CN208421365U - 一种对位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种对位装置，用于摄像头的镜头组件与芯片组件组装前，对镜头组件与芯片组件进行对位，其特征在于：包括六轴平台、工位组件、上CCD组件、镭射头和Chart图；所述的工位组件包括工位底板、Y轴滑轨和直线电机；所述的工位底板设有放置基准芯片组件的基准工位、用于放置待组装芯片组件的待组装工位和用于镜头组件上料的镜头组件夹取工位等。本实用新型节省了组装时间，提高了组装的效率和精度。

Description

一种对位装置

技术领域

本实用新型涉及摄像头的组装领域，尤其涉及手机摄像头的镜头组件与芯片组件的组装工艺，以及组装过程中需要的对位装置。

背景技术

传统的摄像头的镜头组件与芯片组件的组装流程依次为：

芯片组件上料到组装工位，镜头组件上料至芯片组件上方的六轴平台或六轴机械手夹持；对芯片组件进行点胶；用CCD组件等识别芯片组件在组装工位的X、Y、Z位置；然后通过六轴机械手对应调整镜头组件的位置，使镜头组件与芯片组件位置匹配；对芯片组件通电，并通过镜头组件拍摄上方的Chart图，对拍摄的图进行计算分析，得到镜头组件的空间位置偏差，其中空间位置偏差尤其包括光学角度偏差后，并通过六轴平台对镜头组件的空间位置进行调整；将镜头组件贴合到芯片组件上，并将点胶固化完成组装后，进行下料。

传统的工艺存在一下不足：整个装配耗时比较多，在整个工艺中，尤其是对芯片组件通电、启动完成至拍Chart图和计算分析最后得到镜头组件的空间位置偏差过程，耗时量大；而在这个过程中，不能进行其它操作：如芯片组件上料、芯片组件X、Y、Z位置检测、点胶等，严重影响装配效率。另外对镜头组件的空间位置进行调整的步骤中； 缺乏统一基准或者固定的标准的参照物，对芯片组件的位置识别以及位置补偿、镜头组件与芯片组件整个对位的精度和效率有待进一步提高。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种对位装置，它节省了组装时间，提高了组装的效率和精度。

本实用新型的目的通过以下方案实现：

一种对位装置，用于摄像头的镜头组件与芯片组件组装前，对镜头组件与芯片组件进行对位，其特征在于：包括六轴平台、工位组件、上CCD组件、镭射头和Chart图；所述的工位组件包括工位底板、Y轴滑轨和直线电机；所述的工位底板设有放置基准芯片组件的基准工位、用于放置待组装芯片组件的待组装工位和用于镜头组件上料的镜头组件夹取工位；所述的直线电机能够驱动工位底板沿Y轴滑轨滑动；所述上CCD组件用于检测待组装芯片组件的位置Xb、Yb，所述镭射头用于测量待组装芯片组件的高度值Zb与平面度θXb、θYb进而得到待组装芯片组件的空间位置；所述六轴平台能够夹持镜头组件并置于基准芯片组件上方，当通过基准芯片组件拍摄上方的Chart图得到镜头组件的光学角度偏差后，六轴平台对镜头组件的光学角度进行调整；也能够根据待组装芯片组件与基准芯片组件之间的空间位置差值，调整镜头组件以对所述空间位置差值进行补偿。

优选地，所述工位底板的基准工位和待组装工位分别设有与芯片组件形状相匹配的仿形部，所述仿形部上设有真空吸附结构。

优选地，所述的工位组件还包括pogopin组件，所述pogopin组件包括压盖、设置在压盖下方的pogopin接头，以及驱动压盖翻转或开合的机构，所述的pogopin组件用于当基准芯片组件对应放置到基准工位的仿形部并被真空吸附固定后，驱动压盖pogopin接头插入基准芯片组件的排线上的接头，进而使基准芯片组件通电启动。

优选地，所述工位底板的基准工位与/或待组装工位的旁边设有具有若干mark点的校验块。

优选地，还包括下CCD组件、X轴龙门和数据分析盒，X轴龙门固定支架板上沿X轴左右横跨工位组件，所述上CCD组件和镭射头安装于X轴龙门能够沿X轴龙门滑动；所述的pogopin组件将基准芯片组件与数据分析盒电连接；所述下CCD组件固定设置在六轴平台与工位组件之间的位置。

附图说明

图1为某优选实施例中对位装置的整体结构示意图；

图2为图1中的工位组件结构示意图；

图3为图2中的工位底板结构示示意图；

图4为某优选实施例中组装工艺的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施方式对本实用新型某优选实施例作进一步说明。

实施例一：

某优选实施例中，一种对位装置，用于摄像头的镜头组件与芯片组件组装前，对镜头组件与芯片组件进行对位。

如图1至3所示，对位装置包括六轴平台1、工位组件2、上CCD组件31、下CCD组件32、镭射头33、X轴龙门34和电控箱5等。其中，六轴平台1、工位组件2和下CCD组件32固定设置在一支架板4。工位组件2又包括工位底板21、Y轴滑轨22、直线电机23、pogopin组件24和数据分析盒25等。Y轴滑轨22及直线电机23的定子沿Y轴延伸，工位底板21固定设置在直线电机23的动子上，直线电机23的动子底部两侧通过滑块与左右的Y轴滑轨22活动连接。工位底板21上设有用于放置基准芯片组件的基准工位211、用于放置待组装芯片组件的待组装工位212、以及用于镜头组件上料的镜头组件夹取工位213。优选中，基准工位211和待组装工位212分别设有与芯片组件形状相匹配的仿形部，所述仿形部上设有真空吸附结构；镜头组件夹取工位213也设有与镜头组件形状相匹配的仿形部，对应该仿形部也设有真空吸附结构。所述的pogopin组件24包括压盖、设置在压盖下方的pogopin接头，以及驱动压盖翻转或开合的机构。所述的pogopin组件24用于当基准芯片组件对应放置到基准工位211的仿形部并被真空吸附固定后，驱动压盖pogopin接头插入基准芯片组件的排线上的接头，实现基准芯片组件与数据分析盒25的电连接。优选中，镜头组件夹取工位213位于基准工位211和待组装工位212之间，镜头组件夹取工位213、基准工位211、待组装工位212同时位于工位底板21的右侧位置；镜头组件夹取工位213、基准工位211和待组装工位212的仿形部中心位置的X轴坐标相同。为了便于对基准工位211、待组装工位212的位置识别，基准工位211、待组装工位212的旁边还具有一设有若干mark点的校验块214。如图1所示，六轴平台1设置在工位组件2的右侧，下CCD组件32固定设置在六轴平台1与工位组件2之间的位置。X轴龙门34固定支架板4上沿X轴左右横跨工位组件2。上CCD组件31和镭射头33通过滑板活动设置在X轴龙门34的X轴滑轨上，能够沿X轴滑动。电控箱5用于驱动六轴平台1、工位组件2、上CCD组件31、镭射头33的运动控制、数据交互等。

对位装置具体工作时，包括以下步骤,

上CCD组件31和下CCD组件32建立统一的坐标系: 上CCD组件31沿X轴龙门34移动，工位底板21在直线电机23的驱动下沿Y轴滑轨22移动，使上CCD组件31对准基准工位211旁的校验块214进行拍照计算校验块214的坐标系A；工位底板21在直线电机23的驱动下沿Y轴滑轨22移动一固定值（上CCD组件31与下CCD组件32的Y轴差值为固定值）将基准工位211旁的校验块214移动至下CCD组件32正上方，下CCD组件32拍照，计算该校验块214的坐标系B，最后通过坐标系的标定将上CCD组件31和下CCD组件32的坐标系统一起来。

往工位底板21的基准工位211的仿形部放置基准芯片组件，pogopin组件24的pogopin接头插入基准芯片组件的排线上的接头，对基准芯片组件通电，优选地，基准芯片组件一直保持通电状态以随时准备拍照；往工位底板21的待组装工位212的仿形部放置待组装芯片组件并通过真空吸附固定；六轴平台1从工位底板21的镜头组件夹取工位213夹取镜头组件；

工位底板21在直线电机23驱动下沿Y轴移动，使基准工位211上的基准芯片组件正对六轴平台1上的镜头组件；通电的基准芯片组件，通过镜头组件拍摄上方的Chart图（图中未示），对拍摄的图进行计算分析，得到镜头组件的空间位置及空间位置偏差后，并通过六轴平台1对镜头组件的空间位置进行调整，使其在装配公差内（或者说使其符合相应的装配指标要求，如清晰度、成像角、光轴垂直度等）。优选中，空间位置主要包括镜头组件的光学角度θx 、θy、θz。其中θx 、θy、θz可分别理解为镜头组件的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz。

移动工位底板21及待组装工位212至上CCD组件31下方，通过X轴龙门34上的上CCD组件31拍照并识别出待组装芯片组件的位置（Xb、Yb）；通过镭射头33测量待组装芯片组件的高度值Zb与平面度θXb、θYb；将待组装芯片组件的空间位置与基准芯片组件的空间位置（即Xa、Ya、Za、θXa、θYa）进行比对，得到两者的空间位置差值，其中基准芯片组件的空间位置（即Xa、Ya、Za、θXa、θYa）只需测量一次，后面由于基准芯片组件是一直固定在工位底板21的基准工位211上，它的空间位置（或者说摆放状态）是保持固定不变的。

通过六轴平台1对镜头组件进行调整，以实现对待组装芯片组件与基准芯片组件之间的空间位置差异（△X、△Y、△Z、△θX、△θY）进行补偿。优选中，先对△θX、△θY进行补偿，然后再补偿△X、△Y、△Z，最终完成镜头组件与待组装芯片组件的对位。

完成镜头组件与待组装芯片组件的对位后，通过六轴平台1将镜头组件下压贴合到芯片组件上，最后进行点胶固化（或者点胶与点胶固化），完成镜头组件与芯片组件装配；下料后，可以继续上料放置下一个待组装芯片组件和镜头组件，继续下一个镜头组件和待组装芯片组件的对位。

这样，基准芯片组件一直通电，并能随时通过镜头组件进行拍摄上方的Chart图进而分析出镜头组件的空间位置，不必对每个待组装芯片组件进行pogopin连接、通电启动、拍摄等待、拍摄等过程的耗时，大幅节省组装的时间；另外，镜头组件的光学角度调整过程中，可以同时对待组装芯片组件进行上料、点胶、甚至空间位置识别等步骤，进一步提高组装的效率；最后由于基准芯片组件作为基准时，它的空间位置是固定的，将待组装芯片组件的空间位置与基准芯片组件的对比，能够快速的确定待组装芯片组件的空间位置偏差并通过调整镜头组件进行补偿，实现快速对位，更进一步提高了整个对位过程的效率和精度。

通过对位装置的辅助，本发明创造还提供一种新的镜头组件与芯片组件组装的工艺，该工艺中，包括镜头组件的光学角度调整步骤和对待组装芯片组件与基准芯片组件之间的空间位置差异进行补偿步骤。其中，

镜头组件的光学角度调整步骤：

基准芯片组件通电，通过镜头组件拍摄上方的Chart图，对拍摄的图进行计算分析，得到镜头组件的空间位置及空间位置偏差后，并通过六轴平台对镜头组件的空间位置进行调整，使其在装配公差内（或者说符合相应的装配指标要求，如清晰度、成像角、光轴垂直度等）。优选中，空间位置尤其包括镜头组件的光学角度θx 、θy、θz。其中θx 、θy、θz可分别理解为镜头组件的光轴角度θx 、θy和成像夹角θz。在进行镜头组件的空间位置调整步骤过程中，可以同步进行： 将待组装芯片组件上料到对应的组装工位；对待组装芯片组件进行点胶等。

对待组装芯片组件与基准芯片组件之间的空间位置差异进行补偿步骤：

识别出待组装芯片组件的空间位置，具体为通过CCD组件识别出待组装芯片组件的位置（Xb、Yb）；通过镭射头测量待组装芯片组件的高度值Zb与平面度θXb、θYb；将待组装芯片组件的空间位置与基准芯片组件的空间位置（即Xa、Ya、Za、θXa、θYa）进行比对，得到两者的空间位置差值。通过六轴平台对镜头组件进行调整，以实现对待组装芯片组件与基准芯片组件之间的空间位置差异（△X、△Y、△Z、△θX、△θY）进行补偿。优选中，先对△θX、△θY进行补偿，然后再补偿△X、△Y、△Z。

当镜头组件的空间位置调整、待组装芯片组件与基准芯片组件之间的空间位置差异补偿完成后，通过六轴平台将镜头组件下压贴合到芯片组件上，最后进行点胶固化（或者点胶与点胶固化），完成装配。

在镭射头测量待组装芯片组件的高度值Zb与平面度θXb、θYb过程中，由于待组装芯片组件的支架对镭射光线的影响，导致无法检测或影响检测精度的问题，优选中，在进行镜头组件与芯片组件的组装前，将待组装芯片组件的支架固定在镜头组件底部形成带芯片支架的镜头组件，然后再进行上述的镜头组件与芯片组件组装。

这样，相对于现有的工艺，基准芯片组件可以采用一直通电，能随时通过镜头组件进行拍摄上方的Chart图进而分析出镜头组件的空间位置，不必对每个待组装芯片组件进行pogopin连接、通电启动等，节省了对待组装芯片组件进行pogopin连接、通电、启动到最后可以拍摄这个过程的时间。另外，镜头组件的光学角度调整过程中，可以同时对待组装芯片组件进行上料、点胶、甚至空间位置识别等步骤，巧妙利用了镜头组件的光学角度调整步骤耗时长可以同步进行其它操作，进一步节省整个装配时间。另外，由于基准芯片组件作为基准时，它的空间位置是固定的，将待组装芯片组件的空间位置与基准芯片组件的对比，能够快速的确定待组装芯片组件的空间位置偏差并通过调整镜头组件进行补偿，实现快速对位，提高了整个对位过程的效率和精度。

以上所述仅为本实用新型的某个或某些优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应同理包括在本实用新型的专利保护范围内。另外，以上文字描述未尽之处也可以参考图的直接表达和常规的理解以及现有技术结合去实施。

Claims (5)

1.一种对位装置，用于摄像头的镜头组件与芯片组件组装前，对镜头组件与芯片组件进行对位，其特征在于：包括六轴平台、工位组件、上CCD组件、镭射头和Chart图；所述的工位组件包括工位底板、Y轴滑轨和直线电机；所述的工位底板设有放置基准芯片组件的基准工位、用于放置待组装芯片组件的待组装工位和用于镜头组件上料的镜头组件夹取工位；所述的直线电机能够驱动工位底板沿Y轴滑轨滑动；所述上CCD组件用于检测待组装芯片组件的位置Xb、Yb，所述镭射头用于测量待组装芯片组件的高度值Zb与平面度θXb、θYb进而得到待组装芯片组件的空间位置；所述六轴平台能够夹持镜头组件并置于基准芯片组件上方，当通过基准芯片组件拍摄上方的Chart图得到镜头组件的光学角度偏差后，六轴平台对镜头组件的光学角度进行调整；也能够根据待组装芯片组件与基准芯片组件之间的空间位置差值，调整镜头组件以对所述空间位置差值进行补偿。

2.根据权利要求1所述的对位装置，其特征在于，所述工位底板的基准工位和待组装工位分别设有与芯片组件形状相匹配的仿形部，所述仿形部上设有真空吸附结构。

3.根据权利要求2所述的对位装置，其特征在于，所述的工位组件还包括pogopin组件，所述pogopin组件包括压盖、设置在压盖下方的pogopin接头，以及驱动压盖翻转或开合的机构，所述的pogopin组件用于当基准芯片组件对应放置到基准工位的仿形部并被真空吸附固定后，驱动压盖pogopin接头插入基准芯片组件的排线上的接头，进而使基准芯片组件通电启动。

4.根据权利要求3所述的对位装置，其特征在于，所述工位底板的基准工位与/或待组装工位的旁边设有具有若干mark点的校验块。

5.根据权利要求3或4所述的对位装置，其特征在于，还包括下CCD组件、X轴龙门和数据分析盒，X轴龙门固定支架板上沿X轴左右横跨工位组件，所述上CCD组件和镭射头安装于X轴龙门能够沿X轴龙门滑动；所述的pogopin组件将基准芯片组件与数据分析盒电连接；所述下CCD组件固定设置在六轴平台与工位组件之间的位置。