CN104723648A - 贴合触摸屏和显示屏的自动化装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种贴合触摸屏和显示屏的自动化装置及方法，该装置包括由中央控制器控制的机械手和拿取机构，所述机械手包括基座和铰接于基座上的机械手臂，所述机械手臂悬置端的主轴下端连接有拿取机构，所述拿取机构上设置有用于对齐触摸屏和显示屏的对齐机构，该装置通过中央控制器对机械手的控制使机械手臂带动拿取机构抓取触摸屏，之后将触摸屏移动至显示屏正上方，通过设置于拿取机构上的对齐机构调整触摸屏，使其与显示屏上下对准后，通过机械手臂向下带动触摸屏与显示屏贴合在一起。本发明结构简单、操作方便，且通过自动化、机械化代替了手工，其贴合效率和贴合精度大大提高。

Description

贴合触摸屏和显示屏的自动化装置及方法

技术领域

本发明涉及一种自动化贴合装置，特别指一种贴合触摸屏和显示屏的自动化装置及方法。

背景技术

触摸屏作为简单快捷的人机交互产品，已经被应用到各个领域，WINDOWS 8的发布对触摸屏的精度提出了很高的要求。现有的触摸屏和显示屏贴合工艺均由手工操作，其容易出现触摸屏与显示屏贴合偏差、歪斜、一致性差等缺点，使其贴合效率低，并会严重影响触摸屏的触摸精度以及触摸感受。

发明内容

本发明的目的在于提供一种贴合触摸屏和显示屏的自动化装置及方法，其结构简单，操作方便，贴合效率高，贴合精度高。

为了实现上述目的，本发明提供了一种贴合触摸屏和显示屏的自动化装置，其中包括由中央控制器控制的机械手和拿取机构，所述机械手包括基座和铰接于基座上的机械手臂，所述机械手臂悬置端的主轴下端连接有用于拿取触摸屏的拿取机构，所述拿取机构上设置有用于对齐触摸屏和显示屏的对齐机构。

所述机械手臂包括第一手臂和第二手臂，所述第一手臂通过销轴铰接于所述基座上面，所述第一手臂垂直于基座，所述第二手臂通过销轴铰接于第一手臂的悬置端上面，所述第一手臂与第二手臂平行，所述主轴垂直设置于第二手臂的悬置端。

所述拿取机构包括底盘和安装于底盘上的多个吸盘。

所述底盘由底板和从底板前、后、左、右方向延伸的四个卡爪构成，所述吸盘分布于底盘下表面。

所述拿取机构与主轴之间设置有压力测试装置。

所述压力测试装置为压力传感器。

所述对齐机构为设置于拿取机构上面的由中央控制器控制的摄像机构或红外线装置。

所述摄像机构包括至少一对摄像头，每对摄像头的镜头均指向所抓取的触摸屏的同一对角线上，该对摄像头的镜头呈对称放置，各所述摄像头对准触摸屏的黑色印刷边和显示屏铁边的相邻两个边。

一种使用所述的自动化装置贴合触摸屏和显示屏的方法，其包括如下步骤：

（1）先将四边贴好双面胶的显示屏放置在定位工装中，用锁紧定位装置将显示屏固定好；

（2）中央控制器控制机械手臂绕基座旋转，并使主轴运行到本装置附件位置的触摸屏的正上方，之后控制主轴向下运动并控制拿取机构上的吸盘吸紧触摸屏；

（3）中央控制器控制主轴向上运动并旋转到显示屏的正上方；

（4）中央控制器控制主轴向下运动到距显示屏一定距离时，控制固定在拿取机构上的摄像头拍摄触摸屏的印刷边和显示屏的金属边的图像，并根据反馈的图像计算所述印刷边和所述金属边之间的垂直距离，并调整机械手的运动，使得所述印刷边与金属边在垂直方向上重合，或者符合一定的误差范围，然后控制主轴下降并对触摸屏和显示屏进行贴合，同时对触摸屏施压一定时间以保证贴合的可靠度；

（5）待贴合完成后，中央控制器控制锁紧定位装置打开，并控制主轴带动贴合好的触摸屏和显示屏向上运动脱离锁紧定位装置，并且机械手臂围绕基座旋转到传送带上传送到下一工站。

所述触摸屏由自动化传送带传送到本装置的附近位置。

采用上述方案后，本发明贴合触摸屏和显示屏的自动化装置通过中央控制器对机械手的控制，使机械手臂带动拿取机构抓取触摸屏，之后将触摸屏移动至显示屏的正上方，通过拿取机构上设置的对齐机构使触摸屏与显示屏上下对齐后，通过机械手臂向下带动触摸屏，使其与显示屏贴合在一起，该自动化装置结构简单、操作方便，且通过自动化、机械化代替了手工，其贴合效率高，贴合精度高。

本发明的进一步有益效果是：将机械手臂设置为通过销轴铰接于基座上的第一手臂和通过销轴铰接于第一手臂上的第二手臂，这样设计使第一手臂通过机械手的控制***可实现沿基座上下运动和相对基座旋转运动，而第二手臂可相对第一手臂上下运动和旋转运动，精确操控机械手上连接的拿取机构位置，从而有效调整触摸屏位置，使其与显示屏上下对齐，使二者贴合准确、方便。

本发明的进一步有益效果是：拿取机构为包括底盘和安装于底盘上的多个吸盘，这样设计方便拿取触摸屏。

本发明的进一步有益效果是：将底盘设计为由底板和从底板前、后、左、右方向延伸的四个卡爪构成，吸盘分布于底盘下表面，这样设计既减少了底盘使用材料，节省成本，另外便于观察触摸屏，容易看清楚触摸屏与显示屏之间的位置关系。

本发明的进一步有益效果是：在拿取机构与主轴之间设置压力测试装置，用于监测下压显示屏的压力做动态监控，以免压力过大损坏触摸屏或显示屏。

本发明的进一步有益效果是：将对齐机构设置为在拿取机构上面的摄像机构或红外线装置，其通过简单的设备方便调整触摸屏，使触摸屏与显示屏上下对齐，使二者贴合位置更加精准。

本发明的进一步有益效果是：将摄像机构设计为至少一对摄像头，使每对摄像头的镜头均指向所抓取的触摸屏的同一对角线上，且该对摄像头的镜头对称放置，各摄像头对准触摸屏的黑色印刷边和显示屏铁边的相邻两个边，这样设计使每个摄像头同时拍摄到触摸屏黑色印刷边和显示屏铁边的相邻两个边，通过电脑进行判断调整或者人工进行判断调整触摸屏与显示屏的贴合情况，从而使触摸屏与显示屏二者贴合更加准确、方便，有效解决现有触摸屏和显示屏贴合时出现的偏差、歪斜、一致性差等技术难点，提高了贴合效率及贴合精度。

附图说明

图1为本发明贴合触摸屏和显示屏的自动化装置结构示意图；

图2为本发明贴合触摸屏和显示屏的方法步骤（1）的结构示意图；

图3为本发明贴合触摸屏和显示屏的方法步骤（3）结构示意图；

图4为本发明贴合触摸屏和显示屏的方法步骤（4）结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明针对WINDOWS 8触摸屏设计，该触摸屏面板具有触摸区和印刷区，也叫丝印区，但是本发明并不限于WINDOWS 8触摸屏的贴合，其它触摸屏也可以适用，贴合时印刷区只是作为一个位置参考标志，采用其它位置参考标志同样可行。

如图1所示，本发明贴合触摸屏和显示屏的自动化装置，包括机械手1，机械手1包括基座2和铰接于基座2上的机械手臂3。机械手臂3包括水平放置的第一手臂4和第二手臂5，第一手臂4通过销轴铰接于基座2的上面，第一手臂4垂直于基座2，第二手臂5通过销轴铰接于第一手臂4的悬置端上面，第一手臂4与第二手臂5相互平行，第二手臂5的悬置端垂直连接有主轴6。主轴6的下端连接有压力传感器7，压力传感器7的下面连接有用于拿取触摸屏8的拿取机构9。主轴6、压力传感器7及拿取机构9之间可通过螺纹连接或焊接或其它连接方式连接。拿取机构9包括底盘10和安装于底盘10下表面的多个吸盘11。底盘10由底板12和从底板12前、后、左、右方向延伸的四个卡爪13一体构成，吸盘11分布于各卡爪13的下表面。底板12的上表面设置有一对摄像头14。该对摄像头14的镜头指向所抓取的触摸屏8的同一对角线上，该对摄像头14的镜头呈对称放置，两个摄像头14均同时对准触摸屏的黑色印刷边和显示屏铁边的相邻两个边。上述自动化装置中的可控部件：机械手1、摄像头14、拿取机构9等均与中央控制器连接并被控制，此处中央控制器可以采用计算机主机。各可控部件的控制技术均为现有技术可以实现，这里就不再赘述。

使用上述自动化装置贴合触摸屏和显示屏的方法，包括如下步骤：

（1）结合图2所示，先将四边贴好双面胶的显示屏15放置在定位工装16中，用锁紧定位装置17将显示屏15固定好；

（2）中央控制器控制机械手臂3绕基座2旋转并使主轴6运行到本装置附件位置的触摸屏8的正上方（图中未示出，通常触摸屏8由自动化传送带传送到本装置的附近位置），之后控制主轴6向下运动并控制拿取机构9上的吸盘11吸紧触摸屏8；

（3）结合图3所示，中央控制器控制主轴6向上运动并旋转到显示屏15的正上方；

（4）结合图4所示，中央控制器控制主轴6向下运动到距显示屏15一定距离时，控制固定在拿取机构9上的摄像头14拍摄触摸屏8的印刷边和显示屏15的金属边的图像，并根据反馈的图像计算所述印刷边和所述金属边之间的垂直距离，并调整机械手的运动，使得所述印刷边与金属边在垂直方向上重合，或者符合一定的误差范围，然后控制主轴6下降并对触摸屏8和显示屏15进行贴合，同时对触摸屏8施压（通过压力传感器7反馈的信号控制压力）一定时间以保证贴合的可靠度；

（5）待贴合完成后，中央控制器控制锁紧定位装置17打开，并控制主轴6带动贴合好的触摸屏8和显示屏15向上运动脱离锁紧定位装置17，并且机械手臂3围绕基座2旋转到传送带上传送到下一工站。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1. 一种贴合触摸屏和显示屏的自动化装置，其特征在于：包括由中央控制器控制的机械手和拿取机构，所述机械手包括基座和铰接于基座上的机械手臂，所述机械手臂悬置端的主轴下端连接有用于拿取触摸屏的拿取机构，所述拿取机构上设置有用于对齐触摸屏和显示屏的对齐机构。

2. 根据权利要求1所述的贴合触摸屏和显示屏的自动化装置，其特征在于：所述机械手臂包括第一手臂和第二手臂，所述第一手臂通过销轴铰接于所述基座上面，所述第一手臂垂直于基座，所述第二手臂通过销轴铰接于第一手臂的悬置端上面，所述第一手臂与第二手臂平行，所述主轴垂直设置于第二手臂的悬置端。

3. 根据权利要求1所述的贴合触摸屏和显示屏的自动化装置，其特征在于：所述拿取机构包括底盘和安装于底盘上的多个吸盘。

4. 根据权利要求3所述的贴合触摸屏和显示屏的自动化装置，其特征在于：所述底盘由底板和从底板前、后、左、右方向延伸的四个卡爪构成，所述吸盘分布于底盘下表面。

5. 根据权利要求1所述的贴合触摸屏和显示屏的自动化装置，其特征在于：所述拿取机构与主轴之间设置有压力测试装置。

6. 根据权利要求5所述的贴合触摸屏和显示屏的自动化装置，其特征在于：所述压力测试装置为压力传感器。

7. 根据权利要求1-6之一所述的贴合触摸屏和显示屏的自动化装置，其特征在于：所述对齐机构为设置于拿取机构上面的由中央控制器控制的摄像机构或红外线装置。

8. 根据权利要求7所述的贴合触摸屏和显示屏的自动化装置，其特征在于：所述摄像机构包括至少一对摄像头，每对摄像头的镜头均指向所抓取的触摸屏的同一对角线上，该对摄像头的镜头呈对称放置，各所述摄像头对准触摸屏的黑色印刷边和显示屏铁边的相邻两个边。

9. 一种使用权利要求1-8之一所述的自动化装置贴合触摸屏和显示屏的方法，其包括如下步骤：

（1）先将四边贴好双面胶的显示屏放置在定位工装中，用锁紧定位装置将显示屏固定好；

（2）中央控制器控制机械手臂绕基座旋转，并使主轴运行到本装置附件位置的触摸屏的正上方，之后控制主轴向下运动并控制拿取机构上的吸盘吸紧触摸屏；

（3）中央控制器控制主轴向上运动并旋转到显示屏的正上方；

（4）中央控制器控制主轴向下运动到距显示屏一定距离时，控制固定在拿取机构上的摄像头拍摄触摸屏的印刷边和显示屏的金属边的图像，并根据反馈的图像计算所述印刷边和所述金属边之间的垂直距离，并调整机械手的运动，使得所述印刷边与金属边在垂直方向上重合，或者符合一定的误差范围，然后控制主轴下降并对触摸屏和显示屏进行贴合，同时对触摸屏施压一定时间以保证贴合的可靠度；

（5）待贴合完成后，中央控制器控制锁紧定位装置打开，并控制主轴带动贴合好的触摸屏和显示屏向上运动脱离锁紧定位装置，并且机械手臂围绕基座旋转到传送带上传送到下一工站。

10. 如权利要求9所述的贴合触摸屏和显示屏的方法，其特征在于：所述触摸屏由自动化传送带传送到本装置的附近位置。