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台达SCARA工业机器人在手机镜头检测设备中的上下料应用

发布时间:2019-11-27

随着带摄像功能手机的大量普及,手机镜头的需求也变得越来越多,进入了批量生产阶段。针对手机镜头检测的需求,台达推出了手机镜头检测设备上下料解决方案,帮助某手机镜头生产企业克服了人工检测所带来的低效率问题,有效提升了产品品质。

  手机摄像头在出厂之前,一般由专门的摄像头生产厂家对摄像头通电,通过步进电机驱动镜头和CMOS之间的相对距离,检验镜头合格与否。在大批量生产阶段,若仅靠操作人员肉眼判断图像的清晰度来进行调焦,则会由于操作人员的视觉疲劳及不同的个人主观偏好,造成生产出来的摄像头模块的焦距形成较大的波动,造成质量不稳定,且生产效率低。为了克服人工检测的低效率和高误判情况,近几年很多企业尝试利用高效高质的方式取代传统人工检测的状态,依托智能检测设备和机器人上下料的新机种应运而生。

  不同于其他摄像头模块,由于手机摄像头大多数采用内置的结构,所以它的焦距即镜头与图像传感器的距离是固定的。因此在生成过程中,按照手机生产商的要求对摄像头模块调焦达到合适位置,然后用胶水固定镜头与图像传感器的距离是非常重要的一道工序。

  手机镜头的检测流程可分四个阶段,分别是自动调焦、AF水平矫正、OTP刻录和成品测试,工业机器人主要配合各检测工位,完成上下料工作以及信号交互。

  执行检测工艺时,工业机器人从料盘取料后,将手机镜头送往检测工装进行检测,不同机型的工装数量也不一样,此应用中共有4种机型,根据工装数量区分,有2、3、6、8四种工装数量的检测设备。检测工装是一个固定的治具,包含本体和定位槽,镜头由工业机器人送至固定位置的定位槽,封盖后由伺服驱动器驱动电机,送至检测区域。

  其中,工业机器人末端治具为两个夹爪和固定在J4轴上的光源、相机,由于来料位置和角度不一,所以利用视觉拍照定位,引导工业机器人以固定姿态取料,保证每次取料相对于镜头的位置不变。为了确定视觉拍照转换成工业机器人能识别的位置坐标,视觉必须先和工业机器人进行标定。

  待检测的镜头由料盘固定送入上料区,但其位置和角度无法固定。视觉通过抓取镜头的位置和角度,将位置信息以像素形式发送给工业机器人,工业机器人通过已有的标定关系,将像素转换为工业机器人可识别的位置坐标。

  在此应用中,工业机器人J3轴和夹爪不同心,如果单纯提取视觉的信息,显然无法将夹爪的作用点引导至镜头的准确位置。为保证视觉发送的坐标能带领工业机器人精准取料,方案采用取料算法,将视觉识别的位置信息转移到工业机器人J3轴,通过J3轴的移动和旋转,精确定位取料位置。

  整个项目配合控制器的逻辑,实现精准取放料。控制器决定工业机器人的取放料和检测工位的分配,以及检测结果(OK/NG),工业机器人根据控制器给出的命令,执行上述工作。

  台达SCARA工业机器人具有高效高精的特性,此类应用可以发挥工业机器人的特长,帮助企业提高生产效率,同时也可消减劳动成本。在手机镜头行业,已经有一些企业在改造生产线,实现了全自动化作业。随着手机行业的不断发展,利用工业机器人配合视觉的方案最终将取代现有人工上料的模式。

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