廖新明 王永亮

開發(fā)設(shè)計(jì)

光學(xué)防抖鏡頭模組3D點(diǎn)膠設(shè)備

廖新明 王永亮

（日本電產(chǎn)三協(xié)電子（東莞）有限公司，廣東 東莞 523325）

針對(duì)光學(xué)防抖鏡頭模組整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件較多、間隔空間狹小、傳統(tǒng)點(diǎn)膠需要人工多且存在不良率高的問題，設(shè)計(jì)光學(xué)防抖鏡頭模組3D點(diǎn)膠設(shè)備。利用智能激光校準(zhǔn)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整光學(xué)防抖鏡頭模組角度，通過X伺服電缸、Y伺服電缸、Z伺服電缸、R伺服電缸定位點(diǎn)膠位置后，實(shí)現(xiàn)3D精準(zhǔn)點(diǎn)膠，提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

點(diǎn)膠精度；智能激光校準(zhǔn)；雙工位受臺(tái)

0 引言

光學(xué)防抖（optical image stabilization, OIS）鏡頭模組廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)相機(jī)、手機(jī)、VR等設(shè)備。光學(xué)防抖鏡頭模組組裝時(shí)，一般通過人工手動(dòng)點(diǎn)膠來固定彈片和鏡頭固定座，存在工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定、精確度不足等問題。

為此，本文設(shè)計(jì)一種新型點(diǎn)膠設(shè)備——光學(xué)防抖鏡頭模組3D點(diǎn)膠設(shè)備。

1 設(shè)備機(jī)構(gòu)

光學(xué)防抖鏡頭模組3D點(diǎn)膠設(shè)備利用伺服電缸帶動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)進(jìn)行點(diǎn)膠，以保證點(diǎn)膠位置與出膠量；采用了雙工位受臺(tái)輪流交換作業(yè)方式和智能激光校準(zhǔn)系統(tǒng)。其中，雙工位受臺(tái)輪流交換作業(yè)方式保證工作銜接流暢，提升設(shè)備作業(yè)效率；智能激光校準(zhǔn)系統(tǒng)可調(diào)整工件角度，分為粗調(diào)和精調(diào)2部分，且通過Pro-face操控面板對(duì)3D角度范圍進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)多系列不同規(guī)格產(chǎn)品生產(chǎn)。

光學(xué)防抖鏡頭模組3D點(diǎn)膠設(shè)備主要由R伺服電缸1、受臺(tái)1、Y伺服電缸1、激光校準(zhǔn)儀1、UV組件、對(duì)針組件、X伺服電缸、Pro-face操控面板、激光校準(zhǔn)儀1#位置可視面板、激光校準(zhǔn)儀2#位置可視面板、Z伺服電缸、點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)、激光校準(zhǔn)儀2、Y伺服電缸2、受臺(tái)2、R伺服電缸2等組成，如圖1所示。

光學(xué)防抖鏡頭模組3D點(diǎn)膠設(shè)備分為獨(dú)立運(yùn)行部分和共同使用部分。其中，獨(dú)立運(yùn)行部分包括受臺(tái)1、R伺服電缸1、Y伺服電缸1、激光校準(zhǔn)儀1，受臺(tái)2、R伺服電缸2、Y伺服電缸2、激光校準(zhǔn)儀2；共同使用部分包括點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)、X伺服電缸、Z伺服電缸、UV組件。

待點(diǎn)膠光學(xué)防抖模組分別放在受臺(tái)1和受臺(tái)2上；經(jīng)激光校準(zhǔn)儀進(jìn)行3D角度調(diào)整后，由Y伺服電缸1和Y伺服電缸2同時(shí)自動(dòng)運(yùn)送至點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)位置；點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)輪流對(duì)受臺(tái)1和受臺(tái)2上的待點(diǎn)膠光學(xué)防抖模組進(jìn)行旋轉(zhuǎn)3D點(diǎn)膠；點(diǎn)膠完成后再由Y伺服電缸1和Y伺服電缸2自動(dòng)運(yùn)送至UV組件位置；UV組件通過X伺服電缸往回動(dòng)作進(jìn)行3D點(diǎn)膠完成品的UV硬化作業(yè)。

1.1 點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)

點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)由X伺服電缸、Z伺服電缸和點(diǎn)膠針管等組成，如圖2所示。為確保精確控制點(diǎn)膠進(jìn)給量，采用X伺服電缸作為移動(dòng)控件。

圖2 點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)

激光校準(zhǔn)儀對(duì)受臺(tái)上待點(diǎn)膠光學(xué)防抖模組角度進(jìn)行粗調(diào)整后，Y伺服電缸移至點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)位置；點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)通過PLC Q06HCPU精準(zhǔn)控制X伺服電缸、Z伺服電缸和點(diǎn)膠針管進(jìn)行工作，并通過R伺服電缸旋轉(zhuǎn)90°，180°，270°進(jìn)行點(diǎn)膠；點(diǎn)膠完成后R伺服電缸復(fù)位，準(zhǔn)備進(jìn)行下一項(xiàng)作業(yè)。

1.2 UV組件

UV組件包括X伺服電缸、UV光纖固定機(jī)構(gòu)、UV光纖等，如圖3所示。為確保移動(dòng)位置可控，采用X伺服電缸作為移動(dòng)控件。

點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)完成點(diǎn)膠后，Y伺服電缸將點(diǎn)膠完成品移送至UV組件處；激光校準(zhǔn)儀對(duì)受臺(tái)上點(diǎn)膠完成品的角度調(diào)整至小于0.04°；PLC Q06HCPU收到角度調(diào)整完成信號(hào)后，觸發(fā)UV組件對(duì)點(diǎn)膠完成品進(jìn)行UV照射，以確保點(diǎn)膠完全硬化干燥。

圖3 UV組件

1.3 對(duì)針組件

對(duì)針組件包括對(duì)針機(jī)構(gòu)固定架、針頭余膠處理機(jī)構(gòu)和定位攝像頭等，如圖4所示。

圖4 對(duì)針組件

對(duì)針組件主要對(duì)點(diǎn)膠針頭進(jìn)行基準(zhǔn)校正。通過Pro-face操控面板使X伺服電缸、Z伺服電缸移動(dòng)至定位攝像頭，調(diào)整至基準(zhǔn)點(diǎn)膠原點(diǎn)。

對(duì)針組件通過定位攝像頭間接校正點(diǎn)膠位置原點(diǎn)，從而確保點(diǎn)膠位置的準(zhǔn)確。

1.4 受臺(tái)

為確保光學(xué)防抖鏡頭模組點(diǎn)膠效率，設(shè)計(jì)了雙軌受臺(tái)。受臺(tái)由組裝治具、R伺服電缸、供電治具、固定治具等組成，如圖5所示。待點(diǎn)膠光學(xué)防抖模組通過受臺(tái)組裝后，由固定治具進(jìn)行固定，確保在工作過程中無位置偏差發(fā)生。

1.5 Pro-face操控面板

Pro-face操控面板與PLC Q06HCPU搭載，實(shí)現(xiàn)多機(jī)構(gòu)復(fù)雜操作界面的轉(zhuǎn)化，從而簡化點(diǎn)膠工作流程。通過Pro-face操控面板可切換自動(dòng)點(diǎn)膠模式和手動(dòng)模式。自動(dòng)點(diǎn)膠模式即3D點(diǎn)膠模式；手動(dòng)模式可對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整或維護(hù)。

圖5 受臺(tái)

2 設(shè)備工作流程

光學(xué)防抖鏡頭模組3D點(diǎn)膠設(shè)備工作流程如圖6所示。

圖6 光學(xué)防抖鏡頭模組3D點(diǎn)膠設(shè)備工作流程

待點(diǎn)膠光學(xué)防抖模組分別放置在受臺(tái)1和受臺(tái)2上，打開設(shè)備開始開關(guān)，Y伺服電缸將受臺(tái)移送至激光校準(zhǔn)儀位置；智能激光校準(zhǔn)系統(tǒng)對(duì)待點(diǎn)膠光學(xué)防抖模組進(jìn)行角度粗調(diào)整（1°~2°）；Y伺服電缸將受臺(tái)分別移送至點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)位置（位置互鎖，保證點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)處只有1個(gè)受臺(tái)），點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)進(jìn)行點(diǎn)膠；Y伺服電缸將受臺(tái)移送至智能激光校準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行角度精調(diào)整，激光校準(zhǔn)儀實(shí)時(shí)監(jiān)控并反饋角度信息到PLC Q06HCPU；PLC實(shí)時(shí)進(jìn)行邏輯運(yùn)算并發(fā)出電流變化命令至供電治具；如此循環(huán)調(diào)整角度至小于0.04°；Y伺服電缸將受臺(tái)移送至UV組件位置進(jìn)行UV照射，確保點(diǎn)膠完成品完全硬化干燥。

3 解決的關(guān)鍵技術(shù)和特色創(chuàng)新

1）采用X伺服電缸、Y伺服電缸、Z伺服電缸、R伺服電缸保證了工件位移的精度；雙軌受臺(tái)不但可以保證點(diǎn)膠的平穩(wěn)運(yùn)行，確保品質(zhì)，同時(shí)提升了光學(xué)防抖鏡頭模組點(diǎn)膠的工作效率。

2）獨(dú)特的3工序（激光校準(zhǔn)儀、點(diǎn)膠機(jī)構(gòu)、UV組件）設(shè)計(jì)，不但提高了工作效率，同時(shí)解決了點(diǎn)膠硬化過程中可能出現(xiàn)的位置偏移問題。

3）對(duì)不同系列的OIS產(chǎn)品點(diǎn)膠，只需更換對(duì)應(yīng)的受臺(tái)中的組裝治具，并通過Pro-face調(diào)整角度規(guī)格值，即可快捷實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)品的生產(chǎn)。

4 設(shè)備測試

光學(xué)防抖鏡頭模組3D點(diǎn)膠設(shè)備在某廠生產(chǎn)線中實(shí)際使用，實(shí)測結(jié)果如表1所示。設(shè)備性能滿足生產(chǎn)需求，解決瓶頸工位，提高工作效率，每條生產(chǎn)線可節(jié)約資金60萬元/年。

表1 光學(xué)防抖鏡頭模組3D點(diǎn)膠設(shè)備實(shí)測結(jié)果

5 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)的光學(xué)防抖鏡頭模組3D點(diǎn)膠設(shè)備優(yōu)化了工藝流程，達(dá)到減少人工、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的目的。今后將根據(jù)實(shí)際情況不斷優(yōu)化設(shè)備，并且積極探索該設(shè)備在其他產(chǎn)品中的應(yīng)用。

[1] 吳佳毅,陳建強(qiáng),鄧宇平,等.基于機(jī)器視覺檢測的手機(jī)顯示屏點(diǎn)膠系統(tǒng)[J].自動(dòng)化與信息工程,2019,40(3):43-48.

[2] 胡志剛.基于三菱PLC的伺服電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].價(jià)值工程,2017,36(5):80-81.

[3] 解官寶,郭喜慶.光學(xué)防抖對(duì)提高相機(jī)成像清晰度的影響分析[J].應(yīng)用光學(xué),2012,33(2):278-283.

[4] 魏艷紅,韓麗潔,許昌.基于PLC的電動(dòng)缸伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電氣傳動(dòng),2014,44(10):60-63.

[5] 袁曉建,胡泓,陳堅(jiān).面向點(diǎn)膠技術(shù)位移放大機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析[J].機(jī)械與電子,2018,36(3):19-22.

[6] 吳經(jīng)同.點(diǎn)膠設(shè)備介紹[J].粘接,2018,39(06):69-76.

[7] 劉涵茜.三菱Q系列PLC在平面二維運(yùn)動(dòng)控制裝置中的應(yīng)用[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2018,31(6):144-145.

[8] 楊劍,袁浩.基于三菱Q系列PLC工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室科學(xué),2010,13(2):162-164.

3D Dispensing Equipment for Optical Anti Shake Lens Module

Liao Xinming Wang Yongliang

(Nidec Sankyo Electronics (Dongguan) Co., Ltd. Dongguan 523325, China)

In order to solve the problems of complex structure, many parts, narrow space, more manual dispensing and high defect rate of optical anti shake lens module, a 3D dispensing equipment for optical anti shake lens module is proposed. Using the intelligent laser calibration system to automatically adjust the angle of the optical anti shake lens module, and accurately locate the dispensing position through X servo cylinder, Y servo cylinder, Z servo cylinder and R servo cylinder, and then carry out 3D dispensing, which can achieve precise dispensing and improve the working efficiency and product quality .

dispensing accuracy; intelligent laser calibration; double station work plate

廖新明，男，1972年生，大專，機(jī)械工程師，主要研究方向：IE及自動(dòng)化項(xiàng)目的研發(fā)及應(yīng)用。E-mail: xin_ming_l@126.com

王永亮，男，1985年生，大專，機(jī)械工程師，主要研究方向：自動(dòng)化設(shè)備產(chǎn)業(yè)化研發(fā)與應(yīng)用。E-mail: 349114858@qq.com

TP23

A

1674-2605(2020)05-0007-04

10.3969/j.issn.1674-2605.2020.05.007