对位装置、贴合设备及对位方法与流程

本发明涉及对位连接技术领域，特别是涉及一种对位装置、贴合设备及对位方法。

背景技术：

利用贴合设备将两个物体贴合在一起时，需要先通过贴合设备的对位装置将这两个物体进行对位，目前对两个物体进行对位的做法通常是：将第一物体固定在贴合设备的对位装置上，通过对位装置的ccd抓拍第一物体上的第一对位标记，以确定第一物体的位置信息；然后，根据第一物体的位置信息，利用贴合装置的机械手抓取第二物体，并将第二物体移动至合适的位置，以实现第一物体和第二物体的对位。这种贴合设备使用精密ccd进行对位，成本比较高。并且因为ccd是基于光学的检测，因此无法透过非透明材料对对位标记进行检测，极大的限制了对位物体的材料种类和对位标记的设置。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述问题，提供一种对位装置、贴合设备及对位方法。

一种对位装置，包括：机台，具有承载区，以承载第一物体，其中，所述第一物体具有第一对位标记；第一超声波检测装置，设置在所述机台上，用于向所述第一物体发射超声波，并根据从所述第一物体反射回来的超声波生成所述第一物体的图像信息；控制装置，设置在所述机台上，根据所述第一物体的图像信息识别出所述第一对位标记的位置信息；并根据所述第一对位标记的位置信息控制机械手将第二物体移动至预定位置，以实现所述第一物体与所述第二物体的对位。

在本发明中，由于超声波检测装置价格相对较低，因此可以降低对位装置的成本。此外超声波具有良好的穿透性，所以即使第一对位标记被遮挡，也可以被超声波检测装置检测到，以识别出第一物体的位置信息并进行对位贴合，因此具有更加广泛的应用。

进一步的，所述第一超声波检测装置设在所述承载区的下方。这样可以降低第一超声波检测装置受到碰撞的概率，提高对位装置检测的精准度。

进一步的，所述第一超声波检测装置的个数为四个，且四个所述第一超声波检测装置分别位于一个矩形的四个交点处，这样更利于检测第一物体的位置信息。

进一步的，所述对位装置包括竖直移动组件，设置在所述机台上，并与所述第一超声波检测装置相接，用于驱动所述第一超声波检测装置在垂直于所述承载区的方向上靠近或远离所述承载区，这样可以增大第一超声波检测装置的检测范围；及/或所述对位装置包括水平移动组件，设置在所述机台上，并与所述第一超声波检测装置相接，用于驱动所述第一超声波检测装置在平行所述承载区的方向上运动，这样可以使对位装置适应不同尺寸的物体。

进一步的，所述水平移动组件包括：第一导向组件，包括第一固定部和第一活动部，所述第一固定部设置在所述机台上，所述第一活动部设置在所述第一固定部上；第一驱动组件，与所述第一活动部相接，以驱动所述第一活动部沿所述第一固定部滑动；第二导向组件，包括第二固定部和第二活动部，所述第二固定部设置在所述第一活动部上，所述第二活动部设置在所述第二固定部上，所述第一超声波检测装置设置在所述第二活动部上；第二驱动组件，与所述第二活动部相接，以驱动所述第二活动部沿所述第二固定部滑动；其中，所述第一活动部沿所述第一固定部的滑动方向与所述第二活动部沿所述第二固定部滑动的方向垂直，且均与所述承载区平行。

进一步的，所述竖直移动组件包括：第三导向组件，包括第三固定部和第三活动部，所述第三固定部设置在所述第二活动部上，所述第三活动部设置在所述第三固定部上，所述第一超声波检测装置设置在所述第三活动部上；第三驱动组件，与所述第三活动部相接，以驱动所述第三活动部沿所述第三固定部滑动，进而使所述第一超声波检测装置在垂直于所述承载区的方向上靠近或远离所述承载区。

进一步的，所述对位装置还包括：缓存区，以便支撑放置所述第二物体；其中，所述第二物体具有第二对位标记；第二超声波检测装置，设置在所述缓存区上，用于向所述第二物体发射超声波，并根据从所述第二物体反射回来的超声波生成所述第二物体的图像信息，以便所述控制装置根据所述第二物体的图像信息识别出所述第二对位标记的位置信息。这样设置可以提高第一物体和第二物体之间对位的精度。

一种贴合设备，包括如上任意一项所述的对位装置。

一种对位方法，包括：通过第一超声波检测装置向放置于机台的承载区的第一物体发射超声波，并根据从所述第一物体反射回来的超声波生成所述第一物体的图像信息；根据所述第一物体的图像信息识别所述第一物体的第一对位标记的位置信息；根据所述第一对位标记的位置信息向机械手发送控制信息，以便所述机械手将第二物体移送至预定位置，实现与所述第一物体的对位。

进一步的，所述方法还包括：通过第二超声波检测装置向放置于所述机台的缓存区的第二物体发射超声波，并根据从所述第二物体反射回来的超声波生成所述第二物体的图像信息；根据所述第二物体的图像信息识别所述第二物体的第二对位标记的位置信息。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的对位装置的示意图；

图2为本发明另一实施例提供的对位装置的示意图；

图3为本发明一实施例提供的对位装置的竖直移动组件和水平移动组件配合处的示意图；

图4为图3中的a-a向剖面示意图；

图5为本发明一实施例提供的对位装置的承载板的局部剖面示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

在本实施例中，对位装置100为一贴合设备的一部分，当通过贴合设备将两个物体连接在一起的时候，可以通过对位装置100将这两个物体按照预定的要求对齐。比如，通过贴合设备将指纹识别模组中的fpc板与传感器对位连接时，需要通过对位装置100将fpc板与传感器对齐、或者是通过贴合设备将显示屏中的液晶显示模组与触控模组之间的对位连接时，需要通过对位装置100将液晶显示模组与触控模组对齐。

如图1所示，在本实施例中，对位装置100包括机台1、第一超声波检测装置2、第二超声波检测装置3以及控制装置，其中，第一超声波检测装置2、第二超声波检测装置3以及控制装置均设置在机台1上。

机台1上具有承载区11和缓存区12，其中，承载区11用于放置承载第一物体200，缓存区12用于放置缓存第二物体300，另外，第一物体200上设有第一对位标记201，第二物体300上设有第二对位标记301。在本实施例中，机台1具有机架13、以及设置在机架13上的承载板14和缓存板15，其中，承载区11位于承载板14远离机架13的表面上、缓存区12位于缓存板15远离机架13的表面上。

第一超声波检测装置2与承载区11相对，用于向第一物体200发射超声波，并接受从第一物体200反射回来的超声波，同时还可以根据从第一物体200反射回来的超声波生产第一物体200的图像信息。第二超声波检测装置3与缓存区12相对，用于向第二物体300发射超声波，并接受从第二物体300反射回来的超声波，同时还可以根据从第二物体300反射回来的超声波生产第二物体300的图像信息。其中，第一超声波检测装置2和第二超声波检测装置3可以采用相同的规格设置。

第一物体200的图像信息和第二物体300的图像信息最终会被控制装置接收，控制装置可以从第一物体200的图像信息识别出第一对位标记201，并根据相应的处理得出第一对位标记201的位置信息，从而得到第一物体200的位置信息。控制装置也可以从第二物体300的图像信息识别出第二对位标记301，并根据相应的处理得出第二对位标记301的位置信息，从而得到第二物体300的位置信息。其中，在本实施例中，第一对位标记201的位置信息、第二对位标记301的位置信息主要是指二者相对于机台1的位置信息。

然后控制装置会根据该第一对位标记201的位置信息以及第二对位标记301的位置信息向机械手发送相应的控制指令，随后机械手会将第二物体300从缓存区12移动至预定的位置，进行实现两个物体的对位。

在其他实施例中，第一对位标记201和第二对位标记301至少其中之一设置于物体的非表面部，例如，设置于非透光膜底部或物体内电路板上。由于超声波具有良好的穿透性，所以即使第一对位标记201和第二对位标记301不是设置在物体的表面，也可以被超声波检测装置抓拍到，以识别出第一物体200和第二物体300的位置信息。即，当三个或多个物体进行对位时，每个物体上只需要设置一组对位标记便可实现所有物体的对位。

由于超声波检测装置价格相对较低，因此可以降低对位装置的成本。此外超声波具有良好的穿透性，所以即使对位标记被遮挡，也可以被超声波检测装置检测到，以识别出第一物体的位置信息并进行对位贴合，因此具有更加广泛的应用。

在本实施例中，机械手属于贴合设备的一部分，其中，机械手可以属于对位装置100的一部分，也可以不属于对位装置100。而且，在实际生产时，对位装置100通常会与贴合设备的其他装置配合使用，比如，为了将第一物体200和第二物体300连接起来，对位装置100还需与贴合设备的点胶装置等进行配合。

另外，在实际产品中，对位装置100也可以是没有缓存板15，即对位装置100上只放置第一物体200。此时，第二物体300可以是放置在另一个装置上，该对位装置100也可以是本实施例所提供的对位装置100，即此时贴合设备具有两个对位装置100。

如图1所示，在本实施例中，第一超声波检测装置2设在承载区11的下方，这样可以降低第一超声波检测装置2受到碰撞的概率，提高对位装置100检测的精准度。具体的，第一超声波检测装置2位于承载板14的下方。其中，在一些实施例中，第一超声波检测装置2可以直接设置在承载板14上，并位于承载板14远离安装区(实际上是安装区所在的表面)的表面上。这样设置可以使超声波检测装置与第一物体200具有较近的距离，使得超声波检测装置的成像效果更好。可以理解的，在其他实施例中，第一超声波检测装置2也可以设置在其他位置，比如，如图2所示，在另一实施例中，第一超声波检测装置2位于承载起11的上方，即此时，第一超声波检测装置2设置在机架1的上方。

如图1所示，在实际生产时，为了使第一对位标记201可以更好地反映出第一物体200的位置信息，通常会在第一物体200上设置四个第一对位标记201，且这四个第一对位标记201分别位于一个矩形的四个交点处。故为了提高对位装置100对第一物体200的位置信息的检测精度，在本实施例中，第一超声波检测装置2的个数为四个，且四个第一超声波检测装置2分别位于一个矩形的四个交点处，使用时每一个第一超声波检测装置2都与一个第一对位标记201对应，以便对其进行抓拍。

为了使对位装置100可以适应不同尺寸的物体，如图1以及图3和图4所示，在本实施例中，对位装置100包括用于带动第一超声波检测装置2在水平方向运动(即平行于承载区11运动，也即平行于承载板14远离机台13的表面)的水平移动组件4。这样便可以根据实际情况将第一超声波检测装置2移动至合适的位置，使得第一超声波检测装置2可以对准第一物体200的第一对位标记201。同时，为了增大第一超声波检测装置2的检测范围，如图1以及图3和图4所示，对位装置100还包括带动第一超声波检测装置2在竖直方向运动(即在垂直于承载区11的方向上靠近或远离承载区11运动)的竖直移动组件5。当需要第一超声波检测装置2具有较大的检测范围时，可以驱动第一超声波检测装置2远离承载区11(即远离第一物体200)，当需要第一超声波检测装置2具有较小的检测范围时(此时对第一对位标记201的抓拍更精准)，可以驱动第一超声波检测装置2靠近承载区11。

如图3和图4所示，在本实施例中，水平移动组件4包括第一导向组件41、第二导向组件42、第一驱动组件43以及第二驱动组件44。其中，第一导向组件41包括第一固定部411和第一活动部412，第一固定部411设置在机台1上，具体的设置在机架13上，第一活动部412设置在第一固定部411上；第一驱动组件43，与第一活动部412相接，以驱动第一活动部412沿第一固定部411滑动。第二导向组件42包括第二固定部421和第二活动部422，第二固定部421设置在第一活动部412上，第二活动部422设置在第二固定部421上，第一超声波检测装置2设置在第二活动部422上；第二驱动组件44与第二活动部422相接，以驱动第二活动部422沿第二固定部421滑动。

如图3和图4所示，在本实施例中，竖直移动组件5包括第三导向组件51和第三驱动组件52。其中，第三导向组件51包括第三固定部511和第三活动部512，第三固定部511设置在第二活动部422上，第三活动部512设置在第三固定部511上，第一超声波检测装置2设置第三活动部512上；第三驱动组件52与第三活动部512相接，以驱动第三活动部512沿第三固定部511滑动，进而使第一超声波检测装置2靠近或远离承载区11。

另外，第一活动部412沿第一固定部411的滑动方向与第二活动部422沿第二固定部421滑动的方向垂直，且均与承载区11平行。设定第一活动部412沿第一固定部411的滑动方向为x轴方向，第二活动部422沿第二固定部421滑动的方向为y轴方向，第一超声波检测装置2靠近或远离承载区11的方向为z轴方向，那么第一驱动组件43便可以驱动第一超声波检测装置2在x轴方向上运动，第二驱动组件44便可以驱动第一超声波检测装置2在y轴方向上运动，第三驱动组件52便可以驱动第一超声波检测装置2在z轴方向上运动。

在本实施例中，第一导向组件41为滑轨组件，此时第一固定部411为轨道，设置在安装面上、第一活动部412为滑块。第一驱动组件43包括电机431和丝杆传动机构432，其中，电机431固定在机架13上，电机431的主轴与丝杆传动机构432的丝杆相接，丝杆传动机构432的螺母与第一活动部412相接。另外，第二导向组件42和第三导向组件51也可以采用滑轨组件，即第二导向组件42和第三导向组件51采用与第一导向组件41相同的设置方式；第二驱动组件44和第三驱动组件52也可以采用与第一驱动组件43相同的设置。应当理解的，本实施例所说的第二导向组件42和第三导向组件51采用与第一导向组件41相同的设置、第二驱动组件44和第三驱动组件52采用与第一驱动组件43相同的设置，只是指它们所采用的零部件类型相同，但是各零部件的实际形状和尺寸可能存在不同。

由上可知，在本实施例中，竖直移动组件5是设置在水平移动组件4上的，这样可以减少悬空部件的重量，使得第一超声波检测装置2的移动更精准。当然，在其他实施例中，也可以是水平移动组件4设置在竖直移动组件5上，即此时竖直移动组件5直接与机架13机台1相接，水平移动组件4通过竖直移动组件5与机台1机架13间接相接。

在本实施例中，超声波检测装置的个数为4个，此时每一个超声波检测装置都对应设置有一个水平移动组件4和一个竖直移动组件5来驱动其运动。当然，在一些实施例中，如果第一物体200的尺寸较小，此时也可以选择其中一个超声波检测装置对其进行抓拍。

如图4所示，在本实施例中，承载板14具有中空结构，即承载板14中部是空的，承载板14上还设有多个吸附孔141，这些吸附孔141均是由承载区11向内延伸，并与承载板14的中空部142连通。另外，承载板14的侧壁还设有负压孔143，负压孔143也与承载板14的中空部142连通。负压孔143用于与负压装置相接，以便使承载板14的中空部142内产生负压，进而使吸附孔141可以吸附固定放置在承载区11上的物体。可以理解的，当第一物体200的尺寸较小时，可以通过胶塞等封堵那些未被第一物体200遮挡的吸附孔141，以提高对第一物体200的吸附力。另外，在本实施例中，缓存板15也可以采用相同的设置方式，以便对第二物体300进行吸附固定。

本实施例还提供了一种对位方法，该方法依附于上述各实施例所提供的对位装置100，其中，该方法包括以下步骤：步骤s1，通过第一超声波检测装置2向放置于承载区11上的第一物体200发射超声波，并根据从第一物体200反射回来的超声波生成第一物体200的图像信息；步骤s2，根据第一物体200的图像信息识别第一物体200的第一对位标记201的位置信息；步骤s3，根据第一对位标记201的位置信息向机械手发送控制信息，以便机械手将第二物体300移送至预定位置，实现与第一物体200的对位。

该方法还包括步骤s4，通过第二超声波检测装置3向放置于缓存区12上的第二物体300发射超声波，并根据从第二物体300反射回来的超声波生成第二物体300的图像信息；和步骤s5，根据第二物体300的图像信息识别第二物体300的第二对位标记301的位置信息。其中，步骤s4可以和步骤s1同时进行，步骤s5可以和步骤s2同步进行。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。