CN107511661A - 光学镜头组装设备及组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学镜头组装设备及组装方法，光学镜头组装设备包括运输装置、成像装置及图像处理器，所述运输装置用于移动镜片至镜筒内，所述运输装置包括用于吸附镜片的吸头，所述成像装置用于对所述吸头吸附的镜片拍照，所述成像装置与所述图像处理器电性连接，所述图像处理器用于得到镜片的待组装姿态。上述光学镜头组装设备可通过运输装置上的吸头吸附镜片，成像装置对吸头吸附的镜片进行拍照，图像处理器接收成像装置的照片，通过图像处理器对照片进行处理，得到镜片的待组装姿态，若镜片的待组装姿态合格，则运输装置将镜片移动至镜筒内完成组装，此时镜片与镜筒的组装精度较高。

Description

光学镜头组装设备及组装方法

技术领域

本发明涉及光学生产设备技术领域，特别是涉及一种光学镜头组装设备及组装方法。

背景技术

随着手机、安防监控等行业的繁荣发展，上述行业对光学镜头的需求量也不断攀升，同时对光学镜头的质量要求也越来越高。

传统的光学镜头通过操作人员使用真空吸取镜片，将不同的镜片依次装入镜筒中。光学镜头对组装精度要求较高，但人工组装作业无法保证组装精度。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种组装精度高的光学组装装置及组装方法。

其技术方案如下：

一种光学镜头组装设备，包括运输装置、成像装置及图像处理器，所述运输装置用于移动镜片至镜筒内，所述运输装置包括用于吸附镜片的吸头，所述成像装置用于对所述吸头吸附的镜片拍照，所述成像装置与所述图像处理器电性连接，所述图像处理器用于得到镜片的待组装姿态。

上述光学镜头组装设备，运输装置上的吸头吸附镜片，成像装置可对吸头吸附的镜片进行拍照，图像处理器可接收成像装置的照片，通过图像处理器对照片进行处理，得到镜片的待组装姿态，若镜片的待组装姿态合格，则运输装置将镜片移动至镜筒内完成组装，此时镜片与镜筒的组装精度较高。

在其中一个实施例中，所述运输装置上设有旋转件，所述吸头与所述旋转件传动连接。在镜片移动至镜筒内完成组装之前，可先对镜片进行旋转，调整镜片的位置，使镜片的水口位置与基准组装姿态一致，此时镜片与镜筒的组装精度更高，此外，在拍照时旋转件可带动吸头上的镜片转动，可取得多张照片，可得到更精确的镜片的待组装姿态。

在其中一个实施例中，上述光学镜头组装设备还包括载物台及与所述载物台滑动配合的滑轨，所述载物台用于放置镜筒及镜片，所述运输装置还包括第一滑动件、第二滑动件及设于所述载物台一侧的悬架，所述悬架上沿横向设有第一滑道，所述第一滑动件与所述第一滑道滑动配合，所述第一滑动件上沿纵向设有第二滑道，所述第二滑动件与所述第二滑道滑动配合，所述滑轨与所述第一滑道、所述第二滑道均垂直设置，所述吸头设于所述第二滑动件上。此时滑轨、第一滑道与第二滑道的设置有利于对镜片与镜筒的相对位置进行较为精确的调整，同时载物台与滑轨滑动配合，则吸头所在的第二滑动件只用进行两个方向上的移动，可提高吸头的移动精度，有利于进一步提高镜片与镜筒的组装精度。

在其中一个实施例中，所述成像装置包括主体与摄头，所述摄头设于所述主体上，所述第一滑道的一端与所述主体相对设置，当所述第一滑动件移动至所述第一滑道靠近所述主体的一端时，所述摄头与所述吸头相对设置。此时摄头对吸头上的镜片进行拍照，由于摄头位于镜片下方，对镜片的拍照更方便，若运输装置需要组装多个相互配合的镜片与镜筒，由于镜片均需要移动至成像装置的上方，不同的镜片拍照的条件相同，对镜片的待组装姿态是否合格的判断更为准确，有利于进行重复操作。同时可更好的得到镜片的水口位置、正反方向及圆心水平坐标等信息，有利于通过图像处理器得到镜片的更精确的待组装姿态。

在其中一个实施例中，所述载物台包括沿所述第一滑道的长度方向依次设置的装配部与置物部，所述置物部上设有多个用于放置镜片的第一定位孔，所述装配部上设有多个用于与镜筒匹配的第二定位孔，所述成像装置设于所述置物部远离所述装配部的一侧。装配部与置物部可分开放置镜片与镜筒，可提高镜片与镜筒的组装效率，第一定位孔与第二定位孔可保证镜片与镜筒的稳定，同时成像装置设于置物部远离装配部的一侧时，吸头吸附镜片之后可移动至成像装置一侧，方便对镜片进行拍照，进一步提高组装效率。

在其中一个实施例中，上述光学镜头组装设备还包括平台、机箱及触摸屏，所述悬架、所述滑轨及所述机箱均设于所述平台上，所述机箱设于所述成像装置远离所述置物部的一侧，所述图像处理器设于所述机箱内，所述触摸屏设于所述机箱上。由于上述光学镜头组装设备的元件均设于平台上，集成度高，排列紧凑，可减小设备的体积及占用空间，此外，在组装前可通过触摸屏输入基准组装姿态的参数，用与镜片的待组装姿态进行比对，判断镜片的待组装姿态是否合格。

一种光学镜头组装方法，包括以下步骤：

运输装置上的吸头吸取镜片；

成像装置对镜片拍照，并将照片输送至图像处理器；

所述图像处理器通过所述照片判断镜片的待组装姿态是否合格；

若镜片的待组装姿态合格，运输装置将镜片移动至镜筒处进行组装。

上述光学镜头组装方法，通过在镜片与镜筒的组装前判断镜片的待组装姿态是否合格，在镜片的待组装姿态合格的情况才将镜片与镜筒进行组装，此时组装的精度更高。

在其中一个实施例中，在吸头吸取镜片之后，还包括以下步骤：

运输装置将镜片移动至成像装置的上方。

若运输装置需要组装多个相互配合的镜片与镜筒，由于镜片均需要移动至成像装置的上方，不同的镜片拍照的条件相同，对镜片的待组装姿态是否合格的判断更为准确，有利于进行重复操作。

在其中一个实施例中，图像处理器通过照片判断镜片的待组装姿态是否合格，具体包括以下步骤：

图像处理器通过照片提取镜片的水口位置、正反方向及圆心水平坐标，即为镜片的待组装姿态，并与基准组装姿态进行对比，若镜片的待组装姿态与组装基准待组装姿态的差值范围在预设范围内，则镜片的待组装姿态合格。

通过将镜片的待组装姿态与基准组装姿态进行比对，判断镜片的待组装姿态是否合格，此时可保证镜片与镜筒的组装精度更高。

在其中一个实施例中，若镜片的待组装姿态合格，将所述镜片移动至镜筒处进行组装，具体包括以下步骤：

若镜片的待组装姿态合格，运输装置将镜片移动至镜筒上方；

旋转镜片，直至镜片的水口与基准组装姿态一致；

将镜片组装到镜筒内。

此时可通过旋转镜片对镜片的水口位置进行校正，再将镜片与镜筒进行组装，此时组装的精度可进一步提高。

附图说明

图1为本发明实施例所述的光学镜头组装设备的斜视图；

图2为本发明实施例所述的光学镜头组装设备的俯视图；

图3为图1中A处的放大示意图；

图4为本发明实施例所述的光学镜头组装方法的流程示意图一；

图5为本发明实施例所述的光学镜头组装方法的流程示意图二。

附图标记说明：

100、运输装置，110、吸头，120、旋转件，130、定位套，140、滑轨，141、第一导轨件，142、第二导轨件，143、第三导轨件，144、挡板，150、第一滑动件，160、第二滑动件，170、悬架，180、第一滑道，190、第二滑道，200、成像装置，210、主体，220、摄头，300、载物台，310、装配部，320、置物部，400、平台，500、机箱，600、触摸屏，700、开关，10、镜片，20、镜筒。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

本实施例中，水口为镜片在注塑后进行切割的部位，上述基准组装姿态为预设值。

如图1及图2所示，光学镜头组装设备包括运输装置100、成像装置200及图像处理器，运输装置100用于移动镜片10至镜筒20内，运输装置100包括用于吸附镜片10的吸头110，成像装置200用于对吸头110吸附的镜片10拍照，成像装置200与图像处理器电性连接，图像处理器用于得到镜片10的待组装姿态。上述光学镜头组装设备，运输装置100上的吸头110吸附镜片10，成像装置200可对吸头110吸附的镜片10进行拍照，图像处理器可接收成像装置200的照片，通过图像处理器对照片进行处理，得到镜片10的待组装姿态，若镜片10的待组装姿态合格，则运输装置100将镜片10移动至镜筒20内完成组装，此时镜片10与镜筒20的组装精度较高。本实施例中，图像处理器为GPU芯片，体积小。同时吸头110可为真空吸笔或真空吸球，可用于小型零件的组装，操作过程中不会沾染灰尘。此外，上述光学镜头组装设备还包括PLC电路，PLC电路与运输装置100电性连接，可用于控制运输装置100移动镜片10。

可选地，若镜片10的待组装姿态不合格，运输装置100将镜片10移动至远离载物200的位置处。

如图1所示，运输装置100上设有旋转件120，吸头110与旋转件120传动连接。在镜片10移动至镜筒20内完成组装之前，可先对镜片10进行旋转，调整镜片10的位置，使镜片10的水口位置与基准组装姿态一致，此时镜片10与镜筒20的组装精度更高，此外，在拍照时旋转件120可带动吸头110上的镜片10转动，可取得多张照片，可得到更精确的镜片10的待组装姿态。本实施例中，吸头110外套设有定位套130，吸头110与定位套130可转动配合，定位套130设于运输装置100上，吸头110与定位套130传动连接，同时旋转件120为伺服电机，可控制吸头110的旋转角度。

如图1所示，上述光学镜头组装设备还包括载物台300及与载物台300滑动配合的滑轨140，载物台300用于放置镜筒20与镜片10，运输装置100还包括第一滑动件150、第二滑动件160及设于载物台300一侧的悬架170，悬架170上沿横向设有第一滑道180，第一滑动件150与第一滑道180滑动配合，第一滑动件150上沿纵向设有第二滑道190，第二滑动件160与第二滑道190滑动配合，滑轨140与第一滑道180、第二滑道190均垂直设置，吸头110设于第二滑动件160上。此时滑轨140、第一滑道180与第二滑道190的设置有利于对镜片10与镜筒20的相对位置进行较为精确的调整，同时载物台300与滑轨140滑动配合，则吸头110所在的第二滑动件160只用进行两个方向上的移动，可提高吸头110的移动精度，有利于进一步提高镜片10与镜筒20的组装精度。

本实施例中，上述光学镜头组装设备还包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机及伺服驱动器，其中第一伺服电机与载物台300传动连接，第一伺服电机推动载物台300沿滑轨140滑动，第二伺服电机与第一滑动件150传动连接，第二伺服电机控制第一滑动件150沿第一滑道180滑动，第三伺服电机与第二滑动件160传动连接，第三伺服电机控制第二滑动件160沿第二滑道190滑动，旋转件120、第一伺服电机、第二伺服电机及第三伺服电机均与伺服驱动器电性连接，伺服驱动器可精确控制各个伺服电机的转动角度等参数，可调高镜片10与镜筒20的组装精度。

如图1及图2所示，成像装置200包括主体210与摄头220，摄头220设于主体210上，第一滑道180的一端与主体210相对设置，当第一滑动件150移动至第一滑道180靠近主体210的一端时，摄头220与吸头110相对设置。此时摄头220对吸头110上的镜片10进行拍照，由于摄头220位于镜片10下方，对镜片10的拍照更方便，若运输装置100需要组装多个相互配合的镜片10与镜筒20，由于镜片10均需要移动至成像装置200的上方，不同的镜片10拍照的条件相同，对镜片10的待组装姿态是否合格的判断更为准确，有利于进行重复操作。同时可更好的得到镜片10的水口位置、正反方向及圆心水平坐标等信息，有利于通过图像处理器得到镜片10的更精确的待组装姿态。本实施例中，成像装置200可为工业相机。

如图1所示，载物台300包括沿第一滑道180的长度方向依次设置的装配部310与置物部320，置物部320上设有多个用于放置镜片10的第一定位孔，装配部310上设有多个用于与镜筒20匹配的第二定位孔，成像装置200设于置物部320远离装配部310的一侧。装配部310与置物部320可分开放置镜片10与镜筒20，可提高镜片10与镜筒20的组装效率，第一定位孔与第二定位孔可保证镜片10与镜筒20的稳定，同时成像装置200设于置物部320远离装配部310的一侧时，吸头110吸附镜片10之后可移动至成像装置200一侧，方便对镜片10进行拍照，进一步提高组装效率。

可选地，如图2所示，第一定位孔在置物部320上呈阵列设置，第二定位孔在装配部310上呈阵列设置，且一列第一定位孔与一列第二定位孔平行设置，一行第一定位孔与一行第二定位孔平行设置，且一行第一定位孔沿第一滑道的长度方向设置。则在组装时，可先将载物台300沿滑轨140滑动，使一行第一定位孔位于吸头110下方，则吸头110在吸附上述一行第一定位孔时，载物台300不用移动，操作方便，同时组装精度高。

如图1所示，上述光学镜头组装设备还包括平台400、机箱500及触摸屏600，悬架170、滑轨140件及机箱500均设于平台400上，机箱500设于成像装置200远离置物部320的一侧，图像处理器设于机箱500内，触摸屏600设于机箱500上。由于上述光学镜头组装设备的元件均设于平台400上，集成度高，排列紧凑，可减小设备的体积及占用空间，此外，在组装前可通过触摸屏600输入基准组装姿态的参数，用与镜片10的待组装姿态进行比对，判断镜片10的待组装姿态是否合格。

如图1及图2所示，悬架170设于载物台300远离平台400的一侧，第二滑动件160设于悬架170靠近载物台300的一侧，吸头110设于第二滑动件160远离悬架170的一侧，滑轨140的一端设于悬架170的下方。在组装时，吸头110先移动至置物部320上方，吸附镜片10，再移动至成像装置200的摄头上方，成像装置200对摄头进行拍照，通过照片判断镜片10的待组装姿态是否合格，当镜片10的待组装姿态合格时，吸头110将镜片10移动至装配部310，将镜片10与镜筒20一一对应装配。

如图1至图3所示，滑轨140包括依次间隔设置的第一导轨件141、第二导轨件142及第三导轨件143，第一导轨件141、第二导轨件142与第三导轨件143平行设置，第二导轨件142的宽度大于第一导轨件141、第三导轨件143的宽度，第二导轨件142远离悬架170的一侧设有挡板144。为保证载物台300的运行稳定，利用第一导轨件141、第二导轨件142及第三导轨件143对载物台300的滑动进行限位，同时第二导轨件142的宽度大于第一导轨件141、第三导轨件143的宽度，可保证载物台300在滑动时中部保持稳定，对载物台300的限位的贡献较大，挡板144可防止载物台300脱出滑轨140。

如图1及图2所示，上述光学镜头组装设备还包括开关700，开关700设于平台400上，且设于平台400远离悬架170的一侧，开关700上设有急停按钮及启停按钮。

如图4所示，光学镜头组装方法包括以下步骤：

S10、运输装置100上的吸头110吸取镜片10；

S20、成像装置200对镜片10拍照，并将照片输送至图像处理器；

S30、图像处理器通过照片判断镜片10的待组装姿态是否合格；

S40、若镜片10的待组装姿态合格，运输装置100将镜片10移动至镜筒20处进行组装。

上述光学镜头组装方法，通过在镜片10与镜筒20的组装前判断镜片10的待组装姿态是否合格，在镜片10的待组装姿态合格的情况才将镜片10与镜筒20进行组装，此时组装的精度更高。

如图5所示，在吸头110吸取镜片10之后，还包括以下步骤：

S11、运输装置100将镜片10移动至成像装置200的上方。

若运输装置100需要组装多个相互配合的镜片10与镜筒20，由于镜片10均需要移动至成像装置200的上方，不同的镜片10拍照的条件相同，对镜片10的待组装姿态是否合格的判断更为准确，有利于进行重复操作。

如图4及图5所示，上述S30步骤中，图像处理器通过照片判断镜片10的待组装姿态是否合格，具体包括以下步骤：

S31、图像处理器通过照片提取镜片10的水口位置、正反方向及圆心水平坐标，即为镜片10的待组装姿态，并与基准组装姿态进行对比，若镜片10的待组装姿态相对于基准组装姿态的差值范围在预设范围内，则镜片10的待组装姿态合格。

通过将镜片10的待组装姿态与基准组装姿态进行比对，判断镜片10的待组装姿态是否合格，此时可保证镜片10与镜筒20的组装精度更高。

本实施例中，镜片10的待组装姿态与基准组装姿态进行对比，即将镜片10在待组装姿态与基准组装姿态下的水口位置、正反方向及圆心水平坐标分别进行对比。

如图4及图5所示，上述S40步骤中，若镜片10的待组装姿态合格，将镜片10移动至镜筒20处进行组装，具体包括以下步骤：

S41、若镜片10的待组装姿态合格，运输装置100将镜片10移动至镜筒20上方；

S42、旋转镜片10，直至镜片10的水口与基准组装姿态一致；

S43、将镜片10组装到镜筒20内。

通过旋转镜片10对镜片10的水口位置进行校正，再将镜片10与镜筒20进行组装，此时组装的精度可进一步提高。本实施例中，可对吸头110的位置进行调整，通过与镜片10的旋转相配合，调整镜片10的位置。

本实施例中，镜片10的水口位置为镜片10的待组装姿态是水口

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光学镜头组装设备，其特征在于，包括运输装置、成像装置及图像处理器，所述运输装置用于移动镜片至镜筒内，所述运输装置包括用于吸附镜片的吸头，所述成像装置用于对所述吸头吸附的镜片拍照，所述成像装置与所述图像处理器电性连接，所述图像处理器用于得到镜片的待组装姿态。

2.根据权利要求1所述的光学镜头组装设备，其特征在于，所述运输装置上设有旋转件，所述吸头与所述旋转件传动连接。

3.根据权利要求1所述的光学镜头组装设备，其特征在于，还包括载物台及与所述载物台滑动配合的滑轨，所述载物台用于放置镜筒及镜片，所述运输装置还包括第一滑动件、第二滑动件及设于所述载物台一侧的悬架，所述悬架上沿横向设有第一滑道，所述第一滑动件与所述第一滑道滑动配合，所述第一滑动件上沿纵向设有第二滑道，所述第二滑动件与所述第二滑道滑动配合，所述滑轨与所述第一滑道、所述第二滑道均垂直设置，所述吸头设于所述第二滑动件上。

4.根据权利要求3所述的光学镜头组装设备，其特征在于，所述成像装置包括主体与摄头，所述摄头设于所述主体上，所述第一滑道的一端与所述主体相对设置，当所述第一滑动件移动至所述第一滑道靠近所述主体的一端时，所述摄头与所述吸头相对设置。

5.根据权利要求3所述的光学镜头组装设备，其特征在于，所述载物台包括沿所述第一滑道的长度方向依次设置的装配部与置物部，所述置物部上设有多个用于放置镜片的第一定位孔，所述装配部上设有多个用于与镜筒匹配的第二定位孔，所述成像装置设于所述置物部远离所述装配部的一侧。

6.根据权利要求5所述的光学镜头组装设备，其特征在于，还包括平台、机箱及触摸屏，所述悬架、所述滑轨及所述机箱均设于所述平台上，所述机箱设于所述成像装置远离所述置物部的一侧，所述图像处理器设于所述机箱内，所述触摸屏设于所述机箱上。

7.一种光学镜头组装方法，其特征在于，包括以下步骤：

运输装置上的吸头吸取镜片；

成像装置对镜片拍照，并将照片输送至图像处理器；

所述图像处理器通过所述照片判断镜片的待组装姿态是否合格；

若镜片的待组装姿态合格，运输装置将镜片移动至镜筒处进行组装。

8.根据权利要求7所述的光学镜头组装方法，其特征在于，在吸头吸取镜片之后，还包括以下步骤：

运输装置将镜片移动至成像装置的上方。

9.根据权利要求8所述的光学镜头组装方法，其特征在于，图像处理器通过照片判断镜片的待组装姿态是否合格，具体包括以下步骤：

图像处理器通过照片提取镜片的水口位置、正反方向及圆心水平坐标，即为镜片的待组装姿态，并与基准组装姿态进行对比，若镜片的待组装姿态与基准待组装姿态的差值范围在预设范围内，则镜片的待组装姿态合格。

10.根据权利要求9所述的光学镜头组装方法，其特征在于，若镜片的待组装姿态合格，将所述镜片移动至镜筒处进行组装，具体包括以下步骤：

若镜片的待组装姿态合格，运输装置将镜片移动至镜筒上方；

旋转镜片，直至镜片的水口与基准组装姿态一致；

将镜片组装到镜筒内。