一种基于视觉和机器人的LCD屏撕膜设备的制作方法

本实用新型涉及自动化设备的技术领域，特别是涉及一种基于视觉和机器人的LCD屏撕膜设备。

背景技术：

近年来，科技的高速发展，电子类产品已发生了天翻地覆的变化，随着近来触控式电子类产品的问世，触控产品越来越多的受到人们的追棒，不但其可方便携带，而且用户通过手指或者触控笔等就可直接操作，使用舒适，非常便捷。随着触控式电子类产品的受棒，触摸屏的产业需求越来越大，现有的屏幕撕膜工作主要靠人工完成，人工撕膜，效率低，容易粘上灰尘，同时操作不当容易损坏屏幕。随着人力成本上升及出货压力增加，提高生产的自动化水平就更显重要。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种基于视觉和机器人的LCD屏撕膜设备，采用视觉定位精确，自动化撕膜，不会粘上灰尘，且不容易损坏LCD屏幕，撕膜效率高，可适应工厂流水线生产。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供了一种基于视觉和机器人的LCD屏撕膜设备，包括支架以及设置在支架内的显示器、基座、第一X轴模组、第二X轴模组、第一Y轴模组、第二Y轴模组、第三Y轴模组、屏幕抓取装置、撕膜装置、转盘、图像采集装置和托屏架，所述的显示器设置在第一X轴模组的一侧边，所述的第一X轴模组、第二X轴模组分别通过基座平行设置在支架内，所述的第一Y轴模组和第二Y轴模组分别垂直设置在第一X轴模组的上端，所述的第三Y轴模组垂直设置在第二X轴模组的上端，所述的屏幕抓取装置分别设置在第一Y轴模组、第二Y轴模组和第三Y轴模组的前端并垂直向下延伸，所述的撕膜装置设置在第一X轴模组和第二X轴模组的一侧边，所述的转盘设置支架内并位于第一X轴模组、第二X轴模组和撕膜装置之间，所述的图像采集装置分别设置在转盘的上方，所述的托屏架设置在转盘的一侧边。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的屏幕抓取装置包括第一屏幕抓取装置、第二屏幕抓取装置和第三屏幕抓取装置，所述的第一屏幕抓取装置、第二屏幕抓取装置和第三屏幕抓取装置分别分别与第一Y轴模组、第二Y轴模组和第三Y轴模组对应设置。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的第一屏幕抓取装置、第二屏幕抓取装置和第三屏幕抓取装置均包括机械臂和的取膜吸盘，所述的取膜吸盘设置在机械臂的底部。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的第一屏幕抓取装置和第二屏幕抓取装置的取膜吸盘均采用平行放置的两个取膜吸盘；所述的第三屏幕抓取装置的取膜吸盘采用一个取膜吸盘。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的机械臂分别沿着第一Y轴模组、第二Y轴模组和第三Y轴模组移动，所述的取膜吸盘在Z轴方向垂直上下移动并可绕着自身主轴旋转。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的撕膜装置包括Z轴模组、撕膜器、胶带转轴、胶带回收转轴、小滚轮和大滚轮，所述的撕膜器设置在Z轴模组的一侧边，所述的胶带转轴、胶带回收转轴、小滚轮和大滚轮均设置在撕膜器的一侧边。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的转盘上设置有四个工位。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的图像采集装置包括支架、工业相机、镜头和环形光源，所述的工业相机设置在支架的下部内侧边，所述的环形光源设置在支架的底部，所述的镜头设置在工业相机的底部并位于环形光源的上方。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的托屏架包括底座、装载旋转架和托屏取膜吸盘，所述的装载旋转架设置在底座上端的一边，所述的托屏取膜吸盘设置在装载旋转架上。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的LCD屏撕膜设备还包括物料箱，所述的物料箱的数量为三个，均设置在支架内。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的基于视觉和机器人的LCD屏撕膜设备，采用视觉定位精确，自动化撕膜，不会粘上灰尘，且不容易损坏LCD屏幕，撕膜效率高，可适应工厂流水线生产。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图，其中：

图1 是本实用新型基于视觉和机器人的LCD屏撕膜设备的一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1中转盘的结构示意图；

图3是图1中屏幕抓取装置的结构示意图；

图4是图1中撕膜装置的结构示意图；

图5是图1中图像采集装置的结构示意图；

图6是图1中托屏架的结构示意图；

附图中的标记为：1、支架，2显示器，3、基座，4、第一X轴模组，5、第二X轴模组，6、第一Y轴模组，7、第二Y轴模组，8、第三Y轴模组，9、托屏架，10、撕膜装置，11、转盘，12、图像采集装置，13、第一屏幕抓取装置，14、第二屏幕抓取装置，15、第三屏幕抓取装置，16、机械臂，17、的取膜吸盘，18、第一物料箱，19、第二物料箱，20、第三物料箱，91、底座，92、装载旋转架，93、屏取膜吸盘，101、Z轴模组，102、撕膜器，103、胶带转轴，104、胶带回收转轴，105、小滚轮，106、大滚轮，121、支架，122、工业相机，123、镜头，124、环形光源。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例包括：

一种基于视觉和机器人的LCD屏撕膜设备，包括支架1以及设置在支架1内的显示器2、基座3、第一X轴模组4、第二X轴模组5、第一Y轴模组6、第二Y轴模组7、第三Y轴模组8、屏幕抓取装置、撕膜装置10、转盘11、图像采集装置12和托屏架9，所述的显示器2设置在第一X轴模组4的一侧边，所述的第一X轴模组4、第二X轴模组5分别通过基座3平行设置在支架1内，所述的第一Y轴模组6和第二Y轴模组7分别垂直设置在第一X轴模组4的上端，所述的第三Y轴模组8垂直设置在第二X轴模组5的上端，所述的屏幕抓取装置分别设置在第一Y轴模组6、第二Y轴模组7第三Y轴模组8前端并垂直向下延伸，所述的撕膜装置10在第一X轴模组4第二X轴模组5一侧边，所述的转盘11支架内并位于第一X轴模组4、第二X轴模组5和撕膜装置10之间，所述的图像采集装置12分别设置在转盘11的上方，所述的托屏架9设置在转盘11的一侧边。

如图2所示，所述的转盘11上设置有四个工位，分别包括A工位、B工位、C工位和D工位。转盘11主要目的是将LCD屏送到各个工位，配合LCD屏抓取装置以及撕膜转置完成LCD屏的撕膜操作。转盘11包含8个平台，分别位于转盘的四个工位，每个工位两个平台；平台用来摆放LCD屏，平台表面存在小孔，主要产生负压，将LCD屏吸附在平台上。

上述中，所述的屏幕抓取装置包括第一屏幕抓取装置13、第二屏幕抓取装置14和第三屏幕抓取装置15，所述的第一屏幕抓取装置13、第二屏幕抓取装置14和第三屏幕抓取装置15分别与第一Y轴模组6、第二Y轴模组7和第三Y轴模组8对应设置

如图3所示，所述的第一屏幕抓取装置13、第二屏幕抓取装置14和第三屏幕抓取装置15均包括机械臂16和的取膜吸盘17，所述的取膜吸盘17设置在机械臂16的底部。其中，所述的第一屏幕抓取装置13和第二屏幕抓取装置14的取膜吸盘17均采用平行放置的两个取膜吸盘，可以同时抓取两块LCD屏；所述的第三屏幕抓取装置15的取膜吸盘17采用一个取膜吸盘，可对转盘11的B工位内的LCD屏进行位置纠正。所述的机械臂16分别沿着第一Y轴模组6、第二Y轴模组7和第三Y轴模组8移动，所述的取膜吸盘17在Z轴方向垂直上下移动并可绕着自身主轴旋转。

本实施例中，所述的LCD屏撕膜设备还包括物料箱，所述的物料箱的数量为三个，均设置在支架1内，分别包括第一物料箱18、第二物料箱19和第三物料箱20。第一屏幕抓取装置13主要用来去第一物料箱18抓取未撕膜的LCD屏，第二屏幕抓取装置14主要是对位置有偏移的LCD屏进行位置调整，第三屏幕抓取装置15主要是将撕完贴膜的LCD屏放置到第二物料箱19和第三物料箱20内，（撕膜成功的放置到第二物料箱19中，未撕膜成功的放置到第三物料箱20中）。

如图4所示，撕膜装置10主要用来撕去LCD屏上的贴膜。所述的撕膜装置10包括Z轴模组101、撕膜器102、胶带转轴103、胶带回收转轴104、小滚轮105和大滚轮106，所述的撕膜器102设置在Z轴模组101的一侧边，所述的胶带转轴103、胶带回收转轴104、小滚轮105和大滚轮106均设置在撕膜器102的一侧边。通过Z轴模组101可以保证撕膜装置在Z轴方向上下移动，胶带转轴103上的胶带分别经过多个小滚轮105和一个大滚轮106到回收旧胶带的胶带转轴104上。具体撕膜过程是通过滚轮106上经过的胶带粘去转台11的C工位位置处LCD屏上的贴膜。

如图5所示，所述的图像采集装置12包括支架121、工业相机122、镜头123和环形光源124，所述的工业相机122设置在支架121的下部内侧边，所述的环形光源124设置在支架121的底部，所述的镜头123设置在工业相机122的底部并位于环形光源124的上方。

一个图像采集装置12垂直安装在转盘11的A工位正上方，用来计算放置在A工位两块LCD屏的位置偏差。另一个图像采集装置12垂直安装在转盘11的C工位正上方，用来判断放置在C工位两块LCD屏的贴膜是否已经被撕掉。

如图6所示，所述的托屏架9包括底座91、装载旋转架92和托屏取膜吸盘93，所述的装载旋转架92设置在底座91上端的一边，所述的托屏取膜吸盘93设置在装载旋转架92上。托屏架9用来摆放从第一屏幕抓取装置13抓取过来的LCD屏，并可以通过装载旋转架92旋转，将LCD屏送到转盘11的A工位。

一、基准位置注册过程：

1、将两块存在贴膜的LCD屏放置到转盘11的A工位，调正LCD屏位置；转盘平台产生负压，将LCD屏吸附在转盘11的平台上；通过转盘11的A工位上方的图像采集装置12分别拍摄两个LCD屏的图像进行注册，作为之后纠正LCD屏的基准图像；

2、转动转盘11，将A工位的两个LCD屏转动到C工位；通过转盘11的C工位上方的图像采集装置12分别拍摄两个LCD屏贴膜标签位置的图像进行注册，作为之后判断LCD屏有膜还是无膜的基准图像；

3、调整撕膜装置10的位置，使其分别到达两块LCD屏贴膜的标签位置，并分别记录此时的两个。

二、执行过程，整个撕膜系统由PLC控制执行：

1、第一屏幕抓取装置13产生负压，进入到LCD屏的第一物料箱18抓取两块LCD屏，将其放置在托屏架9上；第一屏幕抓取装置13停止产生负压，托屏架9产生负压，将两块LCD屏吸附在托屏架9上；

2、托屏架9通过旋转将两块LCD屏放置到转盘11的A工位平台上；托屏架9停止产生负压，转盘11的A工位平台产生负压，将屏吸附在平台上；

3、对A工位上方的图像采集装置12发出触发信号，分别拍摄A工位平台上的两块LCD屏的图像，和注册过程的基准图像进行比较，分别得到两块LCD屏相对于基准位置的偏差；

4、将两块LCD屏由转盘11的A工位转到B工位，并停止产生负压；第二屏幕抓取装置14产生负压，依据步骤3中的位置偏差，分别对两块LCD屏幕位置进行纠正，第二屏幕抓取装置14停止产生负压，转盘11的平台产生负压，再次将两块LCD屏吸附在转盘11的平台上；

5、将两块LCD屏由转盘11的B工位转到C工位，对C工位上方的图像采集装置12发出触发信号，分别拍摄两个LCD屏贴膜标签位置的图像和注册过程的基准图像进行比较，判断两片个LCD屏是否存在贴膜；

6、调整撕膜装置10，仅对C工位存在贴膜的LCD屏进行撕膜操作；

7、可通过设定最大操作次数N，循环执行上述步骤5和步骤6 N次，直到LCD屏贴膜被撕掉停止操作；

8、再次对C工位上方的图像采集装置12发出触发信号，分别拍摄两个LCD屏幕贴膜标签位置的图像，和注册过程的基准图像进行比较，判断两块LCD屏是否存在贴膜；

9、将两块LCD屏由转盘11的C工位转到D工位，并停止产生负压；第三屏幕抓取装置15产生负压，抓取两块LCD屏，依据上述步骤8的检测结果，将成功撕掉贴膜的LCD屏放置到LCD屏的第二物料箱19中，将没有撕掉贴膜的LCD屏放置到第三物料箱20中。

综上所述，本实用新型的基于视觉和机器人的LCD屏撕膜设备，采用视觉定位精确，自动化撕膜，不会粘上灰尘，且不容易损坏LCD屏幕，撕膜效率高，可适应工厂流水线生产。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。