CN208005126U - 回流线式自校准摄像头组装设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开并提供了一种结构简单、模块化和具有稳定、高效、精准的摄像头的校准功能的回流线式自校准摄像头组装设备。本实用新型包括皮带流水线和依次设置在所述皮带流水线旁的上料模块、等离子清洗模块、点胶模块、摄像头自动校准模块以及下料回流模块，所述皮带流水线上设置有载具，所述摄像头自动校准模块包括六轴平台机械手，所述六轴平台机械手的夹爪位于所述载具的上方，所述夹爪的上方设置有折返镜模组，所述折返镜模组包括折返镜固定板和若干折返镜，所述折返镜固定板的中部设有通槽，若干所述折返镜均匀设置在所述通槽的侧壁下部。本实用新型可用于摄像头组装行业的技术领域。

Description

回流线式自校准摄像头组装设备

技术领域

本实用新型涉及一种回流线式自校准摄像头组装设备。

背景技术

得益于数码光学成像技术以及图像应用处理技术的发展，带动各类侧重点不同的功能型相机产品井喷式发展。无人驾驶(高级驾驶辅助系统ADAS)、运动相机、无人机、AR/VR设备等各种功能侧重点不同的功能型相机产品得以开发和大量的使用。仅以无人驾驶汽车为例，现有的功能型相机镜头组采用雷达+超声波+光学镜头的方式组合，目前全球量产型智能汽车，每台车上使用8颗功能型相机镜头组。

在需求端如此之大，且图像传感器的分辨率不断增加以及对画面数据处理要求不断提高的情况下，镜头组装到传感器的相对定位的准确性要求越来越高，传统的AA制程设备已经不能满足技术要求以及产量日渐增长的需求。目前国内应对摄像头组装和校准仍然使用螺纹调焦组装方式或者手动对焦，存在消耗人力，精度难以得到保证，组装不良产品不可返修造成浪费等问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、模块化和具有稳定、高效、精准的摄像头的校准功能的回流线式自校准摄像头组装设备。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括皮带流水线和依次设置在所述皮带流水线旁的上料模块、等离子清洗模块、点胶模块、摄像头自动校准模块以及下料回流模块，所述皮带流水线上设置有载具，所述摄像头自动校准模块包括六轴平台机械手，所述六轴平台机械手的夹爪位于所述载具的上方，所述夹爪的上方设置有折返镜模组，所述折返镜模组包括折返镜固定板和若干折返镜，所述折返镜固定板的中部设有通槽，若干所述折返镜均匀设置在所述通槽的侧壁下部。

由上述方案可见，在本实用新型中，本实用新型采用模块化的形式并集成对摄像头的等离子清洗、点胶和校准测试的功能,并且通过模块快速更换维护达到满足半自动、全自动任意切换与搭配；六轴平台机械手夹取放置于载具上的产品摄像头，通过六轴平台机械手调整6个自由度(X，Y，Z，θX，θY及θz),调节摄像头的相对位置，从而达到稳定、高效、精准的实现不同的画面成像品质要求。

进一步地，所述六轴平台机械手包括平台底座和活动平台，所述平台底座的上端圆周阵列设置有三组伸缩轴组，每组伸缩轴组均包括第一伸缩轴和第二伸缩轴，所述第一伸缩轴的上下两端分别与所述平台底座的上部和所述活动平台的底部相铰接，所述第二伸缩轴的上下两端分别与所述平台底座的上部和所述活动平台的底部相铰接，每组伸缩轴组的第一伸缩轴和第二伸缩轴呈V字形倾斜设置，所述活动平台的上端设置有臂部，所述夹爪设置在所述臂部的末端。

由上述方案可见，在本实用新型中，六轴平台机械手通过三轴伸缩轴组共6根伸缩轴的配合，每根伸缩轴均单独操作，由于伸缩轴倾斜设计，故而当它们进行不同程度的伸缩时，可以达到使得活动平台进行6个自由度(X，Y，Z，θX，θY及θz)的变化，实现设置在臂部末端的夹爪也跟着同步变化，最终令夹爪夹住的摄像头也可以6个自由度调整。本方案结构简单，满足小范围6个自由度的精确调整的要求。

进一步地，所述通槽为八边形槽，所述折返镜的数量为八个，八个所述折返镜分为两组并交错依次对应设置在所述通槽的侧壁下部，同一组的四个所述折返镜的安装角度相一致。

进一步地，每个所述折返镜均对应设置有安装座，所述折返镜与相应的所述安装座相铰接，所述折返镜的后部设置有角度调节旋钮。

进一步地，所述上料模块包括入料台，所述入料台上设置有入料窗口，所述皮带流水线的始端位于所述入料窗口处，所述入料窗口配合设置有安全光栅，所述入料窗口的后部设置有第一CCD相机。

由上述方案可见，在本实用新型中，上料模块用于将摄像头安装放置到载具上，设计第一CCD相机用于检查摄像头是否错装或漏装，同时第一CCD相机还带有二维码扫码功能，识别载具上的二维码。

进一步地，所述等离子清洗模块包括等离子发生装置、等离子气体吸收装置和第一三轴伺服机械手，所述第一三轴伺服机械手的执行器上设置有等离子发射枪，所述等离子发射枪与所述等离子发生装置通过管道相连接，所述等离子气体吸收装置包括吸收管口，所述等离子发射枪和所述吸收管口均位于所述载具的上方。

由上述方案可见，在本实用新型中，等离子发射枪在第一三轴伺服机械手的驱动下对准需要清洗的放置于载具上的摄像头的表面，等离子发射枪发射等离子体并轰击被清洗的摄像头表面，以达到清洗目的；吸收管口在摄像头周边提供负压，收集离子态气体达到环保效果。

进一步地，所述点胶模块包括第二三轴伺服机械手，所述第二三轴伺服机械手的执行器的前端设置有点胶枪，所述执行器的后端设置有测高仪、第二CCD相机和与所述第二CCD相机相配合的环形光源。

由上述方案可见，在本实用新型中，点胶枪在第二三轴伺服机械手的驱动下对准需要载具上的摄像头并进行涂胶处理，点胶枪流速、点胶路径、点胶运动速度均实现软件可调。第二CCD相机对胶路进行拍照，确认其点胶的量和均匀度。测高仪用于配合点胶枪的胶头更换时进行胶头位置及长度进行校准补偿。本方案通过第二CCD相机监控点胶质量，提高产品摄像头的最终质量效果。

进一步地，所述臂部在所述夹爪处设置有若干UV固胶灯，若干所述UV固胶灯圆周阵列设置在所述夹爪的外围。

由上述方案可见，在本实用新型中，设计UV固胶灯用于通过紫外线固化从点胶枪处吐在摄像头上的胶水；而将UV固胶灯设计在夹爪处可以简化UV固胶灯的安装体积，同时，在校准摄像头时就同时对胶水进行固化，可以缩短固化时间。

进一步地，所述摄像头自动校准模块还包括升降框架模组，所述升降框架模组包括由下至上依次设置的框架底板、折返镜模组安装板和框架上板，所述折返镜模组安装板和所述框架上板之间设置有丝杆，所述框架上板的上端设置有与所述丝杆相配合的丝杆电机，所述折返镜模组安装板与所述框架底板之间设置有支撑柱，所述折返镜模组安装在所述折返镜模组安装板的上端。

由上述方案可见，在本实用新型中，设计升降框架模组可以使得安装在折返镜模组安装板上的折返镜模组可以通过丝杆而上下移动，最终使得折返镜可以有上下的调整范围，提高摄像头的校准效果。

进一步地，所述下料回流模块包括无杆气缸和设置在所述无杆气缸的移动部上的载具接收输送带，所述载具接收输送带与所述皮带流水线相对接，所述无杆气缸垂直于所述皮带流水线的末端，所述载具接收输送带上设置有同步轮。

由上述方案可见，在本实用新型中，设计下料回流模块用于回收载具和放置在载具上的摄像头，由于载具接收输送带可以在无杆气缸的驱动下从与皮带流水线的对接状态变为错位状态，从而实现将载具从皮带流水线上分离的效果。另外，下料回流模块自带同步轮，令下料回流模块具有独立的自停功能，可以使得位于下料回流模块处的载具暂停输送，便于操作人员取走载具。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是摄像头自动校准模块的结构示意图；

图3是六轴平台机械手的结构示意图；

图4是折返镜模组的结构示意图；

图5是等离子清洗模块的结构示意图；

图6是点胶模块的结构示意图；

图7是下料回流模块的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图6所示，本实用新型的具体实施方式是：本实用新型包括皮带流水线1和依次设置在所述皮带流水线1旁的上料模块2、等离子清洗模块3、点胶模块4、摄像头自动校准模块5以及下料回流模块6，所述皮带流水线1上设置有载具7，所述摄像头自动校准模块5包括六轴平台机械手51，所述六轴平台机械手51的夹爪52位于所述载具7的上方，所述夹爪52的上方设置有折返镜模组53，所述折返镜模组53包括折返镜固定板531和若干折返镜532，所述折返镜固定板531的中部设有通槽533，若干所述折返镜532均匀设置在所述通槽533的侧壁下部。在本实用新型中，本实用新型采用模块化的形式并集成对摄像头的等离子清洗、点胶和校准测试的功能,并且通过模块快速更换维护达到满足半自动、全自动任意切换与搭配；六轴平台机械手51夹取放置于载具7上的产品摄像头，通过六轴平台机械手51调整6个自由度(X，Y，Z，θX，θY及θz),调节摄像头的相对位置，从而达到稳定、高效、精准的实现不同的画面成像品质要求。

在本具体实施例中，所述六轴平台机械手51包括平台底座511和活动平台512，所述平台底座511的上端圆周阵列设置有三组伸缩轴组，每组伸缩轴组均包括第一伸缩轴513和第二伸缩轴514，所述第一伸缩轴513的上下两端分别与所述平台底座511的上部和所述活动平台512的底部相铰接，所述第二伸缩轴514的上下两端分别与所述平台底座511的上部和所述活动平台512的底部相铰接，每组伸缩轴组的第一伸缩轴513和第二伸缩轴514呈V字形倾斜设置，所述活动平台512的上端设置有臂部515，所述夹爪52设置在所述臂部515的末端。在本实用新型中，六轴平台机械手51通过三轴伸缩轴组共6根伸缩轴的配合，每根伸缩轴均单独操作，由于伸缩轴倾斜设计，故而当它们进行不同程度的伸缩时，可以达到使得活动平台512进行6个自由度(X，Y，Z，θX，θY及θz)的变化，实现设置在臂部515末端的夹爪52也跟着同步变化，最终令夹爪52夹住的摄像头也可以6个自由度调整。本方案结构简单，满足小范围6个自由度的精确调整的要求。

在本具体实施例中，所述通槽533为八边形槽，所述折返镜532的数量为八个，八个所述折返镜532分为两组并交错依次对应设置在所述通槽533的侧壁下部，同一组的四个所述折返镜532的安装角度相一致。

在本具体实施例中，每个所述折返镜532均对应设置有安装座534，所述折返镜532与相应的所述安装座534相铰接，所述折返镜532的后部设置有角度调节旋钮535。

在本具体实施例中，所述上料模块2包括入料台21，所述入料台21上设置有入料窗口22，所述皮带流水线1的始端位于所述入料窗口22处，所述入料窗口22配合设置有安全光栅，所述入料窗口22的后部设置有第一CCD相机。在本实用新型中，上料模块2用于将摄像头安装放置到载具7上，设计第一CCD相机用于检查摄像头是否错装或漏装，同时第一CCD相机还带有二维码扫码功能，识别载具7上的二维码。

在本具体实施例中，所述等离子清洗模块3包括等离子发生装置31、等离子气体吸收装置和第一三轴伺服机械手32，所述第一三轴伺服机械手32的执行器上设置有等离子发射枪33，所述等离子发射枪33与所述等离子发生装置31通过管道34相连接，所述等离子气体吸收装置包括吸收管口35，所述等离子发射枪33和所述吸收管口35均位于所述载具7的上方。在本实用新型中，等离子发射枪33在第一三轴伺服机械手32的驱动下对准需要清洗的放置于载具7上的摄像头的表面，等离子发射枪33发射等离子体并轰击被清洗的摄像头表面，以达到清洗目的；吸收管口35在摄像头周边提供负压，收集离子态气体达到环保效果。

在本具体实施例中，所述点胶模块4包括第二三轴伺服机械手41，所述第二三轴伺服机械手41的执行器的前端设置有点胶枪42，所述执行器的后端设置有测高仪43、第二CCD相机44和与所述第二CCD相机44相配合的环形光源45。在本实用新型中，点胶枪42在第二三轴伺服机械手41的驱动下对准需要载具7上的摄像头并进行涂胶处理，点胶枪42流速、点胶路径、点胶运动速度均实现软件可调。第二CCD相机44对胶路进行拍照，确认其点胶的量和均匀度。测高仪43用于配合点胶枪42的胶头更换时进行胶头位置及长度进行校准补偿。本方案通过第二CCD相机44监控点胶质量，提高产品摄像头的最终质量效果。

在本具体实施例中，所述臂部515在所述夹爪52处设置有若干UV固胶灯54，若干所述UV固胶灯54圆周阵列设置在所述夹爪52的外围。在本实用新型中，设计UV固胶灯54用于通过紫外线固化从点胶枪42处吐在摄像头上的胶水；而将UV固胶灯54设计在夹爪52处可以简化UV固胶灯54的安装体积，同时，在校准摄像头时就同时对胶水进行固化，可以缩短固化时间。

在本具体实施例中，所述摄像头自动校准模块5还包括升降框架模组，所述升降框架模组包括由下至上依次设置的框架底板55、折返镜模组安装板56和框架上板57，所述折返镜模组安装板56和所述框架上板57之间设置有丝杆58，所述框架上板57的上端设置有与所述丝杆58相配合的丝杆电机59，所述折返镜模组安装板56与所述框架底板55之间设置有支撑柱50，所述折返镜模组53安装在所述折返镜模组安装板56的上端。在本实用新型中，设计升降框架模组可以使得安装在折返镜模组安装板56上的折返镜模组53可以通过丝杆58而上下移动，最终使得折返镜532可以有上下的调整范围，提高摄像头的校准效果。

在本具体实施例中，所述下料回流模块6包括无杆气缸61和设置在所述无杆气缸61的移动部上的载具接收输送带62，所述载具接收输送带62与所述皮带流水线1相对接，所述无杆气缸61垂直于所述皮带流水线1的末端，所述载具接收输送带62上设置有同步轮63。在本实用新型中，设计下料回流模块6用于回收载具7和放置在载具7上的摄像头，由于载具接收输送带62可以在无杆气缸61的驱动下从与皮带流水线1的对接状态变为错位状态，从而实现将载具7从皮带流水线1上分离的效果。另外，下料回流模块6自带同步轮63，令下料回流模块6具有独立的自停功能，可以使得位于下料回流模块6处的载具7暂停输送，便于操作人员取走载具7。

摄像头在本设备内部通过载具7完成工作，载具7在皮带流水线1上完成流通，皮带流水线1依次通过上料模块2、等离子清洗模块3、点胶模块4、摄像头自动校准模块5以及下料回流模块6，载具7会在每个模块进行精定位实现精密作业。工作流程如下：

人工将摄像头镜头和摄像头芯片PCBA模组放在载具7上(本设备可兼容全自动流水线，自动线为机械手自动放料)，在安全光栅确认安全状态下触发启动开关。第一CCD相机检查物料是否错装或漏装，同时第一CCD相机对载具7上的二维码进行扫码。完成检测及扫码后载具7自动流入到下一个模块。

载具7流入等离子清洗模块3，皮带流水线1设置止停气缸对载具7进行精确定位。第一三轴伺服机械手32驱动等离子发射枪33运动，等离子发射枪33会喷射出由等离子发生装置31提供的等离子气流对摄像头进行清洗，清洗路径可根据不同的摄像头进行编辑。清洗完成后吸收管口35在摄像头周边提供负压，收集离子态气体达到环保效果；工序动作完成后载具7自动流入到下一个模块。

载具7流入点胶模块4，皮带流水线1设置止停气缸对载具7进行精确定位。第二三轴伺服机械手41驱动点胶枪42对摄像头上的点胶面进行点胶。点胶完成后第二CCD相机44对胶路进行拍照，确认其点胶的量和均匀度。工序动作完成后夹具自动流入到下一个模块。

载具7流入摄像头自动校准模块5，皮带流水线1设置止停气缸对载具7进行精确定位。六轴平台机械手51会将摄像头夹取放至摄像头芯片PCBA模组上方，此时PCBA上的感光芯片被接通，设备主机可以取到此时的成像，设备算法会通过所成图像各个部位的清晰度，通过取得三组伸缩轴组主动调整六轴平台机械手51X，Y，Z，θX，θY及θz方向移动，直到整张图像所有角落清晰为止。调整清晰后UV固胶灯54会点亮将胶水固定。

完成主动校准载具流入下料回流模块6(该设备可兼容全自动流水线，自动线为机械手自动取料)，人工将载具7及摄像头一起取出，完成一个循环。

本实用新型有效地工序整合，提高制程自动化程度，利用压电式6自由度机械手解决摄像头组装领域历史性对中精度问题。利用回皮带流水线实现产品运送及定位问题提高设备的可扩展性；整机使用多处使用CCD相机监控运算达到智能防呆及精度控制，光学环境及生产环境温度监控与闭环控制实现外部环境对设备精度零干扰。

本实用新型可用于摄像头组装行业的技术领域。

Claims (10)

1.一种回流线式自校准摄像头组装设备，其特征在于：它包括皮带流水线（1）和依次设置在所述皮带流水线（1）旁的上料模块（2）、等离子清洗模块（3）、点胶模块（4）、摄像头自动校准模块（5）以及下料回流模块（6），所述皮带流水线（1）上设置有载具（7），所述摄像头自动校准模块（5）包括六轴平台机械手（51），所述六轴平台机械手（51）的夹爪（52）位于所述载具（7）的上方，所述夹爪（52）的上方设置有折返镜模组（53），所述折返镜模组（53）包括折返镜固定板（531）和若干折返镜（532），所述折返镜固定板（531）的中部设有通槽（533），若干所述折返镜（532）均匀设置在所述通槽（533）的侧壁下部。

2.根据权利要求1所述的回流线式自校准摄像头组装设备，其特征在于：所述六轴平台机械手（51）包括平台底座（511）和活动平台（512），所述平台底座（511）的上端圆周阵列设置有三组伸缩轴组，每组伸缩轴组均包括第一伸缩轴（513）和第二伸缩轴（514），所述第一伸缩轴（513）的上下两端分别与所述平台底座（511）的上部和所述活动平台（512）的底部相铰接，所述第二伸缩轴（514）的上下两端分别与所述平台底座（511）的上部和所述活动平台（512）的底部相铰接，每组伸缩轴组的第一伸缩轴（513）和第二伸缩轴（514）呈V字形倾斜设置，所述活动平台（512）的上端设置有臂部（515），所述夹爪（52）设置在所述臂部（515）的末端。

3.根据权利要求1所述的回流线式自校准摄像头组装设备，其特征在于：所述通槽（533）为八边形槽，所述折返镜（532）的数量为八个，八个所述折返镜（532）分为两组并交错依次对应设置在所述通槽（533）的侧壁下部，同一组的四个所述折返镜（532）的安装角度相一致。

4.根据权利要求3所述的回流线式自校准摄像头组装设备，其特征在于：每个所述折返镜（532）均对应设置有安装座（534），所述折返镜（532）与相应的所述安装座（534）相铰接，所述折返镜（532）的后部设置有角度调节旋钮（535）。

5.根据权利要求1所述的回流线式自校准摄像头组装设备，其特征在于：所述上料模块（2）包括入料台（21），所述入料台（21）上设置有入料窗口（22），所述皮带流水线（1）的始端位于所述入料窗口（22）处，所述入料窗口（22）配合设置有安全光栅，所述入料窗口（22）的后部设置有第一CCD相机。

6.根据权利要求1所述的回流线式自校准摄像头组装设备，其特征在于：所述等离子清洗模块（3）包括等离子发生装置（31）、等离子气体吸收装置和第一三轴伺服机械手（32），所述第一三轴伺服机械手（32）的执行器上设置有等离子发射枪（33），所述等离子发射枪（33）与所述等离子发生装置（31）通过管道（34）相连接，所述等离子气体吸收装置包括吸收管口（35），所述等离子发射枪（33）和所述吸收管口（35）均位于所述载具（7）的上方。

7.根据权利要求1所述的回流线式自校准摄像头组装设备，其特征在于：所述点胶模块（4）包括第二三轴伺服机械手（41），所述第二三轴伺服机械手（41）的执行器的前端设置有点胶枪（42），所述执行器的后端设置有测高仪（43）、第二CCD相机（44）和与所述第二CCD相机（44）相配合的环形光源（45）。

8.根据权利要求2所述的回流线式自校准摄像头组装设备，其特征在于：所述臂部（515）在所述夹爪（52）处设置有若干UV固胶灯（54），若干所述UV固胶灯（54）圆周阵列设置在所述夹爪（52）的外围。

9.根据权利要求1所述的回流线式自校准摄像头组装设备，其特征在于：所述摄像头自动校准模块（5）还包括升降框架模组，所述升降框架模组包括由下至上依次设置的框架底板（55）、折返镜模组安装板（56）和框架上板（57），所述折返镜模组安装板（56）和所述框架上板（57）之间设置有丝杆（58），所述框架上板（57）的上端设置有与所述丝杆（58）相配合的丝杆电机（59），所述折返镜模组安装板（56）与所述框架底板（55）之间设置有支撑柱（50），所述折返镜模组（53）安装在所述折返镜模组安装板（56）的上端。

10.根据权利要求1所述的回流线式自校准摄像头组装设备，其特征在于：所述下料回流模块（6）包括无杆气缸（61）和设置在所述无杆气缸（61）的移动部上的载具接收输送带（62），所述载具接收输送带（62）与所述皮带流水线（1）相对接，所述无杆气缸（61）垂直于所述皮带流水线（1）的末端，所述载具接收输送带（62）上设置有同步轮（63）。