CN210982264U - 一种镜头缺陷自动检测设备 - Google Patents

Abstract

一种镜头缺陷自动检测设备，是由设备平台、用于镜片料盘的流转系统和自动检测系统组成，其中该流转系统和自动检测系统彼此独立地装设在一设备平台形成的平整表面上，其中该流转系统包括依次承接的上料模块、预处理模块、传输模块、转接平台及下料模块，所述转接平台设置以将该传输模块在输送所述镜片料盘方向上与下料模块的下料仓开口方向彼此正交设置，在所述正交设置形成的包围空间内装设所述自动检测系统。

Description

一种镜头缺陷自动检测设备

技术领域

本实用新型主要提供一种对于电子设备(例如手机、平板电脑等)的摄像镜头外观外形缺陷的自动化检测设备。

背景技术

随着目前市场上对例如智能手机的拍摄镜头的需求逐渐提升，手机镜头中镜片的数量及光学性能要求也随之逐步升高，使得镜片的缺陷检测要求也越来越高，测试项目也越来越多且越来越复杂，人工检测形式在测试性能、效率以及稳定性方面都已经无法满足市场与工业需求，故此我发明人设计一款智能检测设备以满足对手机镜头的镜片缺陷的全自动检测。

发明内容

本实用新型提供一种构造更为紧凑的摄像镜头镜片缺陷的检测设备，并能对镜片的光学缺陷进行实时快速的自动检测。为了解决现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供一种镜头缺陷自动检测设备，它是由设备平台、用于镜片料盘的流转系统和自动检测系统组成，其中该流转系统和自动检测系统彼此独立地装设在一设备平台形成的平整表面上，其中该流转系统包括依次承接的上料模块、预处理模块、传输模块、转接平台及下料模块，所述转接平台设置以将该传输模块在输送所述镜片料盘方向上与下料模块的下料仓开口方向彼此正交设置，在所述正交设置形成的包围空间内装设所述自动检测系统。

在此基础上，该自动检测设备的设备平台设置为组合式平台，该组合式平台包括用于提供上述平整表面的一设备大板及用于支撑该设备大板的支架，立体支架用于增加此检测设备的整体刚性和稳定性。例如，该设备平台设有若干个立体支架用于支撑在一个固定面(诸如地面或操作平台)上，该立体支架通过一个或多个层叠的防震垫固定于该设备大板内。该防震垫使整个自动检测系统和流转系统最大程度避免了外界振动的影响，有效提高了设备的整体性能。由于提供该平整表面并作为一参考基准面，可有效减少多余的固定件，减少设备安装复杂度。

同时，本实用新型采用镜片料盘直接上料的方式使得待测镜片产品在检测过程中无需人工手动地中转，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。为此，上料模块包括一上料仓，具有用于容置若干个镜片料盘的一方形壳体以储存嵌装有待测镜片产品的若干个镜片料盘，该方形壳体具有在该方形壳体两彼此正交侧部上设置的X向调节部和Y向调节部，用于通过对这两调节部的平动调节动作以调整该上料仓的容纳尺寸，从而满足不同的料盘尺寸要求以兼容多种规格的料盘。这样可通过设定的可调传感结构兼容行业内绝大部分规格的待测镜片料盘，可在不同镜片料盘规格之间切换迅速，无需增减零件。并且本实用新型上/下料仓的设计容量大，可容纳典型尺寸料盘例如各30～60盘，可以用更少的换料作业操作更多的机器检测项目。

在此基础上，该壳体底部设有托料气缸，Y向调节部侧底部设有夹紧气缸，在该托料气缸底部设有顶料模块，其中该托料气缸用于以步进方式气动地托举该上料仓中码放的每一镜片料盘并通过与夹紧气缸、顶料模块的配合动作稳定地将该上料仓中码放最底层的每一镜片料盘单独推出。

所述预处理模块设有承接于所述上料模块和传输模块之间的预处理平台、设于该预处理平台和该方形壳体底部的推料模块以及设于该预处理平台一侧的无杆气缸，推料模块用于接收每一镜片料片并推送至预处理平台上，再由无杆气缸按照预设时序推进到传输模块进行流转。这样可进一步实现对镜片料盘上料的预处理功能，让检测、上料根据预设时序并发地进行。

在一个较佳例子里，顶料模块包括具有由步进电机带动的无尘电缸的Z向驱动部，在该Z向驱动部上安装有料盘托顶爪，通过该Z向驱动部带动该料盘托顶爪托举上述镜片料盘在Z向上的上下移动以完成对镜片料盘的上料动作。

另外在本实用新型的较佳方案中，可在上述传输模块上设置二个或更多个光学检测模块以更全面地检测镜头镜片的光学缺陷，其检测功能可根据预设检测需要覆盖镜片全区域及目前的各类检测项目。较佳地，此类光学检测模块设有自动对焦模块，可对每个镜片产品进行层拍检测并对每个镜片料盘检测工位进行自动对焦。这样，当采用传输模块实现流水线检测形式后，各料盘检测工位能够并行地进行光学检测，检测效率极高。

本实用新型采用对被测镜片产品料盘的自动流转和光学自动检测系统固定不动的系统结构，所有光学检测模块集中安装在同一平台上并与产生机械/机电运动的模块分离，使得检测过程中各个光学检测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。

本实用新型有以下有益效果：(1)实现了镜片缺陷检测的自动化，大大提高了生产效率，其中实现了镜片料盘上料、检测的并发处理操作，节约上料时间；(2)采用预处理模块、多工位光学检测等多模块的并行检测方式，获取待测镜头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)通过设置统一的大板防震设备平台，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，保证了被检镜片产品的检测良率，其中每个光学检测模块都具备独立的自动对焦功能，可自动对焦，可达到最佳拍照高度，实现最佳的采图清晰度，可对产品进行层拍，实现高质量的图片分析功能；(4)通过本系统结构实现的设备调试简单维护方便。

附图说明

图1是本实用新型自动检测系统的整体俯视图；

图2是与图1对应的本实用新型自动检测系统的局部立体视图；

图3是本实用新型自动检测系统的设备平台的局部构造立体视图；

图4是本实用新型自动检测系统的上料模块和预处理模块的局部构造立体视图；

图5是本实用新型自动检测系统的图4示出上料模块的另一视角的立体视图；

图6是下料模块的料仓顶料结构的立体视图；

图7是本实用新型自动检测系统的转接平台的局部构造的立体视图；

图8是本实用新型自动检测系统的传输模块的局部构造的立体视图；

图9是传输模块的料盘托料机构的具体构造视图；

图10是传输模块的可调节运输轨道的具体构造视图。

具体实施方式

在本实用新型中提及的“固定”的方式可以是螺纹紧固、枢轴固接或过盈配合固定，“承接”是表示两个或多个部件、模块之间通过一个中转结构来实现对物体、能量(例如动能、热能等)和/或机电信号的传递，在使用中转结构来实现时，该中转结构是与这两个或更多个部件实现机械的连接耦合。在某些实施例中，“平台”是表示按照附图示例性描绘的用于堆放物品的平整结构而非软件系统称谓。在本说明书中描述的三维方向一般是从附图中的立体视角对应的彼此正交的三维坐标方向来说的，例如X-o-Y方向一般是指设备平台000所在平面的两正交方向。

如图1到3示出那样，本实用新型提供的自动化检测设备是由设备平台000、上料模块100、预处理模块200、检测模块Ⅰ300、检测模块Ⅱ400、转接平台500、打点模块600、下料模块700和传输模块800组成。其中，所述上料模块100、预处理模块200、转接平台500、下料模块700和传输模块800构成镜片料盘的一流转系统，所述预处理模块200、检测模块Ⅰ300、检测模块Ⅱ400和打点模块600构成镜片料盘的自动检测系统，该流转系统和自动检测系统均固定于设备大板001提供的平面上。

具体地如图3所示，该检测设备设有组合式的设备平台000结构，用于增加此检测设备的整体刚性和稳定性。例如，该设备平台设有若干个立体支架用于支撑在一个固定面(诸如地面或操作平台)上，该立体支架通过防震垫002固定于一设备大板001。立体支架的构造可以是图示那样的立柱式或交错纵横式安装以确定设备平台000的稳固性。防震垫002使整个系统最大程度避免了振动的影响，有效的提高了设备的整体性能。

再详细地参照图4和5示出不同角度的构造来说，在一个实施例中，上料模块100包括上料仓101，主要作用为接纳和储存装有待测镜片产品的若干个料盘，较佳地为了实现整体全自动的检测流程，上料仓101还可外接一料盘投放设备以例如步进方式向该上料仓101中投入镜片料盘。作为改进，该上料仓101可通过在两个彼此正交方向上设置的X向调节部101-01和Y向调节部101-02构成一方形壳体并用于调节该上料仓101的尺寸(该方形壳体组成该上料仓101的主体)，从而满足不同的料盘尺寸要求以兼容多种规格的料盘。上料仓101主体底部还设有托料气缸101-03，主要作用为以步进方式气动托举该上料仓101中码放的镜片料盘，通过与夹紧气缸101-04、顶料模块103的配合，可稳定地将该上料仓101中码放在最下一层的镜片料盘与其余镜片料盘分开以平整放置于该方形壳体的一底层平台，并由推料模块102按照该自动检测设备的控制器设定将其推送至预处理模块，等待例如每检测周期结束时推到预处理平台104上便于后续再向传输模块800进行流转。

在一个实施例中，推料模块102的主体是由一无杆气缸102-01构成，其上固定地安装有一折返推送臂102-02，并由无杆气缸102-01带动进行在Y向上前/后运动来完成上述推送动作。此外，在预处理平台104上表面和/或侧部也可安装有此类无杆气缸和折返推送臂(图中部分未示出)，可通过此类无杆气缸把镜片料盘推到预处理平台104上的合适检测工位，此类折返推送臂把经预处理操作后的该镜片料盘再推送到上述传输模块800的输送通道上。其中，此类无杆气缸和折返推送臂均各自电连接所述控制器或者通过传感器电性耦接所述的控制器以按照预定时序触发。

较佳地，该预处理模块200的机械部件可整体隐藏固定于上料模块100内部，仅曝露一预处理平台104来操作，这样的设计结构紧凑，有效缩小了上述自动检测设备整体长度，减少自动检测设备在无尘车间内的占地面积，从而达到降低设计成本的效果。

在以上实施例的基础上，顶料模块103的主体是由顶料Z向驱动部构成，其较佳选用步进电机带动的无尘电缸。在该顶料Z向驱动部上安装有用于对镜片料盘动作的托顶爪，通过该顶料Z向驱动部带动其托举每一镜片料盘在Z向上的上/下移动，完成对镜片料盘每一次的上料推送动作。

进一步来说，如图1和2所示那样，检测模块Ⅰ300的光学系统主要由包含工业镜头的工业相机、检测光源组成。其中多个检测光源可通过上述控制器电性耦接并分别独立调节在Z向上的高度以获得最佳打光效果。在一个例子里，工业相机可由相机Z向驱动部带动，实现Z向高度的电机电动调节，以保证对不同待测镜头产品的检测效果。相机Z向驱动是由伺服电机和无尘电缸组成，所有线缆均可从一无尘拖链中排布，这样在实现了Z向高精度调节的同时，有效防止运动产生的粉尘掉落到待测镜头产品表面造成二次污染。又例如，检测模块Ⅱ400的光学检测结构组成与上述检测模块Ⅰ300的光学组件排布方式类似，区别在于检测模块Ⅱ400光学模块的摆放与选型可能有所不同，在此不做过多描述。

转接平台500的细节构造实施例可如图6、7所示，转接平台500是由承接平台505、多个夹紧气缸501、料盘检测传感器502、下料Y轴部503和两个定位销升降气缸504组成。其中承接平台505是与传输模块800的输送通道彼此共面地承接以接收来自该输送通道输送的镜片料盘，在该承接平台505中装设有：若干个料盘检测传感器502，料盘检测传感器502电性耦接上述控制器；多个夹紧气缸501；两个定位销升降气缸504，并且在该承接平台505底部装设有下料Y轴部503。

其中，夹紧气缸501是用于夹紧由传输模块800传递来的镜片料盘，该镜片料盘是由传输模块800周期性传输到承接平台505，夹紧气缸501用于对镜片料盘执行夹紧动作以防在后续下料运动中掉落出该承接平台505并且对每一镜片料盘进行位置定位。料盘检测传感器502用于感测判断输送来的镜片料盘是否由传输模块800精准地输送到该承接平台505的合适工位上，下料Y轴部503用于带动该承接平台505将镜片料盘传输至下料位置，并由下料模块700将镜片料盘推回下料模块700的下料仓内，同时又用于上述打点模块600操作时在Y向上的往复运动，定位销升降气缸504用于将一个或多个定位销进行上/下伸缩，当定位销伸出承接平台505表面时用于镜片料盘传输到承接平台505上的位置定位作用，当定位销缩进时用于下料Y轴部503将承接平台505上面的镜片料盘推向下料仓。

与上料模块的设计类似地，下料模块700主要用于将检测完成的镜片料盘存储在一下料仓内。转接平台500将镜片料盘运送至下料模块的下料方向位置，此阶段下料模块700的抬升气缸需要运行在抬升状态以避开转接平台500上面的料盘。转接平台500将料盘带至该下料方向位置后，下料模块700的抬升气缸下降，回料气缸将镜片料盘推至所述下料仓底部，并可通过一顶料机构将料盘抬升。

如图6所示，下料模块700的料仓挡块702可连接在该承接平台505侧部并设为单边旋转结构，下料模块700的顶料机构将该镜片料盘上顶时料仓挡块702可进行旋转，以便镜片料盘越过该料仓挡块702，此后顶料机构回退至原位，由于料仓挡块702的单项旋转机能可将该镜片料盘拖住，实现了镜片料盘堆砌在一起。当下料仓里面堆放的镜片料盘达到移动高度时，可通过在该下料仓内设置的光纤传感器检测到满料信息即生成通知信息提示后续设备取出堆满的镜片料盘。

根据前述实施例那样的构造示例，传输模块800的局部结构如图8～10所示。在一个例子中，传输模块800主要是由一X-Y向致动结构、料盘推料机构803和运输轨道804组成，其中X-Y向致动结构通过料盘推料机构803连接该运输轨道804以执行该运输轨道804在X-Y向上的运动。较佳地，X-Y向致动结构包括彼此正交设置的运动Y轴部801和运动X轴部802，该运动Y轴部801主要用于带动运输轨道804在Y向上的运动，运动X轴部802主要用于对镜片料盘的X向运动，此X-Y向致动结构致动的运动是为了配合检测模块I 300和检测模块II400能够完整地检测上述镜片料盘内嵌的所有镜片产品，即让镜片料盘可在X-o-Y平面内进行往复运动。

如图8和9所示，作为改进，料盘推料机构803由两个夹爪(夹爪I 808、夹爪II809)、下料推杆810以及升降台805组成，升降台805两侧部对称地装设这两个夹爪，并且装设下料推杆810、升降气缸807和夹爪气缸806。夹爪I 808主要用于将镜片料盘从检测模块I300对应的预检测工位在该检测模块I 300完成光学检测项目后推送至检测模块II 400对应的检测工位；夹爪II 809用于将镜片料盘在完成检测模块II 400的光学检测后从检测模块II 400对应的预检测工位推至转接平台500的定位位置。夹爪气缸806连接这两个夹爪并用于驱动所述夹爪808、809将测完的镜片料盘夹紧。升降气缸807用于抬升所述两夹爪以便下料推杆810将镜片料盘送到承接平台505上的合适位置之后，两夹爪能够回退至原位且不带动任一镜片料盘的移动，以完成自动化送料和检测。

运输轨道804的局部结构如图10所示，运输轨道用于装载已检测的镜片料盘，使得这些镜片料盘在该运输轨道804上进行滑动。为了适应不同尺寸的镜片料盘，该运输轨道804设置成可调结构。其中轨道I 812的结构为固定结构，轨道II 813为可调结构，为了保证调节便利性，该轨道II 813装在线性滑轨811之上。在上述调节完成后，轨道II 813可通过固定螺丝孔位814进行固定。

Claims (8)

1.一种镜头缺陷自动检测设备，其特征是由设备平台、用于镜片料盘的流转系统和自动检测系统组成，其中该流转系统和自动检测系统彼此独立地装设在一设备平台形成的平整表面上，其中该流转系统包括依次承接的上料模块、预处理模块、传输模块、转接平台及下料模块，所述转接平台设置以将该传输模块在输送所述镜片料盘方向上与下料模块的下料仓开口方向彼此正交设置，在所述正交设置形成的包围空间内装设所述自动检测系统。

2.根据权利要求1所述的镜头缺陷自动检测设备，其特征是，该自动检测设备的设备平台设置为组合式平台，该组合式平台包括用于提供上述平整表面的一设备大板及用于支撑该设备大板的支架，该立体支架通过一个或多个层叠的防震垫固定于该设备大板内。

3.根据权利要求1所述的镜头缺陷自动检测设备，其特征是，上料模块包括一上料仓，具有用于容置若干个镜片料盘的一方形壳体以储存嵌装有待测镜片产品的若干个镜片料盘，该方形壳体具有在该方形壳体两彼此正交侧部上设置的X向调节部和Y向调节部，用于通过对这两调节部的平动调节动作以调整该上料仓的容纳尺寸。

4.根据权利要求3所述的镜头缺陷自动检测设备，其特征是，该壳体底部设有托料气缸，Y向调节部侧底部设有夹紧气缸，在该托料气缸底部设有顶料模块，其中该托料气缸用于以步进方式气动地托举该上料仓中码放的每一镜片料盘并通过与夹紧气缸、顶料模块的配合动作稳定地将该上料仓中码放最底层的每一镜片料盘单独推出。

5.根据权利要求4所述的镜头缺陷自动检测设备，其特征是，所述预处理模块设有承接于所述上料模块和传输模块之间的预处理平台、设于该预处理平台和该方形壳体底部的推料模块以及设于该预处理平台一侧的无杆气缸，推料模块用于接收每一镜片料片并推送至预处理平台上，再由无杆气缸按照预设时序推进到传输模块进行流转。

6.根据权利要求4所述的镜头缺陷自动检测设备，其特征是，顶料模块包括具有由步进电机带动的无尘电缸的Z向驱动部，在该Z向驱动部上安装有料盘托顶爪，通过该Z向驱动部带动该料盘托顶爪托举上述镜片料盘在Z向上的上下移动以完成对镜片料盘的上料动作。

7.根据权利要求1所述的镜头缺陷自动检测设备，其特征是，所述转接平台是由承接平台、多个夹紧气缸、料盘检测传感器、下料Y轴部和两个定位销升降气缸组成，其中承接平台是与传输模块的输送通道彼此共面地承接以接收来自该输送通道输送的镜片料盘，在该承接平台中装设有：

若干个料盘检测传感器，所述料盘检测传感器电性耦接一控制器以触发转接平台的下料动作；

多个夹紧气缸；

两个定位销升降气缸，并且在该承接平台底部装设有下料Y轴部；

其中，夹紧气缸是用于夹紧由传输模块传递来的镜片料盘，该镜片料盘是由传输模块周期性传输到承接平台，夹紧气缸用于对镜片料盘执行夹紧动作以防在后续下料运动中掉落出该承接平台并且对每一镜片料盘进行位置定位，料盘检测传感器用于感测判断输送来的镜片料盘是否由传输模块精准地输送到该承接平台的合适工位上，下料Y轴部用于带动该承接平台将镜片料盘传输至下料模块位置，并由下料模块将镜片料盘推向下料模块的下料仓内，同时又用于打点模块操作时在Y向上的往复运动，定位销升降气缸用于将一个或多个定位销进行上/下伸缩，当定位销伸出承接平台表面时用于镜片料盘传输到承接平台上的位置定位作用，当定位销缩进时用于下料Y轴部将承接平台上面的镜片料盘推向下料仓。

8.根据权利要求1所述的镜头缺陷自动检测设备，其特征是，所述传输模块是由一X-Y向致动结构、料盘推料机构和运输轨道组成，其中X-Y向致动结构通过料盘推料机构连接该运输轨道以执行该运输轨道在X-Y向上的运动。

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