CCD自动对位真空贴合设备
硬贴硬应用,将TP贴到LCM相应的位置
项目需求 功能特点 用户界面 应用视频
描述:主要用于7"~13.3"将贴好OCA胶的TP与LCM之间的胶合。
作业流程:
人工将TP/ LCM 放置到对应物料Stage上,人工将TP/ LCM的保护膜剥离,气缸控制TP平台前移到LCM交接处,由LCM交接平台吸取TP,伺服轴控制TP交接平台X向移动到CCD组件处读取TP相对位置信息,在移到真空贴合位置,通过参数设置和LCM的位置信息调节TP的X & θ坐标,伺服轴控制LCM平台至CCD组件位置得到LCM的位置信息,再移动到真空贴合位置,同时控制贴合位置对应的Y方向坐标,LCM、TP位置调整好后上下腔体合拢,真空管路与真空腔体对接,真空腔体压合,抽真空,产品贴合,破真空,开真空腔,真空管路与真空腔体脱开,LCM平台与TP交接平台回位,人工从LCM平台上取下成品。

应用:
硬贴硬应用,将TP贴到LCM相应的位置。

视觉部分需求:
1左侧一颗相机为拍摄玻璃盖板(TP)。
2右侧2课相机拍摄LCM。
3贴合精度:±3条(需要保证运动控制部分的精度采用中心对位
视野大小(FOV):9.6mm x 6.4mm
相机数量:3颗
相机分辨率:1280x960(130万)
视觉精度:9.6mm/1280Pixel =0.0075mm/Pixel

CCD自动对位真空贴合机设备视觉需求细分
项目具体指标
需对位调整物体7~14寸TP
待贴物体LCM
视野范围9.6mm x 7.2mm
像素精度0.0075mm/Pixel
对位精度10um
最终贴合精度±5条(±0.05mm)
TP和LCM贴合方式人工取放基板,自动对位贴合
定位方式CCD自动对位
贴合速度28秒/片
设备轴数4轴
运动控制模式位置控制方式
运动方式通过右侧相机抓取LCM坐标为基准,调整TP,完成对位调整

视觉部分
此自动对位真空贴合设备视觉部分由三颗130万像素分辨率的德国工业级相机,搭配高精度的远心镜头和日本WaveCrest工业专用光源(使用寿命长、专用电源给LED光源供电时,达到最大照度的时间小于10s)组成。
表2视觉组成部分
产品描述视野范围分辨率(Pixel)视觉精度
德国工业相机9.6mm x 6.4mm1280x9600.0075mm/Pixel
远心镜头9.6mm x 6.4mm百万像素分辨率-
日本WaveCrest工业级光源红外光源,穿透能力强,能够看清LCM模组的液晶区域
 
从上表可知,视觉部分的精度为7.5微米/像素,对位部分的精度能够得到保证。

对位原理及优点

 如上图所示:
  我们要将盖板贴到LCM上,只需要将盖板左角点和右角点分别对应和LCM的左角点和右角点完全对上即可。采用同边对位的方法,让盖板和LCM的左右角点分别对齐,当盖板位置变动的时候,我们通通过拍摄LCM的两颗相机分别抓取其左、右角点的坐标,并以此坐标作为基准位置;左边的相机即拍摄盖板的相机获取盖板的坐标,得出盖板和LCM的位置差异,控制运动平台进行X、Y、和θ方向的调整,最终完成对位的调整,保证盖板左、右角点分别和LCM的左、右角点完全对齐。
Fig.3 对位原理模型
举个简单例子来说,我们若要将两个完全一致的图形,让它们重合在一起,做法为可让A点和A',B点和B'完全重合在一起即可,若是两点重合在一起,即完全消除了X、Y、θ方向上的偏差,两个矩形也完全重合到了一起。
同理在此真空贴合机台中,TP和LCM就分别类似于图3上的两个矩形,让它们完全重合,只需采用同样的方法即可。
为了准确获取两条直角边的交点,我们先采用粗定位,确定找到TP和LCM的左右角点,然后再获得两条直角边的交点,从而求得我们想要的角点坐标。
 
采用同边抓取直角边角点来进行居中对位,结合此真空贴合机机构的动作,只需在X轴方向上运动,即可看到同一边上两个直角边的角点,设备整体速度得到提升。采用同边直角对位的方法,有以下优点:
Ø采用同边直角对位方法,使设备结构最合理。在加工效率,设备成本方面达到最优化。
Ø采用同边直角对位方法,补偿计算过程最直接,精度控制更理想。
Ø采用同边直角对位方法,减少系统设置环节,使用上更简洁,更方便生产人员操作。
Ø软件的灵活性、开放性
(1软件的灵活性,充分利用PC-Based的开放性,可根据最终用户的需求,量身定制出符合最终用户需求的功能,如若是由于机械平台的安装存在些许的偏差,导致相机安装的不垂直,可通过CCD标定算法将平台和CCD的关系进行关联,从而将相机自身存在的角度进行校正。
(2软件的开放性,在需要的时候,根据实际操作人员处了解到设备实际生产过程中所碰到的各种状况,设计出可靠且稳定的软件,能做到软件的本地化。
Ø软件的扩展性
软件的可扩展性,由于贴合完后,我们还要通过二次元或者三次元仪器进行贴合精度的检测,但我们在设备控制软件中,扩展了检测功能,我们可以将贴合后的产品进行检测,看是否满足精度需求。
Ø设备稳定性测试
通过自动贴合产品测出数据进行分析



  Fig.4 TP和LCM贴合被测量部分示意图
  测试详细情况如下所述:[注明:以下表格中,最大误差值 = 测量最大值 - 平均值]


Fig.5第一种方式数据统计图

从图中紫色线[图5中最底部的曲线]可看出,数据收敛区在0.05mm以内。我们分别做了100组数据,以上数据为其中一组。由于TP和LCM产品本身存在的误差,基本上贴合出来的产品最终贴合精度都能够保证在0.05mm以内,而同一片产品,重复贴合精度基本上都在0.03mm范围内。

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