CN104570264A - 镜头组装、断差检测和间隙检测三合一的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种镜头组装、断差检测和间隙检测三合一的装置，包括：均设置在架体上的移动模组、壳体工位以及镜头工位，移动模组上还搭载有功能组，功能组上设有吸爪、第一CCD、第二CCD以及与第一CCD配合使用的点激光，移动模组能够带动功能组在壳体工位和镜头工位上方移动。通过CCD和点激光的使用能对镜头的安装检测提供准确的定位及角度信息；夹块保证了壳体与CCD的相对位置不会有大的误差；点激光和CCD配合，能实现镜头与壳体之间的精密安装，并能检测镜头和壳体之间的安装误差，即断差和间隙的检测；吸爪和加压气缸的配合能使得镜头被准确压合到镜头孔内，同时镜头、镜头孔、镜头槽以及爪体四者的特定结构，为镜头的转移和安装压合提供了便利。
Description
技术领域
本发明涉及一种对手机或平板电脑的相机镜头进行多步骤组装检测合一的设备，尤其涉及一种镜头组装、断差检测和间隙检测三合一的装置。
背景技术
在对手机或平板电脑的相机镜头进行组装过程中，需要很多步骤，如：上料，镜头的正反面检测，镜头与壳体的对位，上胶压合组装以及检测组装的质量。上述步骤较多，但都只是集中在一个很小的相机镜头上，其中每个步骤都关系到安装的质量和安装的总时长，每个步骤均需要精准快速的处理，同时安装要能够保证在极小的误差范围内。
组装结束后需要保持镜头与壳体相对静止不动的情况下及时进行组装质量检测，并对检测不合格的安装件及时处理。同时在组装和检测的各个过程，由于对安装尺寸和要检测的安装误差尺寸大部分已经超出肉眼所能够轻易鉴别的范围，所以各个步骤均需要借助设别来进行操作。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种多功能合一的镜头组装、断差检测和间隙检测三合一的装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种镜头组装、断差检测和间隙检测三合一的装置，包括：均设置在架体上的移动模组、壳体工位以及镜头工位，其特征在于，所述移动模组上还搭载有功能组，所述功能组上设有吸爪、第一CCD、第二CCD以及与所述第一CCD配合使用的点激光，所述移动模组能够带动所述功能组在所述壳体工位和所述镜头工位上方移动。
本发明一个较佳实施例中，所述移动模组设有相互垂直的X轴和Y轴，所述功能组搭载在所述Y轴上并能够沿所述Y轴的轴线移动，所述Y轴搭载在所述X轴上并能够沿所述X轴的轴线移动。
本发明一个较佳实施例中，所述壳体上设有镜头孔，所述壳体夹紧的设置在所述壳体工位上时，所述第二CCD位于所述镜头孔正上方，此时所述第一CCD恰好位于所述镜头工位的一个镜头孔正上方。
本发明一个较佳实施例中，所述镜头工位上设有至少一个镜头槽，圆环形的镜头能够形状匹配的设置在所述镜头槽内，所述镜头厚度大于所述镜头槽深度。
本发明一个较佳实施例中，所述吸爪通过真空管连接抽真空装置，所述真空管末端设有爪体，所述爪体设有若干个向外周向延伸的指部，所述爪体底部设有一周与所述真空管同心的凸起的台阶。
本发明一个较佳实施例中，所述壳体上设有镜头孔，所述爪体周向的半径大于所述镜头孔外周半径，圆环形所述台阶半径小于所述镜头孔半径，所述真空管内径小于所述镜头内径，当所述吸爪压在放置有镜头的镜头孔上时，所述指部位于所述镜头孔外侧，所述台阶位于镜头孔内并过盈的压住所述镜头。
本发明一个较佳实施例中，所述吸爪连接加压气缸，所述气缸能够将所述吸爪末端压持在所述镜头槽上。
本发明一个较佳实施例中，所述第一CCD位于所述吸爪正上方。
本发明一个较佳实施例中，当所述第一CCD移动到放置有所述镜头的镜头槽正上方时，所述第一CCD拍摄朝向线与倾斜设置的点激光发射的激光线相交，交点位于所述镜头上。
本发明一个较佳实施例中，所述壳体工位中部设有若干个吸盘，周向设有若干个定位销以及两个夹块，所述夹块由气缸带动并能够在夹持位置和松弛位置变换，两个位于夹持位置的夹块与若干个定位销能够共同组成一个与所述壳体外形匹配的轮廓。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明通过CCD和点激光的使用能够对镜头的安装和检测提供较为准确的定位以及角度信息；吸爪的设置实现了对镜头的精确位置搬运，并不会损伤镜头表面；壳体工位带有的夹块保证了壳体与CCD的相对位置不会产生大的误差，同时吸盘能够稳定壳体的位置，并为壳体提供柔软的下垫支撑；移动模组能够实现CCD在水平面上沿直角坐标系进行任意位置的移动；两个CCD的配合使用，缩短了组装和检测时长；点激光和CCD的配合，能够实现镜头与壳体之间的精密安装，并能够检测镜头和壳体之间的安装误差，即断差和间隙的检测；吸爪和加压气缸的配合能够使得镜头被准确压合到镜头孔内，同时镜头、镜头孔、镜头槽以及爪体四者的特定结构，为镜头的转移和安装压合提供了便利。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的立体结构图；
图2是本发明的优选实施例的移动模组及功能组的立体结构图；
图3是本发明的优选实施例的移动模组及功能组的俯视图；
图4是本发明的优选实施例的壳体工位的立体结构图；
图5是本发明的优选实施例的壳体工位的透视图；
图6是本发明的优选实施例的壳体工位的工作原理图；
图7是本发明的优选实施例的壳体工位的仰视图；
图8是本发明的优选实施例的壳体工位的侧视图；
图9是本发明的优选实施例的吸爪立体结构图；
图10是本发明的优选实施例的放置有镜头的镜头槽剖面图；
图11是本发明的优选实施例的镜头工位的立体结构图；
图12是本发明的优选实施例的饱压在镜头孔上吸爪的工作原理图；
图13是本发明的镜头组装中断差检测的原理图；
图14是本发明的镜头组装中间隙检测的原理图；
图中：1、架体，2、移动模组，3、X轴，4、Y轴，5、功能组，6、第一CCD，7、第二CCD，8、点激光，9、加压气缸，10、吸爪，11、真空管，12、爪体，13、指部，14、台阶，15、壳体工位，16、吸盘，17、定位销，18、夹块，19、镜头工位，20、镜头槽，21、壳体，22、镜头孔，23、镜头，24、气缸， 25、定位销，26、直杆，27、斜杆，28、弹簧销，29、吹冷风装置， 31、冷风口。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-14所示，一种镜头组装、断差检测和间隙检测三合一的装置，包括：均设置在架体1上的移动模组2、壳体工位19以及镜头工位15，移动模组2上还搭载有功能组5，功能组5上设有吸爪10、第一CCD6、第二CCD7以及与第一CCD6配合使用的点激光8，移动模组2能够带动功能组5在壳体工位19和镜头工位15上方移动。
移动模组2设有相互垂直的X轴3和Y轴4，功能组5搭载在Y轴4上并能够沿Y轴4的轴线移动，Y轴4搭载在X轴3上并能够沿X轴3的轴线移动。移动模组2能够带动吸爪10在镜头工位15和壳体工位19之间运动，运动的距离根据第一CCD6检测到镜头23的位置与镜头孔22之间的相对位置精确确定，同时移动模组2还能够带动吸爪10在两个镜头槽20之间运动；移动模组2能够带动第一CCD6和点激光8在镜头工位15和壳体工位19之间运动。
壳体21上设有镜头孔22，壳体21夹紧的设置在壳体工位19上时，第二CCD7位于镜头孔22正上方，此时第一CCD6恰好位于镜头工位15的一个镜头孔22正上方。镜头孔22为镜头23最终需要组装的安装位，镜头槽20为镜头23安装前暂时存放的位置，并且镜头槽20与镜头孔22之间的距离确定，吸爪10移取镜头23的动作能够得到简化。在第一CCD6对镜头孔22内镜头23进行精确定位的同时，第二CCD7就能够同时对镜头孔22进行精确定位，两个CCD同时得到的两位置之间的相对距离就能够精确得到，并保证镜头23被吸爪10移动的距离得到确定。
镜头23的形状为圆环形结构，在安装过程中，环形的中部设有填充物，以便于吸爪10的抽真空吸取。
镜头工位15上设有至少一个镜头槽20，圆环形的镜头23能够形状匹配的设置在镜头槽20内，镜头23厚度大于镜头槽20深度。厚度的设定保证吸爪10容易的吸取到镜头23，如果镜头23凹入在镜头槽20内，则吸爪10不易吸取。
吸爪10通过真空管11连接抽真空装置，真空管11末端设有爪体12，爪体12设有若干个向外周向延伸的指部13，爪体12底部设有一周与真空管11同心的凸起的台阶14。壳体21上设有镜头孔22，爪体12周向的半径大于镜头孔22外周半径，圆环形台阶14半径小于镜头孔22半径，真空管11内径小于镜头23内径，当吸爪10压在放置有镜头23的镜头孔22上时，指部13位于镜头孔22外侧，台阶14位于镜头孔22内并过盈的压住镜头23。这样的结构设置能够起到一下有益效果：1）指部13的末端压在了镜头槽20外侧，圆环形的台阶14凸出，恰好压在镜头23上，两个结构的配合使得吸爪10不会对镜头23和壳体21产生破坏性的压迫，同时凸起的台阶14产生过盈的压力，饱压住镜头23，使镜头23与镜头孔22之间充分结合，粘附在一起的效果会很好；2）镜头23厚度加上台阶14的厚度恰好与镜头孔22的深度有一个较好的匹配，保证吸爪10对镜头23的产生过盈压迫，但是又不会有产生过强的压迫力。
吸爪10连接加压气缸9，气缸24能够将吸爪10末端压持在镜头槽20上，加压气缸9能够带动吸爪10在竖直方向运动，有利于吸爪10对镜头23的吸取、自由位移、对镜头23进行压合组装。
当第一CCD6移动到放置有镜头23的镜头槽20正上方时，第一CCD6拍摄朝向线与倾斜设置的点激光8发射的激光线相交，交点位于镜头23上。此种结构设置有利于第一CCD6和点激光8配合对镜头23进行轮廓检测、正反面检测等。
壳体工位19中部设有若干个吸盘，周向设有若干个定位销25以及两个夹块18，夹块18由气缸24带动并能够在夹持位置和松弛位置变换，两个位于夹持位置的夹块18与若干个定位销25能够共同组成一个与壳体21外形匹配的轮廓。
壳体工位19，包括：夹持平台和设置在夹持平台底部的夹持装置，夹持平台上排布有若干个定位销25，夹持装置上设有至少一个夹块18，夹块18由夹持装置带动并能够在夹持位置和松弛位置变换，位于夹持位置的夹块18与若干个定位销25能够共同组成一个与壳体21外形匹配的轮廓。
设置在同一个平面上的两个夹块18，以及通过直杆26和斜杆27同时与两个夹块18连接的气缸24，夹块18由气缸24带动并能够同时在夹持位置和松弛位置变换，通过两个夹块18的共同推动，两个轮廓就能够精确快速的重叠在一起。
直杆26主要是用于将气缸24的驱动力传导到各个夹块18，夹块18连接的斜杆27能够将直杆26的运动方向转换成对应的夹块18的运动方向；夹块18与定位销25设置在同一平面上，这样拟合出来的轮廓就能够在同一个平面上，对壳体21的夹持也较为容易。当然夹块18拟合的轮廓或夹块18与定位销25共同拟合的轮廓也可以时立体结构，此时若干个夹块18与定位销25可以不在同一个平面上。
夹持平台中部设有若干个吸盘，吸盘开口朝上,吸盘设有四个，按照矩形排布在轮廓内侧的四个角。轮廓中部设有若干个吸盘，吸盘开口朝上，吸盘设有四个，按照矩形排布在轮廓内侧的四个角，吸盘能够对定位好的壳体21进行固定，使得夹持更为稳固，壳体21在竖直方向不会轻易移动。
夹持装置上设有两个夹块18，分别是位于夹持平台两个相邻的侧边的X轴夹块18和Y轴夹块18。夹持装置上装有气缸24，气缸24直接连接Y轴夹块18以及通过连杆结构连接X轴夹块18，气缸24能够推动X轴夹块18和Y轴夹块18同时在夹持位置和松弛位置变换。连杆机构包括与X轴夹块18连接的直杆26和与气缸24转轴连接的斜杆27，斜杆27与直杆26也通过转轴连接。
连杆机构为两端分别与X轴夹块18和气缸24转轴连接的斜杆27。位于松弛位置的夹块18位于轮廓的外侧，松弛位置位于拟合的轮廓外侧，有利于壳体21的放入。
夹块18一侧还设有余量调节装置，余量调节装置上设有弹簧销28，弹簧销28一端能够抵住夹块18并能够推动的将夹块18在夹持位置和松弛位置之间作小范围调节。
夹持平台底部还设有吹冷风装置29，吹冷风装置29设有的冷风管一端贯穿夹持平台并与夹持平台上部的冷风口31连通，在冷风口31对准镜头孔22吹冷风，镜头23和镜头孔22之间通过冷风能够让胶水或黏合剂快速干化和固化，缩短组装时间。
直杆26被气缸24推动，斜杆27转轴连接直杆26和夹块18。倾斜的斜杆27通过转轴连接，这样斜杆27能够将直杆26的力转换方向，两个斜杆27配合就能够转换两个方向。
夹块18侧边与壳体21接触的一面设有橡胶垫或橡胶柱，这样在夹持过程中，夹块18不会损伤壳体21的表面。
图10中，a的尺寸为镜头槽20深度，b的尺寸为镜头23高出镜头槽20的大小；图13中，c和d分别是镜头23和镜头孔22之间的最小和最大间距，z为断差角度；图14中，e和f分别是镜头23和镜头孔22之间最小和最大间隙。
测量断差方法：a. 根据激光扫描点的数据，分别取出4个点拟合出镜头23平面和壳体21的平面；b. 根据两个平面的空间位置，计算出最大间距和最小间距，及角度；c.最后计算出断差。
测量间距方法：a. 标定原理，图像标定的目的是为了建立图像坐标系与物理坐标系间的关系，同时也能获取单个像素所对应的物理尺寸；b. 装配对位，通过图像处理获取内外两圆形的几何位置,根据标定结果换算到实际值，通过两圆心连 线计算最大最小间隙值,边装配边调整。
本发明在使用时， 包括以下步骤：
（1）将壳体21夹持的设置在壳体工位19上，同时将镜头23设置在镜头工位15上；
（2）通过第一CCD6检测镜头23的正反面；
（3）第一CCD6和第二CCD7分别拍取位于步骤（2）中检测为正面的镜头23轮廓和壳体21上的镜头孔22轮廓，并均记录镜头23和镜头孔22的相对位置；
（4）通过加压气缸9带动吸爪10下压吸取镜头23，根据相对位置，吸爪10精确的将抹有胶的镜头23移动到镜头孔22内，并通过加压气缸9将镜头23饱压在镜头孔22内；
（5）通过点激光8和第一CCD6配合检测镜头23与镜头孔22之间的同心度；
（6）通过点激光8和第一CCD6配合检测镜头23与镜头孔22之间的平行度。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
Claims (9)
1. 一种镜头组装、断差检测和间隙检测三合一的装置，包括：均设置在架体上的移动模组、壳体工位以及镜头工位，其特征在于，所述移动模组上还搭载有功能组，所述功能组上设有吸爪、第一CCD、第二CCD以及与所述第一CCD配合使用的点激光，所述移动模组能够带动所述功能组在所述壳体工位和所述镜头工位上方移动。
2. 根据权利要求1所述的镜头组装、断差检测和间隙检测三合一的装置，其特征在于：所述移动模组设有相互垂直的X轴和Y轴，所述功能组搭载在所述Y轴上并能够沿所述Y轴的轴线移动，所述Y轴搭载在所述X轴上并能够沿所述X轴的轴线移动。
3. 根据权利要求1所述的镜头组装、断差检测和间隙检测三合一的装置，其特征在于：所述壳体上设有镜头孔，所述壳体夹紧的设置在所述壳体工位上时，所述第二CCD位于所述镜头孔正上方，此时所述第一CCD恰好位于所述镜头工位的一个镜头孔正上方。
4. 根据权利要求1所述的镜头组装、断差检测和间隙检测三合一的装置，其特征在于：所述镜头工位上设有至少一个镜头槽，圆环形的镜头能够形状匹配的设置在所述镜头槽内，所述镜头厚度大于所述镜头槽深度。
5. 根据权利要求4所述的镜头组装、断差检测和间隙检测三合一的装置，其特征在于：所述吸爪通过真空管连接抽真空装置，所述真空管末端设有爪体，所述爪体设有若干个向外周向延伸的指部，所述爪体底部设有一周与所述真空管同心的凸起的台阶。
6. 根据权利要求5所述的镜头组装、断差检测和间隙检测三合一的装置，其特征在于：所述壳体上设有镜头孔，所述爪体周向的半径大于所述镜头孔外周半径，圆环形所述台阶半径小于所述镜头孔半径，所述真空管内径小于所述镜头内径，当所述吸爪压在放置有镜头的镜头孔上时，所述指部位于所述镜头孔外侧，所述台阶位于镜头孔内并过盈的压住所述镜头。
7. 根据权利要求5所述的镜头组装、断差检测和间隙检测三合一的装置，其特征在于：所述吸爪连接加压气缸，所述气缸能够将所述吸爪末端压持在所述镜头槽上。
8. 根据权利要求1所述的镜头组装、断差检测和间隙检测三合一的装置，其特征在于：当所述第一CCD移动到放置有所述镜头的镜头槽正上方时，所述第一CCD拍摄朝向线与倾斜设置的点激光发射的激光线相交，交点位于所述镜头上。
9. 根据权利要求1所述的镜头组装、断差检测和间隙检测三合一的装置，其特征在于：所述壳体工位中部设有若干个吸盘，周向设有若干个定位销以及两个夹块，所述夹块由气缸带动并能够在夹持位置和松弛位置变换，两个位于夹持位置的夹块与若干个定位销能够共同组成一个与所述壳体外形匹配的轮廓。
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