一种摄像头三工位自动AA组装机及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种摄像头制作设备的技术领域,尤其涉及一种摄像头三工位自动AA组装机及其工作方法。
背景技术
现有技术中,随着摄像头像素提升、集成光学防抖功能等,对制造精度要求越来越高。高性能摄像头的制作通常采用光学主动对准设备,一般称为AA机,AA Machine或者Active Alignment Machine。AA机可对双摄像头的全部六个自由度,即是X、Y、Z、θx、θy、θz进行调整,具备全自动对准功能,是现有技术中对摄像头模组的调整设备。AA机在组装每一个零部件时将检测被组装的半成品,根据被组装的半成品的情况主动对准,将零部件组装到位,从而改善产品一致性,也为更高阶产品的封装创造可能;目前光学防抖、超高像素、大光圈、双摄、3D感测等摄像头模组产品均需采用主动对准设备才能实现有效的生产。现有技术中AA机工作流程有串联式和并联式两种流程方式,其中串联式是先点胶再AA,这样双摄像头模组的生产时间短,设备的每单位时间的产出率比较高,然而模组厂使用AA机生产的高端摄像头模组物料成本较普通模组要高得多,同时物料规格参数要求更苛刻,物料来料良品率普遍偏低,先点胶后AA的流程易造成比较高的物料报废率;而并联式是先AA后点胶,工作流程的AA机,虽然可以有效降低AA不良导致的物料报废,但是在组装过程中需要先AA完成再点胶,然后再返回AA位置,这个过程可能导致产品位置变动,需要进行2次AA修正,产品的生产时间增长,设备的每单位时间的产出率也会受到影响。
另外,市场上部分生产厂家的AA机还存在设备工位少,摄像头组装过程仍需人工手动进行上下料,存在生产效率低、人工成本高的问题。
发明内容
本发明旨在解决上述所提及的技术问题,提供一种多工位,使用自动取放料机械手代替人工操作的全自动化AA设备,将并联工艺及串联工艺进行集成,以达到减轻工人劳动强度,降低人工成本,提高生产效率的摄像头三工位自动AA组装机及其工作方法。
本发明是通过以下的技术方案实现的:一种摄像头三工位自动AA组装机,包括三个AA工位,三个AA工位沿X轴方向并列安装;每个AA工位包括架子、第一Y轴电动滑台、六轴AA模块、摄像传感器自动治具、取图板卡、第一白场光源、第二白场光源、标准画像模块、第二Y轴电动滑台、镜头夹爪模块、点胶模块、胶水固化模块、镜头缓存台和安装平台,架子安装在安装平台上,第一Y轴电动滑台安装在安装平台上,六轴AA模块安装在第一Y轴电动滑台上并沿第一Y轴电动滑台作Y方向的滑动,摄像传感器自动治具安装在六轴AA模块上,第二Y轴电动滑台架设安装在架子上,镜头夹爪模块安装在第二Y轴电动滑台上并沿第二Y轴电动滑台作Y方向的滑动,镜头缓存台固设在安装平台的上方,取图板卡、点胶模块和第二白场光源安装在架子上,标准画像模块安装在架子的顶部,第一白场光源设有Y轴直线运动气缸,胶水固化模块设有水平直线运动气缸。
AA工位沿Y轴方向设有上下料工作位、第一工作位和第二工作位,六轴AA模块沿第一Y轴电动滑台作Y方向的滑动,能够到达上下料工作位、第一工作位和第二工作位的三个位置。
AA工位还包括增距镜,在标准画像模块与镜头之间固设有增距镜,并与标准画像模块相平行。
还包括AA工位的上下料机构和成品收料区。
还包括工控主机控制的电气装置,AA工位数据连接工控主机控制的电气装置。
还包括AA工位外部的摄像传感器上料装置、摄像传感器点胶装置和镜头上料装置。
一种摄像头三工位自动AA组装机的工作方法,包括以下步骤:
步骤1、第一Y轴电动滑台移动六轴AA模块至上下料工作位;
步骤2、AA工位上下料机构将已点胶的摄像传感器放入摄像传感器自动治具内;
步骤3、第一Y轴电动滑台移动六轴AA模块至第一工作位;
步骤4、取图板卡点亮摄像传感器,并进行开短路测试;
步骤5、Y轴直线运动气缸移动第一白场光源至摄像传感器上方,进行白场测试;
步骤6、执行上述步骤5的同时,第二Y轴电动滑台移动镜头夹爪模块至镜头缓存台上方,镜头夹爪模块夹取镜头并移动至第二工作位;
步骤7、第一Y轴电动滑台移动六轴AA模块至第二工作位;
步骤8、第二工作位开始执行AA动作,六轴AA模块做焦点搜索,即搜索最佳镜头行程,在最佳行程下,再通过六轴AA模块改变倾斜角度,搜索最佳倾斜角度,从而使得画面四角解析力趋近平衡;
步骤9、AA动作完成后,会执行第一次调制传递函数检查,检查调制传递函数是否达标;
步骤10、执行胶水收缩的Z轴补偿命令;
步骤11、执行胶水固化,水平直线运动气缸移动胶水固化模块至第二工作位(1c),开始固化;
步骤12、固化完成后,执行第二次调制传递函数检查,检查调制传递函数是否达标;
步骤13、第二白场光源打开,通过六轴模块对摄像传感器和镜头进行光学中心对准测试,结果达标,则命令终止,结果未达标则再执行AA动作调整至达标为止;
步骤14、AA工序完成后,第一Y轴电动滑台移动六轴AA模块至上下料工作位;
步骤15、上下料机构的机械手从六轴AA模块上夹取完成品,并送到成品收料区。
另一种摄像头三工位自动AA组装机的工作方法,包括以下步骤:
步骤1、第一Y轴电动滑台移动六轴AA模块至上下料工作位;
步骤2、AA工位上下料机构将未点胶的摄像传感器放入摄像传感器自动治具内;
步骤3、第一Y轴电动滑台移动六轴AA模块至第一工作位;
步骤4、取图板卡点亮摄像传感器,并进行开短路测试;
步骤5、气缸移动第一白场光源至摄像传感器上方,进行白场测试;
步骤6、上述步骤5的同时,第二Y轴电动滑台移动镜头夹爪模块至镜头缓存台上方,镜头夹爪模块夹取镜头并移动至第二工作位;
步骤7、第一Y轴电动滑台移动六轴AA模块至第二工作位;
步骤8、第二工作位开始执行AA动作,六轴AA模块做焦点搜索,即搜索最佳镜头行程,在最佳行程下,再通过六轴AA模块改变倾斜角度,搜索最佳倾斜角度,从而使得画面四角解析力趋近平衡;
步骤9、AA动作完成后,会执行第一次调制传递函数检查,检查调制传递函数是否达标;
步骤10、第一Y轴电动滑台移动六轴AA模块至第一工作位;
步骤11、点胶模块采用触点式测高结构,针头移动直至触碰产品表面获取高度值,在通过程式填写补偿值,得出产品点胶高度,并按系统设置要求规划点胶策略,对点胶路径进行点胶;
步骤12、第一Y轴电动滑台1移动六轴AA模块至第二工作位;
步骤13、第二工作位执行第一次调制传递函数检查,检查调制传递函数值是否达标,结果达标,则命令终止,结果未达标则再执行AA动作调整至达标为止;
步骤14、执行胶水固化命令,水平直线运动气缸移动若干个胶水固化模块至第二工作位,开始固化;
步骤15、固化完成后,会执行第二次调制传递函数检查,检查调制传递函数值是否达标;
步骤16、第二白场光源打开,进行白场图像质量测试;
步骤17、整个调焦工序完成后,第一Y轴电动滑台移动六轴AA模块至上下料工作位;
步骤18、上下料机构从六轴AA模块上夹取完成品,并送到成品收料区。
有益效果是:与现有技术相比,本发明采用可调校镜头与摄像传感器之间的姿态与相对位置等关系,确保拍照画面中心最清晰,使得画面四角具有均匀的清晰度,有效的提升摄像头产品一致性,保证摄像头的品质;该设备兼容了先点胶再AA的串联式和先AA再点胶的并联式两种生产流程,设备的柔性生产能力大大提高;同时设备内部三个AA工位同步运行,大大降低了人力成本,提高生产效率等优点。
附图说明
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明,其中:
图1为本发明的结构立体示意图;
图2为本发明的AA工位在第二工作位的正面示意图;
图3为本发明的AA工位在第二工作位的背面示意图;
图4为本发明的AA工位在上下料工作位的正面示意图;
图5为本发明的AA工位在上下料工作位的背面示意图;
图6为本发明的AA工位的电路连接示意图;
其中的附图标记为:
1、第一Y轴电动滑台,1a、上下料工作位,1b、第一工作位,1c、第二工作位,2、六轴AA模块,3、摄像传感器自动治具,4、取图板卡,5、点胶模块,6、胶水固化模块,7、增距镜,8、第一白场光源,9、第二白场光源,10、标准画像模块,11、第二Y轴电动滑台,12、镜头夹爪模块,13、镜头缓存台,14、安装平台,15、架子,100、AA工位。
具体实施方式
如图1-图6所示,一种摄像头三工位自动AA组装机,包括工控主机控制的电气装置、AA工位100外部的摄像传感器上料装置、摄像传感器点胶装置和镜头上料装置均数据连接工控主机控制的电气装置以及三个AA工位100,AA工位100外部的摄像传感器上料装置、摄像传感器点胶装置和镜头上料装置均数据连接工控主机控制的电气装置以及三个AA工位100均数据连接工控主机控制的电气装置;三个AA工位100沿X轴方向并列安装;每个AA工位100包括架子15、第一Y轴电动滑台1、六轴AA模块2、摄像传感器自动治具3、取图板卡4、第一白场光源8、第二白场光源9、标准画像模块10、第二Y轴电动滑台11、镜头夹爪模块12、点胶模块5、胶水固化模块6、镜头缓存台13和安装平台14,架子15安装在安装平台14上,第一Y轴电动滑台1安装在安装平台14上,六轴AA模块2安装在第一Y轴电动滑台1上并沿第一Y轴电动滑台1作Y方向的滑动,摄像传感器自动治具3安装在六轴AA模块2上,第二Y轴电动滑台11架设安装在架子15上,镜头夹爪模块12安装在第二Y轴电动滑台11上并沿第二Y轴电动滑台11作Y方向的滑动,镜头缓存台13固设在安装平台14的上方,取图板卡4、点胶模块5和第二白场光源9安装在架子15上,标准画像模块10安装在架子15的顶部,第一白场光源8设有Y轴直线运动气缸,胶水固化模块6设有水平直线运动气缸。其中,AA工位100沿Y轴方向设有上下料工作位1a、第一工作位1b和第二工作位1c,六轴AA模块2沿第一Y轴电动滑台1作Y方向的滑动,能够到达上下料工作位1a、第一工作位1b和第二工作位1c的三个位置,AA工位100执行AA动作,六轴AA模块2做焦点搜索,即搜索最佳镜头行程,确保拍照画面中心最清晰,在最佳行程下,再通过六轴AA模块2改变倾斜角度,搜索最佳倾斜角度,从而使得画面四角解析力趋近平衡,使得画面四角具有均匀的清晰度;取图板卡4点亮摄像传感器,并进行开短路测试;Y轴直线运动气缸移动第一白场光源8至摄像传感器上方,进行白场测试;第二白场光源9打开,通过六轴模块对摄像传感器和镜头进行光学中心对准测试;移动镜头夹爪模块12沿第二Y轴电动滑台11作Y方向的滑动,能够到达镜头缓存台13和第二工作位1c的两个位置,第二Y轴电动滑台11移动镜头夹爪模块12至镜头缓存台13上方,镜头夹爪模块12夹取镜头并移动至第二工作位1c;本发明中采用的胶水固化模块6的实施例可以是:采用紫外线固化胶水,点胶模块5为紫外线固化胶点胶模块5,胶水固化模块6为紫外线胶水固化模块6;如图5所示,各个功能模块最终电性连接至工控主机,并由工控主机按照设定的程序发出操作指令;AA工位100外部的摄像传感器上料装置、摄像传感器点胶装置和镜头上料装置,能够为AA工位100提供源源不断的原料,其中AA工位100外部的摄像传感器点胶装置在先点胶再AA的串联式生产流程中能够实现先点胶的功能,而在先AA再点胶的并联式生产流程可以关闭不使用。本发明采用可调校镜头与摄像传感器之间的姿态与相对位置等关系,确保拍照画面中心最清晰,使得画面四角具有均匀的清晰度,有效的提升摄像头产品一致性,保证摄像头的品质;该设备兼容了先点胶再AA的串联式和先AA再点胶的并联式两种生产流程,设备的柔性生产能力大大提高;同时设备内部三个AA工位100同步运行,大大降低了人力成本,提高生产效率等优点。
本发明的优选实施例,AA工位100还包括增距镜7,在标准画像模块10与镜头之间固设有增距镜7,并与标准画像模块10相平行,增距镜7可以减小标准画像模块10与镜头之间的距离,减小AA工位100的高度和体积。
一种摄像头三工位自动AA组装机,还包括AA工位100的上下料机构和成品收料区,大大降低了人力成本,提高生产效率。
一种摄像头三工位自动AA组装机的工作方法,即是先点胶再AA的串联式工作方法,包括以下步骤:
步骤1、第一Y轴电动滑台1移动六轴AA模块2至上下料工作位1a;
步骤2、AA工位100上下料机构将已点胶的摄像传感器放入摄像传感器自动治具3内;
步骤3、第一Y轴电动滑台1移动六轴AA模块2至第一工作位1b;
步骤4、取图板卡4点亮摄像传感器,并进行开短路测试;
步骤5、Y轴直线运动气缸移动第一白场光源8至摄像传感器上方,进行白场测试;
步骤6、执行上述步骤5的同时,第二Y轴电动滑台11移动镜头夹爪模块12至镜头缓存台13上方,镜头夹爪模块12夹取镜头并移动至第二工作位1c;
步骤7、第一Y轴电动滑台1移动六轴AA模块2至第二工作位1c;
步骤8、第二工作位1c开始执行AA动作,六轴AA模块2做焦点搜索,即搜索最佳镜头行程,在最佳行程下,再通过六轴AA模块2改变倾斜角度,搜索最佳倾斜角度,从而使得画面四角解析力趋近平衡;
步骤9、AA动作完成后,会执行第一次调制传递函数检查,检查调制传递函数是否达标;
步骤10、执行胶水收缩的Z轴补偿命令;
步骤11、执行胶水固化,水平直线运动气缸移动胶水固化模块6至第二工作位1c,开始固化;
步骤12、固化完成后,执行第二次调制传递函数检查,检查调制传递函数是否达标;
步骤13、第二白场光源9打开,通过六轴模块对摄像传感器和镜头进行光学中心对准测试,结果达标,则命令终止,结果未达标则再执行AA动作调整至达标为止;
步骤14、AA工序完成后,第一Y轴电动滑台1移动六轴AA模块2至上下料工作位1a;
步骤15、上下料机构的机械手从六轴AA模块2上夹取完成品,并送到成品收料区。
另一种摄像头三工位自动AA组装机的工作方法,即是先AA再点胶的并联式工作方法,包括以下步骤:
步骤1、第一Y轴电动滑台1移动六轴AA模块2至上下料工作位1a;
步骤2、AA工位100上下料机构将未点胶的摄像传感器放入摄像传感器自动治具3内;
步骤3、第一Y轴电动滑台1移动六轴AA模块2至第一工作位1b;
步骤4、取图板卡4点亮摄像传感器,并进行开短路测试;
步骤5、气缸移动第一白场光源8至摄像传感器上方,进行白场测试;
步骤6、上述步骤5的同时,第二Y轴电动滑台11移动镜头夹爪模块12至镜头缓存台13上方,镜头夹爪模块12夹取镜头并移动至第二工作位1c;
步骤7、第一Y轴电动滑台1移动六轴AA模块2至第二工作位1c;
步骤8、第二工作位1c开始执行AA动作,六轴AA模块2做焦点搜索,即搜索最佳镜头行程,在最佳行程下,再通过六轴AA模块2改变倾斜角度,搜索最佳倾斜角度,从而使得画面四角解析力趋近平衡;
步骤9、AA动作完成后,会执行第一次调制传递函数检查,检查调制传递函数是否达标;
步骤10、第一Y轴电动滑台1移动六轴AA模块2至第一工作位1b;
步骤11、点胶模块5采用触点式测高结构,针头移动直至触碰产品表面获取高度值,在通过程式填写补偿值,得出产品点胶高度,并按系统设置要求规划点胶策略,对点胶路径进行点胶;
步骤12、第一Y轴电动滑台11移动六轴AA模块2至第二工作位1c;
步骤13、第二工作位1c执行第一次调制传递函数检查,检查调制传递函数值是否达标,结果达标,则命令终止,结果未达标则再执行AA动作调整至达标为止;
步骤14、执行胶水固化命令,水平直线运动气缸移动若干个胶水固化模块6至第二工作位1c,开始固化;
步骤15、固化完成后,会执行第二次调制传递函数检查,检查调制传递函数值是否达标;
步骤16、第二白场光源9打开,进行白场图像质量测试;
步骤17、整个调焦工序完成后,第一Y轴电动滑台1移动六轴AA模块2至上下料工作位1a;
步骤18、上下料机构从六轴AA模块2上夹取完成品,并送到成品收料区。
以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案,实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制,凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。