一種雙對位翻板貼合機自動貼合轉運機構及其控制方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于翻板貼合機生產技術領域，具體涉及一種雙對位翻板貼合機自動貼合 轉運機構及其控制方法。
【背景技術】
[0002] 投射電容式觸摸屏生產采用全貼合工藝。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的光學透明膠或無基材 光學膠完成觸摸屏傳感電路部分與保護玻璃之間的貼合的工藝技術。針對玻璃結構電容屏 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。要實現較高效和高質量貼合通常需要 使用專門的觸摸屏貼合設備。
[0003] 本發明所涉及的雙對位翻板貼合機為各類觸摸屏貼合設備中的一種，其采用雙對 位工作臺，擴大可矯正偏移量的最大范圍，在貼合過程中應用機器視覺進行邊緣檢測實現 觸摸屏組件在貼合過程中的自動對位。雙對位貼合機的工作原理如附圖1所示，通過將貼 合材料放置到兩個UVW對位平臺上，用定位相機檢測貼合材料的位置，調整兩個UVW對位平 臺的位置然后完成貼合。然而該設備在生產過程中仍需要人工完成放料和控制啟動，同時 兩對位平臺與對位用相機的位置精度依靠人工進行校準，人工校準不僅費時費力，而且產 品質量得不到有效保證，稍有不慎，極易出現不合格產品。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術的不足，本發明提供了一種雙對位翻板貼合機自動貼合轉運機構及 其控制方法，該雙對位翻板貼合機自動貼合轉運機構能夠實現貼合機自動上下料功能，同 時提高貼合機工作過程中的貼合精度，節約人力成本的同時，大幅提升貼合精度，保證觸摸 屏貼合質量。
[0005] 為實現上述方案，本發明提供了一種雙對位翻板貼合機自動貼合轉運機構，包括 UVW對位平臺機構、搬運機構和放料平臺機構，所述UVW對位平臺機構包括第一 UVW對位平 臺、第一定位相機、第二UVW對位平臺和第二定位相機，所述第一定位相機安裝在第一 UVW 對位平臺上方，所述第二定位相機安裝在第二UVW對位平臺上方，所述第一 UVW對位平臺固 定不動，所述第二UVW對位平臺在第一 UVW對位平臺下方移動；所述搬運機構包括吸附平 臺、雙曲柄機構、機座、限位開關、真空管連接口、電機和連桿，所述雙曲柄機構安裝在機座 上，所述吸附平臺通過安裝在雙曲柄機構頂端的連桿固定在雙曲柄機構上，真空管連接口 安裝在所述吸附平臺的中心位置處，限位開關安裝在所述雙曲柄機構的兩側，電機安裝在 機座一端并且通過電機連桿與雙曲柄機構連接；所述放料平臺機構包括材料放置平臺、導 向桿、電動推桿、鋁合金支架、材料限位塊和檢測傳感器安裝支架，所述鋁合金支架通過電 動推桿與材料放置平臺連接，所述材料放置平臺下方安裝有四根導向桿，壓力傳感器通過 檢測傳感器安裝支架固定在電動推桿與材料放置平臺連接處，材料限位塊安裝在所述材料 放置平臺一端。
[0006] 在上述技術方案中，搬運機構由吸附平臺，雙曲柄機構以及機座構成，吸附平臺與 雙曲柄機構的連桿固連，雙曲柄長度相等保證吸附平臺在運動過程中水平運動，雙曲柄機 構連接到機座，可通過機座安裝到指定位置，搬運機構通過安裝于機座上的電機驅動曲柄 旋轉，與連桿固連的吸附平臺從放料平臺處取料在移動到對位平臺上放料，整個吸附平臺 在運動過程，如附圖2所示。在吸附材料的過程中，通過檢測管道內的壓差判斷平臺的吸附 情況，同時利用位置傳感器避免機構運動到死點位置。
[0007] 在上述技術方案中，所述吸附平臺與雙曲柄機構通過連桿固連，兩曲柄等長，雙曲 柄機構連接到機座，通過機座安裝到指定位置，整個機構通過安裝于機座上的電機驅動曲 柄旋轉工作，吸附平臺通過真空管接口連接外部真空栗產生吸力，通過檢測管道內的壓差 判斷平臺是否有吸附材料，雙曲柄機構通過位置傳感器限制運動極限位置。
[0008] 在上述技術方案中，所述放料平臺機構中的鋁合金支架中心安裝電動推桿，電動 推桿連接材料放置平臺處安裝壓力傳感器，檢測壓力變化，判斷搬運機構是否壓緊材料。平 臺下方由四根導向桿固定，在檢測傳感器安裝支架上安裝光電開關，檢測薄膜堆的的消耗 情況，控制電動推桿工作。
[0009] 在上述技術方案中，所述雙曲柄機構包括兩個等長的曲柄，限位開關安裝在遠離 電機側的曲柄兩側，通過限位開關可以控制雙曲柄機構運動的范圍。
[0010] 在上述技術方案中，所述電機驅動雙曲柄機構旋轉，進而驅動吸附平臺和材料放 置平臺貼合以及轉移貼合完成的材料。
[0011] 在上述技術方案中，所述材料放置平臺為自動升降平臺，平臺由材料放置平臺，電 動推桿，四根導向桿以及一個鋁合金框架組成，材料放置平臺由安裝在鋁合金支架中心的 電動推桿推動實現升降，平臺下方裝有四根導向桿以保證推桿垂直于平臺，通過光電開關 傳感器檢測材料的距離判斷消耗情況，從而實現自動調節高度。
[0012] 本發明還提供了一種雙對位翻板貼合機自動貼合轉運機構控制方法，包括以下步 驟： Sl :計算電機控制量；通過第二定位相機標定獲得相機在第二UVW對位平臺上的X，Y 方向上的圖像分辨率fx，fY，相機運行以后，取一幀圖像，通過hough算法變換圖像檢測兩個 Mark點，確定圓心的圖像坐標，計算Mark點圓心的圖像坐標連線斜率，求圖像坐標與第二 UVW對位平臺的工作坐標所成的夾角Θ。，通過計算Mark點連線在圖像坐標系中的夾角確 定Θ。，記圖像坐標為（x，y)，第二UVW對位平臺的工作坐標為（X，Y)，根據兩坐標系下的映 射關系確定圖像處理中的像素與實際距離的關系，兩坐標映射關系如下：
其中，A X為第二UVW對位平臺坐標中X軸方向的移動量；Δ Y為第二UVW對位平臺坐 標中Y軸方向的移動量；fx為相機在第二UVW對位平臺X軸方向的分辨率；fY為相機在第二 UVW對位平臺Y軸方向的分辨率；Θ。為圖像坐標與第二UVW對位平臺的工作坐標所成的夾 角；△ X為圖像坐標中X軸方向的移動量；Δ y為圖像坐標中y軸方向的移動量； 設定第二UVW對位平臺中心點P的坐標為（xP，Yp)，平臺旋轉量Θ與電機旋轉點 W (Wx，WY)，U (Ux，UY)，V (Vx，Vy)的映射關系：
其中L為W軸旋轉點到U軸、V軸旋轉點連線之間的垂直距離，1為U軸和V軸旋轉點 之間的距離； 記移動前的位置點為Ρ1(ΧΡ1，ΥΡ1)，Θ J通常取Θ #〇)，移動后的位置點為Ρ2(ΧΡ2，ΥΡ2)， Θ 2，通過兩組位置變化求差，反解電機控制量如下式：
其中 ΔΧΡ= X P2-XP1，AYp=Yp2-Ypi; 52 :計算電機補償值；取三組以上第二UVW對位平臺移動量，根據SI中的映射關系反 算電機控制量，控制電機運動，其中包括X方向的往復平移，計算Mark點在X方向的位置變 化值與理論值之間的誤差，求出W軸的正向運動誤差補償值Sw，反向誤差補償值在Y 方向控制U軸和V軸同時往復平移，通過測量得的Mark點組的旋轉角度和移動距離，求得U 軸和V軸的正向運動誤差補償值Sw，反向誤差補償值，第一 UVW對位平臺（11)中計算 電機補償值的計算方法和第二UVW對位平臺（13) -致； 53 :計算第一 UVW對位平臺和第二UVW對位平臺之間的誤差；通過S2計算得到電機補 償值后，取兩塊不同顏色的薄膜進行對位貼合，通過檢測貼合后的薄膜邊緣的重合程度，計 算第一 UVW對位平臺和第二UVW對位平臺之間的位置誤差； 54 :貼合；計算出電機控制量、電機補償值以及第一 UVW對位平臺和第二UVW對位平臺 之間的誤差以后，控制電機進行預貼合，如果兩個UVW對位平臺貼合時位置偏差在誤差范 圍之內，繼續貼合，如果貼合位置偏差超出誤差范圍，將誤差信息反饋回電機，繼續調整電 機旋轉位置，直至貼合位置偏差在誤差范圍之內，貼合完成； 55 :產品轉移；貼合完成后，電機驅動雙曲柄機構旋轉，進而驅動吸附平臺將貼合完成 的廣品轉移到后道工序； 56 :搬運機構的控制；通過