[发明专利]一种透镜阵列自动对位组装装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种透镜阵列自动对位组装装置置及其控制方法，自动调平机构固定在基座的中心位置处，定心夹紧机构固定在自动调平机构的平台上，定心夹紧机构用于夹紧透镜外壳，透镜阵列放置于透镜外壳内，四个打胶机构分别固定在定心夹紧机构上的四周，Z轴移动模组固定在基座上，CMOS相机固定在Z轴移动模组的滑座上，CMOS相机连接上位机控制系统，用于定心夹紧机构的自动调平和透镜阵列的精确对位，机械手一、机械手二分别位于基座的左右两侧，机械手一用于夹取透镜外壳并将透镜外壳放置于定心夹紧机构上，机械手二用于吸取透镜阵列和透镜隔离环并装配至定心夹紧机构上的透镜外壳内。

技术领域

本发明属于自动组装领域，具体涉及一种透镜阵列自动对位组装装置及控制方法。

背景技术

透镜阵列是由通光孔径及透镜组成的阵列，相同的透镜按一定的周期排列在一个平面上便构成了透镜阵列，由普通的透镜组成的透镜阵列的光学性质就是单个透镜功能的合成。透镜阵列在匀光等方面有着独特优异性能，它不仅具有传统透镜的聚焦、成像等基本功能，而且具有尺寸小、集成度高的特点，能构成许多新型的光学系统。

随着科技的发展，对各种透镜阵列的制造有着巨大的需求，其中大尺寸透镜阵列的需求尤为突出。大尺寸透镜阵列加工完成后需要进行组装，在组装过程中需要保持一定的精度，不能对透镜有划伤等，现阶段大尺寸透镜阵列的组装过程仍为传统的人工组装，人工投入强度大，成本高，因此，如何提供一种进一步提升组装效率，减少人工成本，保证透镜阵列一致性和准确性的自动化组装的方案是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明为解决大尺寸透镜阵列组装过程中组装效率低、组装精度低等问题，本发明提供了一种透镜阵列自动对位组装装置置及其控制方法，能够对大尺寸透镜阵列进行自动组装，能够减少人工投入，降低人工成本，提高生产效率，并为保证透镜阵列组装过程中的精度，提供了一种透射对光的控制方法，能够保证透镜组装的精度，能够避免透镜划伤。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明首先提供一种透镜阵列自动对位组装装置，包括自动调平机构、定心夹紧机构、机械手一、打胶机构、CMOS相机、Z轴移动模组、透镜外壳、机械手二、透镜阵列、基座、透镜隔离环、上位机控制系统；自动调平机构固定在基座的中心位置处，定心夹紧机构固定在自动调平机构的平台上，定心夹紧机构用于夹紧透镜外壳，透镜阵列放置于透镜外壳内，四个打胶机构分别固定在定心夹紧机构上的四周，Z轴移动模组固定在基座上，CMOS相机固定在Z轴移动模组的滑座上，CMOS相机连接上位机控制系统，用于定心夹紧机构的自动调平和透镜阵列的精确对位，机械手一、机械手二分别位于基座的左右两侧，机械手一用于夹取透镜外壳并将透镜外壳放置于定心夹紧机构上，机械手二用于吸取透镜阵列和透镜隔离环并装配至定心夹紧机构上的透镜外壳内。

进一步地，所述自动调平机构包括调平底座、主支撑杆、球铰链、动平台、副支撑杆、电机箱、立柱、摇杆；主支撑杆固定在调平底座中心位置处，主支撑杆顶端球铰链与动平台连接；电机箱通过立柱固定在调平底座上，电机箱内设有两个电机，两个电机输出轴分别连接一摇杆，摇杆通过连接轴与副支撑杆连接，副支撑杆上侧通过球铰链与动平台连接。

进一步地，所述定心夹紧机构包括A1激光光源、电机一、支撑平台、仿形夹紧块、夹紧底座、电机二、锥齿轮、对开螺母、丝杠、丝杠支座、导轨、A2激光光源、A3激光光源；A1激光光源、A2激光光源、A3激光光源成直线排列固定安装在支撑平台上，三个点激光光源的光束分别对应透镜阵列上的三个不同位置的凸透镜，中心位置的A1激光光源用于计算透镜在X-Y平面的平移偏差，A2激光光源及A3激光光源用于计算透镜在X-Y平面的旋转偏差；四组锥齿轮交叉啮合且相对方向锥齿轮旋转方向相反，丝杠上分别螺纹连接对开螺母，对开螺母固定在导轨的滑块上，仿形夹紧块固定在对开螺母上，丝杠支座固定在夹紧底座上，丝杠通过轴承支承组件安装在夹紧底座上，其中同轴的两个丝杠分别与电机一和电机二的输出轴连接。