TWI662309B

TWI662309B - 鏡片自動膠合系統以及鏡片膠合方法

Info

Publication number: TWI662309B
Application number: TW107121311A
Authority: TW
Inventors: 李書銘; 方木村
Original assignee: 佳凌科技股份有限公司
Priority date: 2018-06-21
Filing date: 2018-06-21
Publication date: 2019-06-11
Also published as: TW202001315A

Abstract

一種鏡片自動膠合系統以及鏡片膠合方法，該鏡片自動膠合系統包括有用以放置鏡片的調整台、運算裝置、用以調整鏡片位置的偏心對位調整裝置，以及用以對鏡片進行固化膠合的UV固化裝置。該鏡片膠合方法包括有：提供待膠合的第一鏡片與第二鏡片；將第一、第二鏡片放置於調整台上；使用偏心對位調整裝置調整第二鏡片，以使第二鏡片與第一鏡片的光軸中心對齊；對第一鏡片與第二鏡片進行偏心量測，將第一鏡片與第二鏡片進行固化膠合，以形成一膠合鏡片。

Description

鏡片自動膠合系統以及鏡片膠合方法

本發明係與鏡片膠合技術有關；特別是指一種鏡片自動膠合系統與鏡片膠合方法。

於現有技術當中，目前光學鏡片的加工多半以手動作業為主，因此，諸如鏡片膠合良率將有賴於產線上之工作人員的個人經驗與手感，而有良率不穩定之缺失，而有鑑於產業的提升，推動產線全自動化與智慧化發展，以堅實光學鏡片接合自動化與建立產線智慧化基礎，是發明人苦心研究的方向之一。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種鏡片自動膠合系統以及鏡片膠合方法，有助於提升鏡片膠合的效率，以及實現可批次化大量鏡片膠合。

緣以達成上述目的，本發明提供的鏡片自動膠合系統，包括有一調整台，用以放置一第一鏡片以及一第二鏡片；一運算裝置；一偏心對位調整裝置，受控於該運算裝置，該偏心對位調整裝置包括有一第一調整機構、一第二調整機構以及一彈性件，該第一調整機構與該第二調整機構分別接觸該第二鏡片，並受控制地推動該第二鏡片，以對齊該第二鏡片與該第一鏡片的光軸中心；該彈性件接觸該第二鏡片，並被動地提供該第二鏡片彈力支撐；以及一UV固化裝置，受控於該運算裝置，用以對該第一鏡片與該第二鏡片進行固化膠合。

緣以達成上述目的，本發明提供的鏡片膠合方法，其包括有以下步驟：提供待膠合的一第一鏡片以及一第二鏡片；將該第一鏡片與該第二鏡片放置於一調整台上；使用一偏心對位調整裝置，該偏心對位調整裝置包括有一第一調整機構、一第二調整機構以及一彈性件，該第一調整機構與該第二調整機構分別接觸該第二鏡片，並受控制地推動該第二鏡片，以使該第二片的光軸位置對齊一目標位置；該彈性件接觸該第二鏡片，並被動地提供該第二鏡片彈性支撐；對該第一鏡片與該第二鏡片進行偏心量測，並判斷偏心值是否落於一目標規格內，若否，則再次執行步驟C，若是，則接續執行以下步驟；對該第一鏡片與該第二鏡片進行固化膠合，以形成一膠合鏡片。

本發明之效果在於，透過上述鏡片自動膠合系統以及膠合方法，可有助於提升鏡片膠合的效率與良率，進而有助於進行鏡片膠合之自動化作業的發展。

為能更清楚地說明本發明，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖１所示，為本發明一較佳實施例之鏡片自動膠合系統，其包括有一運算裝置10、一搬運進出料裝置20、一調整台30、一偏心對位調整裝置40、一偏心誤差量測裝置50、一UV固化裝置60以及一雲端資料庫70。

該運算裝置10與該搬運進出料裝置20、偏心對位裝置40、偏心誤差量測裝置50以及UV固化裝置60訊號連接，用以控制上述各裝置的作動。於本實施例中，所述的運算裝置10係以工業電腦為例，並與該雲端資料庫70訊號連接，但於其他應用上，並不以此為限。

該搬運進出料裝置20用以自一進出料區110搬運待加工的鏡片，並可將合格鏡片放置良品區120，將不合格鏡片放置不良品區130。於本實施例中，所述的搬運進出料裝置20可包括有一機械手臂，用以抓取、拿取或吸取鏡片，以進行加工鏡片的搬運，但於其他應用上，並不以此為限。

該調整台30用以放置待加工的鏡片，例如，待進行鏡片外徑量測之鏡片，或者待進行膠合的鏡片，另外，於一實施例中，所述鏡片外徑量測亦可由配備有外徑量測系統的裝置完成，例如在配備有外徑量測系統的機械手臂上完成，而不以放置於調整台30上才進行外徑量測為限。於本實施例中，所述的調整台30係用以放置待進行膠合的一第一鏡片1以及一第二鏡片2（參照圖３所示），其中，第一鏡片1具有一光軸L1，第二鏡片2具有一光軸L2，更進一步地，該調整台30係設有一定位座（圖未示），用以放置該第一鏡片，其中所述的第一鏡片可為單片鏡片、複合鏡片或是多片鏡片膠合厚之半成品等，但不以此為限，該第二鏡片係進一步放置在第一鏡片上，以待後續膠合作業，於實務上，在第一鏡片與第二鏡片的接合面，係會先塗佈有膠體（例如UV固化樹脂），以進行鏡片膠合。

該偏心對位調整裝置40受控於該運算裝置10，用以受控地調整該第二鏡片，以對齊該第二鏡片2與該第一鏡片1的光軸中心。請配合圖２所示，該偏心對位調整裝置40包括有一第一調整機構42、一第二調整機構44以及一彈性件46，該第一調整機構42與第二調整機構44分別接觸該第二鏡片2，並分別受一馬達（圖未示）所驅動，以調整該第二鏡片2的位置，以對齊該第二鏡片2與該第一鏡片1的光軸中心，例如，如圖３所示將第二鏡片2的光軸L2與第一鏡片1的光軸L1對齊；該彈性件46係接觸該第二鏡片2，並被動地提供該第二鏡片2彈力支撐。更進一步地，於本實施例中，所述第一調整機構42、第二調整機構44以及彈性件46係分別抵靠並接觸於該第二鏡片2的側緣，其中，所述彈性件46在本實施例中係以彈簧為例，但於其他應用上，則不以彈簧為限。

該偏心誤差量測裝置50受控於該運算裝置10，用以對該第一鏡片1、該第二鏡片2進行偏心量測，從而可獲悉第一鏡片1與第二鏡片2的光軸位置是否以對齊。更進一步地，運算裝置10可根據前述偏心量測結果來回授控制該第一調整機構42以及該第二調整機構44調整或推動該第二鏡片2的移動量。於本實施例中，該偏心誤差量測裝置50係選用穿透式量測法來量測第一鏡片1與第二鏡片2的偏心值，另外，於其他應用上，所述偏心誤差量測裝置50亦可使用其他量測方法測量偏心值，例如利用偏折角、橫向位移、外緣偏心、邊緣厚差值、錶計差量等。

該UV固化裝置60受控於該運算裝置10，用以在第一鏡片1與第二鏡片2的中心位置或光軸中心位置對齊或重合後，對第一鏡片1與第二鏡片2進行UV照射，以使得第一鏡片1與第二鏡片2之間接合面的膠體固化，以形成膠合鏡片。

該雲端資料庫70與運算裝置10、搬運進出料裝置20、對位調整裝置40、偏心誤差量測裝置50以及UV固化裝置60等訊號連接，用以接收並儲存上述裝置執行時所產生的數據。該運算裝置10可提取該雲端資料庫70所儲存的數據並進行運算，從而可更新或優化製程數據。

於後說明本發明之鏡片膠合方法，請配合圖４所示，該方法包括有以下的初始化設定步驟：首先，將控制該偏心對位調整裝置40復歸至初始位置；接著，係依據後續要進行膠合的第一鏡片與第二鏡片進行鏡片型號的選擇與生產單號設定，於選擇鏡片型號後，便可確定待膠合之鏡片的外徑規格等相關鏡片數據；接著，對一下鏡片（相當於第一鏡片）進行外徑量測，若該下鏡片的外徑數據不良，則判定該鏡片為不良品，並出料，例如透過搬運進出料裝置20將該下鏡片搬運至不良品區130，若該下鏡片的外徑數據符合規格，則續行以下步驟；將該下鏡片的中心對準光軸中心，並將下鏡片的光軸位置設定為一目標位置；將一上鏡片（相當於第二鏡片）放置於該下鏡片上，並使用該偏心對位調整裝置40移動該上鏡片，並記錄該上鏡片之光軸位置移動數據以及記錄該第一調整機構42與該第二調整機構44的移動數據，訓練出控制該第一調整機構42與該第二調整機構44的演算法，於後，該偏心對位調整裝置40將依據該演算法控制該第一調整機構42與第二調整機構44的作動；另外，更進一步地，係將一已知偏心值的膠合鏡片放入調整台30上，並量測該膠合鏡片的偏心值，並據以設定偏心值的計算比例，亦即，將該偏心值設定為後續進行第一鏡片1與第二鏡片2進行偏心量測時的目標規格，藉以判定第一鏡片1與第二鏡片2的光軸中心對位是否在容許範圍之內。

請配合圖５至圖７所示，首先係提供待膠合的第一鏡片1與第二鏡片2，並對第一鏡片1與第二鏡片2進行揉膠後入料；接著，係量測第一鏡片1與第二鏡片2的外徑數值，若該第一鏡片1或該第二鏡片2的外徑數值超出一預設數值範圍，則判定該第一鏡片1或該第二鏡片2為不良品，並可透過搬運進出料裝置20將該第一鏡片1或該第二鏡片2搬運至不良品區130，並將不良品的相關數據上傳至雲端資料庫70。另外，若其外徑數值符合該預設數值範圍，則將第一鏡片1與第二鏡片2放置於調整台30上；接著，係調整該偏心對位調整裝置40移動至起始位置；而後係進行影像讀取光軸中心位置步驟，以測得該第一鏡片1與該第二鏡片2當前的光軸中心位置，其中，若讀取不到該第一鏡片1與第二鏡片2的光軸中心位置影像，則判定第一鏡片1與第二鏡片2為來料不良品並出料，例如透過搬運進出料裝置20將該第一鏡片1與該第二鏡片2搬運至不良品區130，且將不良品的資料數據上傳至雲端資料庫70。

請配合圖８所示，所述的影像讀取光軸中心位置步驟包括有：對該第一鏡片1與該第二鏡片2拍攝以獲取一光軸影像，對該光軸影像進行影像平均值計算；對該光軸影像進行二值化處理；對二值化後之該光軸影像進行影像膨脹與影像收縮處理；統計二值化後之該光軸影像的直方圖，以找出該第一鏡片1與該第二鏡片2的光軸中心位置；於後，係利用前述得之光軸中心位置對該第一鏡片1與該第二鏡片2進行偏心量測。

請復參圖５至圖７所示，在讀取光軸影像之後，便可了解該第一鏡片1與該第二鏡片2之光軸中心位置，據以，便可使用偏心對位調整裝置40移動第二鏡片2，以使得第二鏡片2的光軸中心位置與第一鏡片1的光軸中心位置對齊，或者將第二鏡片2的光軸中心位置對其前述所測得之目標位置，亦即，控制第一調整機構42與第二調整機構44調整第二鏡片2的位置，以使得第二鏡片2的光軸中心位置對齊第一鏡片1的光軸中心位置或者前述之目標位置；而後，再控制偏心誤差量測裝置50對第一鏡片1與第二鏡片2進行偏心量測，並判斷所測得之偏心值是否符合或落於目標規格之內，若否，亦即，當偏心值未落於該目標規格內時，則對一調整次數進行累加，其中，所述調整次數係指該偏心對位調整裝置40對第二鏡片2進行調整的次數，舉例而言，於一實施例中，在尚未進行調整前，其調整次數的初始值為零次，當該偏心對位調整裝置40對該第二鏡片2進行一次調整之後，則對該調整次數加一成為一次；接著，係判斷該調整次數是否大於一預定次數（如N次），若是，則認定鏡片（例如第二鏡片2）為不良品並出料，例如透過搬運進出料裝置20將鏡片搬運至不良品區130，以及將不良品的數據上傳至雲端資料庫70。另外，若調整次數未大於該預定次數，則計算或測量偏心對位調整裝置40的移動量，並調整該偏心對位調整裝置40的移動量，以使得該偏心對位調整裝置40再次對該第二鏡片2進行調整步驟，而後，再次執行前述的影像讀取光軸中心位置步驟，並且依據所計算或測得之偏心對位調整裝置40之移動量，修正控制偏心對位調整裝置的演算法。

請配合圖７所示，若所測得之第一鏡片1與第二鏡片2的偏心值符合或落於目標規格之內，則控制UV固化裝置60對第一鏡片1與第二鏡片2進行固化膠合或預固化處理，以形成一膠合鏡片。接著，係控制該偏心對位調整裝置40離開該膠合鏡片；並對該膠合鏡片進行偏心量測，以及判斷該膠合鏡片的偏心值是否落於或符合目標規格之內，若是，則表示該膠合鏡片為合格之鏡片，並判定該膠合鏡片為良品並出料，例如透過搬運進出料裝置20將該膠合鏡片搬運至良品區120，以及將其良品數據上傳至雲端資料庫70；若否，則表示該膠合鏡片為不合格之鏡片，並判定該膠合鏡片為不良品並出料，例如透過搬運進出料裝置20將該膠合鏡片搬運至不良品區130，以及將其不良品數據上傳至雲端資料庫70。

透過上述設計，本發明的鏡片自動膠合系統與鏡片膠合方法可有效提升鏡片膠合的效率與良率，進而有助於鏡片膠合之自動化作業的發展。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

［本發明］

1‧‧‧第一鏡片

2‧‧‧第二鏡片

10‧‧‧運算裝置

20‧‧‧搬運進出料裝置

30‧‧‧調整台

40‧‧‧偏心對位調整裝置

42‧‧‧第一調整機構

44‧‧‧第二調整機構

46‧‧‧彈性件

50‧‧‧偏心誤差調整裝置

60‧‧‧UV固化裝置

70‧‧‧雲端資料庫

110‧‧‧進出料區

120‧‧‧良品區

130‧‧‧不良品區

L1,L2‧‧‧光軸

圖１為本發明一鏡片自動膠合系統的方塊圖。圖２為該偏心對位調整裝置推動第二鏡片的示意圖。圖３為將第二鏡片的光軸位置對齊目標位置的示意圖。圖４為本發明之鏡片膠合方法的初始化步驟流程圖。圖５至圖８為本發明之鏡片膠合方法的流程圖。

Claims

一種鏡片自動膠合系統，其包括有：一調整台，用以放置一第一鏡片以及一第二鏡片；一運算裝置；一偏心對位調整裝置，受控於該運算裝置，該偏心對位調整裝置包括有一第一調整機構、一第二調整機構以及一彈性件，該第一調整機構與該第二調整機構分別接觸該第二鏡片，並受控制地調整該第二鏡片，以對齊該第二鏡片與該第一鏡片的光軸中心；該彈性件接觸該第二鏡片，並被動地提供該第二鏡片彈力支撐；其中該第一調整機構、該第二調整機構以及該彈性件分別用以接觸於該第二鏡片的側緣；以及一UV固化裝置，受控於該運算裝置，用以對該第一鏡片與該第二鏡片進行固化膠合。
如請求項1所述之鏡片自動膠合系統，包括有一偏心誤差量測裝置，用以對該第一鏡片與該第二鏡片進行偏心量測；該運算裝置係依據前述偏心量測的結果回授控制該第一調整機構與該第二調整機構調整該第二鏡片的移動量。
一種鏡片膠合方法，其包括有以下步驟：A、提供待膠合的一第一鏡片以及一第二鏡片；B、將該第一鏡片與該第二鏡片放置於一調整台上；C、使用一偏心對位調整裝置，該偏心對位調整裝置包括有一第一調整機構、一第二調整機構以及一彈性件，該第一調整機構與該第二調整機構分別接觸該第二鏡片，並受控制地推動該第二鏡片，以使該第二鏡片的光軸位置對齊一目標位置；該彈性件接觸該第二鏡片，並被動地提供該第二鏡片彈性支撐；D、對該第一鏡片與該第二鏡片進行偏心量測，並判斷偏心值是否落於一目標規格內，若否，則再次執行步驟C，若是，則接續執行以下步驟；以及E、對該第一鏡片與該第二鏡片進行固化膠合，以形成一膠合鏡片。
如請求項3所述之鏡片膠合方法，於步驟B之前包括有：量測該第一鏡片與該第二鏡片的外徑數值，若該第一鏡片或該第二鏡片的外徑數值超出一預設數值範圍，則判定該第一鏡片或該第二鏡片為不良品，並將不良品的相關數據上傳至一雲端資料庫。
如請求項3所述之鏡片膠合方法，於步驟E之後包括有：操作該偏心對位調整裝置，以使該偏心對位調整裝置離開該第二鏡片；量測該膠合鏡片的偏心值是否落於一目標規格內，若是，則判定為良品並自該調整台取出該膠合鏡片，以及將良品的相關數據上傳至一雲端資料庫；若否，則判定為不良品並自該調整台取出該膠合鏡片，以及將不良品的相關數據上傳至一雲端資料庫。
如請求項3所述之鏡片膠合方法，於步驟D之前包括有：對該第一鏡片與該第二鏡片拍攝以獲取一光軸影像，對該光軸影像進行影像平均值計算；對該光軸影像進行二值化處理；對二值化後之該光軸影像進行影像膨脹與影像收縮處理；統計二值化後之該光軸影像的直方圖，以找出該第一鏡片與該第二鏡片的光軸中心位置；於步驟D中，係利用前述得之光軸中心位置對該第一鏡片與該第二鏡片進行偏心量測。
如請求項3所述之鏡片膠合方法，於步驟A之前包括有一初始化設定，包括有：進行鏡片型號選擇與生產單號設定；對一下鏡片進行外徑量測；將該下鏡片的中心對準光軸中心；將該下鏡片的光軸位置設定為該目標位置；將一上鏡片放置於該下鏡片上，並使用該偏心對位調整裝置移動該上鏡片，並記錄該上鏡片之光軸位置移動數據以及記錄該第一調整機構與該第二調整機構的移動數據，訓練出控制該第一調整機構與該第二調整機構的演算法，於步驟C中，係依據該演算法控制該偏心對位調整裝置的作動。
如請求項7所述之鏡片膠合方法，於步驟D中，當偏心值未落於該目標規格內時，則對一調整次數進行累加，並判斷該調整次數是否大於N，若是，則判定該第二鏡片為不良品，並將不良品的相關數據上傳至一雲端資料庫；若否，則計算該偏心對位調整裝置的移動量，並重新調整該偏心對位調整裝置的移動量，以及修正該演算法。