本發明涉及一種高精密機器人自動組裝鏡片裝置，涉及高精密機器人領域，尤指一種用機器人組裝高精密藍寶石鏡片的裝置，適用于對安裝精確并且重復定位精度達到微米級的手機制造領域，可廣泛應用于移動安裝工件質量小于3KG的工況中，特別是手機鏡片組裝領域的高精密安裝設備。

背景技術：

在手機裝配精確度高且細微零部件對手機表面均易損易傷，實施自動化生產相對困難，當前在手機自動化制造生產領域一般是由線性模組來完成，生產線上的高精密線性模組要求非標定制組裝，成本高，調試困難，周期長，由于手機更新換代頻次高，所以在改造的過程中許多部件都無法再利用，給企業的后續發展帶來嚴重浪費，而機器人可以適用于同一環境下的不同工況僅需對夾具做出少量改動即可應用，給企業帶來了成本的效益同時企業對市場的快速應對也大幅度提高。

有鑒于此，研發一種相對成本較低，又能滿足用機器人組裝高精密藍寶石鏡片的裝置，是本領域技術人員急需要解決的問題。

技術實現要素：

為了克服上述不足之處，本發明的主要目的旨在提供一種用于手機鏡片組裝領域的高精密安裝設備，用機器人組裝高精密藍寶石鏡片的裝置，實現對手機相機鏡頭鏡片進行精準搬運和安裝定位。該裝置通過六軸聯動的機器人和相機的智能拍照檢測，使機器人配合雙相機從原點到工作點的聯合通訊，既解決了機構精度調整要求，減少了裝配誤差及調試周期長的問題，機器人的靈活應用，又能滿足企業更換產線后續的改造和重復使用帶來了顯著經濟效益的高精密機器人自動組裝鏡片裝置。

本發明要解決的技術問題是：主要解決在3C精密裝配、搬運等領域用機器人的高精度重復定位機構，如何配合智能視覺系統的聯合通訊，達到3C領域的微米級安裝配合替代原有的非標線性模組的設計安裝問題；要解決在移動安裝工件質量小于3KG的工況中，特別是手機鏡片組裝領域的高精密安裝設備的結構設計等有關技術問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該裝置包括空氣凈化單元、智能相機、機器人、三色報警燈和風機等部件，還包括設有上機架和下機柜，上機架和下機柜通過中間的工作平臺安裝固定連接在一起，上機架四周設有黑色不透明的有機玻璃包圍，下機柜四周設有防銹鐵皮包圍，其中：

上機架中設有空氣凈化單元、三色報警燈、智能相機A、智能相機B、機器人、光源A、光源B、托盤光源、壓緊旋鈕氣缸A、壓緊旋鈕氣缸B、氣源開關、產品薄膜、聚四氟乙烯板、搬運組裝吸盤、托盤、藍寶石鏡片和鏡框槽等；空氣凈化單元安裝固定在上機架的頂端，三色報警燈安裝固定在上機架頂端的側邊；智能相機A和智能相機B分別倒置懸空安裝在上機架中間的左右對稱位置，并懸置在產品薄膜和聚四氟乙烯板的上端；機器人安裝固定在智能相機A和智能相機B的中間位置；光源A和光源B分別安裝在距產品薄膜邊緣150mm至180mm之間的前側和100mm至120mm之間的左側，托盤光源安裝在產品薄膜右邊邊緣130mm至150mm之間的右側；壓緊旋鈕氣缸A和壓緊旋鈕氣缸B設置在聚四氟乙烯板邊緣的左右對稱兩側，托盤放置在聚四氟乙烯板上，緊貼聚四氟乙烯板基準角的位置；聚四氟乙烯板與工作平臺之間用螺紋連接固定，固定在工作平臺右側邊距機架邊緣247mm處；氣源開關安裝固定在上機架的外側；產品薄膜平放在工作平臺的開口區域，產品薄膜吸附在密封室的平面上，密封室的下端與風機吸氣接口的頂端相對應，工作平臺對密封室和聚四氟乙烯板進行固定；搬運組裝吸盤設置在機器人法蘭上，藍寶石鏡片粘貼在產品薄膜上，鏡框槽為托盤上固有的槽孔，為智能相機A和智能相機B輪流進行拍照定位后通訊機器人相對應的位置；

下機柜中設有開關控制盒、機器人控制柜、設備電氣箱、消音器、風機、風機排氣出口、風機吸氣接口和密封室等；開關控制盒安裝固定在工作平臺的下方中間位置；設備電氣箱和機器人控制柜安裝固定在下機柜的右側，設備電氣箱安裝固定在機器人控制柜的上方；消音器安裝固定在下機柜的左側，位于風機的正上方；風機安裝固定在下機柜的左側，風機排氣出口的一端與風機的出口相連接，另一端與消音器的進口相連接；風機吸氣接口的一端與風機的進口相連接，另一端與密封室的出口對應位置相連接；

上述各部件組合為一整體的高精密機器人自動組裝手機保護鏡片的裝置。

進一步的，所述的高精密機器人自動組裝鏡片裝置的托盤光源距離工作平臺的高度至少為220mm，托盤光源的安裝角度和高度為調節結構，調節結構由導柱、導座、調節塊和連接塊組成，導柱套在導座圓柱孔中，調節塊中的孔穿過導柱上下移動，固定連接塊與托盤光源有兩螺紋孔連接，其中一個螺紋孔為圓弧槽孔，用于角度調節,另一個螺紋孔為位置鎖定。

進一步的，所述的高精密機器人自動組裝鏡片裝置的壓緊旋鈕氣缸A和壓緊旋鈕氣缸B為角度旋轉下壓動態結構，當運行時，壓緊旋鈕氣缸A和壓緊旋鈕氣缸B工作，氣缸軸旋轉下壓將托盤壓緊固定，壓緊旋鈕氣缸A和壓緊旋鈕氣缸B的氣缸軸旋轉下壓伸出到底后，觸發智能相機A對產品薄膜上的藍寶石鏡片進行拍照定位，機器人法蘭上的搬運組裝吸盤到拍照點吸取藍寶石鏡片搬運到右邊，在機器人運動過程中觸發智能相機B對托盤上的鏡框槽進行拍照定位，機器人將藍寶石鏡片放入智能相機B定位的鏡框槽。

進一步的，所述的高精密機器人自動組裝鏡片裝置的機器人為六軸聯動的，型號為ABB-IRB120的機器人。

進一步的，所述的高精密機器人自動組裝鏡片裝置的上機架的正面設有兩扇雙開黑色不透明的有機玻璃門，下機柜的正面設有兩扇雙開防銹鐵皮的門。

本發明的有益效果是：該裝置的設計是全套采用ABB-IRB120機器人和智能工業相機的配合達到精準重復定位，對手機相機鏡頭鏡片進行精準搬運和安裝定位，定位要求達0.02mm；機器人配合智能視覺系統的聯合通訊，達到3C領域的微米級安裝替代原有的非標線性模組的設計安裝，解決了機構精度調整要求，減少了裝配誤差及調試周期長等問題，由于工業視覺系統對外部干擾環境有較苛刻的要求，故在該裝置四周都封上黑色不透明的有機玻璃或防銹鐵皮包圍，可對環境進行隔離，具有靈活安裝易于維護和一機多用等特性，并具有節約成本，安全可靠和使用方便等優點。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

附圖1是本實用新型的整體結構示意圖；

附圖2是本實用新型下機柜中風機和密封室等部件的結構示意圖；

附圖3是本實用新型上機架中光源和藍寶石鏡片等部件的結構示意圖；

附圖中標號說明：

10—上機架；

12—下機柜；

20—工作平臺；

101—空氣凈化單元； 121—風機吸氣接口；

102—三色報警燈； 122—機器人；

103—智能相機A； 123—密封室；

104—智能相機B； 124—藍寶石鏡片；

105—光源A； 125—鏡框槽；

106—光源B； 126—導柱；

107—托盤光源； 127—連接塊；

108—壓緊旋鈕氣缸A； 128—導座；

109—壓緊旋鈕氣缸B； 129—調節塊；

110—氣源開關；

111—產品薄膜；

112—聚四氟乙烯板；

113—搬運組裝吸盤；

114—托盤；

115—開關控制盒；

116—機器人控制柜；

117—設備電氣箱；

118—消音器；

119—風機；

120—風機排氣出口；

具體實施方式

以下是根據本實用新型并結合附圖說明的實施例，這是一種高精密機器人自動組裝鏡片裝置。但是，本實用新型不限于所述的實施例，本領域技術人員可以在本發明的構思和權利要求限定保護范圍內進行各種改型。

請參閱附圖1所示，本實用新型包括空氣凈化單元、智能相機、機器人、三色報警燈和風機等部件，還包括設有上機架10和下機柜12，上機架10和下機柜12通過中間的工作平臺20安裝固定連接在一起，上機架10四周設有黑色不透明的有機玻璃包圍，下機柜12四周設有防銹鐵皮包圍，其中：

上機架10中設有空氣凈化單元101、三色報警燈102、智能相機A103、智能相機B104、機器人122、光源A105、光源B106、托盤光源107、壓緊旋鈕氣缸A108、壓緊旋鈕氣缸B109、氣源開關110、產品薄膜111、聚四氟乙烯板112、搬運組裝吸盤113、托盤114、藍寶石鏡片124和鏡框槽125；空氣凈化單元101安裝固定在上機架10的頂端，三色報警燈102安裝固定在上機架10頂端的側邊；智能相機A103和智能相機B104分別倒置懸空安裝在上機架10中間的左右對稱位置，并懸置在產品薄膜111和聚四氟乙烯板112的上端；機器人122安裝固定在智能相機A103和智能相機B104的中間位置；光源A105和光源B106分別安裝在距產品薄膜111邊緣150mm至180mm之間的前側和100mm至120mm之間的左側，托盤光源107安裝在產品薄膜111右邊邊緣130mm至150mm之間的右側；壓緊旋鈕氣缸A108和壓緊旋鈕氣缸B109設置在聚四氟乙烯板112邊緣的左右對稱兩側，托盤114放置在聚四氟乙烯板112上，緊貼聚四氟乙烯板112基準角的位置；聚四氟乙烯板112與工作平臺20之間用螺紋連接固定，固定在工作平臺20右側邊距機架邊緣247mm處；氣源開關110安裝固定在上機架10的外側；產品薄膜111平放在工作平臺20的開口區域，產品薄膜111吸附在密封室123的平面上，密封室123的下端與風機吸氣接口121的頂端相對應，工作平臺20對密封室123和聚四氟乙烯板112進行固定；搬運組裝吸盤113設置在機器人122法蘭上，藍寶石鏡片124粘貼在產品薄膜111上，鏡框槽125為托盤114上固有的槽孔，為智能相機A103和智能相機B104輪流進行拍照定位后通訊機器人相對應的位置；

請參閱附圖1、2所示，本實用新型下機柜12中設有開關控制盒115、機器人控制柜116、設備電氣箱117、消音器118、風機119、風機排氣出口120、風機吸氣接口121和密封室123；開關控制盒115安裝固定在工作平臺的下方中間位置；設備電氣箱117和機器人控制柜116安裝固定在下機柜12的右側，設備電氣箱117安裝固定在機器人控制柜116的上方；消音器118安裝固定在下機柜12的左側，位于風機119的正上方；風機119安裝固定在下機柜12的左側，風機排氣出口120的一端與風機119的出口相連接，另一端與消音器118的進口相連接；風機吸氣接口121的一端與風機119的進口相連接，另一端與密封室123的出口對應位置相連接；

上述各部件組合為一整體的高精密機器人自動組裝手機保護鏡片的裝置。

請參閱附圖3所示，進一步的，所述的高精密機器人自動組裝鏡片裝置的托盤光源107距離工作平臺的高度至少為220mm，托盤光源107的安裝角度和高度為調節結構，調節結構由導柱126、導座128、調節塊129和連接塊127組成，導柱126套在導座128圓柱孔中，調節塊129中的孔穿過導柱126上下移動，固定連接塊127與托盤光源107有兩螺紋孔連接，其中一個螺紋孔為圓弧槽孔，用于角度調節,另一個螺紋孔為位置鎖定。

請參閱附圖1所示，進一步的，所述的高精密機器人自動組裝鏡片裝置的壓緊旋鈕氣缸A108和壓緊旋鈕氣缸B109為角度旋轉下壓動態結構，當運行時，壓緊旋鈕氣缸A108和壓緊旋鈕氣缸B109工作，氣缸軸旋轉下壓將托盤114壓緊固定，壓緊旋鈕氣缸A108和壓緊旋鈕氣缸B109的氣缸軸旋轉下壓伸出到底后，觸發智能相機A103對產品薄膜111上的藍寶石鏡片124進行拍照定位，機器人122法蘭上的搬運組裝吸盤113到拍照點吸取藍寶石鏡片124搬運到右邊，在機器人122運動過程中觸發智能相機B104對托盤114上的鏡框槽125進行拍照定位，機器人122將藍寶石鏡片124放入智能相機B104定位的鏡框槽125。

進一步的，所述的高精密機器人自動組裝鏡片裝置的機器人122為六軸聯動的，型號為ABB-IRB120的機器人。

進一步的，所述的高精密機器人自動組裝鏡片裝置的上機架10的正面設有兩扇雙開黑色不透明的有機玻璃門，下機柜12的正面設有兩扇雙開防銹鐵皮的門。

本實用新型的相關技術特征及操作方法：

本實用新型發明解決了在3C精密裝配、搬運等領域用機器人的高精度重復定位機構配合智能視覺系統的聯合通訊達到3C領域的微米級安裝配合替代原有的非標線性模組的設計安裝，該發明相較于傳統設計具有靈活安裝易于維護和一機多用等特性。

本發明機器人的六軸聯動和相機的智能拍照檢測，使機器人配合雙相機從原點到工作點的聯合通訊既解決了機構精度調整要求，減少了裝配誤差及調試周期長等問題，機器人的靈活應用也為企業更換產線后續的改造和重復使用帶來了顯著的經濟效益。

設備為達到上述目的使用的設計是全套采用ABB-IRB120機器人和智能工業相機的配合達到精準重復定位，對手機相機鏡頭鏡片進行精準搬運和安裝定位，定位要求達0.02mm；手機藍寶石作為物料粘附在薄膜上，機器人將薄膜上的藍寶石逐片搬運到右邊的固定膠板上，本設備提供工作平臺對密封室和膠板進行固定，相機懸空安裝在薄膜和膠板上端，每次機器人對藍寶石鏡片進行搬運相機拍照反饋給機器人，機器人對每一片藍寶石所在的位置進行精度的補償，對薄膜的固定則是用設備底部的真空泵進行吸風產生巨大的吸力將薄膜吸住固定在指定區域；膠板是用氣動缸進行壓緊定位，搬運的夾具是利用小口徑的吸盤將粘在薄膜上的藍寶石進行正負壓差的吸拔進行搬運；由于工業視覺系統對外部干擾環境有較苛刻的要求，四周都封上黑色不透明的有機玻璃對環境進行隔離。

操作員先打開設備進氣氣源開關110，然后打開設備電源，FFU空氣凈化單元101開始凈化設備內的空氣，操作員將產品薄膜111放在工作平臺20的開口區域平放，啟動開關控制盒115的旋鈕開關，通過風機吸氣接口121開始吸氣，將產品薄膜111吸附在面板上，防止機器人122在工作時使得產品薄膜111移動；待產品薄膜111被固定后，將托盤114放在右邊中間位置,前站工作完成，開始按下開關控制盒115綠色按鈕，設備運行，壓緊旋鈕氣缸A108、壓緊旋鈕氣缸B109工作將托盤114壓緊固定，壓緊旋鈕氣缸A108、壓緊旋鈕氣缸B109行程到位后，智能相機A103對產品薄膜111上的藍寶石鏡片124進行拍照定位，通訊機器人位置后機器人122開始通過搬運組裝吸盤113自動吸鏡片，將藍寶石鏡片124從左側移動到右邊，同時智能相機B104對托盤114進行拍照定位通訊機器人位置，然后機器人122通過搬運組裝吸盤113將藍寶石鏡片124放入智能相機定位的鏡框槽125，往復循環；當托盤114裝滿藍寶石鏡片124，三色報警燈102開始鳴笛報警提示手動更換下一托盤114，在更換托盤114時，需手動按下控制盒開關115紅色按鈕機器人122停止工作；當產品薄膜111上的藍寶石鏡片124被拾取完，三色報警燈102報警提示手動更換產品薄膜111，操作員關閉風機119，風機吸氣接口121停止吸氣，手動更換產品薄膜111，動作完成，啟動開關控制盒115，風機119吸風將產品薄膜111固定，風機119工作中，產生的噪音過大，通過風機排氣出口120連接消音器118減小噪音，排出廢氣，全部完，開始下一個自動循環。