注胶视觉定位系统和注胶设备的制作方法

1.本实用新型涉及镜片注胶领域，特别涉及一种注胶视觉定位系统和注胶设备。


背景技术：

2.现有镜片大多采用树脂材料制成，将呈液态的树脂胶液注入镜片成型模具中是镜片制造过程中的重要工艺。树脂镜片在制造过程中，需要经过单体配制、合模、浇注、聚合固化、开模、涂覆等步骤，浇注过程是决定树脂镜片质量的关键步骤。树脂镜片在浇注过程中，需要将呈液态状的胶体注入到已经装配完成的模具中，并使胶体充满模具。
3.现有技术中一般通过传感器来检测注胶口的位置，传感器从模具的一侧被驱动至模具的正上方。在胶带撕开的过程中，当传感器检测到注胶口，则停止撕胶，随后传感器回位以避让注胶嘴。此种检测方式只能大概地检测到注胶口，但是无法获取注胶口的具体位置，在注胶口存在径向和/或轴向偏移时，会影响注胶嘴与注胶口的对接精度。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提出一种注胶视觉定位系统和注胶设备，旨在解决现有的注胶口探测方式无法获取注胶口的具体位置，影响注胶嘴与注胶口的对接精度的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提出一种注胶视觉定位系统，该注胶视觉定位系统包括：
6.夹具机构，用于安装模具并带动模具转动；
7.第一摄像头，设置在所述夹具机构的上方，用于获取第一视角下所述模具的第一图像信息；
8.第二摄像头，设置在所述第一摄像头下方，用于获取第二视角下所述模具的第二图像信息；
9.图像处理器，用于根据所述第一图像信息，获取所述模具的注胶口的位置信息，以及根据所述第二图像信息，获取模具的位置信息。
10.在一些实施例中，所述夹具机构包括：
11.主轴，内部设置有负压气路；
12.吸盘，设置在所述主轴一端，用于吸取所述模具，所述吸盘与所述负压气路连通；
13.模具驱动组件，用于驱动所述主轴转动。
14.在一些实施例中，所述注胶视觉定位系统还包括：
15.第一光源，设置在所述主轴的一侧，用于给所述吸盘上的模具提供背光；
16.光源驱动件，用于驱动所述第一光源靠近或远离所述主轴。
17.本实用新型还提出一种注胶设备，包括上述的注胶视觉定位系统。
18.在一些实施例中，所述注胶设备还包括注胶机构，所述注胶机构包括注胶嘴以及驱动所述注胶嘴运动，使所述注胶嘴与所述注胶口对接的注胶驱动组件。
19.在一些实施例中，所述注胶机构还包括：
20.胶罐，用于容置胶材，并通过输胶管与所述注胶嘴连通；
21.加压泵，用于对所述胶罐加压；
22.管夹组件，包括用于安放所述输胶管的夹座、滑动设置在所述夹座中的夹块以及驱动所述夹块运动以夹紧所述输胶管的第二驱动件。
23.在一些实施例中，所述注胶驱动组件包括：
24.z轴驱动件，用于驱动所述注胶嘴升降；
25.x轴驱动件，用于驱动所述注胶嘴沿着所述主轴移动；
26.摆动驱动件，用于驱动所述注胶嘴以y轴为中心摆动。
27.在一些实施例中，所述注胶设备还包括撕胶机构，所述撕胶机构包括：
28.撕胶夹爪，用于抓取胶带头；
29.撕胶驱动组件，用于驱动所述撕胶夹爪靠近或远离所述模具；
30.寻胶头传感器，设置在所述撕胶夹爪上。
31.本实用新型通过设置包括夹具机构、第一摄像头、第二摄像头和图像处理器的注胶视觉定位系统，使夹具机构安装模具并带动模具转动，以调整模具注胶口的位置；第一摄像头和第二摄像头获取图像信息，图像处理器对图像信息进行图像分析，以获取模具的注胶口的位置信息和模具的位置信息，实现对模具和注胶口的视觉定位，以及对注胶口的自动识别，解决了注胶口与注胶嘴对接精度低的问题。
附图说明
32.图1为本实用新型中注胶设备一实施例的结构示意图；
33.图2为图1实施例中注胶机构的结构示意图；
34.图3为图1实施例中夹具机构的结构示意图；
35.图4为图1实施例中夹具机构的结构示意图；
36.图5为图4实施例的剖视图；
37.图6为图1实施例中滑动组件的结构示意图；
38.图7为图1实施例中撕胶夹爪的结构示意图；
39.图8为图1实施例中管夹组件的结构示意图；
40.图9为图1实施例中模具的结构示意图；
41.本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
42.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型中的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
43.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示，诸如上、下、左、右、前、后
……
仅用于解释在某一特定姿态，即如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
44.还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直
接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
45.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
46.本实用新型提出一种注胶视觉定位系统，该注胶视觉定位系统包括：
47.夹具机构10，用于安装模具并带动模具转动；
48.第一摄像头21，设置在所述夹具机构10的上方，用于获取第一视角下所述模具的第一图像信息；
49.第二摄像头22，设置在所述第一摄像头21下方，用于获取第二视角下所述模具的第二图像信息；
50.图像处理器，用于根据所述第一图像信息，获取所述模具的注胶口63的位置信息，以及根据所述第二图像信息，获取模具的位置信息。
51.在本实施例中，参照图1至图9，注胶视觉定位系统包括夹具机构10，其用于安装模具并带动模具转动，以调整模具注胶口63的位置。模具一般包括间隔设置的两片圆形的透明片材61，两透明片材61的外周设置有至少一圈胶带62，胶带62将两透明片材61连接，两透明片材61之间的区域被胶带62包围并构成了一个成型腔，在注胶的过程中会将胶带62的一端撕开部分，当胶带62的另一端显露出来时，另一端与被撕开端不重叠的区域就形成了注胶口63。夹具机构10一般采用负压吸取的方式，具体包括吸盘11、主轴12以及模具驱动组件14。主轴12内部设置有负压气路13；吸盘11设置在所述主轴12一端，用于吸取所述模具，所述吸盘11与所述负压气路13连通；吸盘11远离主轴12的一端则用于与模具对接。模具驱动组件14，用于驱动所述主轴12转动。具体包括电机以及连接电机的转轴以及主轴12的带轮传动机构。
52.在本实施例中，注胶视觉定位系统包括第一摄像头21和图像处理器。第一图像信息通过第一摄像头21获取，第一摄像头21获取的第一图像信息后由图像处理器进行分析，以获取注胶口的位置，第一摄像头21，设置在所述夹具机构10的上方，并位于所述吸盘11远离所述主轴12的一侧，具体的，在胶带撕开的过程中，图像处理器先检测到胶带62的一端的边缘，在图像上显示的是连接两个透明片材61的竖线，随着胶带62的撕开，胶带62被撕开的部分与透明片材61的外周的连接处形成另一条竖线。两条竖线之间的间距即注胶口63的宽度，在注胶口63的宽度达标后停止撕胶。
53.在撕胶过程中，注胶口63的宽度与撕开的胶带的长度正相关，根据上述第一图像信息获取注胶口63的宽度信息，在上述注胶口63的宽度达标后，露出的注胶口63可能并不在模具的最上端，在图像中显示的是，注胶口63的中线与模具的竖直对称面之间存在一定的偏距。通过驱动模具转动一定的角度使注胶口63回正。值得注意的是，在回正过程中撕胶机构50也要随动以保持注胶口63的开口的大小不变。
54.参照图1至图9，第二摄像头22，设置在所述第一摄像头21远离所述夹具机构10的
一侧，所述第二摄像头22用于获取第二视角下所述模具的第二图像信息；所述图像处理器，用于根据所述第二图像信息，获取模具的位置信息。在本实施例中，第二摄像头22位于第一摄像头21的下侧，且位于模具远离主轴12的一侧，理想状态下第二摄像头22的轴线与主轴12同轴，但是为了避让给夹具机构10供料的上料机械手或者上料模组，第二摄像头22设于第一摄像头21与主轴12之间。第一摄像头21的轴线与主轴12之间存在一定的夹角，夹角范围为5
°
～45
°
。图像处理器用于获取模具在与主轴垂直的平面内的位置信息。不同规格的模具在装夹后，即使注胶口回正后，其在上述平面内的位置也会存在差异，第一摄像头22用于辅助注胶口的回正，以及辅助图像处理器获取注胶口在沿着主轴方向的位置信息以及注胶口的规格信息。同时注胶口在上述平面的位置信息，则由图像处理器根据模具的位置信息及模具的直径信息以及注胶口的规格信息进行几何求解即可获得。
55.本实用新型通过设置包括夹具机构10、第一摄像头21、第二摄像头22和图像处理器的注胶视觉定位系统，使夹具机构10安装模具并带动模具转动，以调整模具注胶口的位置；第一摄像头21和第二摄像头22获取图像信息，图像处理器对图像信息进行图像分析，以获取模具的注胶口63的位置信息和模具的位置信息，实现对模具和注胶口63的视觉定位，以及对注胶口63的自动识别，解决了注胶嘴与注胶口63对接精度低的问题。
56.在一些实施例中，所述注胶视觉定位系统还包括：设置在所述吸盘11靠近所述主轴12的一侧的第一光源23，以及驱动所述第一光源23靠近或远离所述主轴12的光源驱动件24，所述第一光源23用于给所述吸盘11上的模具提供背光。在本实施例中，第一光源23包括u形背光板，其u形开口朝向主轴12设置，光源驱动件24优选气缸或电动缸。在进行注胶前，光源驱动件24驱动u形背光板朝向主轴12运动，主轴12插入u形开口中，此时u型背光板的发光面朝向吸盘11以及模具，为第二摄像头22的拍摄提供背光。
57.本实用新型还提出一种注胶设备，包括上述的注胶视觉定位系统。
58.在一些实施例中，所述注胶设备还包括注胶机构，注胶机构30包括注胶嘴31以及驱动所述注胶嘴31运动，使所述注胶嘴31与所述注胶口63对接的注胶驱动组件。注胶机构30包括注胶嘴31、胶罐以及注胶阀，注胶嘴31通过管道与外部的胶罐连通，注胶嘴31与注胶阀连通，注胶阀控制注胶嘴31的通断以完成注胶。胶罐用于容置胶材，并通过输胶管与所述注胶嘴连通；加压泵对所述胶罐加压。注胶机构30还包括驱动注胶嘴31运动的注胶驱动组件，具体包括设置在主轴12上方的z轴驱动件33。
59.在一些实施例中，参照图1至图9，所述注胶机构30还包括：胶罐，用于容置胶材，并通过输胶管与所述注胶嘴31连通；加压泵，用于对所述胶罐加压；管夹组件，包括用于安放所述输胶管的夹座、滑动设置在所述夹座中的夹块37以及驱动所述夹块37运动以夹紧所述输胶管的第二驱动件39。胶罐与加压泵之间设置有压力阀，当罐内压力小于设定范围时，加压泵对胶罐加压以确保注胶压力保持在设定范围内。夹座包括底板36以及设置在底板36的立板38，夹块37为u形块，输胶管则设置在u形块的u形槽中。立板38上设置有两个通孔，通孔与u形块相对的两个端部对应。第二驱动件39包括设置在底板36上的丝杆、与丝杆适配的螺母副以及驱动丝杆转动的电机。夹块37设置在螺母副上，随丝杆转动而移动，由此输胶管则夹持在立板38与u形块之间。当模具中液面的高度到达设定区间时，管夹组件则夹持输胶管，以降低注胶流速，当注胶完毕，注胶阀关闭阻断注胶嘴31注胶。或者通过管夹组件完全夹紧输胶管以阻断注胶。由于胶罐中的压力很大，单体的流速极快，现有的注胶阀无法实现
更加精准的动态调节，在注胶前段可高速注胶，在注胶后段则通过管夹组件以控制流速，以提升注胶效率。图像处理器还可根据第二图像信息获取模具中液面的高度信息。在注胶过程中，在液面在图像中体现为一条水平横线，横线与模具的底部边缘具备一定的间距，上述间距即液面高度。通过监测上述液面的高度信息以辅助注胶，注胶过程中，上述横线先变长再变短，当其到达设定高度后消失，此时注胶已满，可控制注胶机构30停止注胶。通过图像识别注胶高度，可适用各种尺寸和容积的模具，实现负反馈控制及注胶量的动态控制。在液面到达第一高度时控制所述管夹组件夹紧所述输胶管，以降低注胶嘴的注胶流速；在液面到达第二高度时控制吸胶管吸胶并停止注胶。其中，模具的直径为c，第一高度为0.5c-0.75c，第二高度为0.95c～0.98c。
60.在一些实施例中，所述注胶驱动组件包括：z轴驱动件33，用于驱动所述注胶嘴升降；x轴驱动件35，用于驱动所述注胶嘴沿着所述主轴移动；摆动驱动件34，用于驱动所述注胶嘴以y轴为中心摆动。
61.在本实施例中，由于模具的厚度和直径也有差别，还可通过第一图像信息获取模具在沿着主轴12的中心轴的方向的偏移量，以及在竖直方向的偏移量，在注胶前由注胶驱动组件驱动注胶嘴31运动以补偿上述偏移量，确保注胶嘴31正对注胶口63。此时注胶驱动组件还包括连接z轴驱动件33和注胶嘴31的x轴驱动件35，x轴驱动件35驱动模具沿着轴线运动，以补偿模具轴向的偏移量。同时z轴驱动件33在驱动注胶嘴31升降时也要考虑到竖直方向的偏移量，确保注胶嘴31与注胶口63精准对接。
62.在本实施例中，图像处理器还用于根据第一图像信息，获取所述模具的内凸面的位置信息；所述注胶机构30还用于根据内凸面的位置信息，驱动所述注胶嘴31运动，使所述注胶嘴31朝向所述内凸面。在本实施例中，为了提升注胶效率，一般会提升注胶嘴31处单体的流速，注胶嘴31的单体流速较快，在注胶时容易产生气泡。模具的两块透明片材相对的表面为型腔的成型面，不管是近视眼镜还是远视眼镜，其中的一个成型面是往型腔内部凸起的，在此定义为内凸面，在注胶的时候注胶嘴31需对准内凸面，以分散注胶时的注胶压力，减少气泡的产生。图像处理器可通过第一图像信息，分析出上述内凸面是位于靠近吸盘11的透明片材61上，还是位于远离吸盘11的透明片材61上。具体的，模具包括两块透明片材61，可在具备内凹面的一片透明片材的外壁，或者在另一片透明材料的外壁设置标记，以便图像处理器识别。
63.对应的，注胶驱动组件还包括驱动注胶嘴31摆动的摆动驱动件34，在此可选舵机或者摆动电机，注胶嘴31的摆动平面与主轴12平行。注胶嘴31位于注胶口63上一定距离的区域，一般为2～5mm，以提供一定的摆动空间。具体摆角为
±
15
°
。
64.值得注意的是，上述模具的内凸面的位置信息是通过第一图像信息分析获得，也可在模具的外沿即外周壁设置第三摄像头，获取模具的侧视图即第三图像信息，以便更好识别内凸面的位置。
65.在一些实施例中，所述注胶设备还包括撕胶机构50，所述撕胶机构50包括：撕胶夹爪，用于抓取胶带头；撕胶驱动组件，用于驱动所述撕胶夹爪靠近或远离所述模具；寻胶头传感器54，设置在所述撕胶夹爪上。在本实施例中，撕胶夹爪包括相对设置的安装块51和伸缩块52，以及驱动伸缩快与安装块51对接的夹持气缸53，寻胶头传感器54设置在安装块51或伸缩块52上。撕胶夹爪优选设置在吸盘11的上方，撕胶驱动组件优选电动缸。寻胶头传感
器54都采用光电传感器，模具驱动组件14驱动模具转动，当胶带62头转动至安装块51和伸缩块52之间时，寻胶头传感器54探测到了胶带62头，模具驱动组件14停转，撕胶夹爪夹住胶带62头，随后撕胶驱动组件带动撕胶夹爪远离模具，同时吸盘11和模具配合转动，使胶带62撕开。当注胶口63露出后，模具继续转动直至注胶口63回正，上方的注胶嘴31和吸胶管32同步下行至注胶口63，进行注胶。吸胶管32的下端口与注胶口63平齐，或者高于注胶口1～3mm，用于吸取溢出的胶水。完成注胶后，注胶嘴31和吸胶管32上行。封口件靠近模具外周壁，并沿着外周壁转动，撕胶机构50随动放回胶带62，并将注胶口63封住，避免模具转动带来的胶水外溢。
66.在一些实施例中，参照图1至图9，所述注胶设备还包括封口机构40，所述封口机构40包括：封口件，设置在所述吸盘11一侧；第一驱动组件，用于驱动所述封口件靠近或远离所述模具外周壁；第二驱动组件，用于驱动所述封口件绕所述模具的外周转动，以将胶带62贴回所述模具的外周。
67.在本实施例中，封口件主要包括一个安装杆41以及与安装杆41转动连接的辊套42，辊套42和安装杆41与吸盘11的轴线平行设置，封口件在转动时，辊套42可始终与模具的外周表面贴合。所述第一驱动组件包括：滑动组件，与所述主轴12转动连接的安装座45、与所述安装座45滑动连接的滑动件43，所述封口件设置在所述滑动件43上；弹性件，连接所述安装座45和滑动件43，用于对所述滑动件43施加朝向所述吸盘的弹性力，使所述封口件与所述模具的外周壁抵接；第一驱动件49，用于对所述封口件或滑动件43施加驱动所述封口件远离所述吸盘的第一驱动力
。
第二驱动组件包括：转动件46，与所述主轴12转动连接，并用于安装所述滑动组件；第二电机，设置在所述主轴12的一侧；第二传动组件47，连接所述第一电机和所述转动件46。转动件46呈套筒状设置，转动件46与主轴12之间通过轴承连接。滑动组件包括固定设置在转动件46上的安装座45，以及分设在安装座45两侧的滑动件43，在安装座45上设置有两个导向孔，两滑动件43通过与导向孔滑动连接的导柱44连接，即滑动件43分设在导柱44两端。封口件则设置在其中的一个滑动件43上。弹性件优选套设置导柱44外周的压簧，压簧的一端与安装座45抵接，另一端与未设置封口件的滑动件43抵接。或者也可在安装座45与设置有封口件的安装件之间设置拉簧，上述拉簧和压簧使封口件与模具的外周抵持。第一驱动件49优选设置在转动件46和转轴一侧的第一气缸。第一气缸的推杆朝向未设置封口件的安装件设置。第一气缸的推杆伸出则推动安装件滑动，使封口件远离模具。
68.在本实施例中，模具呈圆饼状设置，理论上模具与主轴12同轴设置，具体可在上料前完成模具的定位，使模具放在吸盘11时是同轴的。但是当主轴12与模具存在一定的偏心时，或者模具为异形或多边形时，滑动组件和弹性件使封口件与模具保持抵接，同时还存在一定的径向移动量。第二驱动组件和模具驱动组件14都采用带轮传动的方式。此外，在撕胶带62的时候通过第一驱动组件驱动封口件远离模具，便于胶带62撕下以露出注胶口63。在注胶完毕后，弹性件驱动封口件抵接模具的外周，并通过第二驱动组件驱动封口件围绕模具的外周转动，带动胶带62贴回所述模具的外周，避免了因注胶口63转动导致的树脂单体外溢。
69.在注胶完毕，第一光源23缩回并远离主轴，避免阻挡主轴在竖直方向的运动。夹具机构10和封口机构40由升降机构70驱动下行一定高度，并放下模具，随后模具被下方的传
送带承接以传送至传送带的另一端，传送带上间隔设置有多个容置模具的容腔，模具在传送带上间歇传送，每次传送的距离为相邻两个容腔之间的距离，最后通过机械手将传送带末端的模具取出并放置在托盘上。
70.以上所述的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。

技术特征：
1.一种注胶视觉定位系统，其特征在于，包括：夹具机构，用于安装模具并带动模具转动；第一摄像头，设置在所述夹具机构的上方，用于获取第一视角下所述模具的第一图像信息；第二摄像头，设置在所述第一摄像头下方，用于获取第二视角下所述模具的第二图像信息；图像处理器，用于根据所述第一图像信息，获取所述模具的注胶口的位置信息，以及根据所述第二图像信息，获取模具的位置信息。2.根据权利要求1所述的注胶视觉定位系统，其特征在于，所述夹具机构包括：主轴，内部设置有负压气路；吸盘，设置在所述主轴一端，用于吸取所述模具，所述吸盘与所述负压气路连通；模具驱动组件，用于驱动所述主轴转动。3.根据权利要求2所述的注胶视觉定位系统，其特征在于，所述注胶视觉定位系统还包括：第一光源，设置在所述主轴的一侧，用于给所述吸盘上的模具提供背光；光源驱动件，用于驱动所述第一光源靠近或远离所述主轴。4.一种注胶设备，其特征在于，包括权利要求1至3中任一项所述的注胶视觉定位系统。5.根据权利要求4所述的注胶设备，其特征在于，所述注胶设备还包括注胶机构，所述注胶机构包括注胶嘴以及驱动所述注胶嘴运动，使所述注胶嘴与所述注胶口对接的注胶驱动组件。6.根据权利要求5所述的注胶设备，其特征在于，所述注胶机构还包括：胶罐，用于容置胶材，并通过输胶管与所述注胶嘴连通；加压泵，用于对所述胶罐加压；管夹组件，包括用于安放所述输胶管的夹座、滑动设置在所述夹座中的夹块以及驱动所述夹块运动以夹紧所述输胶管的第二驱动件。7.根据权利要求6所述的注胶设备，其特征在于，所述注胶驱动组件包括：z轴驱动件，用于驱动所述注胶嘴升降；x轴驱动件，用于驱动所述注胶嘴沿着所述主轴移动；摆动驱动件，用于驱动所述注胶嘴以y轴为中心摆动。8.根据权利要求7所述的注胶设备，其特征在于，所述注胶设备还包括撕胶机构，所述撕胶机构包括：撕胶夹爪，用于抓取胶带头；撕胶驱动组件，用于驱动所述撕胶夹爪靠近或远离所述模具；寻胶头传感器，设置在所述撕胶夹爪上。

技术总结
本实用新型公开一种注胶视觉定位系统和注胶设备，通过设置包括夹具机构、第一摄像头、第二摄像头和图像处理器的注胶视觉定位系统，使夹具机构安装模具并带动模具转动，以调整模具注胶口的位置；第一摄像头和第二摄像头获取图像信息，图像处理器对图像信息进行图像分析，以获取模具的注胶口的位置信息和注胶时模具内的液面高度信息，实现对注胶口和液面高度的自动识别，解决了现有的注胶嘴检测方式效率低的问题。低的问题。低的问题。


技术研发人员：俞小飞
受保护的技术使用者：深圳市和力泰科技集团有限公司
技术研发日：2023.02.01
技术公布日：2023/9/13