本发明涉及摄像头组装技术领域，尤其涉及一种单工位半自动aa设备。
背景技术：
在摄像头封装过程中，涉及到图像传感器(sensor)、镜头等零配件的多次组装，传统的封装设备如csp及cob等，均是根据设备调节的参数进行零配件的移动装配的(passivealignment，被动对准技术)。因此零配件的叠加公差越来越大，最终表现在摄像头上的效果是拍照画面最清晰位置可能偏离画面中心、四角的清晰度不均匀等。
所谓aa制程，即activealignment，解释为中文即主动对准，是一项确定零配件装配过程中相对位置的技术。aa制程的设备在组装每一个零配件时，设备将检测被组装的半成品，并根据被组装半成品的实际情况主动对准，然后将下一个零配件组装到位。这种主动对准技术可调节镜头对准至6个自由度(x、y、z、tx、ty、tz)，有效地减小整个模组的装配公差，有效的提升摄像头产品一致性，也为更高阶的摄像头产品封装创造可能性。
在sensor与lens组装时，需要保证sensor与lens的相对x轴、y轴、z轴、tx轴、ty轴、tz轴6自由度处于最佳位置，以保证两者的光轴同轴。现有的aa设备作业过程的灵活度及精确度不高，导致产品良率低；此外，功能性单一，如没有集成全自动点胶等功能。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种单工位半自动aa设备，其sensor自身拍摄到的特定标靶图像或通过采集分析sensor发出的散斑，图像采集模块将采集到的标靶图像或散斑图回传至后台程序处理以控制6自由度高精度aa对准，可以达到更高的视场清晰度，提高sensor和lens组装的良率；同时可实现全自动点胶、断胶检测及uv固化。
为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种单工位半自动aa设备，包括aa装置、上下料装置；所述上下料装置位于aa装置上方，用于将第一物料及第二物料上料至aa装置，并将aa装置中的成品或不良品下料；所述aa装置包括治具平台机构、图像采集模块、第一驱动机构、第二驱动机构、摆台夹爪机构、涂胶机构、第一支架；所述治具平台机构用于装载第一物料及第二物料，并驱动第一物料与图像采集模块电性连接，图像采集模块将采集信号反馈至后台，以控制第一驱动机构驱动治具平台机构及第二驱动机构驱动摆台夹爪机构运动；所述摆台夹爪机构布置于治具平台机构上方，用于夹取第一物料以使第一物料与第二物料aa作业；所述涂胶机构经第一支架架设在摆台夹爪机构上方，用于对第一物料及第二物料点胶处理。
较佳地，所述第一驱动机构包括第一x轴模组、第一y轴模组、第一z轴模组、tz轴模组；所述第一y轴模组用于驱动第一x轴模组沿y轴方向做直线运动，第一x轴模组运动用于驱动第一z轴模组沿x轴方向做直线运动，第一z轴模组用于驱动治具平台机构和tz轴模组沿z轴方向做直线运动；所述tz轴模组用于驱动治具平台机构围绕tz轴做旋转运动；所述aa装置还包括第二物料底部检测相机；所述第二物料底部检测相机经第一x轴模组驱动做直线运动，用于检测第二物料的方向及角度误差。
较佳地，所述aa设备还包括散斑采集机构，散斑采集机构对应布置在aa装置上方；所述散斑采集机构包括screen模块、第一物料顶部检测相机、第一升降驱动机构、第一盖板；所述screen模块镶嵌在第一盖板中，第一升降驱动机构用于驱动第一盖板带动screen模块升降；所述第一物料顶部检测相机架设于screen模块上方，用于采集第一物料投射在screen模块上的散斑图。
较佳地，所述aa设备还包括chart机构，chart机构对应布置在aa装置的上方；所述chart机构包括screen模块、第二升降驱动机构、背光源模组、开合驱动机构、第二盖板、第三盖板；所述screen模块镶嵌在第二盖板中，背光源模组布置于第三盖板的内侧中；所述screen模块用于放置chart图标靶，供第一物料拍摄采集；所述第三盖板覆盖于第二盖板的顶部，两者的一侧经活页连接，另一侧经开合驱动机构驱动开合；所述第二升降驱动机构用于驱动第二盖板、第三盖板升降。
较佳地，所述治具平台机构包括治具平台、第二y轴模组、第二z轴模组；所述治具平台顶部设有第一卡位、第二卡位，分别用于装载定位第一物料、第二物料；所述第二y轴模组、第二z轴模组用于驱动第一卡位中的第一物料与图像采集模块电性连接。
较佳地，所述涂胶机构包括点胶模组、uv固化照射器、断胶检测相机；所述点胶模组包括点胶筒、第三z轴模组；所述第三z轴模组安装于第一支架上，用于驱动点胶筒升降以实现点胶；所述uv固化照射器、断胶检测相机固定安装于第一支架上。
较佳地，所述摆台夹爪机构包括夹爪、夹爪驱动气缸；所述夹爪驱动气缸用于驱动夹爪夹紧或松开第二物料；所述第二驱动机构包括tx轴模组、ty轴模组；所述tx轴模组用于驱动摆台夹爪机构围绕tx轴做旋转运动，ty轴模组用于驱动摆台夹爪机构围绕ty轴做旋转运动。
较佳地，所述上下料装置包括第一物料tray盘、第二物料tray盘、不良品tray盘、第四x轴模组、第四y轴模组、第一物料吸附模组、第二物料吸附模组、不良品吸附模组、第二支架；所述第一物料tray盘、第二物料tray盘、不良品tray盘、第四y轴模组设于第二支架顶部；所述第四x轴模组设于第四y轴模组上方，第四y轴模组用于驱动第四x轴模组沿y轴方向做直线运动；所述第一物料tray盘、第二物料tray盘、不良品tray盘设于第四x轴模组下方，分别用于装载第一物料、第二物料、不良品；所述第一物料吸附模组、第二物料吸附模组、不良品吸附模组经第四x轴模组驱动沿x轴方向做直线运动。
较佳地，所述第一物料吸附模组、第二物料吸附模组、不良品吸附模组相同，其中第一物料吸附模组包括第四z轴模组、物料吸嘴、u轴模组；所述第四z轴模组用于驱动物料吸嘴升降以取放料；所述u轴模组用于驱动物料吸嘴旋转补偿第一物料或第二物料的角度误差。
较佳地，所述上下料装置还包括物料定位相机、上料角度误差检测相机；所述物料定位相机经第四x轴模组驱动沿x轴方向做直线运动，用于引导第一物料吸附模组、第二物料吸附模组取料；所述上料角度误差检测相机设于第一物料tray盘、第二物料tray盘、不良品tray盘的一侧，用于检测第一物料吸附模组、第二物料吸附模组吸取物料的角度误差。
采用上述方案，本发明的有益效果是：
1)图像采集模块与sensor电性连接，既可检测sensor是否不良，还可利用sensor自身拍摄到的特定标靶图像或采集分析sensor发出的散斑，图像采集模块将采集到的标靶图像或散斑图回传至后台程序处理以控制六自由度高精度aa对准，可以达到更高的四角清晰度，提高sensor和lens组装的良率；
2)可实现全自动点胶、断胶检测及uv固化；
3)第二物料底部检测相机对lens进行拍照检测，通过识别lens底部轮廓不仅可确认lens的方向，还可在检测lens的角度误差；
4)自动将物料从tray盘上料至aa装置，在上料过程中可对物料进行角度误差补偿，提高移载的精确度；同时还可完成不良品及成品的下料。
附图说明
图1为本发明实施例1的立体图；
图2为本发明实施例2的立体图；
图3为本发明的aa装置和上下料装置的立体图；
图4为本发明的aa装置的左视角立体图；
图5为本发明的aa装置的右视角立体图；
图6为本发明的tz轴模组、第一z轴模组、治具平台机构、图像采集模块的右视角的立体图；
图7为本发明的tz轴模组、第一z轴模组、治具平台机构、图像采集模块的左视角的立体图；
图8为本发明的治具平台机构的立体图；
图9为本发明的第一支架、涂胶机构的立体图；
图10为本发明的摆台夹爪机构、第二驱动机构的立体图；
图11为本发明的chart机构的立体图；
图12为本发明的第一盖板或第二盖板、screen模块的立体图；
图13为本发明的上下料装置的立体图；
图14为本发明的第一物料/第二物料/不良品吸附模组、物料定位相机的立体图；
其中，附图标识说明：
1—aa装置，2—上下料装置，
3—散斑采集机构，3’—chart机构，
4—机台壳体，5—主控机，
11—治具平台机构，12—图像采集模块，
13—第一驱动机构，14—第二驱动机构，
15—摆台夹爪机构，16—涂胶机构，
17—第一支架，18—第二物料底部检测相机，
31/31’—screen模块，32—第一物料顶部检测相机，
33—第一升降驱动机构，34—第一盖板，
32’—第二升降驱动机构，33’—开合驱动机构，
34’—第二盖板，35’—第三盖板，
111—治具平台，112—第二y轴模组，
113—第二z轴模组，131—第一x轴模组，
132—第一y轴模组，133—第一z轴模组，
134—tz轴模组，141—tx轴模组，
142—ty轴模组，151—夹爪，
152—夹爪驱动气缸，161—点胶模组，
162—uv固化照射器，163—断胶检测相机，
201—第一物料tray盘，202—第二物料tray盘，
203—不良品tray盘，204—第四x轴模组，
205—第四y轴模组，206—第一物料吸附模组，
207—第二物料吸附模组，208—不良品吸附模组，
209—第二支架，210—物料定位相机，
211—上料角度误差检测相机。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
参照图1至14所示，本发明提供一种单工位半自动aa设备，包括aa装置1、上下料装置2；所述上下料装置2位于aa装置1上方，用于将第一物料及第二物料上料至aa装置1，并将aa装置1中的成品或不良品下料；所述aa装置1包括治具平台机构11、图像采集模块12、第一驱动机构13、第二驱动机构14、摆台夹爪机构15、涂胶机构16、第一支架17；所述治具平台机构11用于装载第一物料及第二物料，并驱动第一物料与图像采集模块12电性连接，图像采集模块12将采集信号反馈至后台，以控制第一驱动机构13驱动治具平台机构11及第二驱动机构14驱动摆台夹爪机构15运动；所述摆台夹爪机构15布置于治具平台机构11上方，用于夹取第一物料以使第一物料与第二物料aa作业；所述涂胶机构16经第一支架17架设在摆台夹爪机构15上方，用于对第一物料及第二物料点胶处理。
其中，所述第一驱动机构13包括第一x轴模组131、第一y轴模组132、第一z轴模组133、tz轴模组134；所述第一y轴模组132用于驱动第一x轴模组131沿y轴方向做直线运动，第一x轴模组131运动用于驱动第一z轴模组133沿x轴方向做直线运动，第一z轴模组133用于驱动治具平台机构11和tz轴模组134沿z轴方向做直线运动；所述tz轴模组134用于驱动治具平台机构11围绕tz轴做旋转运动。所述aa装置1还包括第二物料底部检测相机18；所述第二物料底部检测相机18经第一x轴模组131驱动做直线运动，用于检测第二物料的方向及角度误差。
实施例1：(用于3d摄像头组装)
所述aa设备还包括散斑采集机构6，散斑采集机构6对应布置在aa装置1上方；所述散斑采集机构6包括screen模块31、第一物料顶部检测相机32、第一升降驱动机构33、第一盖板34；所述screen模块31镶嵌在第一盖板34中，第一升降驱动机构33用于驱动第一盖板34带动screen模块31升降；所述第一物料顶部检测相机32架设于screen模块31上方，用于采集第一物料投射在screen模块31上的散斑图。
实施例2：(用于非3d摄像头组装)
所述aa设备还包括chart机构6’，chart机构6’对应布置在aa装置1的上方；所述chart机构6’包括screen模块31’、第二升降驱动机构32’、背光源模组(图中未示出)、开合驱动机构33’、第二盖板34’、第三盖板35’；所述screen模块31’镶嵌在第二盖板34’中，背光源模组布置于第三盖板35’的内侧中；所述screen模块31’用于放置chart图标靶，供第一物料拍摄采集；所述第三盖板35’覆盖于第二盖板34’的顶部，两者的一侧经活页连接，另一侧经开合驱动机构33’驱动开合；所述第二升降驱动机构32’用于驱动第二盖板34’、第三盖板35’升降。
综上实施例1-2，所述治具平台机构11包括治具平台111、第二y轴模组112、第二z轴模组113；所述治具平台111顶部设有第一卡位、第二卡位，分别用于装载定位第一物料、第二物料；所述第二y轴模组112、第二z轴模组113用于驱动第一卡位中的第一物料与图像采集模块12电性连接。
所述涂胶机构16包括点胶模组161、uv固化照射器162、断胶检测相机163；所述点胶模组161包括点胶筒、第三z轴模组；所述第三z轴模组安装于第一支架17上，用于驱动点胶筒升降以实现点胶；所述uv固化照射器162、断胶检测相机163固定安装于第一支架17上。
所述摆台夹爪机构15包括夹爪151、夹爪驱动气缸152；所述夹爪驱动气缸152用于驱动夹爪151夹紧或松开第二物料。所述第二驱动机构14包括tx轴模组141、ty轴模组142；所述tx轴模组141用于驱动摆台夹爪机构15围绕tx轴做旋转运动，ty轴模组142用于驱动摆台夹爪机构15围绕ty轴做旋转运动。
所述上下料装置2包括第一物料tray盘201、第二物料tray盘202、不良品tray盘203、第四x轴模组204、第四y轴模组205、第一物料吸附模组206、第二物料吸附模组207、不良品吸附模组208、第二支架209；所述第一物料tray盘201、第二物料tray盘202、不良品tray盘203、第四y轴模组205设于第二支架209顶部；所述第四x轴模组204设于第四y轴模组205上方，第四y轴模组205用于驱动第四x轴模组204沿y轴方向做直线运动；所述第一物料tray盘201、第二物料tray盘202、不良品tray盘203设于第四x轴模组204下方，分别用于装载第一物料、第二物料、不良品；所述第一物料吸附模组206、第二物料吸附模组207、不良品吸附模组208经第四x轴模组204驱动沿x轴方向做直线运动。所述第一物料吸附模组206、第二物料吸附模组207、不良品吸附模组208相同，其中第一物料吸附模组206包括第四z轴模组、物料吸嘴、u轴模组；所述第四z轴模组用于驱动物料吸嘴升降以取放料；所述u轴模组用于驱动物料吸嘴旋转补偿第一物料或第二物料的角度误差。
所述上下料装置2还包括物料定位相机210、上料角度误差检测相机211；所述物料定位相机210经第四x轴模组204驱动沿x轴方向做直线运动，用于引导第一物料吸附模组206、第二物料吸附模组207取料；所述上料角度误差检测相机211设于第一物料tray盘201、第二物料tray盘202、不良品tray盘203的一侧，用于检测第一物料吸附模组206、第二物料吸附模组207吸取物料的角度误差。
本发明工作原理：
本发明以3d摄像头组装为例(非3d摄像头组装原理类似)：第一物料为sensor，第二物料为lens。本发明还包括机台壳体4、主控机5，aa装置1、上下料装置2安装于机台壳体4中间内部，主控机5安装于机台壳体4的中间外侧。散斑采集机构6或chart机构6’安装于机台壳体4的上部，其中第一升降驱动机构33驱动第一盖板34沿机台壳体4升降，第一物料顶部检测相机32经机台壳体4架设于screen模块31上方；第二升降驱动机构32’驱动第二盖板34’、第三盖板35’沿机台壳体4升降。
此设备用于手机摄像头的aa制程工艺，适用产品类型：单模组近焦、远焦的rgb、ir摄像头模组、3d摄像头都可以兼容。通过处理sensor拍摄到的screen模块31’中放置的特定标靶的图像(3d摄像头组装中为采集散斑图)，图像采集模块12将采集到的标靶图像或散斑图回传至后台程序处理，后台利用图像质量评价算法和姿态预估算法计算6自由度的偏移量，并将偏移量反馈至运动控制系统，以控制6自由度摆台进行高精度aa对准，以获得不同视场清晰度和分辨力数值，然后自动反馈控制6自由度移动治具平台进行lens和sensor对准并点胶和uv固化。手动将sensor、lens放置到对应的tray盘，上下料装置通过pr视觉系统，第一物料吸附模组206、第二物料吸附模组207将物料精确移载到aa装置1中，继而aa装置1将sensor、lens进行六自由度高精密aa校准、自动划胶、uv预固化。
此设备属于单工位作业机台，整机uph≥100pcs，根据产品的相关差异，实际uph会有相应的变化。
整机精度性能如下：
6自由度aa：x、y、z重复定位精度+/-1um；tx、ty、tz重复定位精度+/-0.003°；自动上下料装置：重复定位精度+/-5um。
aa制程后的产品精度：
xy偏移量≤20um；z轴精度≤5um；title精度≤0.1°；uv固化后精度≤10个像素(xy方向)。
本发明工程过程如下：
1)物料定位相机210经第四x轴模组204驱动沿x轴方向做直线运动，引导第一物料吸附模组206吸取sensor、第二物料吸附模组207吸取lens；
2)第四y轴模组205驱动第四x轴模组204带动第一物料吸附模组206、第二物料吸附模组207将sensor、lens分别放至治具平台111顶部的第一卡位、第二卡位上；在将sensor或lens上料过程中，上料角度误差检测相机211检测sensor或lens的角度误差并反馈给主控机5，主控机5控制u轴模组驱动物料吸嘴旋转调节以补偿角度误差；
3)在第一x轴模组131、第一y轴模组132、第一z轴模组133的驱动下，治具平台机构11将lens送至夹爪151上，第二物料底部检测相机18移动以检测lens的方向和角度误差并反馈给主控机5，主控机5控制tx轴模组141、ty轴模组142调节摆台夹爪机构15及控制tz轴模组134调节治具平台机构11；然后，再驱动治具平台机构11移动以将sensor送至夹爪151下方；
4)第二y轴模组112、第二z轴模组113驱动第一卡位中的第一物料与图像采集模块12电性连接以点亮sensor，sensor拍摄采集screen模块31’(采用反射膜和光学玻璃，类似于投影的屏幕)中的chart图标靶(根据不同的产品可更换，在需要更换时，开合驱动机构33’驱动第三盖板35’打开，以便于更换)图像采集模块12将采集信号反馈至后台，通过后台设定程序以控制第一驱动机构13驱动治具平台机构11及第二驱动机构14驱动摆台夹爪机构15运动(六轴同步联动)；同时第二物料顶部检测相机3(组装3d摄像头类别的产品时使用)采集第二物料的散斑信号，并将该采集信号反馈至后台，后台软件分析散斑的质量，以反馈六轴同步联动以实现第一次aa制程工作；若aa作业ok，则将sensor移送至点胶处；否则将sensor下料至不良品tray盘203处；
5)在第一x轴模组131、第一y轴模组132的驱动下，将sensor移动至点胶模组161下方点胶；
6)在第一x轴模组131、第一y轴模组132的驱动下，将sensor移动至断胶检测相机163下方检测是否有断胶不良；若无断胶不良，则复位进行第二次aa；否则将sensor下料至不良品tray盘203处；
7)在第一x轴模组131、第一y轴模组132的驱动下，治具平台机构11移动以将sensor送至夹爪151下方进行第二次aa后组装；
8)在第一x轴模组131、第一y轴模组132的驱动下，将组装好的sensor和lens移动至uv固化照射器162下方进行uv固化处理；
9)上下料装置将组装的成品下料至第一物料tray盘。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。