CN117086895A - 一种激光雷达装调设备及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能自动组装前盖体并实时检测组装的精度的激光雷达装调设备及其方法。本发明包括激光雷达装调设备及其方法,激光雷达装调设备包括机架,机架上设置有工作台面,工作台面上依次设置有至少一组产品上料机构、至少一组自动组装固化机构和上料点胶机器人,产品上料机构包括有雷达载具和位于雷达载具一端的盖体载具模组;上料点胶机器人包括机器人和集成于机器人末端的雷达夹爪模组、盖体夹爪模组和点胶枪模组,自动组装固化机构包括雷达载台板模组,雷达载台板模组的一侧设置有激光相机组件,雷达载台板模组的另一侧设置有盖体装调组件和固化组件。本发明应用于激光雷达组装设备的技术领域。

Description

一种激光雷达装调设备及其方法
技术领域
本发明应用于激光雷达组装设备的技术领域,特别涉及一种激光雷达装调设备及其方法。
背景技术
激光雷达是一种采用非接触激光测距技术的扫描式传感器,其工作原理与一般的雷达系统类似,通过发射激光光束来探测目标,并通过搜集反射回来的光束来形成点云和获取数据,这些数据经光电处理后可生成为精确的三维立体图像。采用这项技术,可以准确的获取高精度的物理空间环境信息,测距精度可达厘米级,因此,该项技术成为汽车自动驾驶、无人驾驶、定位导航、空间测绘、安保安防等领域最为核心的传感器设备。
目前激光雷达在出厂前也需要进行检测,即对激光雷达产品接通电源后,通过激光发射芯片发射出激光光速后经过内部的光路后发出并在探测到障碍物上,通过反射回来的光速经过内部的光路后看是否能回到激光接收芯片处,若发射的激光运到障碍物后能回到激光接收芯片处即为合格品,若激光接收芯片无法接收到光速,则证明激光发射芯片安装位置有误,还需要返工进行检修,操作员根据误差的信息再调整含有激光发射芯片的前盖体在激光雷达上的安装位置,调整完成后还需要再进行点胶固化,然后再重新去测试,这种采用人工安装前盖体容易出现有误差,导致后续激光接收芯片无法接收到光束,还需要返工检修安装,造成生产效率较慢,且激光雷达若出现多次返工也会影响整体产品的品质。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供了一种能自动组装前盖体并实时检测组装的精度的激光雷达装调设备及其方法。
本发明所采用的技术方案是:本发明包括激光雷达装调设备及其方法,所述激光雷达装调设备包括机架,所述机架上设置有工作台面,所述工作台面上依次设置有至少一组产品上料机构、至少一组自动组装固化机构和上料点胶机器人,所述产品上料机构包括有雷达载具和位于所述雷达载具一端的盖体载具模组,所述雷达载具上放置有半成品激光雷达,所述盖体载具模组上放置有前盖体,所述前盖体安装有激光发射芯片;所述上料点胶机器人包括机器人和集成于机器人末端的雷达夹爪模组、盖体夹爪模组和点胶枪模组,所述自动组装固化机构包括雷达载台板模组,所述雷达载台板模组的一侧设置有激光相机组件,所述雷达载台板模组的另一侧设置有盖体装调组件和固化组件,所述激光相机组件发射激光光束模拟激光发射芯片的光路进入放置于雷达载台板模组上的半成品激光雷达,并通过摄影成像定位激光光束在半成品激光雷达的前盖体安装位置,所述盖体装调组件带动前盖体组装到半成品激光雷达上,并调整激光发射芯片的位置与安装位置的光束重合,所述点胶枪模组用于将组装好的前盖体进行点胶固定于半成品激光雷达上。
进一步的,所述产品上料机构和所述自动组装固化机构的数量均为两个,所述机架上设置有机罩,所述机罩上设置有上下料口,两个所述产品上料机构的前端分别位于所述上下料口处,所述机架上还设置有MCU控制器,所述产品上料机构、所述自动组装固化机构和所述上料点胶机器人均与所述MCU控制器电性连接。
进一步的,所述雷达载台板模组包括有支撑平台,所述支撑平台上设置有安装座,所述安装座上设置有载具板,所述载具板与所述半成品激光雷达底部相适配,且半成品激光雷达的前端面朝向所述激光相机组件,所述安装座的两端均设置有压紧器,所述压紧器用于压紧半成品激光雷达于所述载具板上,所述半成品激光雷达包括雷达底座,所述雷达底座的中部设置有安装支座,所述安装支座前端设置有雷达镜头,所述安装支座的中部对称设置有第一折射镜片,所述雷达镜头的两端对称设置有第二折射镜片,所述安装支座的后端对称设置有透光镜片,其中一个所述透光镜片的后端安装有后盖体,所述后盖体上设置有激光接收芯片,所述前盖体安装于另一个所述透光镜片的后端,所述激光发射芯片发射的激光依次通过同侧的的所述透光镜片、所述第二折射镜片、所述第一折射镜片和所述雷达镜头后发出,遇到障碍物后激光光束会反射回并依次经过所述雷达镜头、另一侧的所述第一折射镜片、所述第二折射镜片、所述透光镜片后回到激光接收芯片上。
进一步的,所述激光相机组件包括XY轴调节器,所述XY轴调节器上设置有激光成像相机,所述激光成像相机的一侧设置有变焦环镜头,所述变焦环镜头的前端设置有折叠镜,所述折叠镜的前端设置有弧形光罩,所述弧形光罩位于所述雷达镜头的一端,所述激光成像相机发射激光光束模拟激光发射芯片的发射出的光路进入半成品激光雷达内,并成像激光光束与激光发射芯片的之间的位置。
进一步的,所述盖体装调组件包括第一Y轴移动机构,所述第一Y轴移动机构上斜向设置有XYZ调节器,所述XYZ调节器上设置有旋转调节器,所述旋转调节器设置有装调定位吸嘴模组,所述装调定位吸嘴模组包括装调底板,所述装调底板的上设置有左封滑轨座和与所述左封滑轨座相适配的直线导轨,所述直线导轨上设置有导轨固定板,所述导轨固定板的前端设置有十字轴安装板,所述十字轴安装板的前端安装有万向十字轴,所述万向十字轴的前端设置有吸嘴固定板,所述吸嘴固定板上设置有若干个吸嘴,所述装调底板的后端设置有缺口,所述缺口内设置有拉力传感器和与所述拉力传感器相连接的弹簧导轴,所述直线导轨的末端设置有伸入所述缺口内的挡块,所述弹簧导轴与所述挡块之间设置有拉力弹簧。
进一步的,所述产品上料机构包括X轴移栽气缸和与所述X轴移栽气缸相连接的移栽底板,所述雷达载具和所述盖体载具模组分别安装于所述移栽底板的两侧,所述盖体载具模组包括安装于所述移栽底板一侧的回转安装板、安装于所述回转安装板侧面的低速旋转摆台、与所述低速旋转摆台相连接的旋转固定板和与所述旋转固定板相连接的盖体载板,所述盖体载板内设置有真空吸嘴和与前盖体相适配的定位载柱。
进一步的,所述机器人为六轴机器人,所述六轴机器人的末端设置有连接板,所述点胶枪模组安装于所述连接板的一侧,所述连接板的另一侧设置有CCD相机,所述雷达夹爪模组设置于所述连接板的下端,所述盖体夹爪模组设置于所述连接板的前端,所述点胶枪模组包括点胶升降器和与所述点胶升降器相连接的点胶枪;所述雷达夹爪模组包括第一夹爪气缸,所述第一夹爪气缸的两端设置有雷达夹爪臂,所述第一夹爪气缸的中部设置有与所述半成品激光雷达顶部第一定位孔相适配的第一定位柱;所述盖体夹爪模组包括安装于所述连接板的前端的第一固定板,所述第一固定板的前端面设置有第二夹爪气缸,所述第二夹爪气缸的两端设置有盖体夹爪,所述第二夹爪气缸的上下两端设置有与所述前盖体上的第二定位孔相适配的第二定位柱。
进一步的,所述固化组件包括第二Y轴移动机构,所述第二Y轴移动机构上设置有立架,所述立架设有与前盖体相适配的开口,所述开口的上端和侧端均安装有UV固化器。
进一步的,所述工作台面上且位于所述机器人的移动行程内设置有擦胶机构、胶水校准称重器和位于所述胶水校准称重器前端的激光对针器,所述胶水校准称重器用于对所述点胶枪的出胶量进行精准控制,所述激光对针器用于精准定位所述点胶枪的针嘴的坐标,所述擦胶机构包括擦胶支撑台,所述擦胶支撑台的前端两侧分别设置有皮带输送盘和皮带收料盘,所述擦胶支撑台的下端设置有与所述皮带收料盘相连接的收料步进电机,所述擦胶支撑台的后端设置有三个呈三角形分布的第一张紧杆、第二张紧杆和第三张紧杆,所述皮带输送盘中的皮带由所述皮带输送盘输出后,依次绕过所述第一张紧杆、所述第二张紧杆、所述第三张紧杆、所述皮带收料盘,再回到所述皮带输送盘,所述擦胶支撑台的后端还设有擦胶缺口,所述擦胶支撑台的下端设置有擦胶气缸,所述擦胶气缸的后端对称设置有两个擦胶夹爪,所述擦胶夹爪穿出所述擦胶缺口且分别位于所述第一张紧杆与所述第二张紧杆之间的皮带外侧和所述第二张紧杆与所述第三张紧杆之间的皮带外侧,所述擦胶缺口的正下方设置有擦胶废料收集筒,所述擦胶缺口的侧端设置有胶枪放置筒。
更进一步的,一种激光雷达装调方法,包括以下步骤:S1. 从料盘中取出半成品激光雷达和前盖体分别放入雷达载具和盖体载具模组,然后通过产品上料机构移动进料;S2.机器人带动雷达夹爪模组和盖体夹爪模组分别夹取半成品激光雷达和前盖体,并分别放入雷达载台板模组和盖体装调组件;S3.盖体装调组件带动前盖体装调至半成品激光雷达的安装位;S4.激光相机组件发射激光光束进入半成品激光雷达内,并成像激光光束和前盖体的激光发射芯片的位置,并通过MCU控制器控制盖体装调组件调节前盖体,使前盖体的激光发射芯片与激光光束重合;S5.机器人带动CCD相机成像前盖体与半成品激光雷达的点胶位,然后通过点胶枪模组进行点胶;S6.点胶完成后CCD相机再次成像激光发射芯片与激光光束的位置,若不重合则在通过步骤S4,若重合则通过固化组件对点胶处进行固化;S7机器人对雷达载具上点胶固定好的半成品激光雷达进行下料转移至产品上料机构进行下料。
本发明的有益效果是:1.采用产品上料机构和上料点胶机器人配合,能自动对半成品激光雷达和前盖体进行上下料作业;2.采用盖体装调组件能自动将前盖体装至半成品激光雷达上,并采用激光相机组件模拟激光发射芯片的发射光路回到半成品激光雷达,同时成像回到半成品激光雷达的前盖体安装位置的激光光束和前盖体的激光发射芯片的位置信息,并通过盖体装调组件调节前盖体,使激光发射芯片与激光光束重合;3.在机器人上集成的点胶枪模组能在前盖体装配到位后自动点胶,并通过固化组件进行固化固定,同时还能再通过激光相机组件再次检测固化后的前盖体的激光发射芯片是否正确,提高了产品的精度,也避免了返工导致影响的产品的品质。
附图说明
图1是激光雷达装调设备的结构示意图;
图2是工作台面上的结构示意图;
图3是工作台面上的俯视图;
图4是产品上料机构的结构示意图;
图5是自动组装固化机构的结构示意图;
图6是雷达载台板模组与激光相机组件之间的结构示意图;
图7是雷达载台板模组与激光相机组件之间的光路原理图;
图8是盖体装调组件的结构示意图;
图9是固化组件的结构示意图;
图10是连接板上的部件安装结构示意图;
图11是擦胶机构的结构示意图;
图12是半成品激光雷达和前盖体之间的爆炸示意图;
图13是半成品激光雷达的光路原理图。
具体实施方式
如图1至图13所示,在本实施例中,本发明包括激光雷达装调设备及其方法,所述激光雷达装调设备包括机架1,所述机架1上设置有工作台面2,所述工作台面2上依次设置有至少一组产品上料机构3、至少一组自动组装固化机构4和上料点胶机器人5,所述产品上料机构3包括有雷达载具31和位于所述雷达载具31一端的盖体载具模组32,所述雷达载具31上放置有半成品激光雷达1a,所述盖体载具模组32上放置有前盖体2a,所述前盖体2a安装有激光发射芯片;所述上料点胶机器人5包括机器人和集成于机器人末端的雷达夹爪模组51、盖体夹爪模组52和点胶枪模组53,所述自动组装固化机构4包括雷达载台板模组41,所述雷达载台板模组41的一侧设置有激光相机组件42,所述雷达载台板模组41的另一侧设置有盖体装调组件43和固化组件44,所述激光相机组件42发射激光光束模拟激光发射芯片的光路进入放置于雷达载台板模组41上的半成品激光雷达1a,并通过摄影成像定位激光光束在半成品激光雷达1a的前盖体2a安装位置,所述盖体装调组件43带动前盖体2a组装到半成品激光雷达1a上,并调整激光发射芯片的位置与安装位置的光束重合,所述点胶枪模组53用于将组装好的前盖体2a进行点胶固定于半成品激光雷达1a上。
在本实施例中,所述产品上料机构3和所述自动组装固化机构4的数量均为两个,两个的设计是为了增加生产效率,可以同时进行产品的上下料和组装加工,所述机架1上设置有机罩11,所述机罩11上设置有上下料口12,两个所述产品上料机构3的前端分别位于所述上下料口12处,所述机架1上还设置有MCU控制器,所述产品上料机构3、所述自动组装固化机构4和所述上料点胶机器人5均与所述MCU控制器电性连接。
在本实施例中,所述雷达载台板模组41包括有支撑平台411,所述支撑平台411是起垫高的作用,所述支撑平台411上设置有安装座412,所述安装座412上设置有载具板413,载具板413与安装座412的安装角度保持5°的倾斜角度,这是为了模拟激光雷达在实际安装的倾斜角度,所述载具板413与所述半成品激光雷达1a底部相适配,且半成品激光雷达1a的前端面朝向所述激光相机组件42,所述安装座412的两端均设置有压紧器414,所述压紧器414用于压紧半成品激光雷达1a于所述载具板413上,所述半成品激光雷达1a包括雷达底座1a1,所述雷达底座1a1的中部设置有安装支座1a2,所述安装支座1a2前端设置有雷达镜头1a3,雷达镜头1a3理论光轴相对于安装支座1a2的水平度在±0.1°内,所述安装支座1a2的中部对称设置有第一折射镜片1a4,所述雷达镜头1a3的两端对称设置有第二折射镜片1a5,所述安装支座1a2的后端对称设置有透光镜片1a6,其中一个所述透光镜片1a6的后端安装有后盖体,所述后盖体上设置有激光接收芯片,所述前盖体2a安装于另一个所述透光镜片1a6的后端,所述激光发射芯片发射的激光依次通过同侧的的所述透光镜片1a6、所述第二折射镜片1a5、所述第一折射镜片1a4和所述雷达镜头1a3后发出,遇到障碍物后激光光束会反射回并依次经过所述雷达镜头1a3、另一侧的所述第一折射镜片1a4、所述第二折射镜片1a5、所述透光镜片1a6后回到激光接收芯片上,所以必须保证激光发射芯片安装的位置精准,才能保证激光接收芯片能接收到激光光速。
在本实施例中,所述激光相机组件42包括XY轴调节器421,所述XY轴调节器421上设置有激光成像相机422,所述XY轴调节器421对激光成像相机422的最佳成焦面进行微调,保证激光光束与激光接收芯片的位置重合,所述激光成像相机422的一侧设置有变焦环镜头423,所述变焦环镜头423的前端设置有折叠镜424,所述折叠镜包括两个对称的分光片和位于两个分光片中部的垂直片,分光片角度45°±0.5°,基准为雷达镜头1a3的理论光轴,所述折叠镜424的前端设置有弧形光罩425,所述弧形光罩425位于所述雷达镜头1a3的一端,支撑平台411的两端还设置有照明器,所述照明器用于提供照明亮度,两个所述照明器位于两个所述折叠镜424的外侧,所述激光成像相机422发射激光光束模拟激光发射芯片的发射出的光路进入半成品激光雷达1a内,并通过激光成像相机422成像激光光束与激光发射芯片的之间的位置。
在本实施例中,所述盖体装调组件43包括第一Y轴移动机构431,所述第一Y轴移动机构431上斜向设置有XYZ调节器432,所述XYZ调节器432为三轴微调平台,所述XYZ调节器432上设置有旋转调节器433,所述旋转调节器433设置有装调定位吸嘴模组,所述装调定位吸嘴模组包括装调底板434,所述装调底板434的上设置有左封滑轨座435和与所述左封滑轨座435相适配的直线导轨436,所述直线导轨436上设置有导轨固定板437,所述导轨固定板437的前端设置有十字轴安装板438,所述十字轴安装板438的前端安装有万向十字轴439,所述万向十字轴439的前端设置有吸嘴固定板4310,所述吸嘴固定板4310上设置有五个吸嘴4311,五个吸嘴4311分别分布于吸嘴固定板4310四周和中部,所述前盖体2a的三周设有与其中三个吸嘴4311位置相适配的导柱2a1,此设计能使装调定位吸嘴模组更稳固的吸取到前盖体2a,且不发生偏移,所述装调底板434的后端设置有缺口4312,所述缺口4312内设置有拉力传感器4313和与所述拉力传感器4313相连接的弹簧导轴4314,所述直线导轨436的末端设置有伸入所述缺口4312内的挡块4315,所述弹簧导轴4314与所述挡块4315之间设置有拉力弹簧;此设计用于第一Y轴移动机构431带动整个XYZ调节器432移动,使前盖体2a接近半成品激光雷达1a的安装位,然后在通过XYZ调节器432继续微调前推,使前盖体2a贴着半成品激光雷达1a并通过拉力传感器4313设定的拉力值来感应判断前盖体2a是否已按要求贴合半成品激光雷达1a,然后激光成像相机422发射激光光束并成像在前盖体2a上,并通过成像中前盖体2a的激光发射芯片与激光光束的偏移进行微调,具体是通过XYZ调节器432和旋转调节器433进行上下左右旋转的调整,使激光发射芯片与激光光束完成重合。
在本实施例中,所述产品上料机构3包括X轴移栽气缸33和与所述X轴移栽气缸33相连接的移栽底板34,所述雷达载具31和所述盖体载具模组32分别安装于所述移栽底板34的两侧,所述盖体载具模组32包括安装于所述移栽底板34一侧的回转安装板341、安装于所述回转安装板341侧面的低速旋转摆台342、与所述低速旋转摆台342相连接的旋转固定板343和与所述旋转固定板343相连接的盖体载板344,所述盖体载板344内设置有真空吸嘴345和与前盖体2a相适配的定位载柱346,此设计方便将半成品激光雷达1a和前盖体2a进行上料,然后通过X轴移栽气缸33带动器向X轴向进行上料,从而进入上料点胶机器人5的夹取行程内,且为了方便盖体夹爪模组52更好的夹持前盖体2a,还通过低速旋转摆台342将前盖体2a,旋转90°,方便夹取。
在本实施例中,所述机器人为六轴机器人,所述六轴机器人的末端设置有连接板54,所述点胶枪模组53安装于所述连接板54的一侧,所述连接板54的另一侧设置有CCD相机55,所述CCD相机55可用于定位成像,提高点胶精度;所述雷达夹爪模组51设置于所述连接板54的下端,所述盖体夹爪模组52设置于所述连接板54的前端,所述点胶枪模组53包括点胶升降器531和与所述点胶升降器531相连接的点胶枪532;所述雷达夹爪模组51包括第一夹爪气缸511,所述第一夹爪气缸511的两端设置有雷达夹爪臂512,所述第一夹爪气缸511的中部设置有与所述半成品激光雷达1a顶部第一定位孔1a8相适配的第一定位柱513,此设计方便雷达夹爪模组51稳定且精准的夹持到半成品激光雷达1a;所述盖体夹爪模组52包括安装于所述连接板54的前端的第一固定板521,所述第一固定板521的前端面设置有第二夹爪气缸522,所述第二夹爪气缸522的两端设置有盖体夹爪523,所述第二夹爪气缸522的上下两端设置有与所述前盖体2a上的第二定位孔2a2相适配的第二定位柱524,此设计方便盖体夹爪模组52稳定且精准的夹持到前盖体2a。
在本实施例中,所述固化组件44包括第二Y轴移动机构441,所述第二Y轴移动机构441上设置有立架442,所述立架442设有与前盖体2a相适配的开口,所述开口的上端和侧端均安装有UV固化器443;此设计用于当前盖体2a点胶在半成品激光雷达1a后进行胶水固化,使前盖体2a固定在半成品激光雷达1a上。
在本实施例中,所述工作台面2上且位于所述机器人的移动行程内设置有擦胶机构6、胶水校准称重器61和位于所述胶水校准称重器61前端的激光对针器62,所述胶水校准称重器61用于对所述点胶枪532的出胶量进行精准控制,所述激光对针器62用于精准定位所述点胶枪532的针嘴的坐标,所述擦胶机构包括擦胶支撑台63,所述擦胶支撑台63的前端两侧分别设置有皮带输送盘64和皮带收料盘65,所述擦胶支撑台63的下端设置有与所述皮带收料盘65相连接的收料步进电机66,所述擦胶支撑台63的后端设置有三个呈三角形分布的第一张紧杆67、第二张紧杆68和第三张紧杆69,所述皮带输送盘64中的皮带由所述皮带输送盘64输出后,依次绕过所述第一张紧杆67、所述第二张紧杆68、所述第三张紧杆69、所述皮带收料盘65,再回到所述皮带输送盘64,所述擦胶支撑台63的后端还设有擦胶缺口610,所述擦胶支撑台63的下端设置有擦胶气缸611,所述擦胶气缸611的后端对称设置有两个擦胶夹爪612,所述擦胶夹爪612穿出所述擦胶缺口610且分别位于所述第一张紧杆67与所述第二张紧杆68之间的皮带外侧和所述第二张紧杆68与所述第三张紧杆69之间的皮带外侧,所述擦胶缺口610的正下方设置有擦胶废料收集筒613,所述擦胶缺口610的侧端设置有胶枪放置筒614;此设计用于当所述点胶枪模组53使用一段时间后,所述点胶枪532的针嘴外部容易粘胶,影响后续点胶效果,所述擦胶机构能有效解决点胶枪532的针嘴外部的粘胶,具体是通过将点胶枪532的针嘴移动至两个擦胶夹爪114之间,然后擦胶气缸113驱动两个擦胶夹爪114夹紧皮带111,使皮带111在运动的过程中摩擦掉点胶枪532的针嘴外部的粘胶,且摩擦出来的粘胶会被擦胶废料收集筒115收集,胶枪放置筒116用于设备停止点胶作业时,可以使点胶枪532的针嘴移动至胶枪放置筒116,避免出现漏胶水,影响整体设备整洁
在本实施例中,一种激光雷达装调方法,包括以下步骤:S1. 从料盘中取出半成品激光雷达1a和前盖体2a分别放入雷达载具31和盖体载具模组32,然后启动开关,使产品上料机构3移动进料;S2.机器人带动雷达夹爪模组51和盖体夹爪模组52分别夹取半成品激光雷达1a和前盖体2a,并分别放入雷达载台板模组41和盖体装调组件43;S3.盖体装调组件43带动前盖体2a装调至半成品激光雷达1a的安装位;S4.激光相机组件42发射激光光束进入半成品激光雷达1a内,并成像激光光束和前盖体2a的激光发射芯片的位置,并通过MCU控制器控制盖体装调组件43调节前盖体2a,使前盖体2a的激光发射芯片与激光光束重合;S5.机器人带动CCD相机55成像前盖体2a与半成品激光雷达1a的点胶位,然后通过点胶枪模组53进行点胶;S6.点胶完成后CCD相机55再次成像激光发射芯片与激光光束的位置,若不重合则在通过步骤S4,若重合则通过固化组件44对点胶处进行固化,固化完成后CCD相机55再次成像激光发射芯片与激光光束的位置;S7机器人对雷达载具31上点胶固定好的半成品激光雷达1a进行下料转移至产品上料机构3进行下料。
虽然本发明的实施例是以实际方案来描述的,但是并不构成对本发明含义的限制,对于本领域的技术人员,根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种激光雷达装调设备,其特征在于:它包括机架(1),所述机架(1)上设置有工作台面(2),所述工作台面(2)上依次设置有至少一组产品上料机构(3)、至少一组自动组装固化机构(4)和上料点胶机器人(5),所述产品上料机构(3)包括有雷达载具(31)和位于所述雷达载具(31)一端的盖体载具模组(32),所述雷达载具(31)上放置有半成品激光雷达(1a),所述盖体载具模组(32)上放置有前盖体(2a),所述前盖体(2a)安装有激光发射芯片;所述上料点胶机器人(5)包括机器人和集成于机器人末端的雷达夹爪模组(51)、盖体夹爪模组(52)和点胶枪模组(53),所述自动组装固化机构(4)包括雷达载台板模组(41),所述雷达载台板模组(41)的一侧设置有激光相机组件(42),所述雷达载台板模组(41)的另一侧设置有盖体装调组件(43)和固化组件(44),所述激光相机组件(42)发射激光光束模拟激光发射芯片的光路进入放置于雷达载台板模组(41)上的半成品激光雷达(1a),并通过摄影成像定位激光光束在半成品激光雷达(1a)的前盖体(2a)安装位置,所述盖体装调组件(43)带动前盖体(2a)组装到半成品激光雷达(1a)上,并调整激光发射芯片的位置与安装位置的光束重合,所述点胶枪模组(53)用于将组装好的前盖体(2a)进行点胶固定于半成品激光雷达(1a)上。
2.根据权利要求1所述的一种激光雷达装调设备,其特征在于:所述产品上料机构(3)和所述自动组装固化机构(4)的数量均为两个,所述机架(1)上设置有机罩(11),所述机罩(11)上设置有上下料口(12),两个所述产品上料机构(3)的前端分别位于所述上下料口(12)处,所述机架(1)上还设置有MCU控制器,所述产品上料机构(3)、所述自动组装固化机构(4)和所述上料点胶机器人(5)均与所述MCU控制器电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种激光雷达装调设备,其特征在于:所述雷达载台板模组(41)包括有支撑平台(411),所述支撑平台(411)上设置有安装座(412),所述安装座(412)上设置有载具板(413),所述载具板(413)与所述半成品激光雷达(1a)底部相适配,且半成品激光雷达(1a)的前端面朝向所述激光相机组件(42),所述安装座(412)的两端均设置有压紧器(414),所述压紧器(414)用于压紧半成品激光雷达(1a)于所述载具板(413)上,所述半成品激光雷达(1a)包括雷达底座(1a1),所述雷达底座(1a1)的中部设置有安装支座(1a2),所述安装支座(1a2)前端设置有雷达镜头(1a3),所述安装支座(1a2)的中部对称设置有第一折射镜片(1a4),所述雷达镜头(1a3)的两端对称设置有第二折射镜片(1a5),所述安装支座(1a2)的后端对称设置有透光镜片(1a6),其中一个所述透光镜片(1a6)的后端安装有后盖体,所述后盖体上设置有激光接收芯片,所述前盖体(2a)安装于另一个所述透光镜片(1a6)的后端,所述激光发射芯片发射的激光依次通过同侧的的所述透光镜片(1a6)、所述第二折射镜片(1a5)、所述第一折射镜片(1a4)和所述雷达镜头(1a3)后发出,遇到障碍物后激光光束会反射回并依次经过所述雷达镜头(1a3)、另一侧的所述第一折射镜片(1a4)、所述第二折射镜片(1a5)、所述透光镜片(1a6)后回到激光接收芯片上。
4.根据权利要求3所述的一种激光雷达装调设备,其特征在于:所述激光相机组件(42)包括XY轴调节器(421),所述XY轴调节器(421)上设置有激光成像相机(422),所述激光成像相机(422)的一侧设置有变焦环镜头(423),所述变焦环镜头(423)的前端设置有折叠镜(424),所述折叠镜(424)的前端设置有弧形光罩(425),所述弧形光罩(425)位于所述雷达镜头(1a3)的一端,所述激光成像相机(422)发射激光光束模拟激光发射芯片的发射出的光路进入半成品激光雷达(1a)内,并成像激光光束与激光发射芯片的之间的位置。
5.根据权利要求1所述的一种激光雷达装调设备,其特征在于:所述盖体装调组件(43)包括第一Y轴移动机构(431),所述第一Y轴移动机构(431)上斜向设置有XYZ调节器(432),所述XYZ调节器(432)上设置有旋转调节器(433),所述旋转调节器(433)设置有装调定位吸嘴模组,所述装调定位吸嘴模组包括装调底板(434),所述装调底板(434)的上设置有左封滑轨座(435)和与所述左封滑轨座(435)相适配的直线导轨(436),所述直线导轨(436)上设置有导轨固定板(437),所述导轨固定板(437)的前端设置有十字轴安装板(438),所述十字轴安装板(438)的前端安装有万向十字轴(439),所述万向十字轴(439)的前端设置有吸嘴固定板(4310),所述吸嘴固定板(4310)上设置有若干个吸嘴(4311),所述装调底板(434)的后端设置有缺口(4312),所述缺口(4312)内设置有拉力传感器(4313)和与所述拉力传感器(4313)相连接的弹簧导轴(4314),所述直线导轨(436)的末端设置有伸入所述缺口(4312)内的挡块(4315),所述弹簧导轴(4314)与所述挡块(4315)之间设置有拉力弹簧。
6.根据权利要求1所述的一种激光雷达装调设备,其特征在于:所述产品上料机构(3)包括X轴移栽气缸(33)和与所述X轴移栽气缸(33)相连接的移栽底板(34),所述雷达载具(31)和所述盖体载具模组(32)分别安装于所述移栽底板(34)的两侧,所述盖体载具模组(32)包括安装于所述移栽底板(34)一侧的回转安装板(341)、安装于所述回转安装板(341)侧面的低速旋转摆台(342)、与所述低速旋转摆台(342)相连接的旋转固定板(343)和与所述旋转固定板(343)相连接的盖体载板(344),所述盖体载板(344)内设置有真空吸嘴(345)和与前盖体(2a)相适配的定位载柱(346)。
7.根据权利要求1所述的一种激光雷达装调设备,其特征在于:所述机器人为六轴机器人,所述六轴机器人的末端设置有连接板(54),所述点胶枪模组(53)安装于所述连接板(54)的一侧,所述连接板(54)的另一侧设置有CCD相机(55),所述雷达夹爪模组(51)设置于所述连接板(54)的下端,所述盖体夹爪模组(52)设置于所述连接板(54)的前端,所述点胶枪模组(53)包括点胶升降器(531)和与所述点胶升降器(531)相连接的点胶枪(532);所述雷达夹爪模组(51)包括第一夹爪气缸(511),所述第一夹爪气缸(511)的两端设置有雷达夹爪臂(512),所述第一夹爪气缸(511)的中部设置有与所述半成品激光雷达(1a)顶部第一定位孔(1a8)相适配的第一定位柱(513);所述盖体夹爪模组(52)包括安装于所述连接板(54)的前端的第一固定板(521),所述第一固定板(521)的前端面设置有第二夹爪气缸(522),所述第二夹爪气缸(522)的两端设置有盖体夹爪(523),所述第二夹爪气缸(522)的上下两端设置有与所述前盖体(2a)上的第二定位孔(2a2)相适配的第二定位柱(524)。
8.根据权利要求1所述的一种激光雷达装调设备,其特征在于:所述固化组件(44)包括第二Y轴移动机构(441),所述第二Y轴移动机构(441)上设置有立架(442),所述立架(442)设有与前盖体(2a)相适配的开口,所述开口的上端和侧端均安装有UV固化器(443)。
9.根据权利要求1所述的一种激光雷达装调设备,其特征在于:所述工作台面(2)上且位于所述机器人的移动行程内设置有擦胶机构(6)、胶水校准称重器(61)和位于所述胶水校准称重器(61)前端的激光对针器(62),所述胶水校准称重器(61)用于对所述点胶枪(532)的出胶量进行精准控制,所述激光对针器(62)用于精准定位所述点胶枪(532)的针嘴的坐标,所述擦胶机构包括擦胶支撑台(63),所述擦胶支撑台(63)的前端两侧分别设置有皮带输送盘(64)和皮带收料盘(65),所述擦胶支撑台(63)的下端设置有与所述皮带收料盘(65)相连接的收料步进电机(66),所述擦胶支撑台(63)的后端设置有三个呈三角形分布的第一张紧杆(67)、第二张紧杆(68)和第三张紧杆(69),所述皮带输送盘(64)中的皮带由所述皮带输送盘(64)输出后,依次绕过所述第一张紧杆(67)、所述第二张紧杆(68)、所述第三张紧杆(69)、所述皮带收料盘(65),再回到所述皮带输送盘(64),所述擦胶支撑台(63)的后端还设有擦胶缺口(610),所述擦胶支撑台(63)的下端设置有擦胶气缸(611),所述擦胶气缸(611)的后端对称设置有两个擦胶夹爪(612),所述擦胶夹爪(612)穿出所述擦胶缺口(610)且分别位于所述第一张紧杆(67)与所述第二张紧杆(68)之间的皮带外侧和所述第二张紧杆(68)与所述第三张紧杆(69)之间的皮带外侧,所述擦胶缺口(610)的正下方设置有擦胶废料收集筒(613),所述擦胶缺口(610)的侧端设置有胶枪放置筒(614)。
10.一种激光雷达装调方法,其特征在,它包括以下步骤:S1. 从料盘中取出半成品激光雷达(1a)和前盖体(2a)分别放入雷达载具(31)和盖体载具模组(32),然后通过产品上料机构(3)移动进料;S2.机器人带动雷达夹爪模组(51)和盖体夹爪模组(52)分别夹取半成品激光雷达(1a)和前盖体(2a),并分别放入雷达载台板模组(41)和盖体装调组件(43);S3.盖体装调组件(43)带动前盖体(2a)装调至半成品激光雷达(1a)的安装位;S4.激光相机组件(42)发射激光光束进入半成品激光雷达(1a)内,并成像激光光束和前盖体(2a)的激光发射芯片的位置,并通过MCU控制器控制盖体装调组件(43)调节前盖体(2a),使前盖体(2a)的激光发射芯片与激光光束重合;S5.机器人带动CCD相机(55)成像前盖体(2a)与半成品激光雷达(1a)的点胶位,然后通过点胶枪模组(53)进行点胶;S6.点胶完成后CCD相机(55)再次成像激光发射芯片与激光光束的位置,若不重合则在通过步骤S4,若重合则通过固化组件(44)对点胶处进行固化;S7机器人对雷达载具(31)上点胶固定好的半成品激光雷达(1a)进行下料转移至产品上料机构(3)进行下料。
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CN117961339A (zh) * 2024-03-29 2024-05-03 苏州英维特精密机械有限公司 一种车用超声波雷达用上料焊接装置及其工作方法
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