CN115401435A - 摄像头橡胶套自动组装系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化设备技术领域，公开了摄像头橡胶套自动组装系统，摄包括橡胶套自动贴装装置、上下料装置和转动设置的分度盘，橡胶套自动贴装装置包括机械手单元和供料器，分度盘上固定有定位治具，上下料装置能够将摄像模组安装到定位治具上并将摄像模组从定位治具上取下，机械手单元设有用于将橡胶套从供料器处转移至摄像模组上的吸附机构本技术方案将原来的人工安装橡胶套的工作改成了机械自动化安装，减少了人力的耗费。

Description

摄像头橡胶套自动组装系统

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，具体涉及一种摄像头橡胶套自动组装系统。

背景技术

笔记本电脑的麦克风基本都集成在摄像模组上，一般摄像头模组上设有两个麦克风，麦克风上均嵌套有橡胶套。橡胶套的作用是使麦克风与收音孔形成一个密封的通道，避免杂音干扰麦克风收音的效果。橡胶套本身具有一些特性，如体积较小(5*4*2.65mm)、材质较软、背部粘附面积小，所以目前都是人工安装橡胶套。人工安装的过程如下，首先作业员从料盒中取出摄像模组，将摄像模组穿过定位治具中的定位柱进行定位，然后从供料器上取下橡胶套，将橡胶套安装到摄像模组相应位置上，安装好两个橡胶套后用治具的盖子压合一下橡胶套确保其固定好了。但是人工安装橡胶套过程也具有一些困难，首先由于定位柱较小，定位摄像模组较为困难；其次橡胶套小又软，作业员剥除料较为困难，需要使用指甲将其捏下；将橡胶套安装到麦克风上时，手指已经将麦克风组件遮挡住了，对位需要凭借经验进行，容易安装歪斜。

发明内容

本发明意在提供一种摄像头橡胶套自动组装系统，意在解决人工安装橡胶套困难且易安装歪斜的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：摄像头橡胶套自动组装系统，包括橡胶套自动贴装装置、上下料装置和转动设置的分度盘，橡胶套自动贴装装置包括机械手单元和供料器，分度盘上固定有定位治具，上下料装置能够将摄像模组安装到定位治具上并将摄像模组从定位治具上取下，机械手单元设有用于将橡胶套从供料器处转移至摄像模组上的吸附机构。

本方案的有益效果为：将原来的人工安装橡胶套的工作改成了机械自动化安装，供料器自动提供橡胶套，机械手的吸附机构将橡胶套吸附起来，再将其转移至定位治具上方，将橡胶套和摄像模组进行组装，减少了人力的耗费。其中发明人针对取下和安装橡胶套进行了多次夹取验证实验，尝试过不同的夹取方式，最后发现通过吸附机构吸取橡胶套，能够最大程度减小橡胶套转移过程中的形变量，从而大大提升组装成品率以及安装精度，同时采用吸附机构安装能够避免将橡胶套安装歪斜，提升橡胶套的安装质量。

优选的，作为一种改进，还包括有工作台，工作台上围绕分度盘依次设有四个工位，包括上料工位、组装工位、压合工位和下料工位，分度盘上周向均匀分布有四个定位治具，各定位治具依次转动至各工位，组装工位设有固定摄像模组的定位机构，压合工位设有用于按压橡胶套的压合机构，定位机构包括A压板，压合机构包括B压板，A压板、B压板均与工作台升降连接。

如此设置，在上料工位将空的摄像模组安装到定位治具中，分度盘旋转将摄像模组转移到组装工位安装橡胶套，分度盘旋转到压合工位，压合机构按压橡胶套以保证其固定牢固，最后旋转分度盘进入下料工位。由于摄像模组比较细，手持摄像模组容易将其破坏，必须将其放置于定位治具中进行固定；四个定位治具固定在圆形的分度盘上，相比于直线型排列圆形排列具有一定优势，减少了设备的长度，空间利用效率高；同时对分度盘上四个摄像模组进行组装作业，通过旋转分度盘使得相应工位一一对应同一规格的摄像模组，相比人工进行安装，这样设置大大提高了组装效率。

优选的，作为一种改进，机械手单元包括第一控制器、第一伺服电机和机械手，机械手的一端设有安装部，安装部上固定有第一上视觉传感器和光源，供料器和定位机构之间设有下视觉传感器，机械手的另一端连接有第二伺服电机，安装部与第二伺服电机连接，第一控制器分别和第一上视觉传感器、下视觉传感器、机械手的第一伺服电机及第二伺服电机电连接。

如此设置，第一上视觉传感器采集橡胶套图像，第一控制器分别与机械手单元和视觉传感器电连接，第一上视觉传感器采集橡胶套的位置图像，第一控制器对第一上视觉传感器采集的图像进行校正，根据校正后的橡胶套图像与目标位置图形之间的偏差量和偏差角度控制吸附机构平移和旋转，将吸头移动到正确的位置上方，控制器控制机械手单元吸取橡胶套，再将橡胶套转移至目标位置和摄像模组进行组装，通过这种方式组装橡胶套具有贴合精度高的特点，解决了传统人工贴合由于橡胶套的体积太小带来难以定位的问题，大大的提升了产品的良品率。

下视觉传感器采集橡胶套的底部图像，第一控制器对下视觉传感器采集的图像和标准的图像进行比对，对橡胶套底部的图像进行校正，再进一步调整吸附机构的动作来补偿橡胶套由于形变带来的偏差，进一步的提升橡胶套的安装精度。光源用于为第一上视觉传感器和下视觉传感器提供良好的照明环境。

优选的，作为一种改进，上下料装置包括上下料移载模组，上下料移载模组包括传送机构和移载机构，传送机构和移载机构连接并带动移载机构移动，移载机构与传送机构升降连接，移载机构包括用于吸取摄像模组的第一移载吸头和第二移载吸头，实现摄像模具的定位安装和取下。

如此设置，通过传送机构带动移载机构移动，移载机构和第一移载吸头、第二移载吸头升降连接，使得第一移载吸头、第二移载吸头分别实现将空摄像模组定位安装在上料工位的定位治具上和将组装完成的摄像模组从定位治具上取下的任务，缩短了上料和下料的时间，进一步提升工作效率。

优选的，作为一种改进，上下料装置还包括上下料升降模组和料盒定位机构，上下料升降模组包括上料升降板和下料升降板，上料升降板和下料升降板可带动多个不同大小的料盒进行升降；上下料装置也包括工作台，工作台上固定有两个料盒定位机构对料盒的位置进行校正。

如此设置，由于不同厂家盛装摄像模组的料盒大小有所差异，本方案中的升降板可以适应不同大小的料盒，同时升降板上可以放置多个料盒，进一步提升了装置的实用性和可用性。

优选的，作为一种改进，上料升降装置还包括将料盒从上料升降板转移到下料升降板上的吸盘机构，吸盘机构升降连接在传送机构上。

如此设置，当上料升降板上没有升降模组时，通过吸盘机构将上料升降板上的空料盒转移至下料升降板上，完成了对空料盒的回收，可以不用再增设托盘回收装置，并且这样设置使得工序更加合理化，组装完成的摄像模组可以持续放置在下料升降板上的料盒中。

优选的，作为一种改进，吸附机构包括两组吸头和连接管，吸头的端部开有和橡胶套形状配合的凹槽，吸头通过连接管和安装部连接，吸头与连接管滑动连接，连接管中设有弹簧。

如此设置，通过将吸头的端部设置成和橡胶套形状相匹配的凹槽，可以最大程度上减少橡胶套的变形，不仅可以提升安装精度，且能够将橡胶套吸附得更加牢固；连接管中设有弹簧可以对吸头的动作进行缓冲，以避免吸头在吸取或组装过程和其他结构发生刚性碰撞，另一方面由于橡胶套也具有一定弹性，在吸取橡胶套时弹簧进行缓冲也能够减少橡胶套的形变；另外，橡胶套的底面涂有背胶，根据产品批次的不同，背胶的厚度可能有微小的差异，如果是吸头刚性连接在机械手上，如果背胶较厚，吸头按照设定的升降距离贴合会用力过大使得橡胶套变形，通过弹簧将吸头连接在机械手上进行缓冲，可以避免上述问题。

由于每一个摄像模组上需要组装两个橡胶套，所以吸附机构上设有两组吸头，通过这样设置，两组吸头先后在供料器上吸取橡胶套，将橡胶套同时转移到组装工位上方，吸头分别将橡胶套贴合在设定位置，能够更加快速地组装橡胶套。发明人对人工作业流程进行了工时分析，人工进行组装两个橡胶套的工作，即便是熟练工也需要花费17.5s的工时，如果因为组装歪斜稍作调整，组装工时将会更长，相比人工安装，这样设置能够大大缩短安装的时间。

优选的，作为一种改进，上下料装置还包括第二上视觉传感器、第二控制器和光源，第二上视觉传感器和光源设置在上下料装置的上方，第二控制器分别和第二上视觉传感器、传送机构、移载机构、吸盘机构、上下料升降模组和料盒定位机构电连接。如此设置，第二上视觉传感器采集上料升降板和下料升降板中的料盒中摄像模组的位置图像，第二控制器对第二上视觉传感器采集的图像进行分析后，第二控制器控制传送机构将移载机构转移到设定位置，再控制移载机构吸附摄像模组和将组装好的摄像模组安放到料盒中。

其次第二控制器对第二上视觉传感器采集的图像进行分析后，发现上料升降板上的料盒中的摄像模组数量为零时，第二控制器通过控制传送机构带动吸盘机构对空料盒进行转移。当一个空料盒通过吸盘机构从上料升降板上转移到下料升降板上，第二控制器控制上料升降板升起一段设定距离，控制下料升降板降低设定距离，以保持最上层料盒的高度恒定，以便于第一移载吸头和第二移载吸头升降相同的距离吸取摄像模组，提升吸附精度。

再次第二上视觉传感器采集料盒在上料升降板和下料升降板中的位置，第二控制器对第二上视觉传感器采集的图像进行校正，根据校正后的图像与目标位置图形之间的偏差量和偏差角度控制料盒定位机构调整料盒的位置，以便于第一移载吸头和第二移载吸头转移摄像模组。

优选的，作为一种改进，两个料盒定位机构均包括气缸和两个推动板，气缸驱动两个推动板横向或竖向运动。

如此设置，因为料盒具有不同的尺寸，通过推动板的设置，以对不同尺寸的料盒进行位置上的调整，将其调整到设定好的位置，方便对料盒中的摄像模组的取用。

优选的，作为一种改进，所述定位治具设有定位柱，上料时将摄像模组插入定位柱。

如此设置，将摄像模组插入定位柱后能够进一步提升摄像模组在定位治具的位置精度。

附图说明

图1为本发明实施例的俯视图；

图2为本发明实施例的轴测图；

图3为本发明分度盘的结构示意图；

图4为本发明安装有摄像模组的定位治具结构图；

图5为本发明机械手单元结构图；

图6为本发明吸头结构图；

图7为本发明上下料升降模组和料盒定位机构结构示意图；

图8为本发明传送机构结构示意图；

图9为本发明吸盘结构的仰视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机械手1、供料器2、分度盘3、下视觉传感器4、连接管5、第一上视觉传感器6、推动板7、支撑板8、机械手座9、吸头10、A压板11、B压板12、定位治具13、摄像模组14、麦克风15、定位柱 16、弹簧17、上料升降板18、下料升降板19、滑槽20、第一移载吸头21、第二移载吸头22、吸盘机构23、吸盘24、纵向传送链25、滑轨26、固定板27、横向传送链28。

实施例基本如图1-图9所示

如图1所示的摄像头橡胶套自动组装系统，包括上方的上下料装置、下方的橡胶套自动贴装装置、若干升降气缸和转动设置的分度盘，橡胶套自动贴装装置包括工作台、机械手单元和供料器2，供料器2固定安装在工作台上，设有分度盘3和工作台转动连接。如图5所示，机械手单元包括机械手1、第一控制器、第一伺服电机和机械手座9，机械手1通过机械手座9固定在工作台上，机械手 1包括安装部，第一伺服电机与机械手1的一端连接，用于驱动机械手1转动，机械手1的另一端螺栓连接有第二伺服电机，安装部与第二伺服电机连接。安装部侧面固定有第一上视觉传感器6和光源，安装部下端设有用于吸取橡胶套的吸附机构，机械手1将橡胶套从供料器2处转移至对应的定位治具13上方后通过升降气缸控制吸附机构上下移动，实现橡胶套的安装。本实施例中供料器的型号为Feeder-LZC-FD02-070。

如图5和图6所示，吸附机构包括两组吸头10、连接管5和弹簧17，吸头 10的端部开有和橡胶套形状配合的凹槽，吸头10通过连接管5和安装部连接，吸头10上设有一根与连接管5内壁滑动连接的杆，杆和弹簧17接触，弹簧17 置于连接管中对吸头10起到缓冲作用，橡胶套自动贴装装置还包括负压机，吸头10和负压机连接。供料器2和分度盘3之间设有下视觉传感器4，第一控制器分别和第一上视觉传感器6、下视觉传感器4和机械手的第一伺服电机、第二伺服电机电连接。本实施例中机械手的型号为DELTA-ROBOT DRS40L3 Serie。

如图3所示，工作台上围绕分度盘3依次设有四个工位，包括上料工位、组装工位、压合工位和下料工位，分度盘3上周向均匀分布有四个如图4所示的定位治具13，分度盘3带动定位治具13每次转动90度，通过转动分度盘3使得相应工位一一对应同一规格的摄像模组14。在上料工位，上下料装置将摄像模组14定位安装进定位治具13中，旋转分度盘3上的摄像模组14到组装工位上，机械手单元将橡胶套组装到摄像模组14上，后旋转分度盘3，压合工位按压橡胶套以确保其固定良好，最后上下料装置将组装好的摄像模组14取下。如图3所示，组装工位设有在机械手1安装橡胶套时固定摄像模组14的定位机构，压合工位设有用于按压橡胶套的压合机构，定位机构包括A压板11，压合机构包括B压板12，A压板11、B压板12被升降气缸带动进行往复升降运动。

如图2所示，上下料装置包括上下料移载模组，上下料移载模组包括传送机构和移载机构，如图8所示，传送机构包括横向传送部和纵向传送部，纵向传送部包括纵向传送链25、第三伺服电机和滑轨26，纵向传送链25带动横向传送部沿着滑轨26纵向滑动，横向传动部包括固定板27、横向传送链28、第四伺服电机和支撑板8，支撑板8上开有滑槽20，横向传送链28带动固定板27沿着滑槽 20横向滑动，如图8所示，移载机构设置在固定板27上，移载机构包括用于吸取摄像模组14的第一移载吸头21和第二移载吸头22，第一移载吸头21和第二移载吸头22均与负压机连接，第一移载吸头21和第二移载吸头22均通过升降气缸和固定板27升降连接。横向传送链28和纵向传送链25分别由第三伺服电机和第四伺服电机带动。

如图7所示，本实施例中的上下料装置还包括上下料升降模组和料盒定位机构，上下料升降模组包括上料升降板18和下料升降板19，设有气缸驱动上料升降板18和下料升降板19带动多个不同规格的料盒进行升降；上下料装置也包括工作台，工作台上设置有料盒定位机构对料盒的位置进行校正，每个料盒定位机构均包括两个推动气缸和两个推动板7，推动气缸驱动推动板7进行横向或竖向运动，推动板7推动料盒直至其运动到设定位置为止。

如图8所示，本实施例中还包括将料盒从上料升降板18转移到下料升降板 19上的吸盘机构23，吸盘机构23包括如图9所示的4个吸盘24，4个吸盘24 均与负压机连接。吸盘机构23通过升降气缸升降连接在支撑板8上，当纵向传送部带动横向传送部沿着滑轨26纵向滑动时，吸盘机构23随之纵向滑动，滑动到上料升降板18的位置，吸盘机构23下降直到吸附住料盒，后吸盘机构23继续纵向滑动到下料升降板19的位置，吸盘机构23将所吸附的料盒放置在下料升降板上，

如图4所示，本实施例中的定位治具13设有两个定位柱16，上料时通过定位柱16对摄像模组14实现精准定位。

上下料装置还包括第二上视觉传感器、第二控制器和光源，第二上视觉传感器和光源设置在上下料升降模组的上方，第二控制器分别和第二上视觉传感器、传送机构的第三伺服电机和第四伺服电机、移载机构的升降气缸、吸盘机构23 上方的升降气缸、上下料升降模组的升降气缸和料盒定位机构的推动气缸电连接。

具体实施过程如下：

如图1所示，在上料工位，移载机构摄像模组14定位安装进相应定位治具 13中，旋转分度盘3将摄像模组14转到组装工位上，机械手单元将橡胶套组装到摄像模组14上，后旋转分度盘3将摄像模组14转移到压合工位，升降气缸的带动B压板12向下运动，B压板12按压橡胶套以确保其固定良好，最后上下料装置将组装好的摄像模组14取下。

在组装工位时，定位机构的通过升降气缸带动A压板11向下，A压板下降后压住摄像模组14，同时第一上视觉传感器6采集橡胶套图像，第一上视觉传感器6采集橡胶套的位置图像，第一控制器对第一上视觉传感器6采集的图像进行校正，根据校正后的橡胶套图像与目标位置图形之间的偏差量和偏差角度控制两个吸头10平移和旋转，将吸头10移动到正确的位置上方，控制器控制机械手单元吸取橡胶套，再将橡胶套转移至目标位置和摄像模组14进行组装。

如图4所示，由于每一个摄像模组14上有两个麦克风15，因此一个摄像模组14需要组装两个橡胶套，吸附机构上设有两组吸头10，通过这样设置，两组吸头10先后在供料器2上吸取橡胶套，将橡胶套同时转移到组装工位上方，吸头10分别将橡胶套贴合在设定位置，能够更加快速地组装橡胶套。

下视觉传感器4采集橡胶套的底部图像，第一控制器对下视觉传感器4采集的图像和标准的图像进行比对，对橡胶套底部的图像进行校正，再进一步调整吸头10的动作来补偿橡胶套转移过程中由于吸头10吸住橡胶套使其形变带来的偏差。在压合工位时压合工位的B压板12被升降气缸带动向下运动，对橡胶套进行按压以确保其固定良好，按压完成后升降气缸带动B压板12上升。

图8为图1中上方的上下料移载模组。在上料工位时，第二上视觉传感器采集上料升降板18和下料升降板19中的料盒中的摄像模组14的位置图像，第二控制器对第二上视觉传感器采集的图像进行分析后，第二控制器控制传送机构将移载机构转移到设定位置，再控制移载机构吸附摄像模组14和将组装好的摄像模组14安放到料盒中，具体方式为：第一移载吸头21将摄像模组14从料盒中吸起后，图1中的A处为上料工位，移载机构通过传送机构转移至上料工位的对应的定位治具13上方，第二移载吸头22向下运动将组装完成的摄像模组14取下后，第一控制器再次调整移载机构位置将第一移载吸头21转移到上料工位的定位治具13上方，第一移载吸头21将未加工的摄像模组14安装到该定位治具 13的定位柱16上，第二移载吸头22通过传送机构将组装完成的摄像模组14放置于下料升降板19上的料盒中。

另外第二控制器能对第二上视觉传感器采集的图像进行分析，如果发现上料升降板18上的料盒中的摄像模组14数量为零时，第二控制器会通过支撑板8 纵向移动带动吸盘机构23对空料盒进行转移。当一个空料盒通过吸盘机构23 从上料升降板18上转移到下料升降板19上，第二控制器控制上料升降板18升起一段设定距离，控制下料升降板19降低设定距离，以保持最上层料盒的高度恒定。

并且第二上视觉传感器还会采集料盒在上料升降板18和下料升降板19中的位置，第二控制器对第二上视觉传感器采集的图像进行校正，根据校正后的图像与目标位置图形之间的偏差量和偏差角度控制推动板7横向或纵向的推动料盒以调整料盒的位置。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.摄像头橡胶套自动组装系统，其特征在于：包括橡胶套自动贴装装置、上下料装置和转动设置的分度盘，橡胶套自动贴装装置包括机械手单元和供料器，分度盘上固定有定位治具，上下料装置能够将摄像模组安装到定位治具上并将摄像模组从定位治具上取下，机械手单元设有用于将橡胶套从供料器处转移至摄像模组上的吸附机构。

2.根据权利要求1所述的摄像头橡胶套自动组装系统，其特征在于：还包括有工作台，工作台上围绕分度盘依次设有四个工位，包括上料工位、组装工位、压合工位和下料工位，分度盘上周向均匀分布有四个定位治具，各定位治具依次转动至各工位，组装工位设有固定摄像模组的定位机构，压合工位设有用于按压橡胶套的压合机构，定位机构包括A压板，压合机构包括B压板，A压板、B压板均与工作台升降连接。

3.根据权利要求2所述的摄像头橡胶套自动组装系统，其特征在于：机械手单元包括第一控制器、第一伺服电机和机械手，机械手的一端设有安装部，安装部上固定有第一上视觉传感器和光源，供料器和定位机构之间设有下视觉传感器，机械手的另一端连接有第二伺服电机，安装部与第二伺服电机连接，第一控制器分别和第一上视觉传感器、下视觉传感器、机械手的第一伺服电机及第二伺服电机电连接。

4.根据权利要求3所述的摄像头橡胶套自动组装系统，其特征在于：上下料装置包括上下料移载模组，上下料移载模组包括传送机构和移载机构，传送机构和移载机构连接并带动移载机构在水平方向上移动，移载机构与传送机构升降连接，移载机构包括用于吸取摄像模组的第一移载吸头和第二移载吸头，实现摄像模具的定位安装和取下。

5.根据权利要求4所述的摄像头橡胶套自动组装系统，其特征在于：上下料装置还包括上下料升降模组和料盒定位机构，上下料升降模组包括上料升降板和下料升降板，上料升降板和下料升降板可带动多个不同大小的料盒进行升降；上下料装置也包括工作台，工作台上固定有两个料盒定位机构对料盒的位置进行校正。

6.根据权利要求5所述的摄像头橡胶套自动组装系统，其特征在于：上料升降装置还包括将料盒从上料升降板转移到下料升降板上的吸盘机构，吸盘机构升降连接在传送机构上。

7.根据权利要求6所述的摄像头橡胶套自动组装系统，其特征在于：吸附机构包括两组吸头和连接管，吸头的端部开有和橡胶套形状配合的凹槽，吸头通过连接管和安装部连接，吸头与连接管滑动连接，连接管中设有弹簧。

8.根据权利要求7所述的摄像头橡胶套自动组装系统，其特征在于：上下料装置还包括第二上视觉传感器、第二控制器和光源，第二上视觉传感器和光源设置在上下料装置的顶部，第二控制器分别和第二上视觉传感器、传送机构、移载机构、吸盘机构、上下料升降模组和料盒定位机构电连接。

9.根据权利要求8所述的摄像头橡胶套自动组装系统，其特征在于：两个料盒定位机构均包括气缸和两个推动板，气缸驱动两个推动板横向或竖向运动。

10.根据权利要求9所述的摄像头橡胶套自动组装系统，其特征在于：所述定位治具设有定位柱，上料时将摄像模组插入定位柱。

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