半自动LED灯组装装置、组装系统及其组装方法与流程

本发明涉及led灯组装设备技术领域，尤其涉及一种半自动led灯组装装置、组装系统及其组装方法。

背景技术：

led灯包括led板及载体，将led板安装于载体上是组装led灯的必备工序。每次组装led灯，都要微调其对应的led板和载体的相对位置，界定载体的用以安装led板的安装面所在的平面上具有相互垂直的x方向和y方向，一般通过调整led板在x、y两个方向上相对于载体的位置实现来确定。组装led灯还需要通过点胶使得led板与载体进行粘接，然后对半成品的led灯进行烘烤，以使得胶材固化。

现有技术中，led板与载体在x、y方向上的位置关系经由人工调整，使得两者的装配精度受人为因素影响较大，导致led灯的单件装配精度不佳，总体良率不稳定；同时，人工调整占时长使得装配效率低，导致led灯的产能低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服上述缺陷，提供一种装配精度高、良率稳定且产能高的半自动led灯组装装置、组装系统及组装方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种半自动led灯组装装置，用于装配led板和载体，其特点在于，所述半自动led灯组装装置包括：

承靠定位模块，固定于加工位，至少用于卡住所述载体；

夹持定位模块，至少用于夹紧位于所述承靠定位模块上的所述载体；

视觉识别模块，用于识别所述led板和所述载体的相对位置并生成实测相对位置信号输出；

矫正模块，至少用于根据所述实测相对位置信号调整所述led板相对于所述载体的位置至预设相对位置；

点胶模块，用于对位于所述承靠定位模块上的所述载体和所述led板进行点胶以使两者粘接；及

烘烤模块，用于对完成点胶的所述led板和所述载体进行烘烤。

本方案中，夹持定位模块将载体夹紧，提高装配过程中载体的稳定性；视觉识别模块相对于人眼识别具有更好的精准度和稳定性；矫正模块自动矫正led板相对于载体的位置，相对于人工调整具有更高的精度和稳定性；点胶模块确保led板和载体的装配精度，节省了搬运的占时，提高了led灯的装配效率，即提高了led灯的产能。

优选地，所述承靠定位模块包括定位治具，所述载体通过设于所述定位治具上的限位孔或者设于所述定位治具上的限位柱卡接于所述定位治具，所述led板放置于所述载体上。

本方案中，通过定位治具卡接载体，便于操作。

优选地，所述夹持定位模块包括夹爪单元，所述夹爪单元夹持所述载体的相对的两侧或者将所述载体压设在所述承靠定位模块上。

优选地，所述夹持定位模块还用于将led板及载体压设在所述载体上。

本方案中，通过将led板压设在载体上，使得两者之间保持稳定的位置关系，不受点胶操作的影响，从而确保了两者装配的精度。

优选地，所述led板在x方向、y方向的位置通过所述矫正模块分别调节。

优选地，所述实测相对位置信号直接输出给所述矫正模块，所述矫正模块确定led板移动到所述预设相对位置所需的x方向和y方向的位移量并矫正所述led板；或者，

所述实测相对位置信号被转化为所述led板移动到预设相对位置所需的x方向和y方向的位移量，所述矫正模块接收所述位移量并矫正所述led板。

优选地，所述点胶模块围绕led板的周向向led板与载体之间的间隙中间隔地喷射无影胶；所述烘烤模块采用紫外线灯照射进行烘烤。

优选地，所述烘烤模块的照射区域覆盖所述加工位，不进行烘烤操作时关闭所述烘烤模块的光源。

一种半自动led灯组装系统，其特点在于，包括：

如上任一项所述的半自动led灯组装装置；

工作台，所述工作台的相对的两端各设有一所述半自动led灯组装装置；及，

控制装置，设于所述工作台上，并位于两所述半自动led灯组装装置之间。

一种半自动led灯组装方法，其特点在于，采用如上任一项所述半自动led灯组装装置，所述半自动led灯组装方法包括如下步骤：

s10.使所述载体卡接于所述承靠定位模块，并使所述led板叠放于所述载体上；

s20.使所述夹持定位模块夹紧所述载体；

s30.使所述视觉识别模块识别所述led板与所述载体的相对位置，并生成所述实测相对位置信号输出；

s40.根据所述实测相对位置信号确定使所述led板运动至所述预设相对位置的位移量，当所述位移量均不为零，则使所述矫正模块根据所述位移量移动所述led板后返回s30，直至所述位移量均为零；

s50.使所述夹持定位模块将所述led板压设在所述载体上；

s60.使所述点胶模块从周向间隔地对所述led板和所述载体之间的缝隙喷射胶材后复位；

s70.使所述烘烤模块对所述led板和所述载体进行烘烤至胶材固化。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的半自动led灯组装装置、组装系统及组装方法提高了led板和载体的装配精度和良率，并提高了led灯的产能。

附图说明

图1为本发明一实施例的半自动led灯组装装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例的半自动led灯组装装置的俯视布置图；

图3为本发明一实施例的半自动led灯组装系统的结构示意图；

图4为本发明一实施例的半自动led灯的组装方法的流程图。

附图标记说明：

半自动led灯组装装置1

加工位10

承靠定位模块11

夹持定位模块12

视觉识别模块13

矫正模块14

点胶模块15

烘烤模块16

半自动led灯组装系统2

控制装置21

工作台22

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在下述的实施例范围之中。

请参阅图1-2，本发明实施例提供一种半自动led灯组装装置。led灯包括led板和载体，其中，载体即为承载led板的物体，例如电路板。本发明实施例的半自动led灯组装装置用于装配led板和载体。其中，图2以俯视的角度简单示意了半自动led灯组装装置中各个部分的位置关系，需要说明的是，图2仅仅是示意了各个部分大概区域，以从宏观角度大致体现各部分的相对位置关系，而实际应用中，各个部分所在区域可以有部分重叠，同时，图2所示意的仅为半自动led灯组装装置的一种可能的布置方式，而实际上半自动led灯组装装置也可以采用其他的布置方式实现，只要各个部分的协同作用不背离本发明的实质即可。

本发明实施例的半自动led灯组装装置包括承靠定位模块11、夹持定位模块12、视觉识别模块13、矫正模块14、点胶模块15及烘烤模块16。承靠定位模块11固定于加工位10，其作用之一是卡住载体，其中加工位10代指组装led板和载体的区域；夹持定位模块12的作用之一是夹紧位于承靠定位模块11上的载体；视觉识别模块13的作用之一是识别位于承靠定位模块11上的led板和载体的相对位置并生成实测相对位置信号输出；矫正模块14的作用之一是根据实测相对位置信号调整led板和载体的位置关系至预设相对位置；点胶模块15的作用之一是对确定相对位置的led板和载体进行点胶，以使得两者粘接；烘烤模块16用于对完成点胶的led板和载体进行烘烤，以使胶材固化。

其中，人工将led板和载体放置在承靠定位模块11上，承靠定位模块11实现载体的初步定位。

夹持定位模块12将载体夹紧，提高装配过程中载体的稳定性，从而提高led板和载体的装配精度。

视觉识别模块13可基于视觉识别led板和载体的某些标识来确定两者的位置关系。视觉识别模块13自动识别led板和载体的相对位置关系，相对于人眼识别具有更好的精准度和稳定性。

矫正模块14自动矫正led板相对于载体的位置，相对于人工调整具有更高的精度和稳定性。

点胶模块15和烘烤模块16均在加工位10对led板和载体进行相应的操作，则点胶和烘烤两个操作之间不需要搬运半成品的led灯，该手段一方面有利于胶材第一时间固化，从而确保led板和载体的装配精度，另一方面节省了搬运的占时，从而提高了led灯的装配效率，即提高了led灯的产能。

同时，在进行烘烤操作时，人员不必处在等待状态，而可以进行其他操作，例如将另一led灯的载体和led板设置在另一半自动led灯组装装置的承靠定位模块11上，从而有利于进一步提高led灯的生产效率，即提高了产能。

由上述可知，本发明实施例的半自动led灯组装装置提高了led板和载体的装配精度和良率，并提高了led灯的产能。

本发明的示例中，承靠定位模块11包括定位治具，载体卡接于定位治具上，led板放置与载体上。

其中，定位治具通过卡接的形式对载体定位，便于后续调整led板和载体的位置关系。具体的卡接结构例如：定位治具上设有与载体的整体形状相适配的限位孔，该限位孔约束载体在x方向和y方向的位移自由度，并限制载体的在限位孔中旋转的旋转自由度；或者定位治具上设置有凸出来的限位柱，限位柱约束载体在x方向和y方向的位移自由度，并限制载体的在限位孔中旋转的旋转自由度。

本发明的示例中，夹持定位模块12包括夹爪单元，夹爪单元实现对载体的夹持操作。夹爪单元的夹紧操作可以通过夹紧载体的相对的两侧来约束载体在各个方向的位移自由度和旋转自由度来实现，也可以通过施加压力使得载体被压设在承靠定位模块11的定位治具上来实现。

另，夹爪单元可采用多爪的机械手。

本发明的示例中，夹持定位模块12还包括压定单元。压定单元用以将led板和载体压设在承靠定位模块11上，其中，压定单元可通过下压led板实现该功能。

压定单元可在矫正模块14将led板矫正完成之后、进入点胶操作之前将led板压设在定位块上；而在其他阶段，压定单元可不必对led板操作。诚然，在其他的示例中，作为可替代的手段，也可在夹爪单元夹持住载体以后、视觉识别模块13进行识别之前，便通过压定单元将led板压定，相应的，当矫正模块14对led板进行操作时压定单元放开对led板的约束，并且，压定单元在矫正模块14将led板矫正完成之后、进入点胶操作之前再次将led板压设在定位块上。总而言之，在不同的示例中，只要保证在进行点胶操作时led板是被压定单元压设在承靠定位模块11上的即可。

装配过程中led板和载体之间可能存在影响两者相对位置关系因素，尤其在点胶时胶材对led板具有拉扯力，本示例通过将led板和载体压定，确保装配过程中两者的稳定性，从而确保了两者的装配精度。

本发明的示例中，矫正模块14分别调整led板在x方向和y方向的位置，其中，x方向和y方向平行于载体的用以安装led板的安装面，且x方向和y方向相互垂直。

视觉识别模块13生成的实测相对位置信号可直接输出给矫正模块14，矫正模块14据此进行运算以确定led板移动到预设相对位置所需的x方向和y方向的位移量，并矫正led板。或者，实测相对位置信号输出给半自动led灯组装装置的控制部分，该控制部分据此运算后生成上述的x方向和y方向的位移量，并向矫正模块14发送矫正指令，矫正模块14根据接收的矫正指令移动led板。

本发明的示例中，点胶模块15围绕led板的周向向led板与载体之间的间隙中间隔地喷射无影胶来进行点胶；烘烤模块16采用紫外灯照射进行烘烤。其中，点胶模块15可采用基于气动原理的点胶针头将无影胶喷射入间隙中。

本发明的示例中，烘烤模块16的照射区域覆盖加工位10，不进行烘烤操作时关闭烘烤模块16的光源。换言之，烘烤模块16的光源选择性工作，仅在需要烘烤操作时打开光源。基于该手段，可将烘烤模块16的光源固定在加工位10的上方，在装配led板和载体的过程中不需移动光源或者移动led灯，从而有利于确保高装配精度和良率的稳定性。

请参阅图2，本发明实施例还提供一种半自动led灯组装系统2，包括如上的半自动led灯组装装置1、工作台22以及控制装置21。工作台22的相对的两端各设置有一半自动led灯组装装置，控制装置21设置在工作台22上，并位于两台半自动led灯组装装置之间。

其中，将两台半自动led灯组装装置相对设置后，人员可同时操作该两台组装装置，并可根据该组装装置的特点协调操作流程，例如，当其中一台组装装置进行烘烤操作时，人员将另一led板和和另一载体放入另一台组装装置的承靠定位模块11，从而提高半自动led灯组装系统2的产能。

工作台22为半自动led灯组装装置提供安装面，也用作支撑结构。工作台22的具体结构可通过桌体或箱体等构造实现。

控制装置21用于控制半自动led灯组装装置中各零部件的动作，其发送操作指令，半自动led灯组装装置中对应的零部件按照操作指令动作。同一工作台22上的两台半自动led灯组装装置可经由同一个控制装置21进行控制。

半自动led灯组装系统2中涉及的承靠定位模块11、夹持定位模块12、视觉识别模块13、矫正模块14、点胶模块15及烘烤模块16这六个模块各自的构造、功能、实现的效果，及各模块之间的相互协同作用均同上述半自动led灯组装装置，该处不再赘述。

由上述可知，本发明实施例的半自动led灯组装系统2提高了led板和载体的装配精度和良率，并提高了led灯的产能。

请参阅图3，本发明实施例还提供一种半自动led灯组装方法，采用如上的半自动led灯组装装置1，半自动led灯组装方法包括如下步骤：

s10.初步定位载体：使载体卡接于承靠定位模块11上，并使led板叠放于载体上；其中，承靠定位模块11约束载体在x方向和y方向的位移自由度以及各方向的旋转自由度，并优选通过定位治具来进行约束；另，该步骤可经由人工实现；

s20.进一步定位载体：使夹持定位模块12夹紧载体，保持载体在装配过程中的稳定性；

s30.识别led板和载体的相对位置：使视觉识别模块13识别led板与载体的相对位置，并生成实测相对位置信号输出；其中，实测位置信息与组装装置内预先设定的预设相对位置基于同一参考系，优选该参考系基于上述的x方向和y方向进行设定。

s40.矫正led板和载体的相对位置：根据实测为止信号确定led板运动至预设相对位置的位移量，当x方向和y方向的位移量均不为零时，使矫正模块14根据位移量移动led板后返回s30，直至所有位移量均为零后执行s50；

s50.保持led板和载体的相对位置：使夹持定位模块12将led板压设在载体上，以保持后续点胶过程中led板与载体的相对位置关系不受点胶操作的影响；

s60.点胶：使点胶模块15从led板的周向间隔地对led板和载体之间的缝隙喷射胶材后复位；其中，胶材优选无影胶。

s70.烘烤胶材：使烘烤模块16对led板和载体进行照射至胶材固化；其中，烘烤模块16通过发射紫外光的光源对无影胶照射，固化完成后关闭光源；光源的辐射区域涵盖了加工位10。

半自动led灯组装方法的操作步骤中涉及的承靠定位模块11、夹持定位模块12、视觉识别模块13、矫正模块14、点胶模块15及烘烤模块16这六个模块各自的构造、功能、实现的效果，及各模块之间的相互协同作用均同上述半自动led灯组装装置，该处不再赘述。

本发明实施例的半自动led灯组装方法，提高了led板和载体的装配精度和良率，并提高了led灯的产能。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围内。