CN107234414A - 基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于镜头组装技术领域，公开了一种基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，包括机架，机架设置有用于传送定位夹具的传送轨道，定位夹具设置有定位孔，机架设置有上料装置，所述上料装置包括至少一组图像识别自动翻转上料装置，所述图像识别自动翻转上料装置包括用于对第一变焦镜头配件进行正反面识别和角度识别的第一摄像头和用于将反面朝上的第一变焦镜头配件翻转至正面朝上的翻转机械手；所述图像识别自动翻转上料装置还包括第一变焦镜头配件旋转至设定角度的第一旋转机械手，第一旋转机械手连接有第一移动机构。本发明所提供的一种基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，其组装效率高、组装成本低。

Description

基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备

技术领域

本发明属于镜头组装技术领域，尤其涉及一种基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备。

背景技术

镜头组件的生产一般是将各镜头配件分别组装成前镜头模组、后镜头模组，再将前镜头模组与后镜头模组插接成镜头总成，现有技术中一般是采用工人进行手动组装，其组装效率低，组装成本高，且成品质量稳定性欠佳。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，其通过图像识别自动翻转上料装置，可实现精准自动上料，产品装配质量佳、自动化程度高，利于提高生产效率及降低生产成本。

本发明的技术方案是：一种基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，包括机架，所述机架设置有用于传送定位夹具的传送轨道，所述定位夹具设置有供变焦镜头配件以设定角度插入的定位孔，所述机架设置有用于将变焦镜头配件插入所述定位孔或所述定位孔内另一变焦镜头配件的上料装置，所述上料装置包括至少一组图像识别自动翻转上料装置，所述图像识别自动翻转上料装置包括用于对第一变焦镜头配件进行正反面识别和角度识别的第一摄像头和用于将反面朝上的第一变焦镜头配件翻转至正面朝上的翻转机械手；所述图像识别自动翻转上料装置还包括用于将正面朝上的第一变焦镜头配件旋转至设定角度并移至定位夹具中的第一定位孔或另一变焦镜头配件的孔位中的第一旋转机械手，所述第一旋转机械手连接有第一移动机构。

具体地，所述上料装置还包括至少一组第二上料装置，所述第二上料装置包括第二上料振动盘、用于识别第二变焦镜头配件的摆放角度的第二摄像头和用于将第二变焦镜头配件旋转至设定角度并移至定位夹具中的第二定位孔的第二旋转机械手，所述第二旋转机械手连接有第二移动机构。

具体地，其中一所述传送轨道中的一段为翻转式轨道，所述翻转式轨道连接有用于驱动所述翻转式轨道复位的翻转装置，所述翻转式轨道的一侧设置有用于对随所述翻转式轨道翻转后的变焦镜头组件锁螺丝的锁螺丝装置，所述锁螺丝装置包括用于识别锁螺丝孔位的第三摄像头和用于将螺丝旋紧于螺丝孔位的旋转轴，所述旋转轴连接有第三移动机构。

具体地，所述翻转式轨道连接有用于使所述翻转式轨道在重力下向下翻转的偏心转轴，所述翻转装置可以包括与所述翻转式轨道侧面滚动接触的滚轮和用于驱动滚轮升降的升降驱动器件。

具体地，所述传送轨道内设置有首尾相接的定位夹具，所述传送轨道的前端设置有用于推动各所述定位夹具向传送轨道后端滑移的前端推动装置，所述传送轨道的下方设置有回流轨道，所述传送轨道后端设置有用于将所述传送轨道后端流出的定位夹具移至所述回流轨道后端的后端回流升降机构，所述回流轨道的后端还设置有用于将所述定位夹具沿所述回流轨道推向所述回流轨道前端的后端推动装置，所述回流轨道的前端处设置有用于将所述回流轨道前端流出的定位夹具移至所述传送轨道前端的前端回流升降机构。

具体地，所述传送轨道的一侧还设置有用于将前组镜头模组和后组镜头模组插接装配为变焦镜头总成的插接对合装置。

具体地，所述插接对合装置包括用于对所述前组镜头模组和后组镜头模组进行方位角度识别的第四摄像头和用于抓取所述前组镜头模组并插接于所述后组镜头模组或用于抓取所述后组镜头模组并插接于所述前组镜头模组的第四旋转机械手，所述第四旋转机械手连接有第四移动机构。

具体地，所述机架还设置有涂油装置，所述涂油装置包括外周具有润滑油脂的旋转油环，所述机架连接有用于夹取前组镜头模组并使所述前组镜头模组的外周与所述旋转油环外周转运接触的涂油机械手。

具体地，所述机架还设置有用于将定位夹具中的变焦镜头总成移至位于所述传送轨道一侧的收料盘的出料装置。

具体地，所述出料装置包括用于夹取经插接对合后之变焦镜头总成的出料机械手，出料机械手可以包括夹持手、用于驱动夹持手升降的升降驱动件和用于驱动所述升降驱动件平移的平移驱动件。

本发明所提供的一种基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，其通过图像识别自动翻转上料装置，可实现精准自动上料，利于实现镜头的自动化组装，组装效率高、组装成本低，而且产品组装质量高，组装自动化程度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备的立体示意图；

图2是本发明实施例提供的一种基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备的立体示意图；

图3是本发明实施例提供的一种基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备的立体示意图；

图4是本发明实施例提供的一种基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备中定位夹具的立体示意图；

图5是本发明实施例提供的一种基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备中涂油装置的立体示意图；

图6是图1中A处局部放大示意图；

图7是图3中B处局部放大示意图；

图8是图1中C处局部放大示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图8所示，本发明实施例提供的一种基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，包括机架100，所述机架100设置有用于传送定位夹具120的传送轨道110，所述传送轨道110内设置有首尾相接的定位夹具120，所述定位夹具120设置有供变焦镜头配件以设定角度插入的定位孔121，定位孔121的侧壁具有定位槽或定位筋，变焦镜头配件具有与定位槽或定位筋匹配的定位结构，以使变焦镜头配件只能以设定角度插入定位孔121内进行定位，同一定位夹具120上可以设置有多个相同或不同规格的定位孔121。所述机架100沿所述传送轨道110依次设置有至少两组用于将变焦镜头配件插入所述定位孔121或所述定位孔121内另一变焦镜头配件以分别形成前组镜头模组和后组镜头模组的上料装置，上料装置可以将各变焦镜头配件按设定的角度插入定位孔121中，以使于后续进行自动化组装。所述上料装置包括至少一组图像识别自动翻转上料装置210，所述图像识别自动翻转上料装置210包括用于将第一变焦镜头配件逐个传送至设定位置的第一上料振动盘211和用于对设定位置上的第一变焦镜头配件进行正反面识别和角度识别的第一摄像头212和用于将反面朝上的第一变焦镜头配件翻转至正面朝上的翻转机械手213。翻转机械手213可以夹持第一上料振动盘211输出的第一变焦镜头配件，第一摄像头212对翻转机械手213所夹持的第一变焦镜头配件进行拍照识别，可以识别该变焦镜头配件的正反面和相对转动角度，若该变焦镜头配件的正面朝上，则翻转机械手213保持不动，若该变焦镜头配件的反面朝上，则翻转机械手213翻转180度，使该变焦镜头配件的正面朝上，其智能化程度高，可实现精准自动上料，产品装配质量佳、自动化程度高，利于提高生产效率及降低生产成本。

具体地，所述图像识别自动翻转上料装置210还包括用于将正面朝上的第一变焦镜头配件旋转至设定角度并移至定位夹具120中的第一定位孔121的第一旋转机械手214，所述第一摄像头212和第一旋转机械手214连接有第一移动机构215，根据第一摄像头212所识别变焦镜头配件的角度，由于定位夹具120沿传送轨道110直线滑移，其定位槽或定位筋角度恒定，可以计算出应将对应变焦镜头配件旋转一定角度后可以精准地插入对应的定位孔121中，第一旋转机械手214将变焦镜头配件旋转相应角度后，在第一移动机构215的驱动下插入对应的定位孔121中。第一旋转机械手214可以包括夹持爪和用于驱动夹持爪旋转的旋转电机。第一移动机构215可以包括丝杆机构和用于驱动丝杆的电机等。当然，第一旋转机械手214和第一移动机构215也可以采用其余合适的驱动结构，均属于本发明的保护范围。第一移动机构215可以包括Z轴(纵向)移动机构和X轴(横向)移动机构，当然，第一移动机构215也可为多轴机械臂等。可以理解地，图像识别自动翻转上料装置210和第二上料装置220的数量和位置可以根据变焦镜头配件的具体结构和数量具体设定，均属于本发明的保护范围。

具体地，所述传送轨道110的前端设置有用于推动各所述定位夹具120向传送轨道110后端滑移的前端推动装置130，前端推动装置130可为气缸或油缸等直线驱动机构，其每次驱动各定位夹具120前移一个步距，以使定位夹具120恰好进入下一工序点。所述传送轨道110的一侧还设置有用于将前组镜头模组和后组镜头模组插接装配为变焦镜头总成的插接对合装置510,所述机架100还设置有用于将定位夹具120中的变焦镜头总成移至位于所述传送轨道110一侧的收料盘的出料装置410，可以实现变焦镜头的自动化组装，组装效率高、组装成本低，而且产品组装质量稳定，组装自动化程度高。

具体地，所述传送轨道110可以设置有两组，当然，也可以设置两组以上，两组所述传送轨道110相邻平行设置且分别用于形成前组镜头模组和后组镜头模组，即在一条传送轨道110上的定位夹具120上组装形成前组镜头模组，在另一条传送轨道110上的定位夹具120上组装形成后组镜头模组。

具体地，所述上料装置还包括至少一组第二上料装置220，所述第二上料装置220包括第二上料振动盘221、用于识别第二变焦镜头配件的摆放角度的第二摄像头222和用于将第二变焦镜头配件旋转至设定角度并移至定位夹具120中的第二定位孔121的第二旋转机械手223，所述第二旋转机械手223连接有第二移动机构224，可适用于无需对变焦镜头配件进行正反面识别的变焦镜头配件。根据第二摄像头222所识别变焦镜头配件的角度，可以计算出应将对应变焦镜头配件旋转一定角度后可以精准地插入对应的定位孔121中，第二旋转机械手223将变焦镜头配件旋转相应角度后，在第二移动机构224的驱动下插入对应的定位孔121中或定位孔121中已有的变焦镜头配件中。第二旋转机械手223可以包括夹持爪和用于驱动夹持爪旋转的旋转电机。第二移动机构224可以包括丝杆机构和用于驱动丝杆的电机等。当然，第二旋转机械手223和第二移动机构224也可以采用其余合适的驱动结构，均属于本发明的保护范围。第二移动机构224可以包括Z轴(纵向)移动机构和X轴(横向)移动机构，当然，第二移动机构224也可为多轴机械臂等。

具体地，所述机架100还设置有涂油装置310，可以在变焦镜头配件的插接配合处涂设润滑油脂，以利于进行高精度的插接配合动作。所述涂油装置310包括外周具有润滑油脂的旋转油环311，所述机架100连接有用于夹取前组镜头模组并使所述前组镜头模组的外周与所述旋转油环311外周转运接触的涂油机械手233，即将镜头配件的外圈滚涂一层油脂。

具体地，涂油装置310或以包括用于容纳油脂的油脂容器312，所述油脂容器312通过出油管连接于旋转油环311，所述旋转油环311的一侧设置有用于调节所述旋转油环311外周油脂厚度的调节刮刀313。

具体地，所述油脂容器312连接有用于使油脂从出油管排出的增压器件。

具体地，所述增压器件可以为连接于压缩空气源的压缩气管或连接于油脂容器312的活塞器件。

具体地，其中一所述传送轨道110中的一段为翻转式轨道111，所述翻转式轨道111连接有用于驱动所述翻转式轨道111复位的翻转装置320，所述翻转式轨道111的一侧设置有用于对随所述翻转式轨道111翻转后的镜头组件锁螺丝的锁螺丝装置，所述锁螺丝装置包括用于识别锁螺丝孔位的第三摄像头和用于将螺丝旋紧于螺丝孔位的旋转轴，所述旋转轴连接有第三移动机构。第三移动机构可以包括Z轴(纵向)移动机构和X轴(横向)移动机构，当然，第二移动机构也可为多轴机械臂等。通过将其中一段传送轨道111及对应定位夹具120和变焦镜头配件翻转90度，对所述变焦镜头配件通过图像识别螺丝孔位和锁螺丝装置进行锁螺丝工序，锁螺丝工序完成后，翻转装置320将翻转式轨道111反向翻转90度复位。第三移动机构可以包括丝杆机构和用于驱动丝杆的电机等。当然，第三移动机构也可以采用其余合适的驱动结构，均属于本发明的保护范围。所述翻转式轨道111连接有用于使所述翻转式轨道111在重力下向下翻转的偏心转轴，翻转装置320可以包括与所述翻转式轨道111侧面滚动接触的滚轮321和用于驱动滚轮321升降的升降驱动器件322，升降驱动器件322可为气缸等。

具体地，所述出料装置410设置于靠近所述传送轨道110的后端处，所述出料装置410包括用于夹取经插接对合后之变焦镜头总成的出料机械手，出料机械手可以包括夹持手、用于驱动夹持手升降的升降驱动件和用于驱动所述升降驱动件平移的平移驱动件。升降驱动件可为气缸等，平移驱动件可为丝杆传动机构等。

具体地，所述插接对合装置510包括用于对所述前组镜头模组和后组镜头模组进行方位角度识别的第四摄像头511和用于抓取所述前组镜头模组并插接于所述后组镜头模组或用于抓取所述后组镜头模组并插接于所述前组镜头模组的第四旋转机械手512，所述第四旋转机械手512连接有第四移动机构513。第四移动机构可以包括Z轴(纵向)移动机构和X轴(横向)移动机构，当然，第四移动机构也可为多轴机械臂等。根据第四摄像头511所识别前组镜头模组和后组镜头模组的角度，可以计算出应将对应前组镜头模组或后组镜头模组旋转一定角度后可以精准地插入对应的孔位中，第四旋转机械手512将前组镜头模组或后组镜头模组旋转相应角度后，在第四移动机构513的驱动下插入对应的孔位中，完成前组镜头模组和后组镜头模组的插接配合，得到装配后的变焦镜头总成，变焦镜头总成可由第四旋转机械手512或夹持手再次放回定位夹具120的定位孔121中，变焦镜头总成可以随定位夹具120移动至下一工位(出料工位)处。第四旋转机械手512可以包括夹持爪和用于驱动夹持爪旋转的旋转电机。第四移动机构513可以包括丝杆机构和用于驱动丝杆的电机等。当然，第四旋转机械手512和第四移动机构513也可以采用其余合适的驱动结构，其可包括纵向移动机构和横向移动机构，具体结构可以根据实际情况设定，均属于本发明的保护范围。

具体地，所述传送轨道110的下方设置有回流轨道140，所述传送轨道110后端设置有用于将所述传送轨道110后端流出的定位夹具120移至所述回流轨道140后端的后端回流升降机构610，后端回流升降机构610可为气缸等，所述回流轨道140的后端还设置有用于将所述定位夹具120沿所述回流轨道140推向所述回流轨道140前端的后端推动装置620，后端推动装置620可为气缸等。所述回流轨道140的前端处设置有用于将所述回流轨道140前端流出的定位夹具120移至所述传送轨道110前端的前端回流升降机构630，前端回流升降机构630可为气缸等。这样，定位夹具120可以自动往复循环，无需人工干预，进一步提高了自动化程度，生产效率更高。

本发明实施例还提供了一种变焦镜头自动化组装方法，采用上述的基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，包括以下步骤：

将多个定位夹具120首尾相接置于传送轨道110中；

至少一组上料装置将至少一个变焦镜头配件置于所述定位夹具120的定位孔121中；

至少一组上料装置将至少一个变焦镜头配件置于所述定位夹具120的定位孔121中或置于定位孔121内另一变焦镜头配件内，各变焦镜头配件在所述定位夹具120上形成前组镜头模组和后组镜头模组；

通过插接对合装置510抓取所述前组镜头模组并插接于所述后组镜头模组或抓取所述后组镜头模组并插接于所述前组镜头模组得到镜头总成；

将变焦镜头总成移至出料盘。

具体地，将所述前组镜头模组与所述后组镜头模组插接对合前，通过将其中一段传送轨道111及对应定位夹具120和变焦镜头配件翻转90度，对所述变焦镜头配件通过图像识别螺丝孔位和锁螺丝装置进行锁螺丝工序；

将变焦镜头配件移至定位孔121的过程、将前组镜头模组插接于后组镜头模组的过程采用图像识别方位角度的方式，通过机械手抓取并旋转变焦镜头配件、前组镜头模组或后组镜头模组进行对位；

将所述前组镜头模组与所述后组镜头模组插接对合前，对所述前组镜头模组的外周进行涂油脂；

定位夹具120中的变焦镜头总成移至出料盘后，定位夹具120从传送轨道110的后端流出并下降，再从传送轨道110下方的回流轨道140回流至回流轨道140的前端，然后定位夹具120从回流轨道140的前端流出并升至传送轨道110的前端后进入传送轨道110。

本发明实施例所提供的一种基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，其可以将各变焦镜头配件自动按设定的角度自动插入定位夹具120的定位孔121中，定位夹具120可以沿传送轨道110滑动，上料装置可以将相应的变焦镜头配件于定位夹具120中自动组装成前组镜头模组和后组镜头模组，插接对合装置510可以将前组镜头模组和后组镜头模组插接对合形成成品变焦镜头总成后由出料装置410将变焦镜头总成自动移至出料盘，变焦镜头配件的上料、移动、旋转、插接等动作可以借助图像识别装置进行定位，其定位精度高，定位效果好，可以实现镜头的自动化组装，组装效率高、组装成本低，而且产品组装质量稳定，组装自动化程度高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，其特征在于，包括机架，所述机架设置有用于传送定位夹具的传送轨道，所述定位夹具设置有供变焦镜头配件以设定角度插入的定位孔，所述机架设置有用于将变焦镜头配件插入所述定位孔或所述定位孔内另一变焦镜头配件的上料装置，所述上料装置包括至少一组图像识别自动翻转上料装置，所述图像识别自动翻转上料装置包括用于对第一变焦镜头配件进行正反面识别和角度识别的第一摄像头和用于将反面朝上的第一变焦镜头配件翻转至正面朝上的翻转机械手；所述图像识别自动翻转上料装置还包括用于将正面朝上的第一变焦镜头配件旋转至设定角度并移至定位夹具中的第一定位孔或另一变焦镜头配件的孔位中的第一旋转机械手，所述第一旋转机械手连接有第一移动机构。

2.如权利要求1所述的基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，其特征在于，所述上料装置还包括至少一组第二上料装置，所述第二上料装置包括第二上料振动盘、用于识别第二变焦镜头配件的摆放角度的第二摄像头和用于将第二变焦镜头配件旋转至设定角度并移至定位夹具中的第二定位孔的第二旋转机械手，所述第二旋转机械手连接有第二移动机构。

3.如权利要求1所述的基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，其特征在于，其中一所述传送轨道中的一段为翻转式轨道，所述翻转式轨道连接有用于驱动所述翻转式轨道复位的翻转装置，所述翻转式轨道的一侧设置有用于对随所述翻转式轨道翻转后的变焦镜头组件锁螺丝的锁螺丝装置，所述锁螺丝装置包括用于识别锁螺丝孔位的第三摄像头和用于将螺丝旋紧于螺丝孔位的旋转轴，所述旋转轴连接有第三移动机构。

4.如权利要求3所述的基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，其特征在于，所述翻转式轨道连接有用于使所述翻转式轨道在重力下向下翻转的偏心转轴，所述翻转装置可以包括与所述翻转式轨道侧面滚动接触的滚轮和用于驱动滚轮升降的升降驱动器件。

5.如权利要求1所述的基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，其特征在于，所述传送轨道内设置有首尾相接的定位夹具，所述传送轨道的前端设置有用于推动各所述定位夹具向传送轨道后端滑移的前端推动装置，所述传送轨道的下方设置有回流轨道，所述传送轨道后端设置有用于将所述传送轨道后端流出的定位夹具移至所述回流轨道后端的后端回流升降机构，所述回流轨道的后端还设置有用于将所述定位夹具沿所述回流轨道推向所述回流轨道前端的后端推动装置，所述回流轨道的前端处设置有用于将所述回流轨道前端流出的定位夹具移至所述传送轨道前端的前端回流升降机构。

6.如权利要求1所述的基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，其特征在于，所述传送轨道的一侧还设置有用于将前组镜头模组和后组镜头模组插接装配为变焦镜头总成的插接对合装置。

7.如权利要求6所述的基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，其特征在于，所述插接对合装置包括用于对所述前组镜头模组和后组镜头模组进行方位角度识别的第四摄像头和用于抓取所述前组镜头模组并插接于所述后组镜头模组或用于抓取所述后组镜头模组并插接于所述前组镜头模组的第四旋转机械手，所述第四旋转机械手连接有第四移动机构。

8.如权利要求1所述的基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，其特征在于，所述机架还设置有涂油装置，所述涂油装置包括外周具有润滑油脂的旋转油环，所述机架连接有用于夹取前组镜头模组并使所述前组镜头模组的外周与所述旋转油环外周转运接触的涂油机械手。

9.如权利要求1所述的基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，其特征在于，所述机架还设置有用于将定位夹具中的变焦镜头总成移至位于所述传送轨道一侧的收料盘的出料装置。

10.如权利要求9所述的基于图像识别自动翻转上料的变焦镜头自动化组装设备，其特征在于，所述出料装置包括用于夹取经插接对合后之变焦镜头总成的出料机械手，出料机械手可以包括夹持手、用于驱动夹持手升降的升降驱动件和用于驱动所述升降驱动件平移的平移驱动件。