透镜单元组装装置及其方法
【专利摘要】本发明提供使安装于镜筒的透镜的组装精度稳定并且缩短组装时间的透镜单元组装装置及其方法。在部件插入轴(541)的下端安装有真空吸附镜筒(B)并将其从部件托盘(41)向组装托板(23)输送的镜筒吸附头(543)。镜筒吸附头(543)由黑色的合成树脂(PEEK)成型而成。在部件按压轴(83)的下端安装有按压透镜(L1)的透镜按压头(85)。透镜按压头(85)由硬金属成型而成，通过研磨加工而磨光表面。因此，即使以较快的按压速度并且以较大的按压力进行按压，透镜按压头(85)也不会被压坏而变形，所以透镜(L1)的组装精度稳定。
【专利说明】透镜单元组装装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及透镜单元组装装置及其方法。更详细地说是涉及在带照相机的移动电话等的照相机所使用的透镜单元中，使被安装于该镜筒内的透镜的组装精度稳定并且缩短透镜单元的组装时间的透镜单元组装装置及其方法。
【背景技术】
[0002]对于在移动电话等中使用的由非球面透镜等构成的透镜单元，要求使其组装作业自动化来减少人事费并且缩短组装时间，从而在规定的时间内生产规定的制造个数(例如，参照专利文献I)。对于插入镜筒进行安装的透镜，为了将透镜高精度地组装于镜筒的内径，使透镜外径比镜筒的内径稍大，进行轻微的过盈配合。
[0003]因此，为了将透镜高精度地组装于镜筒的内径，需要克服过盈配合的阻力并通过按压将透镜压入镜筒的内径。在现有的透镜单元组装装置中，例如，利用黑色的合成树脂制(例如PEEK (聚醚醚酮)的真空吸附喷嘴把持透镜，将该透镜插入镜筒并且利用该真空吸附喷嘴将透镜按压镜筒，使透镜紧贴在镜筒的透镜安装孔的底面，在镜筒内以正确的姿势安装透镜。一般使真空吸附喷嘴为合成树脂制的理由是不会损伤透镜。
[0004]另外，使真空吸附喷嘴为黑色的理由是，使为了修正透镜的旋转方向的安装相位而使用透镜的图像检测装置，该图像检测装置能够正确检测透镜的图像。若使用合成树脂制的真空吸附喷嘴，则由于将透镜按压镜筒的内径时的反作用力，真空吸附喷嘴被压坏而变形，所以会产生透镜倾斜而无法以正确的姿势将透镜安装于镜筒的内径不良情况。为了防止真空吸附喷嘴被压坏而变形，减慢透镜的安装速度、或减小将透镜按压到镜筒的内径的力来应对，但产生组装时间变长的不良情况，所以难以设定最佳组装条件。
[0005]为了防止真空吸附喷嘴被压坏而变形而考虑采用金属制的真空吸附喷嘴。然而，为了采用金属制的真空吸附喷嘴，因上述理由而需要黑色镀处理，使用中途电镀会剥离，金属制的真空吸附喷嘴的耐久性产生问题。专利文献2记载的透镜单元组装装置是通过对镜筒施加冲击来将透镜顺利地按压于镜筒。另外，专利文献3记载的透镜单元组装装置是通过向透镜的上表面吹空气而使真空吸附喷嘴朝上方移动从而防止在真空吸附喷嘴离开透镜时透镜被带上去。
[0006]专利文献1:日本特开2006-198712号公报
[0007]专利文献2:日本特开2012-81560号公报
[0008]专利文献3:日本特开2012-206218号公报
[0009]然而，以往提出的上述透镜组装方法不一定能够准确地保证镜筒的内径与透镜之间的姿势正确，不是进行正确组装的决定性因素。
【发明内容】
[0010]本发明是在上述技术背景的基础上完成的，并实现下述目的。
[0011]本发明的目的是提供使安装于镜筒的透镜的组装精度稳定且缺陷率低的透镜单元组装装置及其方法。
[0012]本发明的其它目的是提供能够缩短安装于镜筒的透镜的组装时间的透镜单元组装装置及其方法。
[0013]上述课题通过以下手段解决。
[0014]S卩，本发明I的透镜单元组装装置是将透镜以及遮光板按预先决定的工序顺序安装于镜筒内从而形成透镜单元的透镜单元组装装置，其特征在于，具有:输送装置，其用于将上述镜筒从规定的工序的组装位置向下一工序的组装位置输送；镜筒供给装置，其用于将上述镜筒载置于上述输送装置上；透镜插入装置，其用于向被搭载到上述输送装置上的上述镜筒内插入透镜；透镜按压装置，其用于对被插入到上述镜筒内的上述透镜进行按压从而将上述透镜按压到上述镜筒内的规定位置；遮光板插入装置，其用于向被载置到上述输送装置上的上述镜筒内插入上述遮光板；以及控制单元，其控制上述镜筒的上述载置作业、上述透镜插入作业、上述透镜按压作业以及上述遮光板插入作业以使它们同时进行。
[0015]本发明2的透镜单元组装装置在本发明I的基础上，其特征在于，构成为具有:弓丨导导轨，在该引导导轨上，上述各工序的组装位置等间隔地被配置在上述输送装置上，并且上述输送装置形成为直线状；组装托板，其用于沿上述引导导轨从规定的工序的组装位置向下一工序的组装位置输送上述镜筒；以及定位装置，其在各工序的组装位置将上述组装托板定位于规定的组装位置。
[0016]本发明3的透镜单元组装装置在本发明I或2的基础上，其特征在于，上述透镜插入装置以比上述透镜按压装置按压上述透镜的按压力小的按压力将上述透镜插入上述镜筒。
[0017]本发明4的透镜单元组装装置在本发明I?3的基础上，其特征在于，具有:透镜吸附头，其形成于上述透镜插入装置的下端，真空吸附上述透镜并将其插入镜筒内；透镜按压头，其形成于上述透镜按压装置的下端来按压上述透镜；以及遮光板吸附头，其形成于上述遮光板插入装置的下端，真空吸附上述遮光板并将其插入镜筒内。
[0018]本发明5的透镜单元组装装置在本发明4的基础上，其特征在于，上述透镜吸附头和上述遮光板吸附头由合成树脂形成，上述透镜按压头由金属形成。
[0019]本发明6的透镜单元组装方法是利用输送装置将组装托板上的镜筒从规定的工序向下一工序输送，按工序顺序将透镜以及遮光板安装于镜筒内从而形成透镜单元的透镜单元组装方法，其特征在于，包含:将上述镜筒载置到上述组装托板上的镜筒供给步骤、向被载置到上述组装托板上的镜筒内插入透镜的透镜插入步骤、按压被插入到上述镜筒内的上述透镜并将透镜按压到镜筒内的规定位置的透镜按压步骤、向被载置到上述输送装置上的镜筒内插入遮光板的遮光板插入步骤、以及控制上述镜筒载置步骤、上述透镜插入步骤、上述透镜按压步骤以及上述遮光板插入步骤以使它们同时进行的控制步骤。
[0020]本发明7的透镜单元组装方法在本发明6的基础上，其特征在于，将上述透镜插入上述镜筒内的上述透镜插入步骤中的上述透镜的插入位置不是上述镜筒内的最终组装位置而是暂时组装位置，通过上述透镜按压步骤将上述透镜按压于上述最终组装位置。
[0021]本发明8的透镜单元组装方法在本发明6或7的基础上，其特征在于，上述透镜插入装置按压上述透镜的按压力是以比上述透镜按压装置按压上述透镜的按压力小的按压力来插入上述透镜的按压力。
[0022]本发明的透镜单元组装装置在利用透镜插入装置将透镜插入到镜筒内后，利用透镜按压装置按压被插入到该镜筒内的透镜，从而将透镜按压到镜筒内的最终组装位置。将透镜组装分开为2个工序，所以能够可靠并且高精度地组装透镜。其结果是，降低透镜单元的缺陷率。另外，将组装分开为2个工序，所以能够高速进行工序中最需要时间的透镜插入工序的作业时间，所以能够缩短透镜单元的组装时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是表示本发明的实施方式的透镜单元组装装置的整体俯视图。
[0024]图2是表示图1的透镜单元组装装置的右端部的组装工位的放大俯视图。
[0025]图3是表示与图2的左侧邻接的组装工位的放大俯视图。
[0026]图4是图2的A-A剖视图。
[0027]图5是图2的B-B剖视图。
[0028]图6是图3的C-C剖视图。
[0029]图7是表示本发明的实施方式的透镜单元组装装置的透镜单元组装步骤的说明图。
[0030]附图标记的说明
[0031]I…透镜单元组装装置；11…基座；21…下侧引导导轨；22…上侧引导导轨；23...组装托板；231…夹紧夹具；24…滑块；3A、3B…托板移送装置；31…托板搬出装置；311…叉子；32…托板搬入装置；321…叉子；33…托板移动装置；331…基座；332…工作台；333…伺服电机；334…滚珠丝杠；335…移送引导导轨；4…部件托盘供给排出装置；41…部件托盘；5…部件插入装置；51...Χ轴移动装置；511…X轴基座；512…X轴滑块；513…X轴伺服电机；514…X轴滚珠丝杠；52...Υ轴移动装置；521…Y轴基座；522…Y轴滑块；523…Y轴伺服电机；524…Y轴滚珠丝杠；53…Z轴移动装置；531…Z轴基座；532…Z轴滑块；533…Z轴伺服电机；534…Z轴滚珠丝杠；54...Θ轴旋转装置；541…部件插入轴；542…Θ轴伺服电机；543…镜筒吸附头；544…透镜吸附头；545…部件插入轴；546…遮光板吸附头；547…挡环吸附头；55、56…支柱；571、572、573、574…梁；581…引导导轨；582…滑块；583…支承板；61…图像检测装置；62…托板定位装置；7…托板输送装置；71…托板卡合装置；72...托板间距进给装置；721…伺服电机；8…透镜按压装置；81…基板；82…立柱；83…部件按压轴;84…气缸;85…透镜按压头;Β…镜筒;B1…透镜LI安装孔；L1、L2、L3、L4、L5…透镜；S1、S2、S3、S4…遮光板;SR…挡环。
【具体实施方式】
[0032][透镜单元组装装置I的简要构造]
[0033]以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明的实施方式的透镜单元组装装置I的整体俯视图。如图1所示，本发明的实施方式的透镜单元组装装置I由第一组装工位(1ST)到第十二组装工位(12ST)这12个组装工位构成。12个各组装工位搭载并安装于焊接构造的基座11 (参照图4?图6)上。第一组装工位(1ST)到第六组装工位(6ST)这6个组装工位从图1所示的下方侧的右端到左端等间隔地形成。另外，第七组装工位(7ST)到第十二组装工位(12ST)这6个组装工位如图1所示,从上方侧的左端到右端等间隔地形成。第一组装工位(1ST)到第十二组装工位(12ST)这12个组装工位的基本构造相同，细节稍有不同。
[0034]如图1所示，在图1的下方侧和上方侧(图示中)双方沿从图1的右端横跨至左端(图示中)的方向形成有直线状的下侧引导导轨21和上侧引导导轨22。该引导导轨主要由导轨和滑块两个部件构成，是使用“滚动”引导机器的直线运动部的一般机器要素部件。在下侧引导导轨21和上侧引导导轨22上配置有矩形板状的组装托板23，在该组装托板23的下表面固定有被下侧引导导轨21和上侧引导导轨22引导的块。该组装托板23在上述下侧引导导轨21和上侧引导导轨22上分别在等间隔位置配置有14个。14个组装托板23在下侧引导导轨21和上侧引导导轨22上被引导而同时移动I个间距，将镜筒从规定的工序的组装位置依次输送至下一工序的组装位置。
[0035]下方侧的组装托板23从下侧引导导轨21的右端的组装位置Pl逐个间距地移动到左端的组装位置P14，分别在14个位置的组装位置被定位(本例中，左右两端是用于输送的待机工位)。同样，上方侧的组装托板23从上侧引导导轨22的左端的组装位置P15逐个间距地移动到右端的组装位置P28，分别在14个位置的组装位置被定位(本例中，左右两端是用于输送的待机工位)。此外，透镜单元不同而使部件个数等不同，所以不限定于在本例的全部14个位置的组装位置进行组装作业，在本实施方式中，这14个位置的组装位置是指组装托板23的停止位置。
[0036]在下侧引导导轨21和上侧引导导轨22以遍及其轴向(图1的左右方向)全长的方式形成有引导滚动体(轴承的球、滚子)的轨道面。在组装托板23的下表面安装有滑块24(参照图5、图6)，该滑块24被下侧引导导轨21和上侧引导导轨22引导而移动。在滑块24形成有供滚动体(球或者滚子)循环的无限循环路。若滑块24被下侧引导导轨21和上侧引导导轨22引导而移动，则滑块24内的滚动体沿下侧引导导轨21和上侧引导导轨22的滚动体轨道面滚动，从而滑块24顺利地移动。在滚动体轨道面与滚动体之间施加有很小的预压。因此，滑块24相对于滚动体轨道面不松动地被引导，组装托板23在全部的组装工位被高精度定位于规定的位置。因此，在组装部件时，不需要夹紧滑块24将其固定于滚动体轨道面。
[0037]在透镜单元组装装置I的左端形成有托板移送装置3A，该托板移送装置3A将组装托板23从下侧引导导轨21移送至上侧引导导轨22。另外，在透镜单元组装装置I的右端形成有托板移送装置3B，该托板移送装置3B将组装托板23从上侧引导导轨22移送至下侧引导导轨21。因此，从第一组装工位(1ST)到第六组装工位(6ST)这6个组装工位的组装作业结束的组装托板23被托板移送装置3A从下侧引导导轨21移送至上侧引导导轨22。
[0038]被移送到上侧引导导轨22的组装托板23在第七组装工位(7ST)到第十二组装工位(12ST)这6个组装工位进行组装作业，在第十二组装工位(12ST)完成透镜单元的组装。对于在第十二组装工位(12ST)完成了透镜单元组装的组装托板23，将完成的透镜单元从组装托板23取下。取下透镜单元的组装托板23被托板移送装置3B从上侧引导导轨22移送至下侧引导导轨21侧，再次开始第一组装工位(1ST)的组装作业。即，组装托板23在下侧引导导轨21与上侧引导导轨22之间绕顺时针方向(图1中)循环移动而反复进行使用。
[0039][托板搬出装置31和托板搬入装置32]
[0040]托板移送装置3A、3B具有相同的构造，所以对右端的托板移送装置3B的详细构造进行说明，左端的托板移送装置3A的详细说明省略。图2是表示图1的透镜单元组装装置的右端部的组装工位的放大俯视图。如图2所示，托板移送装置3B大致由配置于上侧引导导轨22的上部的托板搬出装置31、配置于下侧引导导轨21的下部的托板搬入装置32、以及沿图2的上下方向较长地形成的托板移动装置33等构成。托板移动装置33配置在上侧引导导轨22与下侧引导导轨21之间。
[0041]托板移动装置33由沿图2的上下方向(图示中)延伸的基座331、和被基座331引导而沿图2的上下方向移动的工作台332构成。工作台332被伺服电机333、滚珠丝杠334、未图示的滚珠螺母驱动而沿图2的上下方向移动。在工作台332上，以与上侧引导导轨22以及下侧引导导轨21平行的方式安装有移送引导导轨335。移送引导导轨335的剖面形状与上侧引导导轨22以及下侧引导导轨21形状相同，比组装托板23的左右方向(图示中)的长度稍长地形成。
[0042]若工作台332被定位于图2的上端位置，则上侧引导导轨22和移送引导导轨335排列在同一直线上，从而能够将组装托板23从上侧引导导轨22向移送引导导轨335侧搬出。另外，若工作台332被定位于图2的下端位置，则下侧引导导轨21和移送引导导轨335排列在同一直线上，能够将组装托板23从移送引导导轨335向下侧引导导轨21侧搬入。将上侧引导导轨22和移送引导导轨335排列在同一直线上时的左右方向的间隙、以及下侧引导导轨21与移送引导导轨335在左右方向的间隙被设定得很小，将它们设定为允许组装托板23下表面的滑块24通过的间隙尺寸。
[0043]在托板搬出装置31、托板搬入装置32上分别安装有通过气缸而在图2的左右方向和上下方向移动的两叉的叉子311、321。若工作台332被定位于图2所示的上端位置，则叉子311向下方移动，从左右夹住处于组装位置P28的组装托板23，叉子311向右方移动，将组装托板23从上侧引导导轨22向移送引导导轨335侧搬出。利用伺服电机333驱动滚珠丝杠334使其旋转，使工作台332向下方移动。接下来，若工作台332被定位于图2所示的下端位置，则叉子321从左右夹住组装托板23。叉子321向左方移动，将组装托板23从移送引导导轨335向下侧引导导轨21侧搬入，将组装托板23定位于组装位置P1。
[0044][第一组装工位(1ST)]
[0045]对第一组装工位(1ST)的构造和组装动作进行说明。第一组装工位(1ST)是用于供给镜筒B的组装工位。图2是表示图1的透镜单元组装装置的右端部的组装工位的放大俯视图。图4是图2的A-A剖视图，图5是图2的B-B剖视图。第一组装工位(1ST)是向组装位置P2的组装托板23供给镜筒B(参照图7 (a))的组装工位。如图2、图4、图5所示，第一组装工位(1ST)大致由部件托盘供给排出装置4、部件插入装置5、图像检测装置61、托板定位装置62、托板输送装置7等构成。
[0046]对于部件托盘供给排出装置4而言，在部件托盘供给排出装置4的上表面载置有多个用于收纳多个部件的部件托盘41，在部件托盘41上等间隔位置排列并收纳(未图示)有多个镜筒B(参照图7)。在下方侧4位置的托盘载置位置Tl、T2、T3、T4，通过手动分别载置收纳有镜筒B的部件托盘41。从下方侧4个位置的托盘载置位置T1、T2、T3、T4，向上方侧2个位置的托盘载置位置Τ5、Τ6供给收纳有镜筒B的部件托盘41，将空出来的部件托盘41向下侧2位置的托盘载置位置Τ7、Τ8排出。
[0047]部件插入装置5是X轴、Y轴、Z轴的正交3轴坐标型的机器人，还具有绕Z轴的旋转轴Θ轴。S卩，部件插入装置5由X轴移动装置51(参照图5)、Y轴移动装置52(参照图3)、Z轴移动装置53 (参照图4)、Θ轴旋转装置54 (参照图4以及图5)构成。Y轴移动装置52配置在上侧引导导轨22与下侧引导导轨21之间。将Y轴移动装置52配置于该位置的理由是，将上下位置(参照图3)开放而尽可能防止上述装置相互干扰。Y轴移动装置52由沿图2的左右方向延伸的Y轴基座521、和被Y轴基座521引导而沿图2的左右方向(Y轴方向)移动的Y轴滑块522构成。
[0048]利用Y轴伺服电机523、Y轴滚珠丝杠524以及未图示的滚珠螺母沿Y轴方向驱动Y轴滑块522。X轴移动装置51 (参照图5)由固定于Y轴滑块522并沿图2的上下方向延伸的X轴基座511、和被X轴基座511引导而沿图2的上下方向(X轴方向)移动的X轴滑块512构成。利用X轴伺服电机513、Χ轴滚珠丝杠514以及未图示的滚珠螺母沿X轴方向驱动X轴滑块512 (图5的左右方向)。Z轴移动装置53搭载于X轴滑块512上。Z轴移动装置53由沿图4的上下方向(Ζ轴方向)延伸的Z轴基座531、和被该Z轴基座531引导而沿图4的上下方向(Ζ轴方向)移动的Z轴滑块532构成。
[0049]如图5所示，利用Z轴伺服电机533、Z轴滚珠丝杠534以及未图示的滚珠螺母沿Z轴方向(上下方向)驱动Z轴滑块532。如图4所示，Θ轴旋转装置被Z轴滑块532支承为能够旋转，并具备沿图4的上下方向(Ζ轴方向)延伸的部件插入轴541。利用Θ轴伺服电机542，驱动部件插入轴541使其旋转所希望的角度。在部件插入轴541的下端安装有镜筒吸附头543，该镜筒吸附头543对构成透镜单元的镜筒B进行真空吸附并将其从部件托盘41向组装托板23输送。镜筒吸附头543在本例中由黑色的合成树脂(PEEK)成型，但也可以是比较柔软的金属制成。
[0050]将镜筒B固定于托板23上的夹具的方法是利用一直受弹簧力按压的2张固定板的夹持而进行(未图示)。在将镜筒B插入并固定于夹具时驱动气缸，解除弹簧的按压。若解除气缸的驱动，则夹具将镜筒B固定。由于X轴基座511相对于Y轴滑块522沿X轴方向的突出量很大，所以采用的是用于抑制X轴基座511的弯曲、振动的支承构造。即，在下侧引导导轨21和上侧引导导轨22的外侧分别固定有2个垂直的支柱55、55、56、56，上述支柱的下端固定于基座11上。支柱55、55、56、56的上端被水平的梁571、572、573、574相互连结。在下侧引导导轨21和上侧引导导轨22，在平行的梁571、572的上表面搭载并分别安装有引导导轨581、581。
[0051]滑块582、582被引导导轨581、581引导而沿Y轴方向移动。在滑块582、582上安装有垂直的支承板583、583的上端。该支承板583、583的下端与X轴基座511、511连结。支承板583,583利用支柱55、55、56、56、梁571、572、573、574等支承并引导X轴基座511、511的突出部。因此，能够抑制X轴基座511的弯曲、振动，能够实现部件插入装置5的高精度定位和高速动作。
[0052]利用CXD照相机等图像检测装置61对被镜筒吸附头543从部件托盘41取出的镜筒B的下表面进行拍摄并检测图像，从而检测镜筒B的旋转方向的相位。然后，利用Θ轴伺服电机542驱动部件插入轴541使其旋转，将镜筒B在定位于规定的旋转角度方向的相位后搬入组装托板23。在组装托板23载置有未图示的夹紧夹具，利用弹簧力将镜筒B固定于夹紧夹具231。图7(a)是表示将镜筒B固定到了组装托板23的夹紧夹具231的状态的例。
[0053]如图5所示，托板输送装置7由托板卡合装置71和托板间距进给装置72构成。托板卡合装置71能够通过气缸而沿图5的上下方向移动，向上方移动而与组装托板23卡合。托板定位装置62、62能够通过气缸而沿图5的上下方向移动，向下方移动而脱离组装托板23、23。在托板卡合装置71的上端部具有能够旋转地配置的圆筒的轴承，使该轴承插入或者脱离组装托板23的半圆筒(大致与轴承同径)状的切口来进行卡合与分离。该托板卡合装置71能够同时实现用于输送组装托板23、23的卡合与分离、以及组装时的定位双方。
[0054]托板间距进给装置72通过伺服电机721、未图示的滚珠丝杠、未图示的滚珠螺母，使托板卡合装置71、71朝与图5的纸面正交的方向的里侧移动I个间距。其结果是，将组装位置Pl的组装托板23移动到组装位置P2，将组装位置P2的组装托板23移动到组装位置P3。同时，将组装位置P3的组装托板23移动到第二组装工位(2ST)的组装位置P4。托板定位装置62、62通过气缸向图5的上方移动并与组装托板23、23卡合，将组装托板23、23定位于组装位置P2、P3。因此，在第一组装工位(1ST)的组装位置P2，被部件插入装置5搬入了镜筒B的组装托板23向下一工序的组装位置P3移动。在第一组装工位(1ST)的组装位置P3，不需要镜筒B的按压作业，所以不进行按压作业。
[0055][第二组装工位(2ST)]
[0056]接下来，对第二组装工位(2ST)的构造和组装动作进行说明。图3是表示与图2的左侧邻接的第二组装工位(2ST)和第三组装工位(3ST)的放大俯视图。第二组装工位(2ST)是向组装位置P4的组装托板23的镜筒B插入透镜Ll(参照图7(b))并且在下一组装位置P5按压组装托板23的透镜LI (参照图7 (c))的组装工位。如图3、图4、图5以及图6所示，第二组装工位(2ST)由部件托盘供给排出装置4、部件插入装置5、图像检测装置61、托板定位装置62、托板输送装置7、透镜按压装置8等构成。第二组装工位(2ST)与第一组装工位(1ST)在构造上较大的不同点是，在第二组装工位(2ST)增加了透镜按压装置8。因此，以下的说明中，省略与第一组装工位(1ST)相同的部分的详细说明。
[0057]在部件托盘供给排出装置4的部件托盘41上等间隔地收纳有多个透镜LI。如上所述，部件插入装置5是X轴、Y轴、Z轴的正交3轴坐标型的机器人，具有绕Z轴的旋转轴Θ轴。利用Θ轴伺服电机542驱动Θ轴旋转装置的部件插入轴541 (参照图4)使其旋转。在部件插入轴541的下端安装有透镜吸附头544，该透镜吸附头544真空吸附透镜LI并将透镜LI从部件托盘41向组装托板23输送。为了高精度检测透镜LI的图像，透镜吸附头544在本例中由黑色的合成树脂(PEEK)成型而成。
[0058]对于被透镜吸附头544从部件托盘41取出的透镜LI，利用CXD照相机等图像检测装置61检测透镜LI的图像，并检测透镜LI的旋转方向的相位。然后，利用Θ轴伺服电机542驱动部件插入轴541使其旋转，在将透镜LI定位到规定的旋转角度的相位后，将透镜LI搬入组装位置P4的组装托板23，控制Z轴伺服电机533的扭矩，以较小的按压力向镜筒B内插入透镜LI。该按压力控制并调整Z轴伺服电机533的旋转扭矩。图7(b)表示以较小的按压力将透镜LI插入到镜筒B的状态。透镜LI处于被较轻地放置于镜筒B的透镜LI安装孔BI的入口的状态。
[0059]由于以较小的按压力将透镜LI插入镜筒B而不会使合成树脂制的透镜吸附头544被压坏而变形，所以能够避免透镜LI的中心线与镜筒B的中心线不一致而使透镜LI的中心线倾斜的状态等组装精度降低的不良情况。使上述托板输送装置7动作，从而使组装位置P3的组装托板23向组装位置P4移动，同时，使组装位置P4的组装托板23向组装位置P5移动。同时，使组装位置P5的组装托板23向第三组装工位(3ST)的组装位置P6移动。
[0060]因此，在第二组装工位(2ST)的组装位置P4，利用部件插入装置5将透镜LI插入到镜筒B的组装托板23向第二组装工位(2ST)的组装位置P5移动。在组装位置P5配置有透镜按压装置8。如图4、图6所示，透镜按压装置8搭载于基座11的上表面。透镜按压装置8由水平安装的矩形平板状的基板81、安装于该基板81的上表面的垂直的立柱82、在该立柱82的垂直面被轴支承为能够在垂直方向移动的部件按压轴83、使部件按压轴83在垂直方向移动的气缸84等构成。
[0061 ] 在部件按压轴83的下端安装有按压透镜LI的透镜按压头85 (参照图7 (C))。透镜按压头85由硬金属成型，通过研磨加工来磨光表面。透镜按压头85通过节流阀等控制气缸84的空气压力，以比透镜吸附头544大的按压力按压组装位置P5的组装托板23的透镜LI。而且，透镜按压头85使透镜LI紧贴于镜筒B的透镜LI安装孔BI的底面。图7 (c)表示通过透镜按压头85使透镜LI紧贴于镜筒B的透镜LI安装孔BI的底面的状态。以较大的按压力将透镜LI按压于镜筒B的透镜按压头85不需要吸附透镜LI来检测透镜LI的图像，所以能够使用磨光了表面的硬金属。因此，即使以较快的按压速度并且以较大的按压力进行按压，透镜按压头85也不会被压坏而变形，所以能够使透镜LI的组装精度稳定。另夕卜，由于能够加快按压透镜LI的速度，所以能够缩短透镜单元的组装时间。
[0062][第三组装工位(2ST)]
[0063]对第三组装工位(3ST)的构造和组装动作进行说明。第三组装工位(3ST)是向组装位置P6的组装托板23的镜筒B插入遮光板SI (参照图7(d))的组装工位。如图1、图3、图6所示，第三组装工位(3ST)的构造与第一组装工位(1ST)完全相同，由部件托盘供给排出装置4、部件插入装置5、图像检测装置61、托板定位装置62、托板输送装置7构成。因此，在以下的说明中，省略与第一组装工位(1ST)相同的部分的详细说明。
[0064]在部件托盘供给排出装置4的部件托盘41上等间隔地收纳有多个遮光板SI。部件插入装置5是X轴、Y轴、Z轴的正交3轴坐标型的机器人。遮光板SI的形状是在旋转方向对称的形状，所以部件插入装置5没有绕Z轴的旋转轴Θ轴。在部件插入轴545(参照图6)的下端安装有遮光板吸附头546，该遮光板吸附头546真空吸附遮光板SI，并将其从部件托盘41向组装托板23输送。遮光板吸附头546在本例中是不锈钢制的，但也可以由黑色的合成树脂(PEEK)成型而成。
[0065]被遮光板吸附头546从部件托盘41取出的遮光板SI向组装位置P6的组装托板23搬入，控制Z轴伺服电机533的扭矩，以较小的按压力将遮光板SI插入镜筒B内。图7(d)表示以较小的按压力将遮光板SI插入到镜筒B的状态。使遮光板SI外径比镜筒B的内径稍小来间隙配合遮光板SI。因此，在本例的第三组装工位(3ST)的组装位置P7，不需要遮光板SI的按压作业，所以不进行按压作业。
[0066][第四?第十二组装工位(2ST?12ST)]
[0067]第四组装工位(4ST)到第十二组装工位(12ST)的构造和组装动作与上述第二组装工位(2ST)到第三组装工位(3ST)实际上是相同的构造、功能，所以仅对其组装动作的要点简单进行说明。即，第四组装工位(4ST)是向组装位置P8的组装托板23的镜筒B插入透镜L2并且在下一组装位置P9按压组装托板23的透镜L2的组装工位。第五组装工位(5ST)是向组装位置PlO的组装托板23的镜筒B插入遮光板S2并且不对下一组装位置Pl I的组装托板23进行组装作业的组装工位。
[0068]第六组装工位(6ST)是向组装位置P12的组装托板23的镜筒B插入透镜L3并且在下一组装位置P13按压组装托板23的透镜L3的组装工位。结束第六组装工位(6ST)的组装作业的组装托板23在被托板输送装置7输送到左端的组装位置P14后，被托板移送装置3A从下侧引导导轨21向上侧引导导轨22移送。在第七组装工位(7ST)，利用托板输送装置7从左端的组装位置P15经由组装位置P16，将组装托板23输送至组装位置P17。然后，第七组装工位(7ST)是向组装位置P17的组装托板23的镜筒B插入遮光板S3并且不对下一组装位置P18的组装托板23进行组装作业的组装工位。
[0069]第八组装工位(8ST)是向组装位置P19的组装托板23的镜筒B插入透镜L4并且按压下一组装位置P20的组装托板23的透镜L4的组装工位。第九组装工位(9ST)是向组装位置P21的组装托板23的镜筒B插入遮光板S4并且不对下一组装位置P22的组装托板23进行组装作业的组装工位。
[0070]第十组装工位(10ST)是向组装位置P23的组装托板23的镜筒B插入透镜L5并且按压下一组装位置P24的组装托板23的透镜L5的组装工位。第i^一组装工位(IlST)是向组装位置P25的组装托板23的镜筒B插入被挡环吸附头547(参照图7(e))吸附的挡环SR。挡环SR是防止在镜筒B组装的透镜以及遮光板从镜筒B脱离的部件。另外，在下一组装位置P26的组装托板23，检测完成的透镜单元的高度。图7(e)表示将全部部件组装到镜筒B而得到的完成品的透镜单元的例子。表示图7(d)与图7(e)之间的组装步骤的说明图省略。第十二组装工位(12ST)是将合格的透镜单元从组装位置P27的组装托板23取下并向部件托盘供给排出装置4的合格用的部件托盘41搬出并且将不合格的透镜单元取下并向不合格用的部件托盘41搬出的组装工位。
[0071]在第十二组装工位(12ST)将完成的透镜单元从组装托板23取下后，利用上述托板输送装置7使组装位置P27的组装托板23移动到组装位置P28后，利用托板移送装置3B将该组装托板23从上侧引导导轨22向下侧引导导轨21侧移送，再次开始第一组装工位(1ST)的组装作业，返回组装作业的最初的步骤。
[0072]根据上述透镜单元组装装置，吸附并输送透镜后，使用以较小的按压力插入的合成树脂制的透镜吸附头、和以比该较小的按压力大的按压力按压透镜的金属制的透镜按压头这两种头，使各个头的组装工序分开而同时进行，所以能够缩短透镜单元的每一组装工序的组装时间。另外，合成树脂制的透镜吸附头以较小的按压力插入透镜，金属制的透镜按压头以较大的按压力按压透镜，所以各个头不会被压坏而变形，因此透镜的组装精度稳定，各个头的耐久性也会提高。
[0073][其它实施方式]
[0074]如图7 (b)所示，上述透镜吸附头544插入于使透镜LI较轻地放置于镜筒B的透镜LI安装孔BI的入口的状态的位置。即，透镜LI为暂时组装的状态，而不是被插入到作为镜筒B的最终组装位置的透镜LI安装孔BI的规定位置。然而，也可以是利用透镜吸附头544在该透镜插入工序中将该透镜LI插入到透镜LI安装孔BI的规定的最终组装位置的方法。下一工序的透镜按压头85在该透镜LI的插入工序中在透镜LI没有被组装到规定的最终组装位置时，使透镜LI紧贴于镜筒B内的透镜LI安装孔BI的底面。换言之，透镜按压头85的按压动作作为确认或者更正透镜LI是否组装于最终组装位置的工序。
[0075]而且，上述合成树脂制的透镜吸附头544以较小的按压力插入透镜，接下来，金属制的透镜按压头85以较大的按压力按压透镜LI。然而，上述头的材质根据组装部件的材质、形状等的不同而不同，所以不局限于该按压条件。因此，按压力也并不意味着用于最初的透镜插入的按压力小而接下来的将透镜LI按压于镜筒B内的规定位置的透镜按压装置8的按压力大。另外，上述透镜按压装置8使用的是气缸84，但也可以将其替换而使用步进电机、AC伺服电机、DC伺服电机等伺服电机。
[0076]上述透镜单元组装装置I利用下侧引导导轨21以及上侧引导导轨22上的组装托板23将透镜LI组装于镜筒B。即，在输送线上将透镜LI组装于镜筒B。然而，该组装也可以不在输送线上而是将镜筒B移动到另外配置的组装工位来组装透镜LI等。因此，本发明中提到的输送装置是不仅包含输送线，也包含另外配置的组装工位的概念。
【权利要求】
1.一种透镜单元组装装置，其将透镜以及遮光板按预先决定的工序顺序安装于镜筒内从而形成透镜单元，所述透镜单元组装装置的特征在于，具有: 输送装置，其用于将所述镜筒从规定的工序的组装位置向下一工序的组装位置输送； 镜筒供给装置，其用于将所述镜筒载置于所述输送装置上； 透镜插入装置，其用于向被搭载到所述输送装置上的所述镜筒内插入透镜； 透镜按压装置，其用于对被插入到所述镜筒内的所述透镜进行按压从而将所述透镜按压到所述镜筒内的规定位置； 遮光板插入装置，其用于向被载置到所述输送装置上的所述镜筒内插入所述遮光板；以及 控制单元，其控制所述镜筒的所述载置作业、所述透镜插入作业、所述透镜按压作业以及所述遮光板插入作业以使它们同时进行。
2.根据权利要求1所述的透镜单元组装装置，其特征在于，构成为具有: 引导导轨，在该引导导轨上，所述各工序的组装位置等间隔地被配置在所述输送装置上，并且所述输送装置形成为直线状； 组装托板，其用于沿所述引导导轨从规定的工序的组装位置向下一工序的组装位置输送所述镜筒；以及 定位装置，其在各工序的组装位置将所述组装托板定位于规定的组装位置。
3.根据权利要求1或2所述的透镜单元组装装置，其特征在于， 所述透镜插入装置以比所述透镜按压装置按压所述透镜的按压力小的按压力将所述透镜插入所述镜筒。
4.根据权利要求1或2所述的透镜单元组装装置，其特征在于，具有: 透镜吸附头，其形成于所述透镜插入装置的下端，真空吸附所述透镜并将其插入镜筒内； 透镜按压头，其形成于所述透镜按压装置的下端来按压所述透镜；以及遮光板吸附头，其形成于所述遮光板插入装置的下端，真空吸附所述遮光板并将其插入镜筒内。
5.根据权利要求4所述的透镜单元组装装置，其特征在于， 所述透镜吸附头和所述遮光板吸附头由合成树脂形成， 所述透镜按压头由金属形成。
6.一种透镜单元组装方法，利用输送装置将组装托板上的镜筒从规定的工序向下一工序输送，按工序顺序将透镜以及遮光板安装于镜筒内从而形成透镜单元，所述透镜单元组装方法的特征在于，包含: 将所述镜筒载置到所述组装托板上的镜筒供给步骤、 向被载置到所述组装托板上的镜筒内插入透镜的透镜插入步骤、 按压被插入到所述镜筒内的所述透镜并将透镜按压到镜筒内的规定位置的透镜按压步骤、 向被载置到所述输送装置上的镜筒内插入遮光板的遮光板插入步骤、以及控制所述镜筒载置步骤、所述透镜插入步骤、所述透镜按压步骤以及所述遮光板插入步骤以使它们同时进行的控制步骤。
7.根据权利要求6所述的透镜单元组装方法，其特征在于， 将所述透镜插入所述镜筒内的所述透镜插入步骤中的所述透镜的插入位置不是所述镜筒内的最终组装位置而是暂时组装位置，通过所述透镜按压步骤将所述透镜按压于所述最终组装位置。
8.根据权利要求6或7所述的透镜单元组装方法，其特征在于， 所述透镜插入装置按压所述透镜的按压力是以比所述透镜按压装置按压所述透镜的按压力小的按压力来插入所述透镜的按压力。
【文档编号】G02B7/02GK104375252SQ201410386294
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2013年8月12日
【发明者】田中丰一 申请人:株式会社浜制作所