CN110328149A - 一种手机镜片外观缺陷自动检测设备 - Google Patents

一种手机镜片外观缺陷自动检测设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种手机镜头镜片缺陷自动检测设备,由设备平台、上料模块、测高模块、至少一检测模块、打点模块、下料模块、传输模块和上位机组成,其中所述设备平台包括了整体上呈矩形构造并用于作为安装基体的设备大板、隔振固定柱和检测平台,其中所述上料模块、下料模块和传输模块是组成待测镜片产品的一个流转系统,该流转系统整体固定于设备大板上,测高模块、至少一检测模块、打点模块组成对所述待测镜片产品的一检测系统,该检测系统整体固定于检测平台上以使该流转系统和检测系统彼此机械或电气地隔离。本发明可对手机镜头用镜片的缺陷进行精确和快速的检测。

Description

一种手机镜片外观缺陷自动检测设备
技术领域
本发明主要涉及对手机摄像用镜片的外观缺陷检测设备。
背景技术
随着手机镜头光学性能的提升,手机镜头中镜片的数量及光学性能要求也逐步升高,使得镜片的缺陷检测要求也越来越高,所需测试的项目也越来越多,人工检测形式在性能及效率两方面已经无法满足需求,故设计一款检测设备以满足对此类镜头镜片缺陷的自动检测。而在对于镜头镜片之类产品的机械化检验环境中,通常绝大多数检测模块是通过例如轮毂、转轴等部件驱动步进或往复转动的,这样对测量精度等产生显著影响,效率不高。
发明内容
有鉴于此,本发明主要是提供了一种手机镜片缺陷检测设备,可对手机镜头用镜片的缺陷进行精确和快速的检测。本发明采用料盘直接上料,产品无需中转,在提高检测效率的同时可有效防止产品的二次污染和损伤。本发明提供的自动检测设备可兼容行业内绝大部分规格的手机镜片料盘,不同料盘之间切换迅速,无需增减零件,同时,本发明提供的自动检测设备的视觉检测模块可检测行业内大多数尺寸的手机镜片。
较佳地,本发明提供的自动检测设备可设有多个检测模块,检测功能覆盖镜片全区域及目前的各类检测项目指标。另外,这种自动检测设备中设有专用测高模块,可对每个产品高度进行检测,为后续工业相机提供焦距参数,提高效率的同时改善相机成像效果。
本发明提供的自动检测设备中上、下料仓的容量大并能做到可自动调节,可容纳典型尺寸料盘(例如)各30盘(可根据客户需要增减),故可以用更少的操作员操作更多的检测设备机器。
在此基础上,本发明设置打点模块,对待测镜头产品进行打点标记,可以有效避免混料。本发明设计的打点模块油墨采用可擦除油墨及无尘笔头,可对过检产品进行擦拭,节约生产成本。
在整体构造上,本发明的自动检测设备是采用被测镜片产品XY方向流转,光学视觉系统XY方向固定不动的结构,将所有光学检测系统集中安装在同一平台,并与相对运动的模块(例如送料模块等)彼此分离,使得检测过程中光学视觉系统受外界影响降至最低,大幅度提高检测的效率和稳定性。同时,光学视觉系统在Z轴方向可自由移动,以便调整最佳焦距,同时具备了在不同层级拍摄不同照片的能力。
本发明解决以上技术问题的技术方案是:一种手机镜片外观缺陷自动检测设备,是由设备平台、上料模块、测高模块、至少一检测模块、打点模块、下料模块、传输模块和上位机组成,其中所述设备平台包括了整体上呈矩形构造并用于作为安装基体的设备大板、隔振固定柱和检测平台,该设备大板是锁定安装于一方通机架上,检测平台通过多个隔振固定柱支撑固定于设备大板之上并与该设备大板平面平行且具一预定高度差,所述上料模块、下料模块分别固定安装于检测平台的两个侧部,所述传输模块置于检测平台表面上端并连通上料模块和下料模块,所述测高模块、检测模块、打点模块分别并行安装在该检测平台上并且至少邻近传输模块提供的送料流转通道以执行对应在该送料流转通道中对应位置区域的检测动作,上位机分别电连接上述上料模块、测高模块、检测模块、打点模块、下料模块、传输模块以控制所述的检测动作。
作为改进,所述上位机分别电连接也可通过上述这些模块的一个或多个中设置的传感器的感测信号来触发对这些模块的电气动作的驱动信号。另外,本发明自动检测设备还包括电连接上述上料模块、测高模块、检测模块、打点模块、下料模块、传输模块的电源,在上述某些模块中,也可通过电动阀驱动的气缸、液压缸来启动对例如检测模块在Z向上高度按照上位机的指令自动地调节。
其中,上料模块、下料模块和传输模块是组成待测镜片产品的一个主要流转系统,该流转系统整体固定于设备大板上,测高模块、至少一检测模块、打点模块组成对所述待测镜片产品的一检测系统,该检测系统整体固定于检测平台上。由于这两个系统彼此隔离安装,流转系统运作产生的振动经隔振固定柱过滤(例如释放或吸收)振动能量后使得检测平台上安装的该检测系统最大程度避免了此自动检测设备在运行时产生振动的影响,从而有效提高了检测精度,缩短检测系统整定时间从而提高检测镜片产品的单位小时产量(UPH)。
作为进一步改进,所述上料模块包括位于顶部的上料仓、夹紧气缸、托料气缸、推料模块和设于底部的顶料模块,其中上料仓用于储存多个承载待检测镜片产品的料盘,所述上料仓进一步包括设于料仓仓体外侧部且彼此正交的X向调节部、Y向调节部、设于该料仓仓体另一侧部的夹紧气缸以及设于该料仓仓体底侧的托料气缸,其中通过X向调节部和Y向调节两个部件组成的正交结构来调节该料仓仓体的容纳尺寸,从而兼容多种规格的料盘形状尺寸,托料气缸的作用是托举该料仓仓体中盛放的料盘并通过与夹紧气缸、顶料模块的配合稳定地将该料仓仓体中最底一层的料盘每次与上层其他料盘彼此分开、放置于底层平台并由推料模块将其步进推送至传输模块的送料流转通道中进行送料流转。
其中,推料模块的主体构成为一受控于所述上位机的无杆气缸,其上固定有折返推送臂,并由无杆气缸带动进行前后运动以完成所述步进推送动作。
另外,顶料模块的主体构成为顶料Z向驱动部,其较佳为通过上位机驱动步进电机带动的无尘电缸。在该顶料Z向驱动部顶上安装有料盘托顶爪,料盘托顶爪通过顶料Z向驱动部带动以托举料盘进行上下移动以完成上料动作。
作为另一改进,测高模块包括测高底座、固定于测高底座上的Z向滑台和连接Z向滑台202的测高传感器,其中测高底座安装于检测平台之上,测高底座主体结构上设置有可调伸出臂,用以调节测高传感器的偏摆误差。检测平台平台末端安装有Z向滑台,该Z向滑台用于调节测高传感器的Z向位置以确保料盘中安装的镜片产品皆在其最佳检测范围内。
在一个较佳例子中,测高传感器是选用高精度激光位移传感器,用以检测料盘中每个镜片产品的Z向位置,供后级的若干检测模块进行调焦动作。
作为又一改进,上述检测模块包括检测模块I、检测模块II和检测模块III,其中这些检测模块的光学视觉系统构成主要是由工业相机、检测光源同轴对焦安装组成。
在一个较佳例子里,检测光源是包括在Z向上彼此对置安装的检测光源,其中检测光源、设于检测模块Ⅰ底端并可以各自分别独立地调节Z向高度以获得最佳投光效果,工业相机由相机Z向驱动部带动实现在Z向高度上的电动调节,以保证对不同待测镜片产品的对焦检测效果。由于先前有测高模块获得的Z向高度数据,当料盘中镜片产品的固定位置高低幅度超过工业相机的景深时,通过上位机自动调节物距以获得通过待测镜片产品的最佳成像效果。
在此基础上,相机Z向驱动部的主体结构是由伺服电机和无尘电缸组成,所有线缆均从无尘拖链中排布,这样的效果是在实现了Z向高精度调节的同时有效防止电机驱动产生运动时的粉尘掉落到产品表面造成二次污染。
在此基础上的另一个较佳例子里,检测模块II的光学视觉系统是由工业相机、检测光源同轴对焦安装的形式组成,其中检测光源设于该检测模块II主体的顶部,工业相机由相机Z向驱动部带动实现在Z向高度上的电动调节,以保证对不同待测镜片产品的最佳对焦检测效果。
在此基础上的又一个较佳例子里,检测模块Ⅲ的光学视觉系统构成主要是由工业相机、检测光源同轴对焦安装组成,检测光源是包括在Z向上彼此对置安装在检测模块Ⅲ主体顶部的检测光源,其中一个检测光源固定安装且另一个检测光源可独立地调节Z向高度以获得最佳对焦效果,工业相机由相机Z向驱动部通过上位机的控制带动实现在Z向高度上的电动调节,以保证对不同待测镜片产品的对焦检测效果,工业相机由相机Z向驱动部带动实现在Z向高度上的电动调节,以保证对不同待测镜片产品的最佳对焦检测效果。
作为改进,标记模块包括标记模块和与之固定连接的检测模块,打点模块包括Z向驱动部、缓冲模块、打点笔和墨盒,Z向驱动部是由步进电机和无尘电缸连接组成,可防止运动过程中产生落尘对产品造成二次污染,缓冲模块是安装于Z向驱动部上,在该缓冲模块的一端上又安装有打点笔以在Z向驱动部的带动下进行上下运动,从而完成打点动作,所述缓冲模块的结构包括弹簧和传动轴以在打点动作的过程中起到缓冲作用打点冲击作用,防止打点笔对待测镜片产品及料盘造成伤害。在非打点动作时间段,打点笔是置于墨盒当中,防止打点笔油墨挥发,延长油墨使用时间。
其中,在该料盘上的这些镜片中的NG(no good)产品经由该标记模块完成打点标记动作后再经由检测模块对标记效果进行检测,防止打点未成功导致这些NG产品流入后级送料流转通道,提高整机设备检测的稳定性。其中检测模块包括设置在该检测模块主体上的工业相机、检测光源和Z向滑台,其中工业相机与检测光源同轴对焦地安装于Z向滑台之上,通过Z向滑台调节系统Z向高度,可满足对不同NG产品的检测需求,检测光源相对于工业相机可单独自由调节,以获得最佳的投光效果。
作为另一改进,下料仓主要作为储存已检测镜片产品的料盘,其通过设置在该下料仓的料仓仓体侧部上彼此正交的X向调节部和Y向调节部这两个结构调节料仓仓体的容纳尺寸,从而兼容多种规格尺寸的料盘,顶料Z向驱动部由步进电机带动的无尘电缸构成,在顶料Z向驱动部上安装有料盘托顶爪,通过顶料Z向驱动部带动以可托举到达下料位置的料盘上升,将料盘顶过托料翻板后再下降,而后托料翻板在重力作用下下降托举的已测镜片产品后完成下料动作。
作为又一改进,传输模块包括送料流转通道、Y向驱动部、运动平台、传输轨道、X向驱动部和料盘拨爪,其中Y向驱动部由无尘电缸及伺服电机连接组成用以驱动运动平台,使之在导轨导向下延Y方向进行运动。传输轨道和X向驱动部安装于运动平台之上并由Y向驱动部带动进行Y轴方向上的运动。
在以上改进中,送料流转通道包括传输轨道,用于承接料盘并且用作料盘运动的导向作用,料盘在其中受料盘拨爪带动做X向运动,其余轴向上的自由度由传输轨道的形状限制。所有检测模块在传输轨道上下均布,达到流水线作业的效果。传输轨道设有调节机构,可调节轨道整体宽度以兼容不同规格料盘。
在此基础上,X向驱动部由无尘电缸及伺服电机连接组成用以驱动安装在X向驱动部顶部上方的料盘拨爪,从而带动传输轨道上的料盘进行X向移动。料盘拨爪包括夹爪气缸、分度平台和升降气缸,其中分度平台安装在料盘拨爪的底板之上,该分度平台上装有多个夹爪气缸,各个气缸之间间距相等布置,以保证夹紧料盘后每个料盘间距相等,并等于各检测模块的光学视觉系统光轴之间间距,其中料盘拨爪在夹紧料盘后通过X-Y轴向上的驱动作用下带动料盘在检测模块下方做阵列移动,以检测料盘中的每一个待测镜片产品,每检测完毕一盘料盘,料盘拨爪将下一盘料盘向前推进,同时将最后一盘料盘推入下料模块的下料仓位置,而后夹爪气缸松开料盘,分度平台在升降气缸的带动下上升,越过当前料盘,如此往复流转。
本发明有以下有益效果:(1)实现了镜片外观缺陷检测的自动化,大大提高了生产效率;(2)采用多模块并行检测方式,获取镜片表面不同位置和不同缺陷的图片,能实现全方位检测;(3)这种自动检测设备抗干扰能力强,检测效果波动性小,检测结果的一致性和稳定性好,保证了被检产品的良率;(4)利用测高模块可测得每个产品高度,供后续三个检测模块对焦使用,提升效率的同时改善了检测效果;(4)在此基础上本发明采用流水线的检测形式,各工位并行检测,检测效率极高,设备调试简单维护方便。
附图说明
图1是本发明自动检测设备的局部构造立体示意图;
图2是本发明自动检测设备中设备平台的局部构造立体示意图;
图3是本发明自动检测设备中上料模块的局部构造立体示意图;
图4是此上料模块的另一视角中呈现的上料仓的细节立体构造示意图;
图5是该上料模块中推料模块的主要构造的立体示意图;
图6是该上料模块中顶料模块的主要构造的立体示意图
图7是测高模块的主要构造的立体示意图;
图8是检测模块I的主要构造的立体示意图;
图9是检测模块II的主要构造的立体示意图;
图10是检测模块III的主要构造的立体示意图;
图11是打点模块的主要构造的立体示意图;
图12是打点模块中标记模块的主要构造的立体示意图;
图13是打点模块中检测模块的主要构造的立体示意图;
图14是下料模块的主要构造的立体示意图;
图15是传输模块的主要构造的立体示意图;
图16是传输模块中料盘拨爪的主要构造的立体示意图。
具体实施方式
总的来说,本发明提供了一种结构设计合理、测试效果优良率显著的自动检测设备,该检测设备可通过内置/外置集成的上位机来实现自动化控制。上位机可较佳地包含硬件构造以及驱动这些硬件构造及其电连接部件的机械/电子/机电一体动作的计算程序和/或固件,例如可以是数字信号处理器(DSP),可编程逻辑电路(ASIC)或FPGA阵列部件。附图以尽量简化的方式较为形象地描绘了这种检测设备的较佳实施例的立体构造,其中可按照图示所示视角的方式定义坐标轴(例如X-o-Y或Z轴),在上下文的描述中,例如“X坐标轴”有时可简称为“X轴”、“朝X方向”或“X向”。另外,某一些零部件及其子部件的标记是彼此联系的,例如“模块600”的子部件是“模块601”或“模块601-1”,但未在附图中逐项标记出,仅作为简化绘示之目的。
按照图1示出的那样,作为本发明一优选实施例的手机镜头缺陷自动检测设备主要是由设备平台000、上料模块100、测高模块200、检测模块Ⅰ300、检测模块Ⅱ400、检测模块Ⅲ500、打点模块600、下料模块700、传输模块800组成。如图2所示,其中设备平台000包括了整体上呈矩形用于作为安装基体的设备大板001、隔振固定柱002和检测平台003,该设备大板001是锁定安装于一方通机架上,检测平台003通过多个隔振固定柱002支撑固定于设备大板001之上并与该设备大板001平面平行且具一预定高度差,上料模块100、下料模块700分别固定安装于检测平台003的两个侧部,传输模块800置于检测平台003表面上端并连通上料模块100和下料模块700。所述测高模块200、检测模块Ⅰ300、检测模块Ⅱ400、检测模块Ⅲ500、打点模块600分别安装在检测平台003并且至少邻近(例如有时是集成安装、贴靠)传输模块800提供的送料流转通道以执行检测动作。
在图1示出的例子里,测高模块200、检测模块Ⅰ300、检测模块Ⅱ400、检测模块Ⅲ500、打点模块600彼此并列地依次安装在上料模块100和下料模块700之间的该送料流转通路上。有时,安装检测规格和项目的需要可适合地选择这些模块的种类和数量。上位机分别电连接上述上料模块100、测高模块200、检测模块Ⅰ300、检测模块Ⅱ400、检测模块Ⅲ500、打点模块600、下料模块700、传输模块800以控制检测动作,其中上位机也可通过上述这些模块的一个或多个中设置的传感器的感测信号来触发对这些模块的电气动作的驱动信号。另外,本发明自动检测设备还包括电连接上述上料模块100、测高模块200、检测模块Ⅰ300、检测模块Ⅱ400、检测模块Ⅲ500、打点模块600、下料模块700、传输模块800的电源,在上述某些模块中,也可通过电动阀驱动的气缸、液压缸来启动对例如检测模块I~III在Z向上高度按照上位机的指令自动地调节。
其中结合图1和2示出的例子,上料模块100、下料模块700和传输模块800是组成待测镜片产品的一个主要流转系统,该流转系统整体固定于设备大板001上,测高模块200、检测模块Ⅰ300、检测模块Ⅱ400、检测模块Ⅲ500、打点模块600组成对所述待测镜片产品的一检测系统,该检测系统整体固定于检测平台003上。由于这两个系统彼此隔离安装,流转系统运作产生的振动经隔振固定柱002过滤(例如释放或吸收)振动能量后使得检测平台003上安装的该检测系统最大程度避免了此自动检测设备在运行时产生振动的影响,从而有效提高了检测精度,缩短检测系统整定时间从而提高检测镜片产品的单位小时产量(UPH)。
如图3所示,所述上料模块100包括位于顶部的上料仓101、推料模块102和设于底部的顶料模块103。其中上料仓101的主要作用为储存多个承载待检测镜片产品的料盘。结合图4示出的另一视角来看,上料仓101进一步包括设于料仓仓体外侧部且彼此正交的X向调节部101-01、Y向调节部101-02、设于该料仓仓体另一侧部的夹紧气缸101-04以及设于该料仓仓体底侧的托料气缸101-03,其中通过X向调节部101-01和Y向调节101-02两个部件组成的正交结构来调节该料仓仓体的容纳尺寸,从而兼容多种规格的料盘形状尺寸,托料气缸101-03的作用是托举该料仓仓体中盛放的料盘并通过与夹紧气缸101-04、顶料模块103的配合稳定地将该料仓仓体中最底一层的料盘每次与上层其他料盘彼此分开、放置于底层平台并由推料模块102将其步进推送至传输模块800的送料流转通道中进行送料流转。
在图4和5示出的一个较佳例子里,推料模块102的主体构成为一无杆气缸102-01,其上固定有折返推送臂102-02,并由无杆气缸102-01带动进行前后运动以完成所述步进推送动作。
在此基础上参照图6,顶料模块103的主体构成为顶料Z向驱动部103-01,其较佳为通过步进电机带动的无尘电缸。在该顶料Z向驱动部103-01顶上安装有料盘托顶爪103-02,料盘托顶爪103-02通过顶料Z向驱动部103-01带动以托举料盘进行上下移动以完成上料动作。
在图7示出的一个较佳例子里,测高模块200包括测高底座201、固定于测高底座201上的Z向滑台202和连接Z向滑台202的测高传感器203,其中测高底座201安装于检测平台003之上,测高底座201主体结构上设置有可调伸出臂(图中未明显示出),用以调节测高传感器203的偏摆误差。检测平台003平台末端安装有Z向滑台202,该Z向滑台202用于调节测高传感器203的Z向位置以确保料盘中安装的镜片产品皆在其最佳检测范围内。在一个较佳例子中,测高传感器203是选用高精度激光位移传感器,用以检测料盘中每个镜片产品的Z向位置,供后级的若干检测模块进行调焦动作。
如图8示出的那样,检测模块Ⅰ300的光学视觉系统构成主要是由工业相机302、检测光源303同轴对焦安装组成。在一个较佳例子里,检测光源是包括在Z向上彼此对置安装的检测光源303-01、303-02,其中检测光源303-01、303-02设于检测模块Ⅰ300底端并可以各自分别独立地调节Z向高度以获得最佳投光效果。工业相机302由相机Z向驱动部301带动实现在Z向高度上的电动调节,以保证对不同待测镜片产品的对焦检测效果。由于先前有测高模块200获得的Z向高度数据,当料盘中镜片产品的固定位置高低幅度超过工业相机302的景深时,通过上位机自动调节物距以获得通过待测镜片产品的最佳成像效果。
在此基础上,相机Z向驱动部301的主体结构是由伺服电机和无尘电缸组成,所有线缆均从无尘拖链中排布,在实现了Z向高精度调节的同时有效防止电机驱动产生运动时的粉尘掉落到产品表面造成二次污染。
类似地按照图9示出的那样,检测模块II 400的光学视觉系统是由工业相机402、检测光源403同轴对焦安装的形式组成,其中检测光源403设于该检测模块II 400主体的顶部,工业相机402由相机Z向驱动部401带动实现在Z向高度上的电动调节,以保证对不同待测镜片产品的对焦检测效果。
类似地按照图10示出的那样,检测模块Ⅲ500的光学视觉系统构成主要是由工业相机502、检测光源503同轴对焦安装组成。在一个较佳例子里,检测光源是包括在Z向上彼此对置安装在检测模块Ⅲ500主体顶部的检测光源503-01、503-02,其中检测光源503-02固定安装且检测光源503-01可独立地调节Z向高度以获得最佳对焦效果。工业相机302由相机Z向驱动部301带动实现在Z向高度上的电动调节,以保证对不同待测镜片产品的对焦检测效果。工业相机502由相机Z向驱动部501带动实现在Z向高度上的电动调节,以保证对不同待测镜片产品的对焦检测效果。
如图11所示,标记模块600包括标记模块601和与之固定连接的检测模块602。
如图12所示,打点模块600包括Z向驱动部601-01、缓冲模块601-02、打点笔601-3和墨盒601-04,Z向驱动部601-01是由步进电机和无尘电缸连接组成,可防止运动过程中产生落尘对产品造成二次污染。
缓冲模块601-02是安装于Z向驱动部601-01上,在该缓冲模块601-02的一端上又安装有打点笔601-03以在Z向驱动部601-01的带动下进行上下运动,从而完成打点动作。较佳地,缓冲模块601-02的结构包括弹簧和传动轴以在打点动作的过程中起到缓冲作用打点冲击作用,防止打点笔601-03对待测镜片产品及料盘造成伤害。在非打点动作时间段,打点笔601-03是置于墨盒601-04当中,防止打点笔油墨挥发,延长油墨使用时间。
结合图13来看,在一些实现过程中,在该料盘上的这些镜片中的NG产品经由该标记模块601完成打点标记动作后再经由检测模块602对标记效果进行检测,防止打点未成功导致这些NG产品流入后级送料流转通道,提高整机设备检测的稳定性。其中检测模块602包括设置在该检测模块602主体上的工业相机602-02、检测光源602-03和Z向滑台602-01,其中工业相机602-02与检测光源602-03同轴对焦地安装于Z向滑台602-01之上,通过Z向滑台602-01调节系统Z向高度,可满足对不同NG产品的检测需求,检测光源602-03相对于工业相机602-02可以单独自由调节,以获得最佳的投光效果。
如图14所示,下料仓701主要作为储存已检测镜片产品的料盘,其通过设置在该下料仓的料仓仓体侧部上彼此正交的X向调节部702和Y向调节部703这两个结构调节料仓仓体的容纳尺寸,从而兼容多种规格尺寸的料盘。顶料Z向驱动部705由步进电机带动的无尘电缸构成。在顶料Z向驱动部705上安装有料盘托顶爪706,通过顶料Z向驱动部705带动以可托举到达下料位置的料盘上升,将料盘顶过托料翻板704后再下降,而后托料翻板704在重力作用下下降托举的已测镜片产品后完成下料动作。
如图15所示,传输模块800包括Y向驱动部801、运动平台802、传输轨道803、X向驱动部804和料盘拨爪805,其中Y向驱动部801由无尘电缸及伺服电机连接组成用以驱动运动平台802,使之在导轨导向下延Y方向进行运动。传输轨道803和X向驱动部804安装于运动平台802之上并由Y向驱动部801带动进行Y轴方向上的运动。
送料流转通道包括传输轨道803,用于承接料盘并且用作料盘运动的导向作用,料盘在其中受料盘拨爪805带动做X向运动,其余轴向上的自由度由传输轨道803限制。所有检测模块在传输轨道803上下均布,达到流水线作业的效果。传输轨道803设有调节机构,可调节轨道整体宽度以兼容不同规格料盘。
在此基础上结合图16来看,X向驱动部804由无尘电缸及伺服电机连接组成用以驱动安装在X向驱动部804顶部上方的料盘拨爪805,从而带动传输轨道803上的料盘进行X向移动。料盘拨爪805包括夹爪气缸805-01、分度平台805-02和升降气缸805-03,其中分度平台805-02安装在料盘拨爪805的底板之上,其上装有夹爪气缸805-01共计5个,各个气缸之间间距相等,以保证夹紧料盘后每个料盘间距相等,并等于各检测模块视觉系统光轴之间间距。料盘拨爪805在夹紧料盘后通过X-Y轴向上的驱动作用下带动料盘在检测模块下方做阵列移动,以检测料盘中的每一个待测镜片产品。每检测完毕一盘料盘,料盘拨爪805将下一盘料盘向前推进,同时将最后一盘料盘推入下料模块700的下料位置。而后夹爪气缸805-01松开料盘,分度平台805-02在升降气缸805-03的带动下上升,越过当前料盘,如此往复流转。
在此基础上,本发明设计的自动检测设备可通过上位机实现自动化测试,步骤如下:
第一步:控制上料模块100检测对置入多个镜片的料盘的容纳尺寸并将这些料盘传送至传输模块800的送料流转通道中;
第二步:控制传输模块带动料盘在该送料流转通道中做X-Y方向上的阵列运动以调整该料盘位置,同时通过测高模块对第一个输送到的料盘内布置的每个镜片在Z向高度上进行测量以测算出高度参数并将该高度参数及其变化值储存;
第三步:在通过测高模块对镜片执行测高动作后由传输模块800带动料盘以按照一个预设传送速度运送至检测模块I~III以对每个镜片进行对应功能的光学检测,其中根据测得的高度参数及其变化值来调整所述检测模块的光学对焦和投光;
第四步:在所述光学检测完成后控制传输模块800将该料盘运送至打点模块600所指位置下,通过上位机内部记录的roadmap指令集对该料盘中被确定是NG产品的镜片进行打点标记,并由打点模块600内部的检测模块进行检测所述打点动作是否成功;
第五步:控制传输模块800将打点标记完成的料盘运送至下料模块700以调整该下料模块700完成下料动作,将该料盘存储在该下料模块的下料仓中;
第六步:对第一个输送的料盘后的多个其它料盘重复运行上述步骤一到五直到感测到新的测试参数。
较佳地,所述上位机通过预设的料盘尺寸和/或镜片的光学指标来对应地对上料模块100的上料仓的X向调节部101-01、Y向调节部101-02、设于该料仓仓体另一侧部的夹紧气缸101-04执行参数调节以合适地容纳待送料盘,并且控制托料气缸101-03以与传输模块800设定的传送速度成比例对应的步进速度来完成放料,从而使得此测试过程为全自动进行。

Claims (10)

1.一种手机镜头镜片缺陷自动检测设备,其特征是由设备平台、上料模块、测高模块、至少一检测模块、打点模块、下料模块、传输模块和上位机组成,其中所述设备平台包括了整体上呈矩形构造并用于作为安装基体的设备大板、隔振固定柱和检测平台,该设备大板是锁定安装于一方通机架上,检测平台通过多个隔振固定柱支撑固定于设备大板之上并与该设备大板平面平行且具一预定高度差,所述上料模块、下料模块分别固定安装于检测平台的两个侧部,所述传输模块置于检测平台表面上端并连通上料模块和下料模块,所述测高模块、检测模块、打点模块分别并行安装在该检测平台上并且至少邻近传输模块提供的送料流转通道以执行对应在该送料流转通道中对应位置区域的检测动作,上位机分别电连接上述上料模块、测高模块、检测模块、打点模块、下料模块、传输模块以控制所述的检测动作,其中所述上料模块、下料模块和传输模块是组成待测镜片产品的一个流转系统,该流转系统整体固定于设备大板上,测高模块、至少一检测模块、打点模块组成对所述待测镜片产品的一检测系统,该检测系统整体固定于检测平台上以使该流转系统和检测系统彼此机械或电气地隔离。
2.根据权利要求1所述的自动检测设备,其特征是,所述上料模块包括位于顶部的上料仓、夹紧气缸、托料气缸、推料模块和设于底部的顶料模块,其中上料仓用于储存多个承载待检测镜片产品的料盘,所述上料仓进一步包括设于料仓仓体外侧部且彼此正交的X向调节部、Y向调节部、设于该料仓仓体另一侧部的夹紧气缸以及设于该料仓仓体底侧的托料气缸,其中通过X向调节部和Y向调节两个部件组成的正交结构来调节该料仓仓体的容纳尺寸,从而兼容多种规格的料盘形状尺寸,托料气缸的作用是托举该料仓仓体中盛放的料盘并通过与夹紧气缸、顶料模块的配合稳定地将该料仓仓体中最底一层的料盘每次与上层其他料盘彼此分开、放置于底层平台并由推料模块将其步进推送至传输模块的送料流转通道中进行送料流转。
3.根据权利要求2所述的自动检测设备,其特征是,所述推料模块的主体构成为一受控于所述上位机的无杆气缸,其上固定有折返推送臂,并由无杆气缸带动进行前后运动以完成所述步进推送动作,顶料模块的主体构成为顶料Z向驱动部,其较佳为通过上位机驱动步进电机带动的无尘电缸;在该顶料Z向驱动部顶上安装有料盘托顶爪,料盘托顶爪通过顶料Z向驱动部带动以托举料盘进行上下移动以完成上料动作。
4.根据权利要求1所述的自动检测设备,其特征是,测高模块包括测高底座、固定于测高底座上的Z向滑台和连接Z向滑台202的测高传感器,其中测高底座安装于检测平台之上,测高底座主体结构上设置有可调伸出臂,用以调节测高传感器的偏摆误差;检测平台末端安装有Z向滑台,该Z向滑台用于调节测高传感器的Z向位置以确保料盘中安装的镜片产品皆在其最佳检测范围内。
5.根据权利要求4所述的自动检测设备,其特征是,所述测高传感器是选用高精度激光位移传感器,用以检测料盘中每个镜片产品的Z向位置,供后级的若干检测模块进行调焦动作。
6.根据权利要求1所述的自动检测设备,其特征是,上述检测模块包括检测模块I、检测模块II和检测模块III,这些检测模块的光学视觉系统构成主要是由工业相机、检测光源同轴对焦安装组成,其中:
检测模块I的检测光源是包括在Z向上彼此对置安装的两检测光源,这两个检测光源设于检测模块Ⅰ底端并可以各自分别由上位机独立地调节Z向高度以获得最佳投光效果,工业相机由相机Z向驱动部受控于上位机带动实现在Z向高度上的电动调节,以保证对不同待测镜片产品的对焦检测效果,其中相机Z向驱动部的主体结构是由伺服电机和无尘电缸组成,所有线缆均从无尘拖链中排布;
检测模块II的光学视觉系统构成是由工业相机、检测光源同轴对焦安装的形式组成,其中检测光源设于该检测模块II主体的顶部,工业相机由相机Z向驱动部带动实现在Z向高度上的电动调节,以保证对不同待测镜片产品的对焦检测效果;
检测模块Ⅲ的光学视觉系统构成是由工业相机、检测光源同轴对焦安装组成,检测光源是包括在Z向上彼此对置安装在检测模块Ⅲ主体顶部的检测光源,其中一个检测光源固定安装且另一个检测光源可独立地调节Z向高度以获得最佳对焦效果,工业相机由相机Z向驱动部通过上位机的控制带动实现在Z向高度上的电动调节,以对不同待测镜片产品的对焦检测效果,工业相机由相机Z向驱动部带动实现在Z向高度上的电动调节,以对不同待测镜片产品的对焦检测效果。
7.根据权利要求1所述的自动检测设备,其特征是,所述标记模块包括标记模块和与之固定连接的检测模块,打点模块包括Z向驱动部、缓冲模块、打点笔和墨盒,Z向驱动部是由步进电机和无尘电缸连接组成,可防止运动过程中产生落尘对产品造成二次污染,缓冲模块是安装于Z向驱动部上,在该缓冲模块的一端上又安装有打点笔以在Z向驱动部的带动下进行上下运动,从而完成打点动作,所述缓冲模块的结构包括弹簧和传动轴以在打点动作的过程中起到缓冲作用打点冲击作用,防止打点笔对待测镜片产品及料盘造成伤害,在非打点动作时间段,打点笔是置于墨盒当中,防止打点笔油墨挥发,延长油墨使用时间,其中检测模块包括设置在该检测模块主体上的工业相机、检测光源和Z向滑台,其中工业相机与检测光源同轴对焦地安装于Z向滑台之上,通过Z向滑台调节系统Z向高度,可满足对不同NG产品的检测需求,检测光源相对于工业相机可单独自由调节,以获得最佳的投光效果。
8.根据权利要求1所述的自动检测设备,其特征是,所述下料仓是用于储存已检测镜片产品的料盘,其通过设置在该下料仓的料仓仓体侧部上彼此正交的X向调节部和Y向调节部这两个结构通过上位机控制调节料仓仓体的容纳尺寸,从而兼容多种规格尺寸的料盘,顶料Z向驱动部由步进电机带动的无尘电缸构成,在顶料Z向驱动部上安装有料盘托顶爪,通过顶料Z向驱动部受控于所述上位机带动以可托举到达下料位置的料盘上升,将料盘顶过托料翻板后再下降,而后托料翻板在重力作用下下降托举的已测镜片产品后完成下料动作。
9.根据权利要求1所述的自动检测设备,其特征是,所述传输模块包括送料流转通道、Y向驱动部、运动平台、传输轨道、X向驱动部和料盘拨爪,其中Y向驱动部由无尘电缸及伺服电机连接组成用以驱动运动平台,使之在导轨导向下延Y方向进行运动;传输轨道和X向驱动部安装于运动平台之上并由Y向驱动部带动进行Y轴方向上的运动,所述送料流转通道包括传输轨道,用于承接料盘并且用作料盘运动的导向作用,料盘在其中受料盘拨爪带动做X向运动,其余轴向上的自由度由传输轨道的形状加以限制,其中X向驱动部由无尘电缸及伺服电机连接组成用以驱动安装在X向驱动部顶部上方的料盘拨爪,从而带动传输轨道上的料盘进行X向移动,料盘拨爪包括夹爪气缸、分度平台和升降气缸,其中分度平台安装在料盘拨爪的底板之上,该分度平台上装有多个夹爪气缸,各个气缸之间间距相等布置,以保证夹紧料盘后每个料盘间距相等,并等于各检测模块的光学视觉系统光轴之间间距,其中料盘拨爪在夹紧料盘后通过X-Y轴向上的驱动作用下带动料盘在检测模块下方做阵列移动,以检测料盘中的每一个待测镜片产品。
10.根据权利要求1所述的自动检测设备,其特征是,所述自动检测设备通过上位机实现自动化测试的步骤如下:
第一步:控制上料模块检测对置入多个镜片的料盘的容纳尺寸并将这些料盘传送至传输模块的送料流转通道中;
第二步:控制传输模块带动料盘在该送料流转通道中做X-Y方向上的阵列运动以调整该料盘位置以遍历整个料盘中布置的所有镜片,同时通过测高模块对第一个输送到的料盘内布置的每个镜片在Z向高度上进行测量以测算出高度参数并将该高度参数及其变化值储存;
第三步:在通过测高模块对镜片执行测高动作后由传输模块带动料盘以按照一个预设传送速度运送至检测模块以对每个镜片进行对应功能的光学检测,其中根据测得的高度参数及其变化值来调整所述检测模块的光学对焦和投光;
第四步:在所述光学检测完成后控制传输模块将该料盘运送至打点模块所指位置下,通过上位机内部记录的roadmap指令集对该料盘中被确定是NG产品的镜片进行打点标记,并由打点模块内部的检测模块进行检测所述打点动作是否成功;
第五步:控制传输模块将打点标记完成的料盘运送至下料模块以调整该下料模块完成下料动作,将该料盘存储在该下料模块的下料仓中;
第六步:对第一个输送的料盘后的多个其它料盘重复运行上述步骤一到五直到感测到新的测试参数。
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