CN219202027U - 光学元件装配设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及光学元件自动化装配技术领域，公开了一种光学元件装配设备，包括：基座；第一夹具，用于放置第一零部件和第二零部件；第一定位组件，用于检测第一零部件和第二零部件的位姿；位姿调整机构，可相对于基座移动，用于将第一夹具上的第一零部件和第二零部件移载至第一定位组件处并对其进行位姿调整，用于将处于标定位姿的第一零部件和第二零部件移载至装配区域；点胶机构，用于在装配区域中的第一零部件上进行打胶；照射组件，用于照射第一零部件上打胶的位置，以固化胶体，使第二零部件装配固定于第一零部件。通过上述方式，本申请实施例实现光学元件的自动化装配，以降低成本，提升效率，提高产品质量稳定性。

Description

光学元件装配设备

技术领域

本申请实施例涉及光学元件自动化装配技术领域，具体涉及一种光学元件装配设备。

背景技术

对于光学设备而言，由于需要保证对光束进行精准有效处理，因此其零部件的装配精度要求较高。受限于光学设备当中零部件装配精度的高要求，目前大多采用人工的方式完成，而人工装配的方式必然会带来成本高和效率低的问题。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种光学元件装配设备，实现光学元件的自动化装配，以降低成本，提升效率，提高产品质量稳定性。

本申请实施例提供一种光学元件装配设备，包括：基座；第一夹具，设置于基座上，用于放置第一零部件和第二零部件；第一定位组件，设置于基座上，用于检测第一零部件和第二零部件的位姿；位姿调整机构，可相对于基座移动，用于将第一夹具上的第一零部件和第二零部件移载至第一定位组件处并对其进行位姿调整，使第一零部件和第二零部件处于标定位姿；位姿调整机构还用于将处于标定位姿的第一零部件和第二零部件移载至装配区域；点胶机构，设置于基座上，用于在装配区域中的第一零部件上进行打胶；照射组件，设置于基座上，且朝向装配区域设置，用于照射第一零部件上打胶的位置，以固化胶体，使第二零部件装配固定于第一零部件。

在一种可选的方式中，光学元件装配设备还包括第二夹具和第二定位组件；第二夹具可移动设置于基座上，第二夹具用于放置光源装置和带动光源装置移动；第二定位组件连接于基座且朝向第二夹具设置，用于检测光源装置的实际位置，以使第二夹具依据实际位置带动光源装置移动至标定位置；装配区域位于光源装置输出的光束的光路上；点胶机构还用于在光源装置上进行打胶，以使第一零部件装配固定于光源装置。

在一种可选的方式中，光学元件装配设备还包括光斑检测组件，光斑检测组件设置于光路上且位于装配区域的下游；光斑检测组件用于接收经过第二零部件的光束形成的光斑，对光斑其进行检测；位姿调整机构还用于依据光斑检测组件的检测结果继续调整第二零部件的位姿。

在一种可选的方式中，基座上沿第一方向可移动设置有龙门架，龙门架上沿第二方向可移动连接有移载装配组件，第二方向与第一方向垂直；位姿调整机构和点胶机构均设置于移载装配组件上。

在一种可选的方式中，移载装配组件包括连接座和升降座；连接座沿第二方向可移动连接于龙门架；升降座沿第三方向可升降连接于连接座，第三方向与第一方向和第二方向均垂直；位姿调整机构和点胶机构均设置于升降座上。

在一种可选的方式中，位姿调整机构和点胶机构沿第二方向排列设置于升降座上；升降座用于带动位姿调整机构和点胶机构沿第三方向上升第一预设距离；连接座用于带动升降座及其上的位姿调整机构和点胶机构沿第二方向中由点胶机构指向位姿调整机构的方向移动第二预设距离，第二预设距离等于位姿调整机构与点胶机构之间的距离；点胶机构沿第三方向可升降连接于升降座，点胶机构用于沿第三方向下降第三预设距离并在第一零部件上进行打胶，点胶机构还用于沿第三方向上升第三预设距离复位；连接座还用于在点胶机构复位后，带动升降座及其上的位姿调整机构和点胶机构沿第二方向中由位姿调整机构指向点胶机构的方向移动第二预设距离复位；升降座用于带动位姿调整机构和点胶机构沿第三方向下降第一预设距离复位；照射组件用于照射第一零部件上打胶的位置，以使第二零部件装配固定于第一零部件。

在一种可选的方式中，第二夹具上设置有容置部，容置部用于放置光源装置；第二夹具上还设置有通电结构，通电结构用于与容置部处的光源装置电连接，以为光源装置提供电能使其输出光束。

在一种可选的方式中，第一夹具包括底座和料盘，底座设置于基座上，料盘拔插固定于底座的顶部。

在一种可选的方式中，光学元件装配设备还包括胶头标定组件，胶头标定组件设置于基座上，胶头标定组件用于对点胶机构的胶头进行定位。

在一种可选的方式中，光学元件装配设备还包括擦胶组件，擦胶组件设置于基座上，擦胶组件用于对点胶机构的胶头进行清洁。

本申请实施例提供的光学元件装配设备当中，将第一夹具、第一定位组件、位姿调整机构、点胶机构以及照射组件均集成于基座上，由位姿调整机构负责零部件的移载和位姿调整，由第一夹具和第一定位组件分别负责零部件的放置和位姿检测，确保零部件的装配精度，由点胶机构和照射组件负责对标定位姿的零部件进行装配固定，实现对光学元件的全程自动化装配，有利于提升装配效率，降低装配所需成本。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的光学元件装配设备一视角的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的光学元件装配设备另一视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的光束转换器的正面结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的光束转换器的侧面结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的光学元件装配设备的俯视结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的光学元件装配设备中第二夹具的结构示意图；

图7为图2在A处的放大结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的光源装置和光束转化器装配的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的光学元件装配设备中光斑检测组件的结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的光学元件装配设备中移载装配组件的结构示意图；

图11为本实用新型实施例提供的光学元件装配设备中照射组件的结构示意图；

图12为本实用新型实施例提供的光学元件装配设备中第一夹具的结构示意图；

图13为本实用新型实施例提供的光学元件装配设备中第一夹具的部分结构示意图；

图14为本实用新型实施例提供的光学元件装配设备中胶头标定组件的结构示意图；

图15为本实用新型实施例提供的光学元件装配设备中擦胶组件的结构示意图。

具体实施方式中的附图标号如下：

100、光学元件装配设备；110、基座；111、龙门架；112、转接板；120、第一夹具；121、底座；122、料盘；130、第一定位组件；140、移载装配组件；141、位姿调整机构；142、点胶机构；143、连接座；144、升降座；150、照射组件；151、发光部；152、反光部；160、装配区域；170、第二夹具；171、第二夹具定子；172、第二夹具动子；173、容置部；174、通电结构；1741、开关部件；17411、第一电接触部；17412、第二电接触部；180、第二定位组件；190、光斑检测组件；191、反光件；192、透镜；193、光斑检测装置；210、胶头标定组件；220、擦胶组件；

500、光束转换器；510、器座；521、第一透镜；522、第二透镜；

600、光源装置；610、侧壁；620、光路；

700、打胶区域。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：存在A，同时存在A和B，存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“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；也可以是机械连接，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。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申请实施例中的具体含义。

想要实现光学元件的自动化装配，降低成本并提高装配效率，必须要解决如何在自动化装配的基础上满足光学元件装配精度要求的问题。基于这一问题，本申请发明人想到，通过第一定位组件来检测零部件的位姿，以使零部件在位姿调整机构的带动下调整至标定位姿，接着位姿机构带动标定位姿的零部件移动到达装配区域，最终通过点胶机构的打胶和照射组件对胶体的照射固化，使多个零部件之间以标定位姿相互装配固定，实现光学零部件自动化装配的同时，保证光学零部件之间的装配精度。

本申请实施例提供的光学元件装配设备可以用于对各类通过胶体粘接的光学元件进行装配，为了便于理解，下面以光学元件为光束转换器举例进行说明。

本申请实施例提供一种光学元件装配设备，具体请参阅图1和图2，图中分别示出了本申请一实施例提供的光学元件装配设备两个视角的立体结构。如图中所示，光学元件装配设备100包括基座110、第一夹具120、第一定位组件130、位姿调整机构141、点胶机构142和照射组件150。第一夹具120、第一定位组件130、点胶机构142和照射组件150均设置于基座110上。第一夹具120用于放置第一零部件(图未示)和第二零部件(图未示)。第一定位组件130用于检测第一零部件和第二零部件的位姿。位姿调整机构141可相对于基座110移动，用于将第一夹具120上的第一零部件和第二零部件移载至第一定位组件130处并对其进行位姿调整，使第一零部件和第二零部件处于标定位姿。位姿调整机构141还用于将处于标定位姿的第一零部件和第二零部件移载至装配区域160。位姿调整机构141还用于将处于标定位姿的第二零部件移载至达装配区域160。点胶机构142用于在装配区域160中的第一零部件上进行打胶。照射组件150朝向装配区域160设置，用于照射第一零部件上打胶的位置，以固化胶体，使第二零部件装配固定于第一零部件。

基座110作为光学元件装配设备100中其他所有组件的载体，一般可以采用大理石板，其他组件可以通过螺纹连接或铆接等方式固定于基座110上。第一夹具120为用于放置光学元件中各零部件的平台，其上可以设置多个放置区域，每个放置区域可以用来放置不同类型的零部件。

为了保证第一零部件和第二零部件的装配精度，第一定位组件130一般采用x、y、z三个线性方向两两正交的三组CCD相机组件，CCD英文全称为Charge coupled Device，中文全称为电耦合元件，也称CCD图像传感器。第一定位组件130在检测零部件的位姿时，每个CCD相机先对零部件进行拍照成像，并将所成的像与其内预先设定好的标准图像进行比较，确定二者之间的偏差，接着将偏差情况反馈给位姿调整机构141，由位姿调整机构141对零部件进行调整，以使最终每个CCD相机对零部件拍照后，所成的像与标准图像一致，满足该要求后，即表示零部件已调整至标定位姿。

在一些实施例中，位姿调整机构141可以为机械手，机械手可以抓取移载零部件以及调整零部件的位姿。点胶机构142可以由移动模组和胶桶，由移动模组带动胶桶移动并挤压胶桶，实现在零部件上打胶。

在图1及图2所示的具体实施例中，则将位姿调整机构141和点胶机构142均安装于移载装配组件140上，由移载装配组件140同时带动位姿调整机构141和点胶机构142移动。其中，位姿调整机构141采用六维调节架，其可以调整零部件沿x、y、z轴的移动以及绕各线性轴的旋转Rx、Ry和Rz，从而将零部件精确地调整至标定位姿。

请参阅图2和图3，图中分别示出了光束转换器正面和侧面的结构。如图中所示，光束转换器500包括器座510、第一透镜521和第二透镜522，其中器座510即可以是上述第一零部件，第一透镜521和第二透镜522任意一个均可以是上述第二零部件。对于光束转换器500而言，在装配时，对图2和图3中的尺寸a、b、c和d均具有较高的装配精度要求。

请参阅图3，为了便于理解光学元件装配设备100的工作流程，以图3中光学元件装配设备100的俯视视角对其进行说明。在此之前，需要说明的是，为了便于展示，在图3中，采用了虚线矩形框将各组件所在位置框出，并将对应组件的标号标在了虚线矩形框上。

如图3中所示，以位姿调整机构141和点胶机构142均安装于移载装配组件140的结构以及对上述光束转换器500进行装配为例，在装配作业之前，先在第一夹具120上放置好器座510、第一透镜521和第二透镜522(图中第一夹具120上未示出器座510、第一透镜521和第二透镜522)。以图3中移载装配组件140所在位置为其初始位置为例，装配时，首先移载装配组件140沿x轴及y轴移动至第一夹具120上方并且其上的位姿调整机构141与器座510对准的位置，接着移载装配组件140沿z轴(如图1及图2中所示)下降至相应高度后，由位姿调整机构141将器座510抓取后，移载装配组件140再上升复位。

接下来，移载装配组件140沿x轴及y轴移动至第一定位组件130上方，然后移载装配组件140沿z轴下降，使位姿调整机构141上抓取的器座510下降至可以被第一定位组件130检测到的位置。随后，第一定位组件130开始检测器座510的位姿，并根据检测结果控制位姿调整机构141调整器座510的位姿，直至器座510的位姿达到标定位姿后停止。

之后，移载装配组件140沿z轴上升，并沿x轴向左移动，使器座510处于装配区域160的上方，然后移载装配组件140沿z轴下降，随后位姿调整机构141将器座510以标定位姿放置于装配区域160。

放置好器座510后，移载装配组件140沿z轴上升复位，并且再次移动至第一夹具120上方，按照上述步骤将第一透镜521调整至标定位姿后，移载装配组件140沿x轴向左移动，使点胶机构142处于器座510上需要打胶位置的上方，接着移载装配组件140或点胶机构142向下移动，点胶机构142开始在器座510上进行打胶，之后移载装配组件140或点胶机构142上升复位，移载装配组件140再沿x向左移动使第一透镜521处于器座510打胶位置的上方，然后移载装配组件140向下移动，使第一透镜521以标定位姿停留在与器座510粘接处，之后由照射组件150对胶体进行照射固化后，第一透镜521便以标定位姿与器座510装配固定，最终位姿调整机构141释放第一透镜521后，再对第二透镜522进行上述操作，使第二透镜522以标定位姿装配固定于器座510上，完成光束转换器500的装配，形成如图3和图4中所示结构。

可以理解的是，上述装配步骤仅是以光束转换器500为例进行说明，对于其他类型的光学元件而言，根据其结构形态及零部件数量，对标定位姿以移载次数进行相应调整即可，此处不再多赘述。对于位姿调整机构141采用机械手，并且位姿调整机构141与点胶机构142为分体结构的实施例而言，除了位姿调整机构141与点胶机构142不同时移动以外，装配的顺序与上述步骤是一样的。

本申请实施例提供的光学元件装配设备100当中，将第一夹具120、第一定位组件130、位姿调整机构141、点胶机构142以及照射组件150均集成于基座110上，由位姿调整机构141负责零部件的移载和位姿调整，由第一夹具120和第一定位组件130分别负责零部件的放置和位姿检测，确保零部件的装配精度，由点胶机构142和照射组件150负责对标定位姿的零部件进行装配固定，实现对光学元件的全程自动化装配，有利于提升装配效率，降低装配所需成本。

上述实施例中实现了无光源的光学元件的自动化装配，为了能够进一步实现对有光源的光学元件的自动化装配，本申请提出一种实施方式，具体请再次参阅图1和图2，并进一步结合图6和图7，图6中示出了第二夹具的结构，图7中示出了图2在A处的放大结构。如图中所示，光学元件装配设备100还包括第二夹具170和第二定位组件180。第二夹具170可移动设置于基座110上，第二夹具170用于放置光源装置600和带动光源装置600移动。第二定位组件180连接于基座110且朝向第二夹具170设置，用于检测光源装置600的实际位置，以使第二夹具170依据实际位置带动光源装置600移动至标定位置。装配区域160位于光源装置600输出的光束的光路上。点胶机构142还用于在光源装置600上进行打胶，以使第一零部件装配固定于光源装置600。

具体地，如图1及图2中所示，第二定位组件180可以采用单个CCD相机，通过CCD相机对第二夹具170上的光源装置600进行拍照成像，并将所成的像与预先设定的标定位置图像对比来对光源装置600进行位置调整，最终通过第二夹具170将光源装置600调整至标定位置。

如图6中所示，第二夹具170包括第二夹具定子171和第二夹具动子172，第二夹具定子171固定于基座110，第二夹具动子172用于放置光源装置600，第二夹具动子172沿y轴方向移动连接于第二夹具定子171。

对于有光源的光学元件的装配而言，请再次参阅图5，同样以上述情况为例，并继续以俯视图进行说明，其中虚线矩形框仅框出了第二夹具动子172。初始状态下，第二夹具动子172移动至第二夹具定子171如图5中所示的最下端，以供光源装置600在第二夹具动子172上上料，在第二夹具动子172上放置好光源装置600后，第二夹具动子172带动光源装置600沿y轴向上移动至光源装置600与第二定位组件180之间沿x轴对准。接着由第二定位组件180对光源装置600进行拍照成像，并根据成像结果，控制第二夹具动子172带动光源装置600移动至标定位置。进一步地，为了防止结构干涉，便于装配操作，在图5所示的具体实施例中，将光源装置600移动至标定位置后，第二夹具动子172还会再带动光源装置600沿y轴向上移动固定距离至图5所示的位置，可以理解的是，若光源装置600在位置调整完成后便具有足够的空间进行装配操作，则无需进行该步骤。

接下来，由点胶机构142在光源装置600的如图7和图8中所示的侧壁610上打胶，打胶区域700如图8中阴影位置所示。然后由位姿调整机构141将标准位姿的器座510放置于装配区域160处，通过照射组件150将光源装置600与器座510之间的胶体固化，最终使器座510装配固定在光源装置600上。接着则进行上文所述的第一透镜521和第二透镜522在器座510上装配的步骤，最终由光源装置600和光束转换器500共同形成装配好的光学元件，该光学元件中，由光束转换器500对光源装置600输出的光束进行处理，使得最终形成所需光斑。

同样地，可以理解的是，上述就一光源装置600与光束转换器500的装配为例进行了说明，对于其他有光源的光学元件的装配方式同理，根据光学元件的零部件数量以及装配位置关系进行相应地调整即可。

对于有光源的光学元件的装配而言，防止因各移动模组和检测模组的误差导致最终装配成型的光学元件输出的光斑无法满足要求，本申请进一步提出一种实施方式，具体请再次参阅图1和图2，如图中所示，光学元件装配设备100还包括光斑检测组件190，光斑检测组件190设置于光路上且位于装配区域160的下游。光斑检测组件190用于接收经过第二零部件的光束形成的光斑，对光斑进行检测。位姿调整机构141还用于依据光斑检测组件190的检测结果继续调整第二零部件的位姿。

具体地，光斑检测组件190由一系列镜片以及光斑成像装置组成，光源装置600发出的光束先经过第二零部件，再经过该一系列镜片后到达光斑成像装置，光斑成像装置将呈现的光斑与预先设定的标准光斑进行比较，确定是否合格，若不合格，则由位姿调整机构继续对第二零部件的位姿进行调整，以使最终呈现的光斑合格。在图5所示的具体实施例中，光源装置600输出光束的光路620如图中粗线所示，粗线中的箭头标识光路620中光束的输出方向，并且图中通过虚线矩形框将光斑检测组件190框出，并将光斑检测组件190的标号标在了虚线矩形框上。

通过设置光斑检测组件190对经过第二零部件的光束检测检测，使得第二零部件可以以其对光束的处理满足要求时所处的位姿与第一零部件装配固定，从而提高装配后成品的合格率。

进一步地，如图6中所示，第二夹具动子172还可以同时沿x轴方向移动连接于第二夹具定子171，通过第二夹具动子172带动光源装置600沿x轴方向移动，可以调整光源装置600与光斑检测组件190之间的距离，实现对光斑的正常检测。

为了节省设备的占用面积，优化结构布局，本申请进一步提出一种实施方式，具体请继续参阅图5，并进一步结合图9，图9中示出了光斑检测组件的结构。如图中所示，光斑检测组件190具有反光件191，反光件191用于调节光路的方向。

具体地，反光件191可以采用镜子，如图9中所示，光斑检测组件190还可以包括多个透镜192和光斑检测装置193，反光件191改变光路的方向之后，由多个透镜192依次对光束进行处理后，最终在光斑检测装置193中进行成像并对比检测。

通过反光件191对光路620的方向进行调整后，可以使光斑检测组件190沿任意方向布置，无需按照光源装置600输出光束的方向排列布置，从而可以根据光学元件装配设备100的内各组件的分布情况，将光斑检测组件190布置在更为合适的区域，以使整体结构更为紧凑，占用面积相对较小。

为了进一步优化位姿调整机构141和点胶机构142的作业流程，本申请提出一种实施方式，具体请再次参阅图1和图2，如图中所示，基座110上沿第一方向(图中y轴所示方向)可移动设置有龙门架111，龙门架111上沿第二方向(图中x轴所示方向)可移动连接有移载装配组件140，第二方向与第一方向垂直。位姿调整机构141和点胶机构142均设置于移载装配组件140上。

通过将龙门架111沿第一方向移动设置在基座110上，并将移载装配组件140沿第二方向移动连接于龙门架111上，实现移载装配组件140在x、y轴平面内的全方位移动，并且将位姿调整机构141和点胶机构142均设置于移载装配组件140上，使得位姿调整机构141可抓取各零部件并带动其在各组件之间进行移载，达到自动化装配的目的，同时利用龙门架111的高度优势，节省整个设备在水平面上的占地面积。

对于移载装配组件140的具体结构，本申请进一步提出一种实施方式，具体请参阅图10，图中示出了移载装配组件的结构。如图中所示，移载装配组件140包括连接座143和升降座144，连接座143沿第二方向(x轴所示方向)可移动连接于龙门架111，升降座144沿第三方向(z轴所示方向)可升降连接于连接座143，第三方向与第一方向和第二方向均垂直。位姿调整机构141和点胶机构142均设置于升降座144上。

连接座143用于带动移载装配组件140中其他所有部件沿x轴方向在龙门架111移动，升降座144带动位姿调整机构141下降后，使位姿调整机构141可以进行抓取零部件、对零部件进行位姿调整定位、定位零部件等待胶体固化等步骤，并且使点胶机构142可以进行打胶步骤，升降座144带动位姿调整机构141上升后，则通过龙门架111以及连接座143的移动实现对零部件的移载，避免零部件在移载过程中与设备当中的其他组件发生结构干涉。

为了充分优化光学元件装配设备100的结构布局，并进一步提高装配精度，本申请提出一种实施方式，具体地。请结合图1、图2、图5和图10，如图中所示，位姿调整机构141和点胶机构142沿第二方向(x轴所示方向)排列设置于升降座144上。升降座144用于带动位姿调整机构141和点胶机构142沿第三方向(z轴所示方向)上升第一预设距离。连接座143用于带动升降座144及其上的位姿调整机构141和点胶机构142沿第二方向中由点胶机构142指向位姿调整机构的方向(图5中沿x轴向右的方向)移动第二预设距离。点胶机构142沿第三方向(z轴所示方向)可升降连接于升降座144，点胶机构142用于沿第三方向下降第三预设距离并在第一零部件上进行打胶，点胶机构142还用于沿第三方向上升第三预设距离复位。连接座143还用于在点胶机构142复位后，带动升降座144及其上的位姿调整机构141和点胶机构142沿第二方向中由位姿调整机构141指向点胶机构142的方向(图5中沿x轴向左的方向)移动第二预设距离复位。升降座144用于带动位姿调整机构141和点胶机构142沿第三方向(z轴所示方向)下降第一预设距离复位。照射组件150用于照射第一零部件上打胶的位置，以使第二零部件装配固定于第一零部件。

具体地，升降座144用于在位姿调整机构141将第二零部件的位姿调整至光斑检测组件190的检测结果合格时，带动位姿调整机构141和点胶机构142沿第三方向(z轴所示方向)上升第一预设距离，使得位姿调整机构141带动第二零部件上升第一预设距离，从而将第一零部件上需要打胶的位置露出。

连接座143用于在升降座144带动位姿调整机构141和点胶机构142沿第三方向(z轴所示方向)上升第一预设距离后，带动升降座144及其上的位姿调整机构141和点胶机构142沿第二方向中由点胶机构142指向位姿调整机构141的方向(图5中沿x轴向右的方向)移动第二预设距离，以使点胶机构142与第一零部件上需要打胶的位置沿第三方向(z轴所示方向)相对，第二预设距离等于位姿调整机构141与点胶机构142之间的距离。

点胶机构142沿第三方向(z轴所示方向)可升降连接于升降座144，点胶机构142用于在与第一零部件上需要打胶的位置沿第三方向(z轴所示方向)相对时，沿第三方向下降第三预设距离并在第一零部件上进行打胶，点胶机构142还用于在第一零部件上进行打胶后，沿第三方向上升第三预设距离复位。

连接座143还用于在点胶机构142复位后，带动升降座144及其上的位姿调整机构141和点胶机构142沿第二方向中由位姿调整机构141指向点胶机构142的方向(图5中沿x轴向左的方向)移动第二预设距离复位。

升降座144用于在连接座143复位后，带动位姿调整机构141和点胶机构142沿第三方向(z轴所示方向)下降第一预设距离复位，使得位姿调整机构141带动第一零部件沿第三方向下降第一预设距离复位。

光斑检测组件190用于在第一零部件沿第三方向(z轴所示方向)下降第一预设距离复位后，再次对经过第一零部件的光束进行检测。

照射组件150用于在光斑检测组件190再次对第一零部件进行检测的检测结果合格时，照射第一零部件上打胶的位置，以使第二零部件装配固定于第一零部件。

在上述步骤之前，光学元件装配设备100执行以下步骤：位姿调整机构141在第一定位组件130处将第二零部件(例如上述第一透镜521或第二透镜522)调整至标定位姿后，由连接座143带动第二零部件沿图5中x轴方向向左移动固定距离，以使第二零部件位于装配区域的正上方，此时装配区域已经放置或固定有第一零部件(例如上述器座510)，因此，第二零部件也即位于第一零部件的正上方。接着升降座144沿z轴向下移动固定距离，使第二零部件到达与第一零部件进行装配的位置，此时先通过光斑检测组件190对经过第二零部件的光斑进行初步检测，初步检测合格后，此时第二零部件与第一零部件距离很近(对于光束转换器500而言，此时第一透镜521或第二透镜522与器座510之间呈图4所示状态)，不便于进行打胶，所以要进行上述步骤。

需要说明的是，上述步骤还要保证装配成型的光学元件的精度满足要求。为了便于理解，以下对上述步骤进行简要概括，具体地，光斑检测组件190对经过第二零部件的光斑进行初步检测合格后，升降座144带动第二零部件上升第一预设距离，以使第二零部件不再遮挡第一零部件的打胶位置。然后连接座143带动位姿调整机构141和点胶机构142沿图5中x轴方向向右移动第二预设距离(等于位姿调整机构141和点胶机构142沿x轴方向的间距)，使得点胶机构142与第一零部件上的打胶位置上下对准。接着点胶机构142沿z轴下降，这里需要说明的是，可以将升降座144的移动精度设置为高于点胶机构142的移动精度，例如通过采用精度更高的电缸等驱动模组实现，以使升降座144的移动幅度更小、精度更高，点胶机构142的移动幅度大、速度快。在点胶时，可以先大幅下降点胶机构142，在精准下降升降座144，使胶头精准下降至可点胶位置，并在在第一零部件上的打胶位置进行打胶。

打胶完成后，点胶机构142、连接座143和升降座144依次反方向移动相同距离复位，还原第二零部件在装配区域中初步检测合格时的位姿，但是考虑到各移动机构的直线度等误差情况，为了保证装配的合格率，在将第二零部件的位姿还原后，再由光斑检测组件190对经过第二零部件的光束进行检测，确定当前位姿是否满足要求，若满足要求，则进行照射固化，若不满足要求，则再通过位姿调整机构141对第二零部件进行微调，直至光束满足要求后，再进行照射固定。最终对胶体进行照射固化后，形成光学元件的成品。

请再次参阅图1，在一些实施例中，基座110上设置有转接板112，第一夹具120、第一定位组件130、第二夹具170、第二定位组件180和照射组件150均固定于转接板112。

由于基座110一般采用大理石材质，各组件通过螺钉或铆钉固定于基座上时较难开孔，基于此，本实施例中在基座110上设置了转接板112，先将转接板112整体固定于基座110后，其他各组件则直接在转接板112上安装固定，便于各组件的装配。

由于光源装置600需要通电发出光束，以进行光斑检测，因此为了优化电路结构，本申请进一步提出一种实施方式，具体请再次参阅图6，如图中所示，第二夹具170上设置有容置部173，容置部173用于放置光源装置600。第二夹具170上还设置有通电结构174，通电结构174用于与容置部173处的光源装置600电连接，以为光源装置600提供电能使其输出光束。

通过将通电结构174集成在第二夹具170，可以使光学元件装配设备100整体结构更为紧凑，空间占用率低。

对于通电结构174的结构，本申请进一步提出一种实施方式，具体请再次参阅图6，如图中所示，通电结构174上设置有开关部件1741，开关部件1741包括第一电接触部17411和第二电接触部17412，第二电接触部17412用于与光源装置600电连接，第一电接触部17411可移动设置，第一电接触部17411用于在移动时与第二电接触部17412接触或分离，以使通电结构174导通或断开。

在图6所示的具体实施例中，第一电接触部17411可以与电源线(图未示)焊接固定，第一电接触部17411可采用可升降绝缘板，第一电接触部17411上设置有电接触孔，第二电接触部17412上设置有导电柱。第一电接触部17411下降且其上的电接触孔与第二电接触部17412上的导电柱电接触时，通电结构174导通，光源装置600发出光束；第一电接触部17411上升且电接触孔与第二电接触部17412上的导电柱分离后，通电结构174断开。

通过直接在第二夹具170上集成开关部件1741，实现对光源装置600开启和关闭的自动化控制。

为了进一步优化设备整体结构，减少空间占用，本申请还提出一种实施方式，具体请参阅图11，图中示出了照射组件的结构。如图中所示，照射组件150具有发光部151和反光部152，发光部151用于输出照射光束，反光部152设置于照射光束的照射光路上，反光部152用于改变照射光路的方向。

通过设置反光部152来改变照射光路的方向，使得发光部151无需直接对准打胶位置设置，从而有利优化整个设备的空间布局，使整体结构更为紧凑。

为了提高装配效率，本申请进一步提出一种实施方式，具体请再次参阅图5，如图中所示，照射组件150用于沿发光部151输出光束的方向(图中y轴所示方向)可移动设置于基座110上。反光部152用于将照射光路的方向由发光部输出照射光束的方向(图中沿y轴向上的方向)反射后转化为朝向光源装置600的方向(图中沿x轴向左的方向)。

可以理解的是，图5所示的状态中，照射组件150处于沿y轴最下方的放置，此时照射光路(如图中粗箭头所示)与光源装置600(相当于图中装配区域160)沿x轴方向是错位的。当需要对胶体进行照射固化时，照射组件150沿y轴向上移动，使照射光路与相应的光源装置600处的零部件上的胶体对准进行照射固化即可，由图中可知，照射组件150沿y轴移动不同距离时，便可以在不同的光源装置600处进行照射固化。当不需要进行照射固化步骤时，则照射组件150可以沿y轴向下移动至图5所示的位置，以对装配区域160的空间进行让位，使得装配区域160处可以正常进行其他操作。

关于第一夹具120的结构，本申请提出一种实施方式，具体请参阅图12，图中示出了第一夹具120的结构。如图中所示，第一夹具120整体固定于基座110，且第一夹具120的局部可移动设置。

当位姿调整机构141想要下降并抓取第一夹具120上位于边缘的零部件时，由于位姿调整机构141体积较大，因此可能与第一夹具120附近的其他组件发生结构干涉。基于此，通过将第一夹具120的局部可移动设置，在位姿调整机构141下降并抓取第一夹具120上位于边缘的零部件时，可以通过移动第一夹具120的局部使其边缘的零部件相对于位姿调整机构141的位置更为合适，从而使位姿调整机构141可以顺利下降并抓取到边缘的零部件。

请继续参阅图12，并进一步结合图13，图13中示出了第一夹具的部分结构。如图中所示，在一些实施例中，第一夹具120包括底座121和料盘122，底座121设置于基座110上，料盘122拔插固定于底座121的顶部。

通过将料盘122拔插固定于底座121的顶部，方便拆装维护或更换不同的料盘122，提升底座121的兼容性。

为了进一步保证装配精度，本申请还提出一种实施方式，具体请再次参阅图1和图2，并进一步结合图14，图14中示出了胶头标定组件的结构。如图中所示，光学元件装配设备100还包括胶头标定组件210，胶头标定组件210设置于基座110上，胶头标定组件210用于对点胶机构142的胶头进行定位。

通过设置胶头标定组件210来对点胶机构142的胶头进行定位，可以充分保证点胶位置的准确性，提高装配精度。

请再次参阅图1和图2，并进一步结合图15，图15中示出了擦胶组件的结构。如图中所示，光学元件装配设备100还包括擦胶组件220，擦胶组件220设置于基座110上，擦胶组件220用于对点胶机构142的胶头进行清洁。

通过设置擦胶组件220，实现对胶头的自动化清洁，保持胶头的干净整洁，便于后续点胶的精确控制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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申请各实施例技术方案的范围。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。

Claims (10)

1.一种光学元件装配设备，其特征在于，包括：

基座；

第一夹具，设置于所述基座上，用于放置第一零部件和第二零部件；

第一定位组件，设置于所述基座上，用于检测所述第一零部件和所述第二零部件的位姿；

位姿调整机构，可相对于所述基座移动，用于将所述第一夹具上的所述第一零部件和所述第二零部件移载至所述第一定位组件处并对其进行位姿调整，使所述第一零部件和所述第二零部件处于标定位姿；所述位姿调整机构还用于将处于标定位姿的所述第一零部件和所述第二零部件移载至装配区域；

点胶机构，设置于所述基座上，用于在所述装配区域中的所述第一零部件上进行打胶；

照射组件，设置于所述基座上，且朝向所述装配区域设置，用于照射所述第一零部件上打胶的位置，以固化胶体，使所述第二零部件装配固定于所述第一零部件。

2.根据权利要求1所述的光学元件装配设备，其特征在于，所述光学元件装配设备还包括第二夹具和第二定位组件；

所述第二夹具可移动设置于所述基座上，所述第二夹具用于放置光源装置和带动所述光源装置移动；

所述第二定位组件连接于所述基座且朝向所述第二夹具设置，用于检测所述光源装置的实际位置，以使所述第二夹具依据所述实际位置带动所述光源装置移动至标定位置；

所述装配区域位于所述光源装置输出的光束的光路上；

所述点胶机构还用于在所述光源装置上进行打胶，以使所述第一零部件装配固定于所述光源装置。

3.根据权利要求2所述的光学元件装配设备，其特征在于，所述光学元件装配设备还包括光斑检测组件，所述光斑检测组件设置于所述光路上且位于所述装配区域的下游；

所述光斑检测组件用于接收经过所述第二零部件的所述光束形成的光斑，对所述光斑其进行检测；

所述位姿调整机构还用于依据所述光斑检测组件的检测结果继续调整所述第二零部件的位姿。

4.根据权利要求3所述的光学元件装配设备，其特征在于，所述基座上沿第一方向可移动设置有龙门架，所述龙门架上沿第二方向可移动连接有移载装配组件，所述第二方向与所述第一方向垂直；

所述位姿调整机构和所述点胶机构均设置于所述移载装配组件上。

5.根据权利要求4所述的光学元件装配设备，其特征在于，所述移载装配组件包括连接座和升降座；

所述连接座沿所述第二方向可移动连接于所述龙门架；

所述升降座沿第三方向可升降连接于所述连接座，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向均垂直；

所述位姿调整机构和所述点胶机构均设置于所述升降座上。

6.根据权利要求5所述的光学元件装配设备，其特征在于，所述位姿调整机构和所述点胶机构沿所述第二方向排列设置于所述升降座上；

所述升降座用于带动所述位姿调整机构和所述点胶机构沿所述第三方向上升第一预设距离；

所述连接座用于带动所述升降座及其上的所述位姿调整机构和所述点胶机构沿所述第二方向中由所述点胶机构指向所述位姿调整机构的方向移动第二预设距离，所述第二预设距离等于所述位姿调整机构与所述点胶机构之间的距离；

所述点胶机构沿所述第三方向可升降连接于所述升降座，所述点胶机构用于沿所述第三方向下降第三预设距离并在所述第一零部件上进行打胶，所述点胶机构还用于沿所述第三方向上升所述第三预设距离复位；

所述连接座还用于在所述点胶机构复位后，带动所述升降座及其上的所述位姿调整机构和所述点胶机构沿所述第二方向中由所述位姿调整机构指向所述点胶机构的方向移动所述第二预设距离复位；

所述升降座用于带动所述位姿调整机构和所述点胶机构沿所述第三方向下降所述第一预设距离复位；

所述照射组件用于照射所述第一零部件上打胶的位置，以使所述第二零部件装配固定于所述第一零部件。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的光学元件装配设备，其特征在于，所述第二夹具上设置有容置部，所述容置部用于放置所述光源装置；

所述第二夹具上还设置有通电结构，所述通电结构用于与所述容置部处的所述光源装置电连接，以为所述光源装置提供电能使其输出所述光束。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的光学元件装配设备，其特征在于，所述第一夹具包括底座和料盘，所述底座设置于所述基座上，所述料盘拔插固定于所述底座的顶部。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的光学元件装配设备，其特征在于，所述光学元件装配设备还包括胶头标定组件，所述胶头标定组件设置于所述基座上，所述胶头标定组件用于对所述点胶机构的胶头进行定位。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的光学元件装配设备，其特征在于，所述光学元件装配设备还包括擦胶组件，所述擦胶组件设置于所述基座上，所述擦胶组件用于对所述点胶机构的胶头进行清洁。

Images