移滑台c5用于控制抓手c1的前后移动。

请参见图8和图9，所述夹持驱动机构c3包括安装在龙门架c4上的夹持机构安装架c31、安装在夹持机构安装架c31中部的夹持组件安装箱c32、相对地设置在夹持组件安装箱c32两端的水平滑动导杆c33以及可沿对应水平滑动导杆c33滑动的两个夹持块c34，在所述夹持组件安装箱c32中设置有用于带动两个夹持块c34同步靠近或者远离夹持组件安装箱c32的夹持驱动组件c35。具体地说，夹持驱动组件c35用于带动夹持块c34沿水平滑动导杆c33滑动，实现两个夹持块c34相互靠近或者远离。

请参见图9，所述夹持驱动组件c35包括夹持驱动电机c351和两根相互平行的齿条c352，在所述夹持驱动电机c351的电机轴上固套有与两根齿条c352啮合的驱动齿轮c353，在每根齿条c352上均固定连接有驱动导杆c354，各根驱动导杆c354分别从夹持组件安装箱c32中穿出后与对应的夹持块c34固定连接。夹持驱动电机c351启动，能够带动驱动齿轮c353正转或翻转，从而驱动齿轮c353带动两根齿条c352相互靠近或者远离，最终通过两根齿条c352拉动或推动对应驱动导杆c354，实现带动两个夹持块c34相互靠近或者远离。

请参见图9和图11，为防止滑动摩擦产尘，所述夹持块c34包括夹持块壳体c341和固定安装在夹持块壳体c341中的连接块c342，所述连接块c342通过洁净滑套c36可滑动地安装在对应的水平滑动导杆c33上，并受夹持驱动组件c35带动。

具体地说，所述洁净滑套c36包括呈圆筒形的滑套安装筒c361，在该滑套安装筒c361的内腔中安装有至少一个与水平滑动导杆c33滑动配合的滑套基体c362，在所述滑套安装筒c361的两端均安装有除尘加长环c363，在所述滑套安装筒c361和除尘加长环c363上均安装有与各自内腔连通的排尘进气口c364，在所述除尘加长环c363远离滑套安装筒c361的一侧端面上盖有密封盖板c365进一步地，为保证密封盖板c365对除尘加长环c363的密封性，所述密封盖板c365与对应的除尘加长环c363之间均设置有密封圈c366，防止对环境产尘。其中，滑套安装筒c361与水平滑动导杆c33滑动配合，除尘加长环c363与滑套安装筒c361同轴固定连接。

请参见图10，所述旋转驱动机构c6包括固定安装在回转臂c2中承载杆c61，该承载杆c61的上端部通过第一转轴可转动地安装在夹持驱动机构c3上，在所述承载杆c61的上端部固定安装有与其同步转动的第一驱动杆c62，所述抓手c1的中部通过第二转轴可转动地安装在承载杆c61的下端部上，在该抓手c1的中部固定安装有与其同步转动的第二驱动杆c63，在所述承载杆c61上安装有用于带动第一驱动杆c62相对夹持驱动机构c3转动的第一回转动力部件c64以及用于带动第二驱动杆c63相对承载杆c61转动的第二回转动力部件c65。本实施例中，第一回转动力部件c64和第二回转动力部件c65均优选采用电缸，当第一回转动力部件c64启动时，第一回转动力部件c64拉动第一驱动杆c62，第一驱动杆c62拉动承载杆c61，使承载杆c61和回转臂c2同步相对夹持块c34转动，当第二回转动力部件c65启动时，第二回转动力部件c65拉动第二驱动杆c63，第二驱动杆c63拉动抓手c1，使抓手c1相对回转臂c2转动。

请参见图5和图7，所述龙门架c4和平移滑台c5均采用洁净型直线模组c7，洁净型直线模组c7即采用了洁净封装的直线模组。另外，还需要指出的是，两个平移滑台c5之间的区域为接驳区域，AGV小车导航定位机构b2设置在两个平移滑台c5之间的接驳区域上，导航机构安装架b21优选设置在两个平移滑台c5之间的中心位置。在龙门架c4上设置有至少一个平衡气缸c41，通过平衡气缸c41承受系统本身重力，能够有效减少龙门架c4上洁净型直线模组c7的负载，从而大大提高了洁净型多自由度机械手c的装载能力，解决在洁净度高于ISO3环境中大负载(＞150Kg)物流接驳用洁净助力的问题。

请参见图1和图12，所述洁净暂存平台d具有上料位置和下料位置，该洁净暂存平台d包括底座d1、可转动地安装在该底座d1上的回转平台d2以及用于带动回转平台d2在底座d1上转动的转台动力机构d5，在所述回转平台d2上设置有至少一个暂存工位d3，本实施例中，所述回转平台d2上优选设置有能够随回转平台d2同步转动的四个暂存工位d3。在所述底座d1对应上料位置和下料位置处均设置有检测机构d4，所述检测机构d4包括安装在底座d1上的检测机构安装支架d41和安装在该检测机构安装支架d41上的检测面板d42，在所述检测面板d42靠近回转平台d2的一侧表面上设置有用于检测暂存工位d3是否转动到位的一次校准装置d43，在该检测面板d42远离回转平台d2的一侧表面上设置有用于与转运装置进行校准的二次校准装置d44，其中，本实施例中，转运装置为机器人。

请参见图12和图14，所述一次校准装置d43为至少两个激光位移传感器，所述激光位移传感器沿水平方向并排设置在检测面板d42上。本实施例中，激光位移传感器为两个，两个激光位移传感器分别检测到距离大口径光学元件的距离为A和B，通过距离A和B不仅能够计算出回转平台d2实际停靠位置与理论位置的差异，反馈给机器人，以便机器人准确抓取，而且能够计算出大口径光学元件上料时的左右位置误差，以便于后续装配时消除误差，顺利地完成装配。

请参见图12和图13，所述二次校准装置d44包括用于视觉检测的发光面板d441和视觉检测相机d442，其中，所述视觉检测相机d442为CCD相机。利用检测面板d42上的发光面板d441与机器人上的视觉检测相机匹配，使机器人能够准确找到洁净暂存平台的位置，利用检测面板d42上的视觉检测相机d442与机器人上的发光面板匹配，能够精确确定大口径光学元件在机器人上的准确位置，方便后续装配。

请参见图12、图15和图16，所述暂存工位d3包括倾斜设置的支撑背板d31和设置在该支撑背板d31下端的支撑底座d32，所述支撑背板d31和支撑底座d32共同构成“L”形结构。所述支撑背板d31的正面d311和背面d312，在所述支撑背板d31的正面d311均设置有至少一个支撑座d33，各个支撑座d33均位于的下部，本实施例中，支撑座d33为两个，且均采用橡胶材质，摩擦力大，能够稳定可靠地支撑大口径光学元件，同时缓冲效果好。在所述背面d312的上部设置有定位夹具d34，该定位夹具d34包括定位气缸d341和设置在该定位气缸d341活塞杆上端部的定位块d342，所述定位气缸d341活塞杆的延长线与正面d311的延伸面相交，所述定位块d342能够在定位气缸d341的带动下上下移动，从而靠近或远离所述支撑背板d31的正面d311。

请参见图12，所述转台动力机构d5包括转台动力电机d51和转台减速机d52，所述转台动力电机d51通过转台减速机d52带动回转平台d2转动。转台动力电机d51启动，能够通过转台减速机d52带动回转平台d2转动，使各个暂存工位d3的位置发生变换。

本实用新型的工作过程如下：

带包装盒光学元件a先由AGV小车b1运送到洁净型多自由度机械手c一侧的接驳区域，并与AGV小车导航定位机构b2耦合，再由洁净型多自由度机械手c将AGV小车b1上的带包装盒光学元件a转运到洁净暂存平台d上，机械框体h由自动导航叉车f1转运到框体接驳与装配转台g上，最后通过光学元件入框洁净机器人e将光学元件a1从包装盒中取出，并装入到机械框体h中。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大口径光学元件自动化装配系统，包括光学元件就位模块、机械框体就位模块和光学元件入框洁净机器人(e)，其特征在于：所述光学元件就位模块包括光学元件自动运输装置(b)、洁净型多自由度机械手(c)和设置在洁净型多自由度机械手(c)一侧的洁净暂存平台(d)，所述洁净型多自由度机械手(c)能够将光学元件自动运输装置(b)运来的带包装盒光学元件(a)抓取到洁净暂存平台(d)上；

所述机械框体就位模块包括框体自动运输装置(f)和框体接驳与装配转台(g)，所述框体自动运输装置(f)能够将机械框体(h)运送到框体接驳与装配转台(g)上，所述光学元件入框洁净机器人(e)位于洁净暂存平台(d)和框体接驳与装配转台(g)之间，该光学元件入框洁净机器人(e)能够将洁净暂存平台(d)上的光学元件(a1)从包装盒中取出，并装入到框体接驳与装配转台(g)上的机械框体(h)中。

2.根据权利要求1所述的大口径光学元件自动化装配系统，其特征在于：所述框体接驳与装配转台(g)包括基座(g1)和可转动地安装在基座(g1)的转动平台(g2)，在所述转动平台(g2)上设置有用于将机械框体(h)固定在转动平台(g2)上的框体定位结构(g3)，该框体定位结构(g3)包括固定安装在转动平台(g2)的框体定位架(g31)和至少一个可滑动地安装在框体定位架(g31)上的定位销(g32)，各个所述定位销(g32)均能够靠近或远离框体定位架(g31)。

3.根据权利要求1所述的大口径光学元件自动化装配系统，其特征在于：所述框体自动运输装置(f)包括用于运送机械框体(h)的自动导航叉车(f1)和用于为自动导航叉车(f1)提供导航定位的叉车导航定位机构(f2)，所述叉车导航定位机构(f2)安装在框体接驳与装配转台(g)上。

4.根据权利要求1所述的大口径光学元件自动化装配系统，其特征在于：所述光学元件入框洁净机器人(e)包括机器人(e1)和可拆卸地安装在机器人(e1)上的光学元件夹具(e2)，所述光学元件夹具(e2)能够在机器人(e1)的带动下从包装盒中抓取光学元件(a1)，并将光学元件(a1)装入机械框体(h)中。

5.根据权利要求4所述的大口径光学元件自动化装配系统，其特征在于：所述光学元件夹具(e2)包括能够与机器人(e1)对接的夹具底座(e21)、可滑动地安装在底座(e21)上的拾取器安装板(e22)和用于带动拾取器安装板(e22)靠近或远离夹具底座(e21)的安装板动力装置(e23)，在所述拾取器安装板(e22)远离底座(e21)的一侧表面上设置有至少一个拾取器(e24)，沿所述拾取器安装板(e22)的周向设置有限位挡块(e25)和夹紧块(e26)，所述限位挡块(e25)均固定安装在夹具底座(e21)上，所述夹紧块(e26)分别通过夹紧块动力装置(e27)安装在夹具底座(e21)上，所述夹紧块动力装置(e27)分别能够带动对应夹紧块(e26)靠近或远离拾取器安装板(e22)的外缘。

6.根据权利要求1所述的大口径光学元件自动化装配系统，其特征在于：所述光学元件自动运输装置(b)包括用于运送物料(a)的AGV小车(b1)和设置在接驳区域中的AGV小车导航定位机构(b2)，该AGV小车导航定位机构(b2)包括设置在接驳区域中的导航机构安装架(b21)，在该导航机构安装架(b21)上设置用于反射AGV小车(b1)发出的激光导航信号的AGV激光导航反射板(b22)、用于检测AGV小车(b1)是否搭载物料(a)的AGV有料检测传感器(b23)以及用于定位AGV小车(b1)上搭载的物料(a)的机械定位结构(b24)。

7.根据权利要求6所述的大口径光学元件自动化装配系统，其特征在于：所述洁净型多自由度机械手(c)包括两个相互正对的抓手(c1)、用于分别带动对应抓手(c1)在竖直平面上转动的两个回转臂(c2)、用于带动两个回转臂(c2)沿水平方向相互靠近或者远离的夹持驱动机构(c3)以及用于带动夹持驱动机构(c3)升降的龙门架(c4)，所述龙门架(c4)安装在两个相互正对的平移滑台(c5)上，并能够在两个平移滑台(c5)的带动下沿水平方向移动，两个所述平移滑台(c5)之间的区域构成所述接驳区域，在所述回转臂(c2)中均设置有用于带动回转臂(c2)相对夹持驱动机构(c3)转动或带动抓手(c1)相对回转臂(c2)转动的旋转驱动机构(c6)，所述回转臂(c2)、夹持驱动机构(c3)、龙门架(c4)和平移滑台(c5)均采用洁净封装工艺进行了封装。

8.根据权利要求7所述的大口径光学元件自动化装配系统，其特征在于：所述夹持驱动机构(c3)包括安装在龙门架(c4)上的夹持机构安装架(c31)、安装在夹持机构安装架(c31)中部的夹持组件安装箱(c32)、相对地设置在夹持组件安装箱(c32)两端的水平滑动导杆(c33)以及可沿对应水平滑动导杆(c33)滑动的两个夹持块(c34)，在所述夹持组件安装箱(c32)中设置有用于带动两个夹持块(c34)同步靠近或者远离夹持组件安装箱(c32)的夹持驱动组件(c35)；

所述夹持块(c34)包括夹持块壳体(c341)和固定安装在夹持块壳体(c341)中的连接块(c342)，所述连接块(c342)通过洁净滑套(c36)可滑动地安装在对应的水平滑动导杆(c33)上，并受夹持驱动组件(c35)带动，所述洁净滑套(c36)包括呈圆筒形的滑套安装筒(c361)，在该滑套安装筒(c361)的内腔中安装有至少一个与水平滑动导杆(c33)滑动配合的滑套基体(c362)，在所述滑套安装筒(c361)的两端均安装有除尘加长环(c363)，在所述滑套安装筒(c361)和除尘加长环(c363)上均安装有与各自内腔连通的排尘进气口(c364)，在所述除尘加长环(c363)远离滑套安装筒(c361)的一侧端面上盖有密封盖板(c365)。

9.根据权利要求7所述的大口径光学元件自动化装配系统，其特征在于：所述旋转驱动机构(c6)包括固定安装在回转臂(c2)中承载杆(c61)，该承载杆(c61)的上端部通过第一转轴可转动地安装在夹持驱动机构(c3)上，在所述承载杆(c61)的上端部固定安装有与其同步转动的第一驱动杆(c62)，所述抓手(c1)的中部通过第二转轴可转动地安装在承载杆(c61)的下端部上，在该抓手(c1)的中部固定安装有与其同步转动的第二驱动杆(c63)，在所述承载杆(c61)上安装有用于带动第一驱动杆(c62)相对夹持驱动机构(c3)转动的第一回转动力部件(c64)以及用于带动第二驱动杆(c63)相对承载杆(c61)转动的第二回转动力部件(c65)。

10.根据权利要求1所述的大口径光学元件自动化装配系统，其特征在于：所述洁净暂存平台(d)具有上料位置和下料位置，该洁净暂存平台(d)包括底座(d1)以及可转动地安装在该底座(d1)上的回转平台(d2)，在所述回转平台(d2)上设置有至少一个能够随回转平台(d2)同步转动的暂存工位(d3)，在所述底座(d1)对应上料位置和下料位置处均设置有检测机构(d4)，所述检测机构(d4)包括安装在底座(d1)上的检测机构安装支架(d41)和安装在该检测机构安装支架(d41)上的检测面板(d42)，在所述检测面板(d42)上设置有用于检测暂存工位(d3)是否转动到位的一次校准装置(d43)和用于与转运装置进行校准的二次校准装置(d44)。