CN118818820B - 仪表屏的组装机构及组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种仪表屏的组装机构及组装设备，包括基座、两个工作组件、机械手、第一光源、第二光源、图像采集组件和控制器；基座具有组装工位和备件工位；各工作组件活动安装于基座，包括第一支撑台和第二支撑台，第一支撑台具有与第一定位标记对应的第一透光孔，第二支撑台具有第二透光孔；在组装工位，第一光源位于第一支撑台下方，以通过第一透光孔照亮第一定位标记，第二光源位于第二支撑台下方，以通过第二透光孔照亮段码屏；机械手和图像采集组件活动安装于基座。能够交替地将段码屏与背光片自动贴合，提高这两者的贴合效率和良品率，提升仪表屏的用户体验。

Description

仪表屏的组装机构及组装设备

技术领域

本发明涉及仪表屏组装技术领域，具体涉及一种仪表屏的组装机构及组装设备。

背景技术

仪表屏通过背光片与段码屏贴合在一起能够显示丰富的色彩，因此，在许多领域的显示屏中被采用，如汽车上的仪表屏。现有技术中，多采用人工贴合的方式将段码屏与背光片进行贴合，但随着用户对显示效果的要求越来越高，对段码屏与背光片的贴合精度要求也越来越高，对操作人员的水平要求太高，且由于个人的差异很难保证贴合后段码屏与背光片对准的一致性，造成显示效果参差不齐，用户体验不好；而且这种方式生产效率低，不利于大批量生产。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种仪表屏的组装机构及组装设备，能够将段码屏与背光片自动贴合，提高这两者的贴合效率和良品率，提升仪表屏的用户体验。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种仪表屏的组装机构，所述仪表屏包括相互贴合的段码屏和背光片，所述背光片设置有第一定位标记，所述段码屏上设置有与所述第一定位标记对应的第二定位标记；所述组装机构包括基座、两个工作组件、机械手、第一光源、第二光源、图像采集组件和控制器；

所述基座具有组装工位和备件工位；各所述工作组件活动安装于所述基座，包括第一支撑台和第二支撑台，所述第一支撑台具有与所述第一定位标记对应的第一透光孔，所述第二支撑台具有第二透光孔；在所述组装工位，所述第一光源位于所述第一支撑台下方，以通过所述第一透光孔照亮所述第一定位标记，所述第二光源位于所述第二支撑台下方，以通过所述第二透光孔照亮所述段码屏；所述机械手和所述图像采集组件活动安装于所述基座；

所述控制器控制两个所述工作组件交替处于所述组装工位和备件工位，在所述备件工位等待所述背光片和所述段码屏分别放置于所述第一支撑台和第二支撑台；在所述组装工位时所述控制器还控制所述第一光源和所述第二光源工作以照亮所述第一定位标记和第二定位标记，并控制所述图像采集组件分别采集所述第一定位标记和第二定位标记的图像信息，根据所述图像信息确定的位置信息控制所述机械手将所述背光片移动至使对应的所述第一定位标记和所述第二定位标记对齐的位置，之后将所述背光片与所述段码屏背面贴合。

优选地，所述工作组件还包括支架，所述第一支撑台和所述第二支撑台并排安装于所述支架上；各所述工作组件在所述支架与所述第一支撑台之间安装有所述第一光源，在所述支架与所述第二支撑台之间安装有所述第二光源。

优选地，两个所述工作组件其中一组设置在另一组的下方，且二者在水平方向上沿相互平行的轨道滑动安装于所述基座。

优选地，所述第一定位标记和所述第二定位标记分别设置有两个；在所述组装工位具有与各定位标记分别对应的固定拍摄位置，所述控制器控制所述图像采集组件分别移动至各所述固定拍摄位置时采集对应的定位标记的图像信息，且所述采集组件在所述固定拍摄位置时其光轴位于对应的定位标记附近。

优选地，组装机构还包括标定杆，所述标定杆可拆卸安装于所述机械手；

在有工作组件处于所述组装工位时，所述控制器还控制所述机械手带动所述标定杆移动至各定位标记所在的位置，并记录各位置信息，以用于结合所述图像信息确定所述背光片的移动位移使所述第一定位标记与所述第二定位标记对齐。

优选地，所述第一支撑台具有用于放置所述背光片的第一放置区，在所述第一放置区的两个相邻边缘处分别设置有多个第一定位凸台，所述第一透光孔设置于所第一述放置区，以通过所述第一定位凸台对所述背光片定位；

所述第二支撑台具有用于放置所述段码屏的第二放置区，在所述第二放置区的两个相邻边缘处分别设置有多个第二定位凸台，以通过所述第二定位凸台对所述段码屏定位。

优选地，所述第一放置区沿所述第二放置区的长度方向并排设置有两个，各所述第一放置区的边缘处均设置有所述第一定位凸台。

优选地，所述第二支撑台包括基板和透明支撑板，所述基板的上表面设置有凹陷区，所述凹陷区的底面设置有所述第二透光孔；所述透明支撑板安装于所述凹陷区，形成所述第二放置区。

优选地，组装机构还包括安装于所述基座的三轴平移台，所述机械手转动安装于所述三轴平移台，所述机械手的转动轴平行于所述三轴平移台的竖直轴；所述图像采集组件固定安装于所述三轴平移台。

本发明还涉及一种仪表屏的装配设备，包括前述的组装机构。

本发明的组装机构，在将背光片贴合于段码屏时，通过交替工作于组装工位和备件工位的两个工作组件实现组装和备料同时进行，且在组装工位时照亮各光源并对各定位标记采集图像，从而根据图像信息确定背光片、段码屏上对应的定位标记的位置，再根据这两个位置信息控制机械手将背光片移动至对应的第一定位标记与第二定位标记对齐的位置，之后将背光片贴合于段码屏上。这种图像采集定位、自动贴合的全自动化组装方式，大大降低了对操作人员的工艺要求，且通过对各光源的设置和控制，能够提高各定位标记图像采集的精度，从而提高确定的各定位标记的位置精度，使背光片与段码屏的贴合对位精度提高，一致性更好，各成品之间基本无差异，显示效果人眼基本无区别，从而提高了用户体验。

本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。

附图说明

以下将参照附图对本发明的仪表屏的组装机构及组装设备的优选实施方式进行描述。图中：

图1为根据本发明的仪表屏的组装机构一种优选实施方式的结构示意图；

图2为工作组件与轨道配合的结构示意图；

图3为工作组件的结构示意图；

图4为工作组件中第一支撑台、第一光源的爆炸视图；

图5为工作组件中第二光源、基板和透明支撑板的爆炸视图；

图6为机械手的结构示意图。

其中：1、基座；2、工作组件；3、机械手；4、图像采集组件；5、三轴平移台；

21、第一工作组件；22、第二工作组件；23、第一支撑台；24、第二支撑台；25、支架；26、第一光源；27、第二光源；

31、吸盘；32、转轴；

211、第一轨道；221、第二轨道；

231、第一定位凸台；232、第一放置区；233、第一透光孔；234、避胶槽；

241、第二定位凸台；242、第二放置区；243、基板；244、透明支撑板；

311、避让口；321、连接口；

2431、第二透光孔。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参见图1-图6，本发明提供了一种仪表屏的组装机构(下称“组装机构”)，用于自动将背光片和段码屏进行贴合形成仪表屏，仪表屏包括相互贴合的段码屏和背光片，背光片设置有第一定位标记，段码屏上设置有与第一定位标记对应的第二定位标记；组装机构包括基座1、两个工作组件2、机械手3、第一光源26、第二光源27、图像采集组件4和控制器。第一定位标记为设置在背光片上的透光区，在第一光源26照射下，光线能够透过该第一定位标记，从而照亮第一定位标记，以指示第一定位标记所在位置；同理，在第二光源27照射下，光线能够透过段码屏上的第二定位标记，从而照亮第二定位标记，以指示第二定位标记所在位置。对于第二定位标记，可以为段码屏内的一个液晶区，在对该液晶区通电时，液晶区内的液晶扭转，使得光源的光线能够透过第二定位标记，从而照亮第二定位标记。

基座1具有组装工位和备件工位；各工作组件2活动安装于基座1，每个工作组件2包括第一支撑台23和第二支撑台24，第一支撑台23具有与第一定位标记对应的第一透光孔233，第二支撑台24具有第二透光孔2431；在组装工位，第一光源26位于第一支撑台23下方，以通过第一透光孔233照亮第一定位标记，第二光源27位于第二支撑台24下方，以通过第二透光孔2431照亮段码屏；机械手3和图像采集组件4活动安装于基座1。

控制器与两个工作组件、机械手、图像采集组件均电连接，控制器控制两个工作组件2交替处于组装工位和备件工位，在备件工位等待背光片和段码屏分别放置于第一支撑台23和第二支撑台24；在组装工位时控制器还控制第一光源26和第二光源27工作以照亮第一定位标记和第二定位标记，并控制图像采集组件4分别采集第一定位标记和第二定位标记的图像信息，根据图像信息确定的位置信息控制机械手3将背光片移动至使对应的第一定位标记和第二定位标记对齐的位置，之后将背光片与段码屏背面贴合。

先以一个工作组件2为例进行说明段码屏与背光片的贴合过程，初始时，控制器控制该工作组件2位于备件工位，此时可以在其上备件，即将背光片的正面朝下摆放在第一支撑台23上，段码屏的正面朝下摆放在第二支撑台24上，然后控制器控制工作组件2移动至组装工位，并控制第一光源26和第二光源27工作，第一光源26发出的光线透过第一透光孔照亮第一定位标记，第二光源27发出的光线透过第二透光孔照亮第二定位标记；图像采集组件4可以为照相设备，其在特定的拍摄位置对第一定位标记和第二定位标记进行拍摄，得到图像信息，控制器根据第一定位标记和第二定位标记在图像信息中的位置，确定第一定位标记和第二定位标记在组装机构中的位置(即空间的机械坐标系中的坐标)，从而实现对第一定位标记和第二定位标记进行定位的目的；进而控制器可根据第一定位标记确定背光片的位置和摆放角度，根据第二定位标记确定段码屏的位置和摆放角度，控制器根据背光片的位置，控制机械手3移动并抓取背光片，然后根据背光片的摆放角度、段码屏的摆放角度调整背光片的角度，使其与段码屏的摆放角度一致，再根据段码屏的摆放位置，将背光片移动至段码屏处并与其贴合(先平移到段码屏的上方，然后背光片向下移动与段码屏贴合)，从而实现背光片与段码屏之间的高精度对准贴合，当然，在另一种实施方式中，也可以先根据段码屏的摆放位置，将背光片移动至段码屏的正上方，然后根据背光片的摆放角度、段码屏的摆放角度调整背光片的角度，使其与段码屏的摆放角度一致，再向下移动背光片与段码屏贴合，得到仪表屏。

具体地，以背光片上的第一定位标记的数量为两个为例进行描述，如分布于背光片的两个对角处，图像采集组件4对第一定位标记进行拍摄后得到第一图像信息，建立与第一图像信息对应的第一图像坐标系，分别确定两个第一定位标记在第一图像坐标系上的坐标，例如，其中两个第一定位标记的坐标分别为(x1，y1)和(x2，y2)，便可根据这两个坐标确定背光片在第一图像坐标系上的位置，例如以两个第一定位标记连线的中点标识背光片的位置，则背光片的位置在第一图像坐标系中为这两个坐标的中点(x3，y3)；再根据两个第一定位标记的坐标确定这两个第一定位标记的连线相对第一图像坐标系的x轴的角度，该角度作为背光片的摆放角度；组装机构内建立机械坐标系，可以在组装机构组装时调整图像采集装置，使机械坐标系的X轴平行于第一图像坐标系的x轴，机械坐标系的Y轴平行于第一图像坐标系的y轴，机械坐标系中具有第一标准机械坐标(X0，Y0)，第一图像坐标系中具有第一标准像素坐标(x0，y0)，第一标准机械坐标与第一标准像素坐标对应，因而可根据(x3，y3)与(x0，y0)的偏差乘以第一图像坐标系与机械坐标系的转换系数k1，得到背光片在机械坐标系上的位置坐标相对第一标准机械坐标(X0，Y0)的偏差，进而得到背光片在机械坐标系上的位置坐标(X3，Y3)。

段码屏上对应于上述同一张背光片上的两个第一定位标记的第二定位标记的数量为两个，图像采集组件4对第二定位标记进行拍摄后得到第二图像信息，建立与第二图像信息对应的第二图像坐标系，分别确定两个第二定位标记在第二图像坐标系上的坐标，例如，其中两个第二定位标记的坐标分别为(x4，y4)和(x5，y5)，便可根据这两个坐标确定背光片在第二图像坐标系上的位置，例如以两个第二定位标记的中点标识段码屏的位置，则段码屏的位置在第二图像坐标系中为这两个坐标的中点(x6，y6)；再根据两个第二定位标记的坐标确定这两个第二定位标记的连线相对第二图像坐标系的x轴的角度，该角度作为段码屏的摆放角度；在组装机构组装时调整图像采集装置，使机械坐标系的X轴平行于第二图像坐标系的x轴，机械坐标系的Y轴平行于第二图像坐标系的y轴，机械坐标系中具有第二标准机械坐标(X7，Y7)，第二图像坐标系中具有第二标准像素坐标(x7，y7)，第二标准机械坐标与第二标准像素坐标对应，因而可根据(x6，y6)与(x7，y7)的偏差乘以第二图像坐标系与机械坐标系的转换系数k2，得到段码屏在机械坐标系上的位置坐标相对第二标准机械坐标(X7，Y7)的偏差，进而得到段码屏在机械坐标系上的位置坐标(X6，Y6)。

如此，控制器根据背光片在机械坐标系上的位置坐标移动机械手3抓取到背光片，然后根据背光片的摆放角度和段码屏的摆放角度的差值，转动背光片，使得背光片的摆放角度与段码屏的摆放角度一致，然后，带着背光片移动至段码屏在机械坐标系上的位置坐标，便可实现背光片与段码屏贴合，此时两个第一定位标记与两个第二定位标记重合。

在组装工位，每个定位标记的正上方均对应有一个拍摄位置，图像采集组件4在一个拍摄位置只对其正下方的定位标记进行拍摄，得到图像信息，在得到的图像信息中，使得被拍摄的定位标记基本在图像信息的正中间区域，一方面提高了对图像信息中定位标记的识别度，此外位于图像信息正中间区域的部分信息的畸变程度很小(正中间区域的部分像素所对应的机械坐标系的尺寸一致，距离正中间区域越远的部分像素对应的机械坐标系的尺寸会有变大的趋势，正中间区域是为圆形或矩形，正中间区域的中心点与图像信息的中心点一致，正中间区域的面积为图像信息面积的0.05-0.15)，如此，图像定位标记均位于图像信息的正中间区域，可以高精度地得到定位标记在图像坐标系上的坐标；在本实施例中，以两个第一定位标记为例，由于拍摄的两个第一定位标记分别在两个图像信息中，两个第一定位标记在各自图像坐标系中的坐标分别为(x1，y1)、(x2，y2)，根据各自图像坐标系与机械坐标系对应的标准像素坐标和标准机械坐标以及转换系数k，确定两个第一定位标记在机械坐标系上的位置坐标(X1，Y1)、(X2，Y2)，然后根据这两者(这两者的中点坐标)确定背光片在机械坐标系上的位置坐标(X3，Y3)，以及背光片的摆放角度。依据同样的方式，确定段码屏在机械坐标系上的位置坐标(X6，Y6)以及段码屏的摆放角度。

本发明具有两个工作组件2，两个工作组件2均可以在组装工位和备件工位之间移动，应用时，一个工作组件2位于组装工位另一个工作组件2位于备件工位，此时可对位于备件工位的工作组件2上放置背光片和段码屏，而对位于组装工位的工作组件2上的背光片和段码屏进行贴合得到仪表屏，这两者均完成后，位于组装工位的工作组件2由组装工位移动至备件工位，同时，位于备件工位的工作组件2由备件工位移动至组装工位，此时可对位于备件工位上的工作组件2上的仪表屏取下，并放置新的背光片和段码屏，对位于组装工位的工作组件2上的背光片和段码屏进行贴合得到仪表屏，如此，两个工作组件2交替地在组装工位和备件工位之间移动，能够高效率地对背光片和段码屏进行贴合。

例如，参见图1，两个工作组件2分别为第一工作组件21和第二工作组件22，在第一工作组件21位于组装工位时，第二工作组件22位于备件工位，此时可对第一工作组件21上的背光片与段码屏进行贴合，操作人员可将待贴合的段码屏和背光片放置到第二工作组件22上，都完成后，第二工作组件22移动至组装工位，第一工作组件21移动至备件工位，便可对第二工作组件22上的背光片和段码屏进行贴合，操作人员可将第一工作组件21上的仪表屏取下，并放置新的、待贴合的背光片和段码屏。

参见图3-图5，工作组件2还包括支架25，工作组件可以通过支架实现与基座的滑动连接。第一支撑台23和第二支撑台24并排安装于支架25上；各工作组件2在支架25与第一支撑台23之间安装有第一光源26，在支架25与第二支撑台24之间安装有第二光源27，也就是说，每个工作组件都安装有一组第一光源和第二光源，两个工作组件的第一光源和第二光源分别独立工作。

以一个工作组件2为例进行说明，其上的第一支撑台23和第二支撑台24与支架25固定连接，也就是说不管在组装工位还是在备件工位，支架25的位置相对第一支撑台23和第二支撑台24的位置不变，在支架25上安装有第一光源26和第二光源27，其中第一光源26位于第一支撑台23的下方，第二光源27位于第二支撑台24的下方，使得不管在哪个工位，第一光源26相对第一支撑台23的位置不变，第二光源27相对第二支撑台24的位置不变，使得第一光源26发出的光线能够透过第一透光孔233，从而照亮背光片上的第一定位标记，第二光源27发出的光线能够透过第二透光孔2431，从而照亮段码屏上的第二定位标记。在本实施方式中，两个光源距离第一支撑板与第二支撑板的距离较小，从而能够提高光源的利用率，即使功率较小的光源也能够适用；且每个工作组件2均配套有对应的一个第一光源26和第二光源27，使得在其中一个工作组件2的第一光源26或第二光源27发生损坏后，也不会影响另一个工作组件2的运行。当然，在该实施例中，控制器可以根据工作组件所处的工位控制相应的光源发光，也就是说，只有工作组件处于组装工位时，其上的第一光源26和第二光源27才发光。

在另一个实施例中，第一光源26和第二光源27的数量均为一个，且第一光源26和第二光源27固定在基座1上，且工作组件2位于组装工位时，第一光源26位于该工作组件2的第一支撑台23的正下方，第二光源27位于该工作组件2第二支撑台24的正下方，在该实施例中，两个工作组件交替工作的整个过程中，可以控制两个光源一直处于工作状态，从而能够分别照亮不同工作组中的第一定位标记和第二定位标记。这种方式，节约光源的数量，且有利于将各工作组件的结构设置的更加紧凑。

参见图1和图2，两个所述工作组件2可以其中一组设置在另一组的下方，且二者在水平方向上沿相互平行的轨道滑动安装于所述基座1。

第一工作组件21与第二工作组件22上下并排设置，其中第一工作组件21在上，第二工作组件22在下，第一工作组件21沿第一轨道211滑动，第二工作组件22沿第二轨道221滑动，第一轨道211与第二轨道221相互平行，滑动方向一致，在组装工位的第一工作组件21位于在组装工位的第二工作组件22的正上方，在备件工位的第一工作组件21位于在备件工位的第二工作组件22的正上方，使得操作人员可在一个固定位置就可在第一工作组件21和第二工作组件22上摆放背光片和段码屏。

在另一种实施例中，两个工作组件可以通过同一轨道安装于基座，第一工作组件21和第二工作组件22均通过该轨道滑动，此时，第一工作组件21和第二工作组件22的组装工位在轨道的中部位置，第一工作组件21的备件工位在轨道的一端，第二工作组件22的备件工位在轨道的另一端，也就是说，两个工作组件2的备件工位分别位于轨道的两端，而不在同一位置。

在另一个实施例中，第一轨道211可以与第二轨道221垂直，且第一轨道211的一端位于第二轨道221的一端的正上方，在第一工作组件21滑动至第一轨道211的一端时，此时第一工作组件21位于其组装工位，第二工作组件22滑动至第二轨道221的一端时，此时第二工作组件22位于其组装工位，使得两个工作组件2的组装工位基本在同一位置(只是上下错位)，第一工作组件21滑动至第一轨道211的另一端时，第一工作组件21处于其备件工位，第二工作组件22滑动至第二轨道221的另一端时，第二工作组件22处于其备件工位。

以上所有实施例中所涉及的轨道均在水平方向上延伸。

第一定位标记和第二定位标记分别设置有两个；在组装工位具有与各定位标记分别对应的固定拍摄位置，控制器控制图像采集组件4分别移动至各固定拍摄位置时采集对应的定位标记的图像信息，且采集组件在固定拍摄位置时其光轴位于对应的定位标记附近。

在该实施例中，由于每个图像信息中只有一个定位标记，因而可根据该定位标记在在图像坐标系上的坐标确定，定位标记在机械坐标系上的坐标，如此，根据每个图像信息，确定每个定位标记在机械坐标系上的坐标，从而确定背光片在机械坐标系上的位置坐标和摆放角度，确定段码屏在机械坐标系上的位置坐标和摆放角度。

参见图3，第一支撑台23具有用于放置背光片的第一放置区232，在第一放置区232的两个相邻边缘处分别设置有多个第一定位凸台231，第一透光孔233设置于所第一述放置区，以通过第一定位凸台231对背光片定位。

第一支撑台23上设置有多个第一定位凸台231，第一定位凸台231限定出第一放置区232，因而在将背光片放置到第一放置区232时，第一定位凸台231能够对背光片的外周进行定位，以对背光片进行定位，使得背光片上的两个第一定位标记位于对应的两个拍摄位置的正下方，使得能够通过图像采集组件4准确得到第一定位标记在机械坐标系上的坐标。

第二支撑台24具有用于放置段码屏的第二放置区242，在第二放置区242的两个相邻边缘处分别设置有多个第二定位凸台241，以通过第二定位凸台241对段码屏定位。

第二支撑台24上设置有多个第二定位凸台241，第二定位凸台241限制出第二放置区242，在段码屏放置到第二放置区242时，第二定位凸台241能够对段码屏的外周进行定位，以对段码屏进行粗定位，低的段码屏上的两个第二定位标记位于对应的两个拍摄位置的正下方，使得能够通过图像采集组件4准确得到第二定位标记在机械坐标系上的坐标。

当然，在其它实施例中，可以在第一支撑台23上凹陷形成第一放置区232，以实现对背光片的粗定位，第二支撑台24上也可以凹陷形成第二放置区242，以实现对段码屏的粗定位。

组装机构还包括标定杆，标定杆可拆卸安装于机械手3。

参见图6，在工作组件2处于组装工位时，控制器还控制机械手3带动标定杆移动至各定位标记所在的位置，并记录各位置信息，以用于结合图像信息确定背光片和段码屏在机械坐标系中的位置，进而确定移动位移使第一定位标记与第二定位标记对齐。

标定杆竖直设置，在标定杆安装于机械手3时，标定杆的轴线与机械手3转轴32的轴线在同一条直线上，可用于确定前述的标准机械坐标。以背光片为例，将背光片摆放到第一放置区232，图像采集组件4在一个拍摄位置，对其正下方的一个第一定位坐标进行拍摄，得到拍摄图像，并确定该第一定位坐标在第一图像坐标系上的坐标，该坐标为第一标准像素坐标(x0，y0)，然后控制机械手3移动，使得标定杆位于该第一定位标记(被拍摄的第一定位标记)的正上方，此时标定杆在机械坐标系上的坐标便是该第一定位标记在机械坐标系上的坐标，即第一标准机械坐标(X0，Y0)，从而得到第一标准像素坐标和第一标准机械坐标，实现第一图像坐标系上的任意坐标均可转化为机械坐标系上的机械坐标，为后期对新摆放的背光片上的第一定位标记进行定位；同理，在每个拍摄位置均进行以上操作，分别得到每个图像坐标系与机械坐标系相对应的标准像素坐标和标准机械坐标。

参见图6，在一个实施例中，机械手3包括吸盘31，吸盘31安装在转轴32上，使得吸盘31能够绕竖直方向上转动，吸盘31的中部设有避让口311，转轴32的下端设有连接口321；在将标定杆安装到机械手3上时，标定杆的上端穿过避让口311与连接口321连接；在将标定杆与机械手3分离时，直接将标定杆从连接口321旋下即可。

在机械手3包括吸盘31的实施例中，通过吸盘31吸附背光片，并带动背光片与段码屏贴合。

参见图3，对于第一支撑台23而言，第一放置区232上还设有避胶槽234，背光片的正面设有双面胶，在将背光片放置到第一放置区232时，双面胶正好位于避胶槽234内，从而避免背光片与第一支撑台23粘接，方便后续通过机械手3移动背光片，并使得背光片的正面与段码屏的背面贴合、粘接。

进一步地，第一放置区232沿第二放置区242的长度方向并排设置有两个，各第一放置区232的边缘处均设置有第一定位凸台231。

第一支撑台23上设有两个第一放置区232，且这两个第一放置区232在第二放置区242的长度方向上并排设置，使得第一支撑台23上能够同时放置两个背光片，相应的段码屏上设有两组第二定位标记分处于段码屏的两个贴合区域，每组第二定位标记包括两个第二定位标记，一组第二定位标记与一个第一放置区232上的背光片上的两个第一定位标记对应；在组装工位，机械手3能够分别抓取两个背光片分别与段码屏上的两个贴合区域贴合，实现两个背光片与一个段码屏贴合的目的。

当然，在只需要一个背光片与一个段码屏贴合时，此时第一支撑台23上只有一个第一放置区232。

第一透光孔233为小的贯通第一支撑台23的圆孔，在背光片摆放到第一放置区232上时，第一定位标记位于第一透光孔233的范围内，以能够通过第一光源26照亮第一定位标记。

工作组件2在备件工位时，第一光源26处于点亮状态，此时第一光源26发出的光线只能从第一透光孔233射出，在将背光片摆放到第一放置区232时，可通过观察第一定位标记是否被照亮，确定背光片是否摆放到位，从而及时调整背光片的位置，使得背光片上的第一定位标记均被照亮，使得在组装工位时，第一定位标记在拍摄位置的正下方。

参见图5，第二支撑台24包括基板243和透明支撑板244，基板243的上表面设置有凹陷区，凹陷区的底面设置有第二透光孔2431；透明支撑板244安装于凹陷区，形成第二放置区242。

透明支撑板244可采用透明的亚克力板，第二透光孔2431的面积略小与凹陷区的面积，使得透明支撑板244能够相对固定在凹陷区内，透明支撑板244的上表面形成第二放置区242，且第二放置区242位于第二透光孔2431的范围内，在段码屏摆放到第二放置区242后，第二光源27发出的光线能能够透过整个透明支撑板244，并照向整个段码屏，第二定位标记属于段码屏上的透光区，从而能够照亮第二定位标记，而对于段码屏上透光区之外的部分，光线无法穿过，以凸显出第二定位标记。

在工作组件2处于备件工位时，第二光源27熄灭，在此条件下，将段码屏摆放到第二放置区242，避免第二光源27射出的强光对操作人员的眼睛造成伤害，而在工作组件2移动到组装工位时，第二光源27才点亮，以照亮第二定位标记。

组装机构还包括安装于基座1的三轴平移台5，机械手3转动安装于三轴平移台5，机械手3的转动轴平行于三轴平移台5的竖直轴；图像采集组件4固定安装于三轴平移台5。

三轴平移台5可以如图1所示的结构，通过控制伺服电机带动安装于三轴平移台5上的机械手3和图像采集组件4在组装机构内移动，使得图像采集组件4能够到达各个拍摄位置对相应的定位标记进行拍摄，使得机械手3能够抓取背光片，并带动背光片与段码屏贴合。

参见图1，本发明还提供了一种仪表屏的装配设备，包括安装罩和前述的组装机构，安装罩具有连通口，机械手3、图像采集组件4和三轴平移台5均设置与安装罩内，组装工位位于安装罩内，备件工位位于安装罩外，工作组件2穿过该连通口在组装工位和备件工位之间移动。

在组装工位，安装罩能够阻挡外界的光线对图像采集组件4的干扰，使得安装罩内处于暗光环境，使得被照亮的定位标记更为明显，从而能够高精度地对定位标记进行定位，实现背光片与段码屏高精度贴合。

本发明的组装机构，在将背光片贴合于段码屏时，通过交替工作于组装工位和备件工位的两个工作组件2实现组装和备料同时进行，且在组装工位时点亮各光源并对各定位标记采集图像，从而根据图像信息确定背光片、段码屏上对应的定位标记的位置，再根据这两个位置信息控制机械手3将背光片移动至对应的第一定位标记与第二定位标记对齐的位置，之后将背光片贴合于段码屏上。这种图像采集定位、自动贴合的全自动化组装方式，大大降低了对操作人员的工艺要求，且通过对各光源的设置和控制，能够提高各定位标记图像采集的精度，从而提高确定的各定位标记的位置精度，使背光片与段码屏的贴合对位精度提高，一致性更好，各成品之间基本无差异，显示效果人眼基本无区别，从而提高了用户体验。

本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种仪表屏的组装机构，所述仪表屏包括相互贴合的段码屏和背光片，所述背光片设置有第一定位标记，所述段码屏上设置有与所述第一定位标记对应的第二定位标记；其特征在于，所述组装机构包括基座、两个工作组件、机械手、第一光源、第二光源、图像采集组件和控制器；

所述基座具有组装工位和备件工位；各所述工作组件活动安装于所述基座，包括第一支撑台和第二支撑台，所述第一支撑台具有与所述第一定位标记对应的第一透光孔，所述第二支撑台具有第二透光孔；在所述组装工位，所述第一光源位于所述第一支撑台下方，以通过所述第一透光孔照亮所述第一定位标记，所述第二光源位于所述第二支撑台下方，以通过所述第二透光孔照亮所述段码屏；所述机械手和所述图像采集组件活动安装于所述基座；

所述控制器控制两个所述工作组件交替处于所述组装工位和备件工位，在所述备件工位等待所述背光片和所述段码屏分别放置于所述第一支撑台和第二支撑台；在所述组装工位时所述控制器还控制所述第一光源和所述第二光源工作以照亮所述第一定位标记和第二定位标记，并控制所述图像采集组件分别采集所述第一定位标记和第二定位标记的图像信息，根据所述图像信息确定的位置信息控制所述机械手将所述背光片移动至使对应的所述第一定位标记和所述第二定位标记对齐的位置，之后将所述背光片与所述段码屏背面贴合；其中，所述位置信息为第一定位标记和第二定位标记在组装机构中的位置信息。

2.根据权利要求1所述的组装机构，其特征在于，所述工作组件还包括支架，所述第一支撑台和所述第二支撑台并排安装于所述支架上；各所述工作组件在所述支架与所述第一支撑台之间安装有所述第一光源，在所述支架与所述第二支撑台之间安装有所述第二光源。

3.根据权利要求2所述的组装机构，其特征在于，两个所述工作组件其中一组设置在另一组的下方，且二者在水平方向上沿相互平行的轨道滑动安装于所述基座。

4.根据权利要求1所述的组装机构，其特征在于，所述第一定位标记和所述第二定位标记分别设置有两个；在所述组装工位具有与各定位标记分别对应的固定拍摄位置，所述控制器控制所述图像采集组件分别移动至各所述固定拍摄位置时采集对应的定位标记的图像信息，且所述采集组件在所述固定拍摄位置时其光轴位于对应的定位标记附近。

5.根据权利要求4所述的组装机构，其特征在于，还包括标定杆，所述标定杆可拆卸安装于所述机械手；

在有工作组件处于所述组装工位时，所述控制器还控制所述机械手带动所述标定杆移动至各定位标记所在的位置，并记录各位置信息，以用于结合所述图像信息确定所述背光片的移动位移使所述第一定位标记与所述第二定位标记对齐。

6.根据权利要求4所述的组装机构，其特征在于，所述第一支撑台具有用于放置所述背光片的第一放置区，在所述第一放置区的两个相邻边缘处分别设置有多个第一定位凸台，所述第一透光孔设置于所述第一放置区，以通过所述第一定位凸台对所述背光片定位；

所述第二支撑台具有用于放置所述段码屏的第二放置区，在所述第二放置区的两个相邻边缘处分别设置有多个第二定位凸台，以通过所述第二定位凸台对所述段码屏定位。

7.根据权利要求6所述的组装机构，其特征在于，所述第一放置区沿所述第二放置区的长度方向并排设置有两个，各所述第一放置区的边缘处均设置有所述第一定位凸台。

8.根据权利要求6所述的组装机构，其特征在于，所述第二支撑台包括基板和透明支撑板，所述基板的上表面设置有凹陷区，所述凹陷区的底面设置有所述第二透光孔；所述透明支撑板安装于所述凹陷区，形成所述第二放置区。

9.根据权利要求1-8任一项所述的组装机构，其特征在于，还包括安装于所述基座的三轴平移台，所述机械手转动安装于所述三轴平移台，所述机械手的转动轴平行于所述三轴平移台的竖直轴；所述图像采集组件固定安装于所述三轴平移台。

10.一种仪表屏的装配设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的组装机构。