一种用于镜头组装的多轴装配工位及镜头组装设备的制作方法

本实用新型属于镜头组装设备技术领域，涉及一种用于镜头组装的多轴装配工位。

背景技术：

随着社会科技的日益发展与进步，生活越随着越来越智能化，在生活中也会越来越多的使用到摄影器材、安全监控设备、具有远程视频的移动设备等，而这些设备都需要用到光学镜头，这就造就了光学镜头具有重要的地位。

在现有的光学镜头组装中，一般是利用夹装治具先把镜筒固定在一个固定台上，再按照预定顺序一一把所需光学元件依次组装入镜筒中。组装方法是先固定镜筒，再将镜片等零部件放入镜筒中，而镜片放入镜筒中有时会倾斜向一边，经多个光学元件的累积误差，会使后继放入的光学元件压不到位或倾斜而造成产品不良，从而降低产品的组装良率。

现有的应用于光学镜头组装设备，主要是配合人工组装或各个工序单独通过机器组装的设备，镜片组装都需配备操作员来对独立设备进行半自动操作，继而不但存在工序繁琐、劳动强度大、生产效率低等问题，且还存在下导致镜片组装不良等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于镜头组装的多轴装配工位，能自动进行从上料装置抓取零部件，放置于镜筒上，用于自动化镜头组装生产线，提高装配效率。

为达到上述目的，本实用新型是通过以下的技术方案来实现的。

本实用新型的技术方案是一种用于镜头组装的多轴装配工位，包括有机架及

镜筒定位治具，连接于机架上用于夹持镜筒并带动镜筒进行r轴转动；

装配组件，用于抓取零部件放置于镜筒上，以及

三轴直线模组，连接于机架上用于带动装配组件在x、y和z轴方向上移动。

在本技术方案中，以设备流水线的镜筒输送装置的方向的作为x轴方向，以与x轴方向垂直的水平面方向为y轴方向，以与x、y轴方向同时垂直的方向为z轴方向，以镜筒定位治具上的镜筒的旋转中心轴的转动方向为r轴方向，通过三轴驱动使装配组件可以实现自动化组装零部件，配合镜筒的自旋转r轴方向，提高装配生产效率和产品合格率。

在该技术方案的一个实施例中，所述镜筒定位治具包括底座、夹爪气缸、感应开关和r轴电机；

夹爪气缸和感应开关连接在底座上，夹爪气缸用于夹持镜筒，感应开关设置于夹爪气缸侧部，用于感应检测夹爪气缸上是否有镜筒存在，r轴电机与底座连接，r轴电机的转轴连接于夹爪气缸上，夹爪气缸可旋转的连接在底座上，r轴电机驱动夹爪气缸转动。

在该技术方案的一个实施例中，所述装配组件包括连接板和抓取机械手组件，抓取机械手组件安装于连接板上，连接板安装于三轴直线模组上，抓取机械手组件用于抓取零部件。

进一步的，所述抓取机械手组件包括负压吸头、校正夹爪和吸头驱动组件，吸头驱动组件安装于连接板上，负压吸头安装于吸头驱动组件上，校正夹爪连接于连接板上；

负压吸头外接负压装置用于吸取零部件，校正夹爪位于负压吸头的下方侧边，用于校正零部件的位置处于负压吸头的中心；吸头驱动组件用于带动负压吸头上下移动的吸头驱动组件；

进一步的，所述吸头驱动组件包括吸头固定架，吸头滑轨组件和气缸，气缸安装于连接板上，吸头固定架通过吸头滑轨组件上下移动；

负压吸头安装于吸头固定架上，吸头固定架通过吸头滑轨组件连接于连接板，气缸带动吸头固定架在吸头滑轨组件上移动的，吸头滑轨组件为现有技术的常规结构的滑轨组件，主要由滑块和滑轨组成，可以采用单滑块或双滑块的滑轨组件。

在该技术方案的一个实施例中，所述三轴直线模组包括x轴直线模组，y轴直线模组、z轴直线模组、龙门支架和滑轨组件；

龙门支架的两个支撑架分别连接于x轴直线模组和滑轨组件上，x轴直线模组和滑轨组件安装于机架上，x轴直线模组用于带动龙门支架沿x轴方向移动；y轴直线模组，连接于龙门支架上，用以带动z轴直线模组沿y轴方向移动；z轴直线模组用于带动装配组件沿z轴方向移动，滑轨组件为常规结构的滑轨组件，主要由滑块和滑轨组成，可以采用单滑块或双滑块的滑轨组件。

进一步的，所述龙门支架包括第一支撑架、第二支撑架他连接在两个支撑架上的横板；

第一支撑架连接在x轴直线模组上，第二支撑架连接在滑轨组件上。

进一步的，所述z轴直线模组通过气管连接板安装于y轴直线模组上，所述装配组件安装于z轴直线模组，所述气管连接板上设置有多个气管连接器。

在该技术方案的一个实施例中，还包括有定位组件，定位组件包括第一视觉相机和第二视觉相机；

第一视觉相机朝下安装于装配组件，用于在获取镜筒的位置及状态信息，第二视觉相机朝上安装于机架上，用于获取零部件的位置及状态信息。

视觉相机的目的是将通过镜头投影到传感器的镜筒或零部件图像传送到能够储存、分析和(或者)显示的机器设备上，能过分析得到镜筒或零部件的位置及状态信息，机器设备可以是镜头组装设备的控制系统或独立的计算机等，零部件在第二视觉相机上方依次被拍照，通过算法得出需要调整的xy轴数据两组，第一视觉相机对镜筒位置进行拍照定位，通过算法得出两组r轴需要调整的数据，调整零部件的位置和旋转镜筒的角度以达到精确组装。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅针对的是一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例中的装配工位的整体视图。

图2是本申请实施例中的装配工位的局部视图。

图3是本申请实施例中的装配工位的局部分解视图。

图4是本申请实施例的x轴直线模组的剖面视图。

图5是本申请实施例中的z轴直线模组和装配组件的视图。

图6是图5中的z轴直线模组和装配组件的分解视图。

图7是本申请实施例中的镜筒定位治具的视图。

图8是图7中的镜筒定位治具的剖面视图。

图9是本申请实施例中的第二视觉相机的视图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型公开的范围之内。

在后续的描述中，使用诸如“模块”、“部件”，“组件”或“单元”等的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身并没有特定的意义。因此可以混合地使用。

下面通过具体实施例结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1至3中所示，本实用新型的实施例是一种装配工位，使用于自动化的镜头组装设备上，以实现在零部件上自动装配零部件的目的，其中的零部件包括但不限于镜片、隔圈等，本实施例以装配镜片为例。以镜头组装设备流水生产线的镜筒输送装置11的方向的作为x轴方向，以与x轴方向垂直的水平方向为y轴方向，以与x、y轴方向同时垂直的方向为z轴方向。

镜头组装设备包有机架10，装配工位包括有龙门支架21、镜筒定位治具22、装配组件23、x轴直线模组24、y轴直线模组25、z轴直线模组26、料台27、滑轨组件28和定位组件，料台27存放有待装配的镜片31，料台27设置于装配组件23的下方移动范围内，料台固定安装于镜头组装设备的机架10上。

龙门支架21包括第一支撑架211、第二支撑架212和连接在两个支撑架上的横板213，第一支撑架连接在x轴直线模组24的滑台243上，第二支撑架连接在滑轨组件28上，其中x轴直线模组和滑轨组件沿x轴方向设置于镜头组装设备的机架10上，x轴直线模组用于驱动龙门支架沿x轴方向移动，镜筒输送装置11从龙门支架21的下方穿过。滑轨组件28包括滑轨281和滑块282，第二支撑架212连接在滑轨组件的滑块上，滑轨安装于镜头组装设备的机架上，图中214为收纳电线或管线的拖链。

如图4所示，本实施例中的x轴直线模组24是将电机旋转驱动直性移动的动力机构，包括有电机241、壳体242、滑台243、丝杆244和丝杆螺母245，丝杆设置于壳体中转动并且与电机的转轴通过连轴器246连接，丝杆螺母被限定在壳体内移动，滑台连接在丝杆螺母上，滑台与丝杆螺母也可集成组合为一体结构。y轴直线模组25、z轴直线模组26分别与x轴直线模组24具有相同或相似的结构。

如图5至6中所示，y轴直线模组25沿y轴方向安装连接于龙门支架21上，在y轴直线模组的滑台上安装连接有气管连接板251，气管连接板251上安装有z轴直线模组和多个气管连接器29，y轴直线模组的工作是用于驱动气管连接板沿y轴方向移动，并带动装配组件移动。

装配组件23安装于z轴直线模组26的滑台上，用于从料台抓取镜片31放置于镜筒30上；z轴直线模组驱动装配组件23沿z轴方向移动；装配组件包括连接板231和抓取机械手组件233。

连接板231安装于z轴直线模组26的滑台上，连接板上安装第一视觉相机232和抓取机械手组件233，第一视觉相机用于检测定位在镜筒定位治具上的镜筒，在镜片放入镜筒30前，进行镜筒30的旋转以实现与镜片31的对位放入，第一视觉相机通过拍照，将照片图像传输给系统进行分析和对比，以获得镜筒30的位置及状态信息数据。

如图1所示，本实施例中，抓取机械手组件233具有两组，设置于第一视觉相机232的两侧，用于从料台27抓取镜片31，放入至镜筒中，每组抓取机械手组件233包括外接负压装置吸取镜片的负压吸头2331、位于负压吸头侧边的校正夹爪2332和用于驱动负压吸头上下移动的吸头驱动组件；校正夹爪连接于连接板上，负压吸头从料台上吸取的镜片有可能是偏移的，镜片的中心与负压吸头的中心轴不重合，无法放入镜筒中，需要通过校正夹爪进行校正镜片的中心位置处于负压吸头的中心轴上；采用负压吸头2331与配合校正夹爪2332抓取镜片的目的是不仅可以提高镜片的安装精度，而且进一步提高生产效率。

吸头驱动组件安装于连接板231上，吸头驱动组件包括吸头固定架2334、吸头滑轨组件2335和气缸2336，负压吸头安装于吸头固定架上，气缸安装于连接板上，吸头固定架通过吸头滑轨组件连接于连接板上进行移动，吸头固定架与气缸的推杆连接，由气缸驱动进行移动。

如图7至8中所示，镜筒定位治具22用于放置镜筒30，镜筒输送装置11将镜筒30从一个镜筒定位治具输出至下一个中，镜筒定位治具包括底座221、夹爪气缸222和感应开关223；夹爪气缸和感应开关连接在底座上，底座221安装于镜头组装设备的机架10上，夹爪气缸用于夹持镜筒30，感应开关223用于感应检测夹爪气缸上是否有镜筒存在，夹爪气缸优选为三爪的夹爪气缸，其优点在于三爪的具有较好的自动定心作用，提高镜筒的位置精确度。

感应开关223优选采用光电感应开关，其发射器与接收器分别设置于夹爪气缸222两侧的连接支架224上，连接支架224安装于底座上，感应开关利用发射器发出的光电是否被阻挡来判定镜筒的存在。

此外，镜筒定位治具22还包括有r轴电机，r轴电机设置于底座下方或安装在底座内部，r轴电机的转轴连接在夹爪气缸222上，夹爪气缸可旋转的连接在底座上，r轴电机驱动夹爪气缸进行转动，实现了镜筒在装配工位的r轴方向的转动。r轴电机在图中未示出，由于底座采用是中心空腔的结构，r轴电机可以选择安装于机架上，其转轴从底座穿过与夹爪气缸相连接，也可以直接安装于底座的内部，其转轴与夹爪气缸相连接。

如图9所示，装配工位还包括定位组件，定位组件包括第一视觉相机232和第二视觉相机234，第二视觉相机安装于机架上，用以获取负压吸头上的镜片的位置及状态信息，第二视觉相机与第一视觉相机反向设置，负压吸头在吸取镜片后，装配组件移动至第二视觉相机的正上方，第二视觉相机通过拍照，将照片图像传输给系统进行分析和对比，以获得镜片的位置及状态信息数据，根据这些数据，控制三轴直线模组的运行距离及r轴电机的旋转角度。

视觉相机定位镜筒30和镜片31的原理是，第一视觉相机用于对镜筒进行拍照定位，第二视觉相机用于对负压吸头上的镜片拍照定位，根据第一视觉相机与第二视觉相机获得的镜筒30和镜片的状态信息，xy轴方向对镜片的位置调整，装配工位治通过r轴方向旋转完成镜筒r轴调整，从而实现镜片与镜筒的高精度组装对位。

因r轴方向设置于镜筒定位治具，负压吸头可以设置一组或多组，以设置两组为例，负压吸头a吸附的镜片a和负压吸头b吸附的镜片b，分别在第二视觉相机上方依次拍照，通过算法得出需要调整的xy轴数据两组，第一视觉相机对镜筒进行拍照定位，通过算法得出两组r轴方向需要调整的数据，调整镜片a和镜筒的状态将镜片a与镜筒组装，调整镜片b和镜筒的状态将镜片b与镜筒组装。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。