CN216504612U - 一种异形光学元件的对位装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种异形光学元件的对位装置，涉及光学设备技术领域，包括：上料机构、调节机构、进出机构和对位机构，所述上料机构用于将异形光学元件从治具的料盒中取出并放置在所述调节机构上，所述调节机构对所述异形光学元件定位和调节位置，所述对位机构将所述异形光学元件从所述调节机构上取出，并将所述异形光学元件放置在所述进出机构上的底板的目标位置。能够将多个异形光学元件依次放置到底板对应位置，高效、精准地完成批量异形光学元件的对位，为后续工序加工做好对位准备，提升产品加工效率，自动将异形光学元件贴合到底板相应位置上，从而节约材料和人工成本。

Description

一种异形光学元件的对位装置

技术领域

本申请涉及光学设备技术领域，具体涉及一种异形光学元件的对位装置。

背景技术

光学元件(如透镜、棱镜、反射镜等)是光学***的基本组成单元，具有成像、分光、传像或者滤波的作用；在光学电子行业中，往往需要将光学元件与另一材料的特征点进行对位，以方便后道工序的加工。例如，一件长方体光学元件，要将它依照特定位置放置在底板上，并将长方体光学元件上的图形与底板上的图形对齐，一个底板上可以放置多件长方体光学元件，方便后续的多片加工，提升加工效率。现有技术是采用人工进行光学元件与底板的视觉对位加工，效率低，出错率高，批量生产无法保证，并且对于形状不规则的异形光学元件来说，人工视觉对位的劣势尤显突出。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种异形光学元件的对位装置，能够通过自动上料、定位和对位，实现异形光学元件的自动视觉对位，合格率和效率高。

本申请实施例的一方面，提供了一种异形光学元件的对位装置，包括上料机构、调节机构、进出机构和对位机构，所述上料机构用于将异形光学元件从治具的料盒中取出并放置在所述调节机构上，所述调节机构对所述异形光学元件定位和调节位置，所述对位机构将所述异形光学元件从所述调节机构上取出，并将所述异形光学元件放置在所述进出机构上的底板的目标位置。

可选地，所述上料机构包括三维取料组件和定位相机，所述三维取料组件能沿X、Y、Z三个方向运动以取料，所述定位相机定位所述异形光学元件在所述治具中的位置，以通过所述所述三维取料组件将所述料盒中的所述异形光学元件放置在所述调节机构上。

可选地，所述三维取料组件包括沿Z方向运动的治具，所述治具中可放置多个所述料盒；还包括沿X方向运动的第一取料件，以将所述料盒从所述治具中取出；还包括沿Y方向运动的第二取料件，所述第二取料件上设置有真空吸嘴，用于将所述异形光学元件从所述料盒中吸出，并放置在所述调节机构上。

可选地，所述三维取料组件分别通过导轨沿X、Y、Z三个方向运动。

可选地，所述调节机构包括调节平台，以及分别可沿X、Y方向运动的气缸，所述异形光学元件放置在所述调节平台上，并通过X、Y方向运动的所述气缸分别调整所述异形光学元件在所述调节平台上的位置。

可选地，所述进出机构包括沿Y方向运动的平台，以及设置在所述平台上的平面旋转台，所述平面旋转台可沿X、Y方向移动、沿Z方向旋转，所述平面旋转台上放置有所述底板。

可选地，所述对位机构包括沿X方向运动的对位组件，所述对位组件上设置有取片件，所述取片件上设置有真空吸嘴，以将所述异形光学元件从所述调节机构上吸出、并放置在所述底板上。

可选地，还包括控制器，所述对位组件上还设置有相机对位件，所述相机对位件拍摄所述底板上的所述异形光学元件的位置并反馈给所述控制器，所述控制器根据目标位置驱动所述平面旋转台运动，以使所述异形光学元件放置在所述底板的目标位置。

可选地，所述对位组件上还设置有点胶件，所述点胶件用于在所述异形光学元件放置在所述底板的目标位置后，通过释放胶合剂以将所述异形光学元件固定在所述底板上。

可选地，所述点胶件还包括照射灯，通过所述照射灯照射所述胶合剂，以使所述胶合剂固化。

本申请实施例提供的异形光学元件的对位装置，异形光学元件放置在料盒中，料盒放置在治具中；通过上料机构将异形光学元件依次从治具、料盒中取出，并将异形光学元件放置在调节机构上，调节机构对异形光学元件进行定位，并调整异形光学元件在调节机构上的位置，以对异形光学元件进行二次定位；然后对位机构将异形光学元件从调节机构上取出，配合进出机构的动作，将异形光学元件放置在进出机构上的底板的目标位置，使异形光学元件的特征部分与底板的特征部分对齐，两者的图形保持一致。底板上可放置多个异形光学元件，通过循环上述动作，将多个异形光学元件依次放置到底板对应位置，高效、精准地完成批量异形光学元件的对位，为后续工序加工做好对位准备，提升产品加工效率，自动将异形光学元件贴合到底板相应位置上，从而节约材料和人工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实施例提供的异形光学元件的对位装置结构示意图；

图2是本实施例提供的异形光学元件的上料机构结构示意图；

图3是本实施例提供的料盒结构示意图；

图4是本实施例提供的异形光学元件的调节机构结构示意图；

图5是本实施例提供的异形光学元件的进出机构结构示意图；

图6是本实施例提供的异形光学元件的对位机构结构示意图。

图标：10-上料机构；10x、10z-导轨；101-治具；102-料盒；103-电机；104-第一取料件；105-定位相机；106-第二取料件；11-调节机构；110-调节平台；111-气缸；112-吸取部；12-对位机构；121-电机；122-导轨；123-点胶件；124-取片件；125-相机对位件；13-进出机构；131-平台；132-平面旋转台；133-底板；20-异形光学元件。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

现有技术采用单块光学产品加工，效率低，增加用人及设备投资成本。本申请针对上述不足，通过相机去识别异形光学元件中特征部分的位置，然后调整整个异形光学元件的位置，使每个异形光学元件的特征部分与底板的特征部分能够对齐，通过这样的方法将异形光学元件胶合固定在底板上，这样经过后道工序加工，会提升加工产品效率，进一步地，设备能够自动将异形光学元件贴合到靠体治具上，从而节约材料和人工成本。

本申请实施例提供一种异形光学元件20的对位装置，请参照图1，包括上料机构10、调节机构11、进出机构13和对位机构12，上料机构10用于将异形光学元件20从治具101的料盒102中取出并放置在调节机构11上，调节机构11对异形光学元件20定位和调节位置，对位机构12将异形光学元件20从调节机构11上取出，并将异形光学元件20放置在进出机构13上的底板133的目标位置。

异形光学元件20放在料盒102中，一个料盒102可放置多个异形光学元件20；料盒102可放置在治具101中，治具101可以放置多层料盒102。上料机构10的主要作用是将异形光学元件20从料盒102里取出，具体为先将料盒102从治具101中取出，再将异形光学元件20从料盒102中取出，并采用机械手放置到调节机构11上；调节机构11通过先定位后调节的方式，保证异形光学元件20二次定位；对位机构12将异形光学元件20从调节机构11上取出，并将异形光学元件20放置在进出机构13上的底板133的目标位置，以使异形光学元件20的图形与底板133上的图形保持一致。

上述过程通过自动控制完成，可采用控制器分别和上料机构10、调节机构11、进出机构13、对位机构12电连接，通过控制器自动驱动上述机构动作。

本申请实施例提供的异形光学元件20的对位装置，异形光学元件20放置在料盒102中，料盒102放置在治具101中；通过上料机构10将异形光学元件20依次从治具101、料盒102中取出，并将异形光学元件20放置在调节机构11上，调节机构11对异形光学元件20进行定位，并调整异形光学元件20在调节机构11上的位置，以对异形光学元件20进行二次定位；然后对位机构12将异形光学元件20从调节机构11上取出，配合进出机构13的动作，将异形光学元件20放置在进出机构13上的底板133的目标位置，使异形光学元件20的特征部分与底板133的特征部分对齐，两者的图形保持一致。底板133上可放置多个异形光学元件20，通过循环上述动作，将多个异形光学元件20依次放置到底板133对应位置，高效、精准地完成批量异形光学元件20的对位，为后续工序加工做好对位准备，提升产品加工效率，自动将异形光学元件20贴合到底板133相应位置上，从而节约材料和人工成本。

下述分别具体说明各机构的结构，具体地，如图2所示，上料机构10包括三维取料组件和定位相机105，三维取料组件能沿X、Y、Z三个方向运动以取料，定位相机105定位异形光学元件20在治具101中的位置，以通过三维取料组件将料盒102中的异形光学元件20放置在调节机构11上。

三维取料组件具有可分别沿X、Y、Z三个方向运动的功能，具体可采用导轨的方式实现，可通过电机作为驱动力，驱动滑块沿导轨运动，机械手设在滑块上，实现在X、Y、Z三个方向取料，通过机械手可以取放治具101中不同层的料盒102以及料盒102中的异形光学元件20。三维取料组件包括沿Z方向运动的治具101，治具101中可放置多个图3所示的料盒102；还包括沿X方向运动的第一取料件104，以将料盒102从治具101中取出；还包括沿Y方向运动的第二取料件106，第二取料件106上设置有真空吸嘴，用于将异形光学元件20从料盒102中吸出，并放置在调节机构11上。

示例地，第一取料件104和第二取料件106可为机械手。Z方向的电机103带动治具101在导轨10z上运动，通过配合X方向导轨10x上的滑块和滑块上的机械手(第一取料件104)，将放置有异形光学元件20的料盒102从治具101中取出，取出后运动到指定位置；Y方向同理在导轨上设置滑块，滑块上设置机械手，Y方向与Z方向、X方向不同的是，Y方向的机械手上设有与异形光学元件20在料盒102里方向一致的真空吸嘴，通过真空吸嘴吸取料盒102中的异形光学元件20。

而在Y方向的真空吸嘴吸取异形光学元件20之前，可采用定位相机105，具体为CCD视觉定位装置定位异形光学元件20在料盒102中的位置，再真空吸附异形光学元件20将其移动到调节机构11上。CCD视觉定位装置定位异形光学元件20在料盒102中的位置时，通过CCD相机拍摄异形光学元件20在料盒102中的位置，并将拍摄图像反馈给控制器，控制器根据图像驱动Y方向的机械手运动到相应位置，以精准吸取目标异形光学元件20。

对于调节机构11来说，如图4所示，调节机构11包括调节平台110，以及分别可沿X、Y方向运动的气缸111，异形光学元件20放置在调节平台110上，并通过X、Y方向运动的气缸111分别调整异形光学元件20在调节平台110上的位置。

调节平台110用于放置从上料机构10转移的异形光学元件20，调节平台110上设置吸取部112，通过X、Y的气缸111，推动异形光学元件20在调节平台110上移动至吸取部112，再通过吸取部112吸取异形光学元件20的指定位置，进而调节异形光学元件20的放置角度，以备后续异形光学元件20转移到底板133时，能和底板133上的图形对位。同时，因对位机构12和调节机构11的装配精度高，因此能保证后续对位机构12转移异形光学元件20时，异形光学元件20在对位机构12上也能保持在调节机构11调节后的放置角度一致的状态。

请参照图5，进出机构13包括沿Y方向运动的平台131，以及设置在平台131上的平面旋转台132，平面旋转台132可沿X、Y方向移动、沿Z方向旋转，平面旋转台132上放置有底板133。

平台131可通过电机驱动以在导轨上沿Y方向运动，方便人工更换。平台131上的平面旋转台132，可沿X、Y方向移动，同时还可沿Z方向旋转，底板133设置在平面旋转台132上，通过平面旋转台132可调整底板133的位置，以和后续对位机构12配合，将异形光学元件20放置在进出机构13上的底板133的目标位置。

请参照图6，对位机构12包括沿X方向运动的对位组件，对位组件上设置有取片件124，取片件124和电机连接，取片件124上设置有真空吸嘴，以将异形光学元件20从调节机构11上吸出、并放置在底板133上。

对位组件可通过导轨沿X方向运动，配合取片件124通过真空吸嘴吸取调节机构11上的异形光学元件20，并将异形光学元件20放置在底板133上。X方向导轨122可采用电机121驱动，取片件124由Z方向电机带动，以通过真空吸嘴吸取异形光学元件20。前述的真空吸嘴可采用异形吸嘴设计，与异形光学元件20对应，以满足吸附要求。

此外，对位组件上还设置有相机对位件125，相机对位件125拍摄底板133上的异形光学元件20的位置并反馈给控制器，控制器根据目标位置驱动平面旋转台132运动，以使异形光学元件20放置在底板133的目标位置。

控制器将接收的底板133上的异形光学元件20的位置图像和目标位置图像进行比对，根据比对结果，驱动平面旋转台132运动到对应位置，使底板133上的异形光学元件20的位置符合目标位置要求。

待异形光学元件20调整到目标位置后，需通过胶合剂固定异形光学元件20，因此，对位组件上还设置有点胶件123，点胶件123用于在异形光学元件20放置在底板133的目标位置后，通过释放胶合剂以将异形光学元件20固定在底板133上。并且，点胶件123还包括照射灯，通过照射灯照射胶合剂，以使胶合剂固化，胶合剂固化后，才能使异形光学元件20牢固地粘结在底板133上。照射灯可为紫外线灯管，主要是用来利用紫外线的特性进行产品固化，其固化效果好。

综上，本申请提供的异形光学元件20的对位装置，使用时，人工将底板133、装有异形光学元件20的料盒102、治具101放置在异形光学元件20的对位装置相应位置上，进出机构13载着底板133到指定位置；上料机构10将装有异形光学元件20的料盒102从治具101中取出，取出后运动到指定位置；再通过上料机构10的真空吸嘴吸取异形光学元件20到调节机构11上，吸取前，采用CCD视觉定位装置定位异形光学元件20在料盒102中的位置，以便精准吸取；调节机构11调节异形光学元件20到位后，对位机构12将异形光学元件20移动到底板133的指定位置，并采用相机对位件125，具体可为CCD对位装置，引导平面旋转台132运动，以使异形光学元件20的图形与底板133的图形对齐，然后通过点胶件123将胶合剂点到异形光学元件20与底板133的交接处，点胶后由照射灯进行固化，完成一个异形光学元件20与底板133的图形对位；上料机构10依次将其他异形光学元件20从料盒102从治具101中取出，循环后续步骤，直至整个底板133上均对应放置异形光学元件20；待底板133上的片源放置满后，从初始步骤开始循环，即人工将底板133、装有异形光学元件20的料盒102、治具101放置在异形光学元件20的对位装置相应位置上，直至完成异形光学元件20的图形与底板133的图形对位。

本申请实施例提供的异形光学元件20的对位装置，产品进料方式是以治具101的置料方式进行上料，可满足一次性上料多个，并可满足设备节省人工的需求；产品的上料方式采用异形吸嘴设计，满足异形光学元件20的吸附；调节机构11的设计，满足异形光学元件20的精定位要求；采用视觉定位，且将底板133作为载体，一个底板133可以放置多件异形光学元件20，同时将异形光学元件20图形与底板133图形对齐，对齐后将底板133与异形光学元件20一起进行后道工序的加工，可一次性加工出多个小产品，提升工作效率，减少人工成本。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种异形光学元件的对位装置，其特征在于，包括：上料机构、调节机构、进出机构和对位机构，所述上料机构用于将异形光学元件从治具的料盒中取出并放置在所述调节机构上，所述调节机构对所述异形光学元件定位和调节位置，所述对位机构将所述异形光学元件从所述调节机构上取出，并将所述异形光学元件放置在所述进出机构上的底板的目标位置。

2.根据权利要求1所述的异形光学元件的对位装置，其特征在于，所述上料机构包括三维取料组件和定位相机，所述三维取料组件能沿X、Y、Z三个方向运动以取料，所述定位相机定位所述异形光学元件在所述治具中的位置，以通过所述三维取料组件将所述料盒中的所述异形光学元件放置在所述调节机构上。

3.根据权利要求2所述的异形光学元件的对位装置，其特征在于，所述三维取料组件包括沿Z方向运动的治具，所述治具中可放置多个所述料盒；还包括沿X方向运动的第一取料件，以将所述料盒从所述治具中取出；还包括沿Y方向运动的第二取料件，所述第二取料件上设置有真空吸嘴，用于将所述异形光学元件从所述料盒中吸出，并放置在所述调节机构上。

4.根据权利要求2或3所述的异形光学元件的对位装置，其特征在于，所述三维取料组件分别通过导轨沿X、Y、Z三个方向运动。

5.根据权利要求1所述的异形光学元件的对位装置，其特征在于，所述调节机构包括调节平台，以及分别可沿X、Y方向运动的气缸，所述异形光学元件放置在所述调节平台上，并通过X、Y方向运动的所述气缸分别调整所述异形光学元件在所述调节平台上的位置。

6.根据权利要求1所述的异形光学元件的对位装置，其特征在于，所述进出机构包括沿Y方向运动的平台，以及设置在所述平台上的平面旋转台，所述平面旋转台可沿X、Y方向移动、沿Z方向旋转，所述平面旋转台上放置有所述底板。

7.根据权利要求6所述的异形光学元件的对位装置，其特征在于，所述对位机构包括沿X方向运动的对位组件，所述对位组件上设置有取片件，所述取片件上设置有真空吸嘴，以将所述异形光学元件从所述调节机构上吸出、并放置在所述底板上。

8.根据权利要求7所述的异形光学元件的对位装置，其特征在于，还包括控制器，所述对位组件上还设置有相机对位件，所述相机对位件拍摄所述底板上的所述异形光学元件的位置并反馈给所述控制器，所述控制器根据目标位置驱动所述平面旋转台运动，以使所述异形光学元件放置在所述底板的目标位置。

9.根据权利要求8所述的异形光学元件的对位装置，其特征在于，所述对位组件上还设置有点胶件，所述点胶件用于在所述异形光学元件放置在所述底板的目标位置后，通过释放胶合剂以将所述异形光学元件固定在所述底板上。

10.根据权利要求9所述的异形光学元件的对位装置，其特征在于，所述点胶件还包括照射灯，通过所述照射灯照射所述胶合剂，以使所述胶合剂固化。

Images