[發(fā)明專利]一種透鏡陣列自動對位組裝裝置及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310537505.0
• 申請日: 2023-05-12
• 公開（公告）號: CN116520523A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 冀世軍;賈浩;趙繼;張恩忠;張大舜;胡志清;代漢達
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G02B7/02
• 分類號: G02B7/02;B05C13/02;B05C5/02
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 杜森垚

本發(fā)明公開了一種透鏡陣列自動對位組裝裝置置及其控制方法，自動調(diào)平機構(gòu)固定在基座的中心位置處，定心夾緊機構(gòu)固定在自動調(diào)平機構(gòu)的平臺上，定心夾緊機構(gòu)用于夾緊透鏡外殼，透鏡陣列放置于透鏡外殼內(nèi)，四個打膠機構(gòu)分別固定在定心夾緊機構(gòu)上的四周，Z軸移動模組固定在基座上，CMOS相機固定在Z軸移動模組的滑座上，CMOS相機連接上位機控制系統(tǒng)，用于定心夾緊機構(gòu)的自動調(diào)平和透鏡陣列的精確對位，機械手一、機械手二分別位于基座的左右兩側(cè)，機械手一用于夾取透鏡外殼并將透鏡外殼放置于定心夾緊機構(gòu)上，機械手二用于吸取透鏡陣列和透鏡隔離環(huán)并裝配至定心夾緊機構(gòu)上的透鏡外殼內(nèi)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動組裝領(lǐng)域，具體涉及一種透鏡陣列自動對位組裝裝置及控制方法。

背景技術(shù)

透鏡陣列是由通光孔徑及透鏡組成的陣列，相同的透鏡按一定的周期排列在一個平面上便構(gòu)成了透鏡陣列，由普通的透鏡組成的透鏡陣列的光學(xué)性質(zhì)就是單個透鏡功能的合成。透鏡陣列在勻光等方面有著獨特優(yōu)異性能，它不僅具有傳統(tǒng)透鏡的聚焦、成像等基本功能，而且具有尺寸小、集成度高的特點，能構(gòu)成許多新型的光學(xué)系統(tǒng)。

隨著科技的發(fā)展，對各種透鏡陣列的制造有著巨大的需求，其中大尺寸透鏡陣列的需求尤為突出。大尺寸透鏡陣列加工完成后需要進行組裝，在組裝過程中需要保持一定的精度，不能對透鏡有劃傷等，現(xiàn)階段大尺寸透鏡陣列的組裝過程仍為傳統(tǒng)的人工組裝，人工投入強度大，成本高，因此，如何提供一種進一步提升組裝效率，減少人工成本，保證透鏡陣列一致性和準(zhǔn)確性的自動化組裝的方案是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決大尺寸透鏡陣列組裝過程中組裝效率低、組裝精度低等問題，本發(fā)明提供了一種透鏡陣列自動對位組裝裝置置及其控制方法，能夠?qū)Υ蟪叽缤哥R陣列進行自動組裝，能夠減少人工投入，降低人工成本，提高生產(chǎn)效率，并為保證透鏡陣列組裝過程中的精度，提供了一種透射對光的控制方法，能夠保證透鏡組裝的精度，能夠避免透鏡劃傷。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明首先提供一種透鏡陣列自動對位組裝裝置，包括自動調(diào)平機構(gòu)、定心夾緊機構(gòu)、機械手一、打膠機構(gòu)、CMOS相機、Z軸移動模組、透鏡外殼、機械手二、透鏡陣列、基座、透鏡隔離環(huán)、上位機控制系統(tǒng)；自動調(diào)平機構(gòu)固定在基座的中心位置處，定心夾緊機構(gòu)固定在自動調(diào)平機構(gòu)的平臺上，定心夾緊機構(gòu)用于夾緊透鏡外殼，透鏡陣列放置于透鏡外殼內(nèi)，四個打膠機構(gòu)分別固定在定心夾緊機構(gòu)上的四周，Z軸移動模組固定在基座上，CMOS相機固定在Z軸移動模組的滑座上，CMOS相機連接上位機控制系統(tǒng)，用于定心夾緊機構(gòu)的自動調(diào)平和透鏡陣列的精確對位，機械手一、機械手二分別位于基座的左右兩側(cè)，機械手一用于夾取透鏡外殼并將透鏡外殼放置于定心夾緊機構(gòu)上，機械手二用于吸取透鏡陣列和透鏡隔離環(huán)并裝配至定心夾緊機構(gòu)上的透鏡外殼內(nèi)。

進一步地，所述自動調(diào)平機構(gòu)包括調(diào)平底座、主支撐桿、球鉸鏈、動平臺、副支撐桿、電機箱、立柱、搖桿；主支撐桿固定在調(diào)平底座中心位置處，主支撐桿頂端球鉸鏈與動平臺連接；電機箱通過立柱固定在調(diào)平底座上，電機箱內(nèi)設(shè)有兩個電機，兩個電機輸出軸分別連接一搖桿，搖桿通過連接軸與副支撐桿連接，副支撐桿上側(cè)通過球鉸鏈與動平臺連接。

進一步地，所述定心夾緊機構(gòu)包括A1激光光源、電機一、支撐平臺、仿形夾緊塊、夾緊底座、電機二、錐齒輪、對開螺母、絲杠、絲杠支座、導(dǎo)軌、A2激光光源、A3激光光源；A1激光光源、A2激光光源、A3激光光源成直線排列固定安裝在支撐平臺上，三個點激光光源的光束分別對應(yīng)透鏡陣列上的三個不同位置的凸透鏡，中心位置的A1激光光源用于計算透鏡在X-Y平面的平移偏差，A2激光光源及A3激光光源用于計算透鏡在X-Y平面的旋轉(zhuǎn)偏差；四組錐齒輪交叉嚙合且相對方向錐齒輪旋轉(zhuǎn)方向相反，絲杠上分別螺紋連接對開螺母，對開螺母固定在導(dǎo)軌的滑塊上，仿形夾緊塊固定在對開螺母上，絲杠支座固定在夾緊底座上，絲杠通過軸承支承組件安裝在夾緊底座上，其中同軸的兩個絲杠分別與電機一和電機二的輸出軸連接。