CN115430574A - 全自动高精度车载安防摄像头滤光片贴合方法及*** - Google Patents

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CN115430574A CN202211051806.4A CN202211051806A CN115430574A CN 115430574 A CN115430574 A CN 115430574A CN 202211051806 A CN202211051806 A CN 202211051806A CN 115430574 A CN115430574 A CN 115430574A
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刘方照
陈建强
刘佳
黄浩邦
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Abstract

本发明公开了一种全自动高精度车载安防摄像头滤光片贴合方法及***，属于滤光片加工方法领域。本发明的贴合方法，利用XYZ三轴驱动组件实现贴装机构的移动，该XYZ三轴驱动组件为三轴伺服***，并采用具有摩擦环节的三轴伺服***PID控制方法进行控制，能够较好地克服三轴伺服***在工作过程中的摩擦力，实现高精确度的控制，极大程度地提高了贴装机构与待加工工件之间定位的准确性，从而提高了滤光片点胶贴合的效果，提高了产品良率。本发明的贴合***，包括双画胶点胶机构、输送机构、贴装机构、双供料平台，用以实施本发明的提盒方法，使得本发明的贴合***，能够提高滤光片点胶贴合的效果，从而提高产品良率。

Description

全自动高精度车载安防摄像头滤光片贴合方法及***
技术领域
本发明涉及技术领域，更具体地说，涉及一种全自动高精度车载安防摄像头滤光片贴合方法及***。
背景技术
随着汽车行业与安防技术的快速发展，车载安防摄像头的应用也越来越广泛，成了交通安全必不可少的设备之一。作为车载安防摄像头的重要部件之一，滤光片具有滤除红外线和修整进光的作用，提高车载安防摄像头的拍摄效果。
在相关领域中，车载安防摄像头的滤光片在生产过程中，点胶工序和贴合工序是分开的，且在点胶工序完成后，需要从晶元上牌片到tray盘的设备进行转换，再于贴合设备上完成贴合工序，导致点胶工序和贴合工序的加工***至少需要3种设备，成本高、占地空间大。
为解决车载安防摄像头点胶贴合加工***成本高、占地空间大的问题，公开号为CN215088500U的中国专利公开了一种滤光片自动贴合点胶机，该贴合点胶机包括料盘托盘、组装盘、拾取料盘托盘上的工件的拾取机构，和带动拾取机构将工件放到组装盘上对应组装位置的X轴驱动机构；还包括由X轴驱动机构驱动的点胶机构，和对经过点胶的工件进行胶水固化的固化机构，以及将组装盘移动到固化机构处的第一Y轴驱动机构；还包括支架，和设于料盘托盘和组装盘之间对位于拾取机构上的工件进行拍照定位的下相机定位机构；料盘托盘和第一Y轴驱动机构均位于支架的下方，X轴驱动机构和固化机构沿组装盘的移动方向排布在支架上；通过X轴驱动机构驱动拾取机构将滤光片移动到组装盘上料盘上的镜筒内，进而完成滤光片的组装，进一步通过点胶机构对工件进行点胶。
然而，上述方案在点胶贴合加工的过程中，仅通过X轴驱动机构和Y轴驱动机构的配合，很难实现对滤光片点胶、贴合位置的精确定位，可能导致点胶、贴合的位置产生偏差，最终导致滤光片点胶贴合的效果较差，较低产品良率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动高精度车载安防摄像头滤光片贴合方法及***，以解决滤光片点胶贴合工序中，贴合位置定位不够精确的问题。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种全自动高精度车载安防摄像头滤光片贴合方法，包括以下步骤：
步骤一、工件被直线设置的输送机构输送至画胶点胶工位后，双画胶点胶机构移动至点胶工位上方，并根据所述双画胶点胶机构上的第一视觉定位***拍摄点胶工序前的工件图像，在第一方向上和第二方向上完成对工件的定位；
步骤二、所述双画胶点胶机构相对于工件移动，使得所述双画胶点胶机构的胶水点画组件完成对工件的点胶工序；之后，所述第一视觉定位***拍摄点胶工序后的工件图像，并判断点胶工序的效果；
步骤三、点胶工序完成后，工件被所述输送机构输送至贴装工位；之后，贴装机构分别移动至贴装工位的上方和双供料平台的上方，并利用贴装机构的顶部对中视觉组件拍摄贴装工序前的工件图像，以及双供料平台内滤光片的图像，在第一方向上和第二方向上完成对工件和滤光片的定位；
步骤四、贴装机构的贴装头从双供料平台内吸取滤光片并移动至贴装工位的上方，同时贴装机构的飞行对中视觉组件完成对贴装头上吸附的滤光片的定位；之后，贴装机构的贴装头相对于工件移动，并将滤光片与工件贴合；
步骤五、贴合工序完成后，工件被所述输送机构输送至下料工位，并完成下料；
在所述步骤三和步骤四中，利用XYZ三轴驱动组件实现贴装机构的移动，所述XYZ三轴驱动组件为三轴伺服***，并采用具有摩擦环节的三轴伺服***PID控制方法进行控制；其中，三轴伺服***的动力学方程为：
Figure BDA0003823915590000021
式中：
Figure BDA0003823915590000022
为伺服***转角角度对时间的一阶导数；
Figure BDA0003823915590000023
为伺服***转角角度对时间的二阶导数；Km为电机力矩系数；Ce为电压反馈系数；J为转动惯量；R为电枢电阻；Ku为功率放大器放大系数；u(t)为控制输入即驱动力F(t)；。
进一步的，所述步骤三和步骤四中，
当
Figure BDA0003823915590000024
时，
Figure BDA0003823915590000025
当
Figure BDA0003823915590000026
时，
Figure BDA0003823915590000027
式中，F(t)为驱动力；Fm为最大静摩擦力；Fc为库伦摩擦力；kv为粘性摩擦力矩比例系数；α和α1为非常小的、正的常数。
进一步的，所述步骤三和步骤四中，具有摩擦环节的三轴伺服***PID控制方法的控制率为，
Figure BDA0003823915590000031
式中，P取值为18.9659445035411，I取值为1.86490535854128，D取值为0.107257341728836，N取值为100.309656915105。
进一步的，所述步骤三和步骤四中，Fc为15N·m，Fm为20N·m，kv为2Nms/rad，α取值为0.01，α1取值为1。
本发明的一种用于实施上述的全自动高精度车载安防摄像头滤光片贴合方法的***，包括，
输送机构，所述输送机构沿第一方向排列有画胶点胶输送线、过渡输送线、贴装输送线和出盘输送线，工件沿着画胶点胶输送线、过渡输送线、贴装输送线和出盘输送线进行输送；以及，
双画胶点胶机构，所述双画胶点胶机构包括两个点胶画胶组件；所述画胶点胶输送线上设置有画胶点胶工位，所述双画胶点胶机构在第二方向上依附于所述画胶点胶工位设置，所述点胶画胶组件能够在第一方向和第二方向上定位于画胶点胶工位，并相对于画胶点胶工位上的工件移动的方式，完成画胶点胶工序；以及，
双供料平台，所述双供料平台包括第一供料组件和第二供料组件；所述贴装输送线上设置有贴装工位，所述双供料平台在第二方向上依附于所述贴装工位设置；以及，
贴装机构，所述贴装机构包括若干个吸附嘴，所述贴装机构在第二方向上依附于所述贴装工位设置，所述贴装机构由XYZ三轴驱动组件驱动，所述贴装机构能够从所述第一供料组件和/或第二供料组件上吸取滤光片，并贴合在所述贴装工位上的工件上。
进一步的，所述画胶点胶输送线和贴装输送线均包括两条平行的输送带，所述画胶点胶工位的下方设置有第一升降机构，所述贴装工位的下方设置有第二升降机构；当工件被输送到所述画胶点胶工位的上方时，所述第一升降机构能够将所述画胶点胶工位从所述画胶点胶输送线的下方升起，并将所述画胶点胶输送线上的工件托起；当工件被输送到所述贴装工位的上方时，所述第二升降机构能够将所述贴装工位从所述贴装输送线的下方升起，并将所述贴装输送线上的工件托起。
进一步的，所述点胶画胶组件包括点胶画胶底座，以及安装在点胶画胶底座上的胶水针筒和视觉定位***，所述点胶画胶组件能够相对于画胶点胶工位移动，所述视觉定位***用于拍摄所述画胶点胶工位上的工件，以将所述胶水针筒定位于所述画胶点胶工位上的工件。
进一步的，所述双画胶点胶机构包括第一点胶画胶组件、第二点胶画胶组件和第一X轴滑轨，所述第一点胶画胶组件包括XL轴移动组件、YL轴移动组件、ZL轴移动组件，所述第二点胶画胶组件包括XR轴移动组件、YR轴移动组件、ZR轴移动组件；
所述第一点胶画胶组件的第一点胶画胶底座通过XL轴移动组件滑动设置在所述第一X 轴滑轨上，所述第二点胶画胶组件的第二点胶画胶底座通过XR轴移动组件滑动设置在所述第一X轴滑轨上。
进一步的，还包括移动龙门机构，所述XYZ三轴驱动组件的X轴驱动组件和Y轴驱动组件分别为所述移动龙门机构的X轴伺服组件和Y轴伺服组件，所述XYZ三轴驱动组件的 Z轴驱动组件为设置在所述贴装机构中的Z轴伺服组件；所述贴装机构通过安装板滑动连接在所述X轴移动组件上，所述X轴移动组件滑动连接在所述Y轴移动组件上。
进一步的，所述双供料平台包括两个供料组件，所述供料组件包括旋转平台、旋转驱动件、顶升机构，所述旋转驱动件用于驱动所述旋转平台转动，所述顶升机构用于将所述旋转平台升起；两个所述供料组件的旋转平台上放置不同波长的滤光片。
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明的贴合方法，利用XYZ三轴驱动组件实现贴装机构的移动，该XYZ三轴驱动组件为三轴伺服***，并采用具有摩擦环节的三轴伺服***PID控制方法进行控制，能够较好地克服三轴伺服***在工作过程中的摩擦力，实现高精确度的控制，极大程度地提高了贴装机构与待加工工件之间定位的准确性，从而提高了滤光片点胶贴合的效果，提高了产品良率。
(2)本发明的贴合***，包括双画胶点胶机构、输送机构、贴装机构、双供料平台，用以实施本发明的提盒方法，使得本发明的贴合***，能够提高滤光片点胶贴合的效果，从而提高产品良率。
(3)本发明中，双画胶点胶机构能够同时利用两个点胶画胶组件在工件上进行点胶画胶操作，提高了点胶画胶的加工速度；双供料平台内设置有两个供料组件，两个供料组件的旋转平台上可以放置不同波长的滤光片，从而可以满足不同滤光需求的车载安防摄像头的点胶贴合加工，提高了本发明贴合***的通用性。
附图说明
图1为本发明的贴合***结构示意图；
图2为本发明中双画胶点胶机构的结构示意图；
图3为本发明中输送机构的结构示意图；
图4为本发明中贴装机构的结构示意图；
图5为本发明中移动龙门机构与贴装机构的配合方式示意图；
图6为本发明中双供料平台的结构示意图；
图7为本发明中顶升机构与旋转平台的配合方式示意图；
图8为本发明中具有摩擦环节的三轴伺服***控制架构图；
图9为本发明中位置追踪和速度追踪示意图；
图10为本发明中摩擦力随角速度变化示意图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
参照图1，本实施方式提供了一种全自动高精度车载安防摄像头滤光片贴合***。具体的，该贴合***包括输送机构300、双画胶点胶机构200、双供料平台600和贴装机构400，输送机构300、双画胶点胶机构200、双供料平台600和贴装机构400可以设置在底座100上；其中，输送机构300用于承载工件700，并沿着第一方向用于输送工件700，双画胶点胶机构 200、双供料平台600和贴装机构400均在第二方向上依附于该输送机构300设置，双画胶点胶机构200用于向输送机构300上的工件700进行画胶、点胶加工，双供料平台600用于提供滤光片，贴装机构400用于将滤光片贴合在工件700上。
应当说明的是，在本实施方式中，第一方向为工件700的输送方向，即图1～7中示出的 x方向；第二方向垂直于第一方向，且与第一方向位于同一水平面的方向，即图1～7中示出的y方向；第三方向为垂直于第一方向，并垂直于第二方向的方向，即图1～7中示出的z方向。
更具体的，参照图3，本实施方式的输送机构300包括画胶点胶输送线310、过渡输送线 320、贴装输送线330和出盘输送线340，画胶点胶输送线310、过渡输送线320、贴装输送线330和出盘输送线340沿着第一方向排列，即输送机构300沿着第一方向可分为画胶点胶输送线310、过渡输送线320、贴装输送线330和出盘输送线340，工件700可沿着画胶点胶输送线310、过渡输送线320、贴装输送线330和出盘输送线340进行输送。画胶点胶输送线310内设置可设置有画胶点胶工位311，贴装输送线330内可设置有贴装工位331，当工件700输送至画胶点胶工位311时，双画胶点胶机构200可对位于画胶点胶工位311上的工件700进行点胶、画胶加工；当工件700输送至贴装工位331时，贴装工位331可将双供料平台600内提供的滤光片贴合在工件700上。
作为一个实施例，输送机构300可以由两条平行设置的输送带构成，画胶点胶输送线310、过渡输送线320、贴装输送线330和出盘输送线340分别是输送带的其中一段；作为另一个实施例，画胶点胶输送线310、过渡输送线320、贴装输送线330和出盘输送线340可以分别是独立的输送带，画胶点胶输送线310、过渡输送线320、贴装输送线330和出盘输送线340的输送带共同组成输送机构300；作为其他的实施例，输送机构300也可以是辊轴输送机构300，或者是其他任意能够在第一方向上输送工件700的机构。
作为其中一个较优的实施例，画胶点胶输送线310可以包括画胶点胶工位311、第一升降机构312和两条平行的输送带，第一升降机构312位于画胶点胶工位311的下方，并与画胶点胶工位311传动连接，第一升降机构312能够驱动画胶点胶工位311在第三方向上相对于画胶点胶输送线310的输送带移动，使得工件700到达画胶点胶工位311上方时，第一升降机构312能够带动画胶点胶工位311从画胶点胶输送线310的下方升起，以将工件700托起，此时无论画胶点胶输送线310的输送带是否移动，工件700在第一方向和第二方向上的位置保持不变，更有利于双画胶点胶机构200对工件700的定位，能够提高点胶、画胶的效果。
同样，贴装输送线330可以包括贴装工位331、第二升降机构332和两条平行的输送带，第二升降机构332位于贴装工位331的下方，并与贴装工位331传动连接，第二升降机构332 能够驱动贴装工位331在第三方向上相对于贴装输送线330移动，使得工件700到达贴装工位331的上方后，贴装机构400能够升起并将贴装工位331上的工件700托起，此时无论贴装输送线330的输送带是否移动，工件700在第一方向和第二方向上的位置保持不变，更有利于贴装机构400对工件700的定位，能够提高滤光片的贴合效果。
作为进一步的优化，出盘输送线340可以设置有推杆组件341，当工件700输送到输送机构300在第一方向上的末端时，即工件700到达出盘输送线340的末端时，工件700失去了输送机构300的驱动力，或者收到的驱动力减小至无法继续移动后，该推杆组件341能够将工件700推出输送机构300，防止工件700在出盘输送线340的末端处积存。该推杆组件341可以位于出盘输送线340的上方，也可以位于出盘输送线340的下方，优选是设置在出盘输送线340的上方，这样配合出盘输送线340对工件700的支撑力，可以防止工件700从出盘输送线340上被托起。
本实施方式的双画胶点胶机构200，可以包括两个点胶画胶组件，点胶画胶组件能够在第一方向和第二方向上定位于画胶点胶工位311，并相对于画胶点胶工位311上的工件700 移动的方式，完成画胶点胶工序。
参照图2，作为一个具体的实施例，双画胶点胶机构200可以包括第一点胶画胶组件210、第二点胶画胶组件220和第一X轴滑，第一点胶画胶组件210和第二点胶画胶组件220滑动设置在第一X轴滑上，并能够沿着第一X轴滑在第一方向上相对于画胶点胶工位311移动。
更具体的，第一点胶画胶组件210可以包括第一点胶画胶底座、第一胶水针筒211、第一视觉定位***213、XL轴移动组件214、YL轴移动组件215和ZL轴移动组件216。其中，第一胶水针筒211和第一视觉定位***213可以安装在第一点胶画胶底座上，第一点胶画胶底座滑动设置在ZL轴移动组件216上，ZL轴移动组件216滑动设置在YL轴移动组件215 上，YL轴移动组件215通过XL轴移动组件214与第一X轴滑滑动连接；第一胶水针筒211 上设置有第一点胶头212，第一点胶画胶组件210可通过第一视觉定位***213对第一点胶头212和位于画胶点胶工位311上的工件700进行定位，并通过XL轴移动组件214、YL轴移动组件215和ZL轴移动组件216控制第一点胶头212相对于工件700移动，并在移动中完成点胶、画胶加工。
同样，第二点胶画胶组件220可以包括第二点胶画胶底座、第二胶水针筒221、第二视觉定位***223、XR轴移动组件224、YR轴移动组件225和ZR轴移动组件226。其中，第二胶水针筒221和第二视觉定位***223可以安装在第二点胶画胶底座上，第二点胶画胶底座滑动设置在ZR轴移动组件226上，ZR轴移动组件226滑动设置在YR轴移动组件225上， YR轴移动组件225通过XR轴移动组件224与第二X轴滑滑动连接，第二胶水针筒221上设置有第二点胶头222。
第一视觉定位***213和第二视觉定位***223均可以包括CCD相机，第一视觉定位***213和第二视觉定位***223通过CCD相机拍摄工件700的图像，从而完成对工件700的定位。第二点胶画胶组件220的动作过程可以与第一点胶画胶组件210相同，且双画胶点胶机构200可以仅用第一点胶画胶组件210或第二点胶画胶组件220完成点胶、画胶加工，也可以同时用第一点胶画胶组件210和第二点胶画胶组件220完成点胶、画胶加工，具体可按加工要求进行调整。
本实施方式的贴装机构400包括若干个贴装头，贴装头可以是吸附嘴，贴装机构400在第二方向上依附于贴装工位331设置，贴装机构400由XYZ三轴驱动组件驱动，贴装机构 400能够从双供料平台600上吸取滤光片，并贴合在贴装工位331上的工件700上。
作为一个具体的实施例，参照图4，贴装机构400可以包括贴装底座，以及设置在贴装底座上的反光镜移动组件410、飞行对中视觉组件420、顶部对中视觉组件430。其中，若干个吸附嘴可以设置在贴装底座上，吸附嘴可由反光镜移动组件410、飞行对中视觉组件420和顶部对中视觉组件430完成吸附嘴上的滤光片于贴装工位331上的工件700的高精度定位。飞行对中视觉组件420和顶部对中视觉组件430均可以为CCD相机。此外，每个吸附嘴由一个Z轴伺服组件440以相对于贴装底座在第三方向上移动，由一个R轴旋转组件450驱动以相对于贴装底座转动。
作为上述实施例的进一步优化，贴装机构400可以第一吸附嘴和第二吸附嘴。其中，贴装机构400上可以设置有依附于第一吸附嘴设置的第一反光镜移动组件410、第一飞行对中视觉组件420和第一顶部对中视觉组件430，第一吸附嘴由第一Z轴伺服组件440驱动以相对于贴装底座在第三方向上移动，由第一R轴旋转组件450驱动以相对于贴装底座转动，由第一反光镜移动组件410、第一飞行对中视觉组件420和第一顶部对中视觉组件430完成相对于贴装工位331上的工件700的高精度定位；贴装机构400上还可以设置有依附于第二吸附嘴设置的第二反光镜移动组件410、第二飞行对中视觉组件420和第二顶部对中视觉组件 430，第二吸附嘴由第二Z轴伺服组件440驱动以相对于贴装底座在第三方向上移动，由第二 R轴旋转组件450驱动以相对于贴装底座转动，由第二反光镜移动组件410、第二飞行对中视觉组件420和第二顶部对中视觉组件430完成相对于贴装工位331上的工件700的高精度定位。
此外，贴装机构400上的吸附嘴可通过真空电磁阀460的开断实现对工件700吸取和放下。当贴装机构400包括第一吸附嘴和第二吸附嘴时，贴装机构400上可以设置有第一真空电磁阀460和第二真空电磁阀460，第一真空电磁阀460用于控制第一吸附嘴，第二真空电磁阀460用于控制第二吸附嘴。
本实施方式的双供料平台600可包括两个供料组件。供料组件包括旋转平台、旋转驱动件、顶升机构，旋转驱动件用于驱动旋转平台转动，顶升机构用于将旋转平台升起。两个供料组件上可以放置相同波长的滤光片，从而可以在一个供料组件供料时，对另一个供料组件进行上料；或者，两个供料组件上可以放置不同波长的滤光片，从而方便于在工件700上贴合不同波长的滤光片，以满足不同的设计需求。
参照图6和图7，作为一个具体的实施例，双供料平台600可以包括第二X轴滑轨630、第一供料组件610和第二供料组件620。其中，第一供料组件610可以包括第一旋转平台611、第一旋转驱动件612、第一顶升机构613和第一滑动座614，第一旋转平台611、第一旋转驱动件612和第一顶升机构613设置在第一滑动座614上，第一滑动座614滑动连接在第二X轴滑轨630上，第一旋转驱动件612用于驱动第一旋转平台611旋转，第一顶升机构613用于驱动第一旋转平台611在第三方向上移动；第二供料组件620可以包括第二旋转平台621、第二旋转驱动件622、第二顶升机构623和第二滑动座624，第二旋转平台621、第二旋转驱动件622和第二顶升机构623设置在第二滑动座624上，第二滑动座624滑动连接在第二X 轴滑轨630上，第二旋转驱动件622用于驱动第二旋转平台621旋转，第二顶升机构623用于驱动第二旋转平台621在第三方向上移动。
作为本实施方式的进一步优化，贴装***还可以包括移动龙门机构500，XYZ三轴驱动组件的X轴驱动组件和Y轴驱动组件分别为移动龙门机构500的X轴伺服组件520和Y轴伺服组件510，XYZ三轴驱动组件的Z轴驱动组件为设置在贴装机构400中的Z轴伺服组件440；贴装机构400通过安装板521滑动连接在X轴移动组件上，X轴移动组件滑动连接在Y 轴移动组件上。
具体的，参照图5，移动龙门机构500包括Y轴伺服组件510和X轴伺服组件520，贴装机构400可通过安装板521滑动连接在X轴伺服组件520上，并由X轴伺服电机驱动以在第一方向上移动；X轴伺服组件520滑动设置在Y轴伺服组件510上，并由Y轴伺服组件 510的Y轴伺服电机511驱动，以使得安装板521上的贴装机构400能够在第二方向上移动。
此外，本实施方式还提供了一种全自动高精度车载安防摄像头滤光片贴合方法，该贴合方法可以利用本实施方式的贴合***实施。具体的，本实施方式的贴合方法包括以下步骤：
步骤一、工件700被直线设置的输送机构300输送至画胶点胶工位311后，双画胶点胶机构200移动至点胶工位上方，并根据所述双画胶点胶机构200上的第一视觉定位***213 拍摄点胶工序前的工件700图像，在第一方向上和第二方向上完成对工件700的定位；
步骤二、双画胶点胶机构200相对于工件700移动，使得双画胶点胶机构200的胶水点画组件完成对工件700的点胶工序；之后，第一视觉定位***213拍摄点胶工序后的工件700 图像，并判断点胶工序的效果；
步骤三、点胶工序完成后，工件700被输送机构300输送至贴装工位331；之后，贴装机构400分别移动至贴装工位331的上方和双供料平台600的上方，并利用贴装机构400的顶部对中视觉组件430拍摄贴装工序前的工件700图像，以及双供料平台600内滤光片的图像，在第一方向上和第二方向上完成对工件700和滤光片的定位；
步骤四、贴装机构400的贴装头从双供料平台600内吸取滤光片并移动至贴装工位331 的上方，同时贴装机构400的飞行对中视觉组件420完成对贴装头上吸附的滤光片的定位；之后，贴装机构400的贴装头相对于工件700移动，并将滤光片与工件700贴合；
步骤五、贴合工序完成后，工件700被输送机构300输送至下料工位，并完成下料。
在本实施方式的贴合方法中，为了提高贴装机构400对工件700和滤光片的精确度，以提高贴合的效果，在步骤步骤三和步骤四中，可利用XYZ三轴驱动组件实现贴装机构400 的移动，XYZ三轴驱动组件为三轴伺服***，并采用具有摩擦环节的三轴伺服***PID控制方法进行控制；图8为具有摩擦环节的三轴伺服***的控制架构。其中，参照式(1)，三轴伺服***的动力学方程为：
Figure BDA0003823915590000101
式中：式中：
Figure BDA0003823915590000102
为伺服***转角角度对时间的一阶导数；
Figure BDA0003823915590000103
为伺服***转角角度对时间的二阶导数；Km为电机力矩系数；Ce为电压反馈系数；J为转动惯量；R为电枢电阻；Ku为功率放大器放大系数；u(t)为控制输入即驱动力F(t)；
其中，当
Figure BDA0003823915590000104
时，摩擦力Ff(t)可按式(2)计算，
Figure BDA0003823915590000105
当
Figure BDA0003823915590000106
时，摩擦力Ff(t)可按式(2)计算，
Figure BDA0003823915590000107
式中，F(t)为驱动力；Fm为最大静摩擦力；Fc为库伦摩擦力；kv为粘性摩擦力矩比例系数；α和α1为非常小的、正的常数。
具有摩擦环节的三轴伺服***PID控制方法的控制率可按照式(4)计算，
Figure BDA0003823915590000108
式中，P取值为18.9659445035411，I取值为1.86490535854128，D取值为0.107257341728836，N取值为100.309656915105。
作为本实施方式贴合方法的一个具体实施例，Fc为15N·m，Fm为20N·m，kv为2Nms/rad，α取值为0.01，α1取值为1。且在该实施例中，Km为6N·m/A；Ce为1.2V/(rad/s)；J为0.6kg·m2； R为7.77Ω；Ku为11V/V。将上述参数的赋值代入式(1)～(4)，得到位置追踪和速度追踪结果图，以及摩擦力随角速度变化图。
具体的，本实施例的位置追踪和速度追踪结果见图9，摩擦力随角速度变化见图10。结合图9和图10可知，在带有摩擦条件下，位置跟踪存在“平顶”现象，速度跟踪存在“死区”现象。
因此，本实施方式的贴合方法，其XYZ三轴驱动组件的控制方法能够较好地克服三轴伺服***在工作中的摩擦力，对贴装机构400进行实现更为精准的控制，从而实现了贴装机构 400的贴装头的高精度控制，提高了滤光片的贴合效果，进而提高了滤光片点胶、贴合加工的产品良率。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种全自动高精度车载安防摄像头滤光片贴合方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、工件被直线设置的输送机构输送至画胶点胶工位后，双画胶点胶机构移动至点胶工位上方，并根据所述双画胶点胶机构上的第一视觉定位***拍摄点胶工序前的工件图像，在第一方向上和第二方向上完成对工件的定位；
步骤二、所述双画胶点胶机构相对于工件移动，使得所述双画胶点胶机构的胶水点画组件完成对工件的点胶工序；之后，所述第一视觉定位***拍摄点胶工序后的工件图像，并判断点胶工序的效果；
步骤三、点胶工序完成后，工件被所述输送机构输送至贴装工位；之后，贴装机构分别移动至贴装工位的上方和双供料平台的上方，并利用贴装机构的顶部对中视觉组件拍摄贴装工序前的工件图像，以及双供料平台内滤光片的图像，在第一方向上和第二方向上完成对工件和滤光片的定位；
步骤四、贴装机构的贴装头从双供料平台内吸取滤光片并移动至贴装工位的上方，同时贴装机构的飞行对中视觉组件完成对贴装头上吸附的滤光片的定位；之后，贴装机构的贴装头相对于工件移动，并将滤光片与工件贴合；
步骤五、贴合工序完成后，工件被所述输送机构输送至下料工位，并完成下料；
在所述步骤三和步骤四中，利用XYZ三轴驱动组件实现贴装机构的移动，所述XYZ三轴驱动组件为三轴伺服***，并采用具有摩擦环节的三轴伺服***PID控制方法进行控制；其中，三轴伺服***的动力学方程为：
Figure FDA0003823915580000011
式中：
Figure FDA0003823915580000012
为伺服***转角角度对时间的一阶导数；
Figure FDA0003823915580000013
为伺服***转角角度对时间的二阶导数；Km为电机力矩系数；Ce为电压反馈系数；J为转动惯量；R为电枢电阻；Ku为功率放大器放大系数；u(t)为控制输入即驱动力F(t)；Ff(t)为摩擦力对时间的函数。
2.根据权利要求1所述的一种全自动高精度车载安防摄像头滤光片贴合方法，其特征在于：所述步骤三和步骤四中，
当
Figure FDA0003823915580000014
时，
Figure FDA0003823915580000015
当
Figure FDA0003823915580000016
时，
Figure FDA0003823915580000017
式中，F(t)为驱动力；Fm为最大静摩擦力；Fc为库伦摩擦力；kv为粘性摩擦力矩比例系数；α和α1为非常小的、正的常数。
3.根据权利要求2所述的一种全自动高精度车载安防摄像头滤光片贴合方法，其特征在于：所述步骤三和步骤四中，具有摩擦环节的三轴伺服***PID控制方法的控制率为，
Figure FDA0003823915580000021
式中，P取值为18.9659445035411，I取值为1.86490535854128，D取值为0.107257341728836，N取值为100.309656915105。
4.根据权利要求2或3所述的一种全自动高精度车载安防摄像头滤光片贴合方法，其特征在于：所述步骤三和步骤四中，Fc为15N·m，Fm为20N·m，kv为2Nms/rad，α取值为0.01，α1取值为1。
5.一种用于实施权利要求1～4中任一项所述的全自动高精度车载安防摄像头滤光片贴合方法的***，其特征在于：包括，
输送机构，所述输送机构沿第一方向排列有画胶点胶输送线、过渡输送线、贴装输送线和出盘输送线，工件沿着画胶点胶输送线、过渡输送线、贴装输送线和出盘输送线进行输送；以及，
双画胶点胶机构，所述双画胶点胶机构包括两个点胶画胶组件；所述画胶点胶输送线上设置有画胶点胶工位，所述双画胶点胶机构在第二方向上依附于所述画胶点胶工位设置，所述点胶画胶组件能够在第一方向和第二方向上定位于画胶点胶工位，并相对于画胶点胶工位上的工件移动的方式，完成画胶点胶工序；以及，
双供料平台，所述双供料平台包括两个供料组件；所述贴装输送线上设置有贴装工位，所述双供料平台在第二方向上依附于所述贴装工位设置；以及，
贴装机构，所述贴装机构包括若干个吸附嘴，所述贴装机构在第二方向上依附于所述贴装工位设置，所述贴装机构由XYZ三轴驱动组件驱动，所述贴装机构能够从所述第一供料组件和/或第二供料组件上吸取滤光片，并贴合在所述贴装工位上的工件上。
6.根据权利要求5所述的一种***，其特征在于：所述画胶点胶输送线和贴装输送线均包括两条平行的输送带，所述画胶点胶工位的下方设置有第一升降机构，所述贴装工位的下方设置有第二升降机构；当工件被输送到所述画胶点胶工位的上方时，所述第一升降机构能够将所述画胶点胶工位从所述画胶点胶输送线的下方升起，并将所述画胶点胶输送线上的工件托起；当工件被输送到所述贴装工位的上方时，所述第二升降机构能够将所述贴装工位从所述贴装输送线的下方升起，并将所述贴装输送线上的工件托起。
7.根据权利要求5所述的一种***，其特征在于：所述点胶画胶组件包括点胶画胶底座，以及安装在点胶画胶底座上的胶水针筒和视觉定位***，所述点胶画胶组件能够相对于画胶点胶工位移动，所述视觉定位***用于拍摄所述画胶点胶工位上的工件，以将所述胶水针筒定位于所述画胶点胶工位上的工件。
8.根据权利要求7所述的一种***，其特征在于：所述双画胶点胶机构包括第一点胶画胶组件、第二点胶画胶组件和第一X轴滑轨，所述第一点胶画胶组件包括XL轴移动组件、YL轴移动组件、ZL轴移动组件，所述第二点胶画胶组件包括XR轴移动组件、YR轴移动组件、ZR轴移动组件；
所述第一点胶画胶组件的第一点胶画胶底座通过XL轴移动组件滑动设置在所述第一X轴滑轨上，所述第二点胶画胶组件的第二点胶画胶底座通过XR轴移动组件滑动设置在所述第一X轴滑轨上。
9.根据权利要求5所述的一种***，其特征在于：还包括移动龙门机构，所述XYZ三轴驱动组件的X轴驱动组件和Y轴驱动组件分别为所述移动龙门机构的X轴伺服组件和Y轴伺服组件，所述XYZ三轴驱动组件的Z轴驱动组件为设置在所述贴装机构中的Z轴伺服组件；所述贴装机构通过安装板滑动连接在所述X轴移动组件上，所述X轴移动组件滑动连接在所述Y轴移动组件上。
10.根据权利要求5所述的一种***，其特征在于：所述供料组件包括旋转平台、旋转驱动件、顶升机构，所述旋转驱动件用于驱动所述旋转平台转动，所述顶升机构用于将所述旋转平台升起；两个所述供料组件的旋转平台上放置不同波长的滤光片。
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