一種雙對(duì)位翻板貼合機(jī)自動(dòng)貼合轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于翻板貼合機(jī)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙對(duì)位翻板貼合機(jī)自動(dòng)貼合 轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 投射電容式觸摸屏生產(chǎn)采用全貼合工藝。電容屏全貼合工藝路線又可以分為為 OCA貼合和水膠貼合兩種。其中OCA貼合工藝就是指使用名為OCA的光學(xué)透明膠或無基材 光學(xué)膠完成觸摸屏傳感電路部分與保護(hù)玻璃之間的貼合的工藝技術(shù)。針對(duì)玻璃結(jié)構(gòu)電容屏 的OCA貼合要分為兩步，第一步是將OCA膜貼在觸摸屏傳感電路部分上，俗稱軟貼硬，第二 步是將貼過OCA膜的觸摸屏傳感電路部分與蓋板玻璃貼合在一起，俗稱硬貼硬。其貼合工 藝要求無氣泡，上下玻璃面板無偏差，貼合厚度均勻。要實(shí)現(xiàn)較高效和高質(zhì)量貼合通常需要 使用專門的觸摸屏貼合設(shè)備。
[0003] 本發(fā)明所涉及的雙對(duì)位翻板貼合機(jī)為各類觸摸屏貼合設(shè)備中的一種，其采用雙對(duì) 位工作臺(tái)，擴(kuò)大可矯正偏移量的最大范圍，在貼合過程中應(yīng)用機(jī)器視覺進(jìn)行邊緣檢測(cè)實(shí)現(xiàn) 觸摸屏組件在貼合過程中的自動(dòng)對(duì)位。雙對(duì)位貼合機(jī)的工作原理如附圖1所示，通過將貼 合材料放置到兩個(gè)UVW對(duì)位平臺(tái)上，用定位相機(jī)檢測(cè)貼合材料的位置，調(diào)整兩個(gè)UVW對(duì)位平 臺(tái)的位置然后完成貼合。然而該設(shè)備在生產(chǎn)過程中仍需要人工完成放料和控制啟動(dòng)，同時(shí) 兩對(duì)位平臺(tái)與對(duì)位用相機(jī)的位置精度依靠人工進(jìn)行校準(zhǔn)，人工校準(zhǔn)不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且產(chǎn) 品質(zhì)量得不到有效保證，稍有不慎，極易出現(xiàn)不合格產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種雙對(duì)位翻板貼合機(jī)自動(dòng)貼合轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)及 其控制方法，該雙對(duì)位翻板貼合機(jī)自動(dòng)貼合轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)貼合機(jī)自動(dòng)上下料功能，同 時(shí)提高貼合機(jī)工作過程中的貼合精度，節(jié)約人力成本的同時(shí)，大幅提升貼合精度，保證觸摸 屏貼合質(zhì)量。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述方案，本發(fā)明提供了一種雙對(duì)位翻板貼合機(jī)自動(dòng)貼合轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)，包括 UVW對(duì)位平臺(tái)機(jī)構(gòu)、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)和放料平臺(tái)機(jī)構(gòu)，所述UVW對(duì)位平臺(tái)機(jī)構(gòu)包括第一 UVW對(duì)位平 臺(tái)、第一定位相機(jī)、第二UVW對(duì)位平臺(tái)和第二定位相機(jī)，所述第一定位相機(jī)安裝在第一 UVW 對(duì)位平臺(tái)上方，所述第二定位相機(jī)安裝在第二UVW對(duì)位平臺(tái)上方，所述第一 UVW對(duì)位平臺(tái)固 定不動(dòng)，所述第二UVW對(duì)位平臺(tái)在第一 UVW對(duì)位平臺(tái)下方移動(dòng)；所述搬運(yùn)機(jī)構(gòu)包括吸附平 臺(tái)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、機(jī)座、限位開關(guān)、真空管連接口、電機(jī)和連桿，所述雙曲柄機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)座 上，所述吸附平臺(tái)通過安裝在雙曲柄機(jī)構(gòu)頂端的連桿固定在雙曲柄機(jī)構(gòu)上，真空管連接口 安裝在所述吸附平臺(tái)的中心位置處，限位開關(guān)安裝在所述雙曲柄機(jī)構(gòu)的兩側(cè)，電機(jī)安裝在 機(jī)座一端并且通過電機(jī)連桿與雙曲柄機(jī)構(gòu)連接；所述放料平臺(tái)機(jī)構(gòu)包括材料放置平臺(tái)、導(dǎo) 向桿、電動(dòng)推桿、鋁合金支架、材料限位塊和檢測(cè)傳感器安裝支架，所述鋁合金支架通過電 動(dòng)推桿與材料放置平臺(tái)連接，所述材料放置平臺(tái)下方安裝有四根導(dǎo)向桿，壓力傳感器通過 檢測(cè)傳感器安裝支架固定在電動(dòng)推桿與材料放置平臺(tái)連接處，材料限位塊安裝在所述材料 放置平臺(tái)一端。
[0006] 在上述技術(shù)方案中，搬運(yùn)機(jī)構(gòu)由吸附平臺(tái)，雙曲柄機(jī)構(gòu)以及機(jī)座構(gòu)成，吸附平臺(tái)與 雙曲柄機(jī)構(gòu)的連桿固連，雙曲柄長(zhǎng)度相等保證吸附平臺(tái)在運(yùn)動(dòng)過程中水平運(yùn)動(dòng)，雙曲柄機(jī) 構(gòu)連接到機(jī)座，可通過機(jī)座安裝到指定位置，搬運(yùn)機(jī)構(gòu)通過安裝于機(jī)座上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)曲柄 旋轉(zhuǎn)，與連桿固連的吸附平臺(tái)從放料平臺(tái)處取料在移動(dòng)到對(duì)位平臺(tái)上放料，整個(gè)吸附平臺(tái) 在運(yùn)動(dòng)過程，如附圖2所示。在吸附材料的過程中，通過檢測(cè)管道內(nèi)的壓差判斷平臺(tái)的吸附 情況，同時(shí)利用位置傳感器避免機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到死點(diǎn)位置。
[0007] 在上述技術(shù)方案中，所述吸附平臺(tái)與雙曲柄機(jī)構(gòu)通過連桿固連，兩曲柄等長(zhǎng)，雙曲 柄機(jī)構(gòu)連接到機(jī)座，通過機(jī)座安裝到指定位置，整個(gè)機(jī)構(gòu)通過安裝于機(jī)座上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)曲 柄旋轉(zhuǎn)工作，吸附平臺(tái)通過真空管接口連接外部真空栗產(chǎn)生吸力，通過檢測(cè)管道內(nèi)的壓差 判斷平臺(tái)是否有吸附材料，雙曲柄機(jī)構(gòu)通過位置傳感器限制運(yùn)動(dòng)極限位置。
[0008] 在上述技術(shù)方案中，所述放料平臺(tái)機(jī)構(gòu)中的鋁合金支架中心安裝電動(dòng)推桿，電動(dòng) 推桿連接材料放置平臺(tái)處安裝壓力傳感器，檢測(cè)壓力變化，判斷搬運(yùn)機(jī)構(gòu)是否壓緊材料。平 臺(tái)下方由四根導(dǎo)向桿固定，在檢測(cè)傳感器安裝支架上安裝光電開關(guān)，檢測(cè)薄膜堆的的消耗 情況，控制電動(dòng)推桿工作。
[0009] 在上述技術(shù)方案中，所述雙曲柄機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)等長(zhǎng)的曲柄，限位開關(guān)安裝在遠(yuǎn)離 電機(jī)側(cè)的曲柄兩側(cè)，通過限位開關(guān)可以控制雙曲柄機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的范圍。
[0010] 在上述技術(shù)方案中，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙曲柄機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)吸附平臺(tái)和材料放 置平臺(tái)貼合以及轉(zhuǎn)移貼合完成的材料。
[0011] 在上述技術(shù)方案中，所述材料放置平臺(tái)為自動(dòng)升降平臺(tái)，平臺(tái)由材料放置平臺(tái)，電 動(dòng)推桿，四根導(dǎo)向桿以及一個(gè)鋁合金框架組成，材料放置平臺(tái)由安裝在鋁合金支架中心的 電動(dòng)推桿推動(dòng)實(shí)現(xiàn)升降，平臺(tái)下方裝有四根導(dǎo)向桿以保證推桿垂直于平臺(tái)，通過光電開關(guān) 傳感器檢測(cè)材料的距離判斷消耗情況，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)高度。
[0012] 本發(fā)明還提供了一種雙對(duì)位翻板貼合機(jī)自動(dòng)貼合轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)控制方法，包括以下步 驟： Sl :計(jì)算電機(jī)控制量；通過第二定位相機(jī)標(biāo)定獲得相機(jī)在第二UVW對(duì)位平臺(tái)上的X，Y 方向上的圖像分辨率fx，fY，相機(jī)運(yùn)行以后，取一幀圖像，通過hough算法變換圖像檢測(cè)兩個(gè) Mark點(diǎn)，確定圓心的圖像坐標(biāo)，計(jì)算Mark點(diǎn)圓心的圖像坐標(biāo)連線斜率，求圖像坐標(biāo)與第二 UVW對(duì)位平臺(tái)的工作坐標(biāo)所成的夾角Θ。，通過計(jì)算Mark點(diǎn)連線在圖像坐標(biāo)系中的夾角確 定Θ。，記圖像坐標(biāo)為（x，y)，第二UVW對(duì)位平臺(tái)的工作坐標(biāo)為（X，Y)，根據(jù)兩坐標(biāo)系下的映 射關(guān)系確定圖像處理中的像素與實(shí)際距離的關(guān)系，兩坐標(biāo)映射關(guān)系如下：
其中，A X為第二UVW對(duì)位平臺(tái)坐標(biāo)中X軸方向的移動(dòng)量；Δ Y為第二UVW對(duì)位平臺(tái)坐 標(biāo)中Y軸方向的移動(dòng)量；fx為相機(jī)在第二UVW對(duì)位平臺(tái)X軸方向的分辨率；fY為相機(jī)在第二 UVW對(duì)位平臺(tái)Y軸方向的分辨率；Θ。為圖像坐標(biāo)與第二UVW對(duì)位平臺(tái)的工作坐標(biāo)所成的夾 角；△ X為圖像坐標(biāo)中X軸方向的移動(dòng)量；Δ y為圖像坐標(biāo)中y軸方向的移動(dòng)量； 設(shè)定第二UVW對(duì)位平臺(tái)中心點(diǎn)P的坐標(biāo)為（xP，Yp)，平臺(tái)旋轉(zhuǎn)量Θ與電機(jī)旋轉(zhuǎn)點(diǎn) W (Wx，WY)，U (Ux，UY)，V (Vx，Vy)的映射關(guān)系：
其中L為W軸旋轉(zhuǎn)點(diǎn)到U軸、V軸旋轉(zhuǎn)點(diǎn)連線之間的垂直距離，1為U軸和V軸旋轉(zhuǎn)點(diǎn) 之間的距離； 記移動(dòng)前的位置點(diǎn)為Ρ1(ΧΡ1，ΥΡ1)，Θ J通常取Θ #〇)，移動(dòng)后的位置點(diǎn)為Ρ2(ΧΡ2，ΥΡ2)， Θ 2，通過兩組位置變化求差，反解電機(jī)控制量如下式：
其中 ΔΧΡ= X P2-XP1，AYp=Yp2-Ypi; 52 :計(jì)算電機(jī)補(bǔ)償值；取三組以上第二UVW對(duì)位平臺(tái)移動(dòng)量，根據(jù)SI中的映射關(guān)系反 算電機(jī)控制量，控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)，其中包括X方向的往復(fù)平移，計(jì)算Mark點(diǎn)在X方向的位置變 化值與理論值之間的誤差，求出W軸的正向運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償值Sw，反向誤差補(bǔ)償值在Y 方向控制U軸和V軸同時(shí)往復(fù)平移，通過測(cè)量得的Mark點(diǎn)組的旋轉(zhuǎn)角度和移動(dòng)距離，求得U 軸和V軸的正向運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償值Sw，反向誤差補(bǔ)償值，第一 UVW對(duì)位平臺(tái)（11)中計(jì)算 電機(jī)補(bǔ)償值的計(jì)算方法和第二UVW對(duì)位平臺(tái)（13) -致； 53 :計(jì)算第一 UVW對(duì)位平臺(tái)和第二UVW對(duì)位平臺(tái)之間的誤差；通過S2計(jì)算得到電機(jī)補(bǔ) 償值后，取兩塊不同顏色的薄膜進(jìn)行對(duì)位貼合，通過檢測(cè)貼合后的薄膜邊緣的重合程度，計(jì) 算第一 UVW對(duì)位平臺(tái)和第二UVW對(duì)位平臺(tái)之間的位置誤差； 54 :貼合；計(jì)算出電機(jī)控制量、電機(jī)補(bǔ)償值以及第一 UVW對(duì)位平臺(tái)和第二UVW對(duì)位平臺(tái) 之間的誤差以后，控制電機(jī)進(jìn)行預(yù)貼合，如果兩個(gè)UVW對(duì)位平臺(tái)貼合時(shí)位置偏差在誤差范 圍之內(nèi)，繼續(xù)貼合，如果貼合位置偏差超出誤差范圍，將誤差信息反饋回電機(jī)，繼續(xù)調(diào)整電 機(jī)旋轉(zhuǎn)位置，直至貼合位置偏差在誤差范圍之內(nèi)，貼合完成； 55 :產(chǎn)品轉(zhuǎn)移；貼合完成后，電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙曲柄機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)吸附平臺(tái)將貼合完成 的廣品轉(zhuǎn)移到后道工序； 56 :搬運(yùn)機(jī)構(gòu)的控制；通過