CN103358118A - 螺丝供料及取料系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺丝供料及取料系统。该供料系统包括：进料容器，导引轨道，控制模块，吹管、滑槽，分度盘及电动起子组。当螺丝由进料容器整料后掉入导引轨道，并在滑落至轨道末端后由吹管内的压缩空气横吹至滑槽，再由推杆推至分度盘的缺口。电动起子组则可以一次性的将分度盘的缺口上的多颗螺丝一次取走或分次取走而至装配点将取走的螺丝同时锁定于工件的螺丝孔位置。上述分度盘的转动、吹管及推杆的作动是受控制模块内的程序所控制。

Description

螺丝供料及取料系统

技术领域

本发明涉及一种螺丝供料及取料的系统，特别是涉及一种具有将螺丝整料置于分度盘上，能够被电动起子组所一次同时取用的系统。

背景技术

携带型电子装置的流行趋势毫无疑问的是轻薄短小，例如手机，超轻薄笔电，超薄型光驱、移动硬盘等等。而这些电子装置中免不了包括上盖、下盖及电路板置于其中，而若是薄型光驱及移动硬盘则还包括了一些驱动及传动装置于其中。不管如何，它们的共通点就是除了部分连接组件是利用嵌合技巧，还得有许多的小螺丝以固定电路板及其它零组件。相较之下，超薄电子装置中的小螺丝就更显得渺小了。因此，锁螺丝这种琐碎却很重要的工作若仍以人工手持再锁定的方式就必然更加困难，也不实际。因此，组装时能少用螺丝就尽可能少用，不能减免者自然就必须以自动化装配方式来完成，以降低生产成本及减少制造周期，自动化装配方式包括螺丝的进料、机械手臂(电动起子)取料及最后的定位及锁定。

第一种已知自动化螺丝锁定方法，是以震动盘将螺丝震动，一堆的螺丝在震动盘上振动(上下及左右振动)，部分幸运者(螺丝)就会掉落到震动盘的出料口，再以人工或机械手臂到出料口取料，然后，再移动到目的点以电动起子进行螺丝锁固动作。此方式的缺点是每次(每颗螺丝)人工或机械手臂取料，再至目的点放料及锁定。显然，人工或机械手臂必须有往返动作，且一次只能锁固一颗螺丝。因此，仍是一种较耗时的方式。

第二种已知自动化螺丝锁固技术是利用吹管方式进料，螺丝被以震动盘或其它方式整料到吹管入口，再经由压缩空气气流吹到电动起子，起子至装配点的螺丝孔位置锁固螺丝。相较于上述第一种已知螺丝锁固技术，第二种已知螺丝锁固技术，没有机械手臂往返的问题。送料几乎是连续性的，因此，非常有效率，缺点是，螺丝长度L与螺丝头直径D两者的长宽比必须在特定门坎的比例之上。否则，当L/D比低于门坎的比值时，螺丝将于吹管中任意滚动，无法保持特定方向抵达电动起子，造成起子无法使用螺丝。

而不幸的是，如前所述电子装置的流行趋势是朝向轻薄短小，例如一支IPHONE手机或HTC手机或者超轻薄笔电，它们所用的螺丝的L/D比都相当的小。如此，将使得吹管进料技术不能使用。

有鉴于此，本发明将提供一种能同时克服上述第一已知实施例机械手臂往返导致无效率的问题，及上述第二已知实施例中进料有效率但却有L/D比限制的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种能够对短小型螺丝整料的系统，能够将多颗短小型螺丝整料于分度盘上，再由电动起子组一次取走，并至装配点一次将多颗短小型螺丝锁于装配点工件的螺丝孔位置。

本发明披露一种螺丝供料系统，包括：进料容器，用以容置多个螺丝；导引轨道，用以传输由该进料容器整列于该导引轨道的螺丝整列后向下至该导引轨道末端；控制模块；第一传感器，位于该导引轨道末端的下方；滑槽；往复推杆位于该滑槽内并受该控制模块控制而在该滑槽内作往复运动；吹管，该吹管出口朝向该导引轨道末端，该控制模块于该第一传感器感测螺丝到达该导引轨道末端时，令该吹管输出气流而将该螺丝横向吹至该滑槽的第一备位点，而该往复推杆由该第一备位点，将该螺丝推至第二备位点，该第二备位点位于该滑槽的末端；基座，中心设有转轴，该转轴受一步进马达控制转动，该步进马达由该控制模块操控；分度盘，架设于该基座的转轴上，该分度盘圆周于预定分度位置设有多个缺口，用以承接由推杆推至第二备位点的螺丝，该分度盘于转动过程中，该多个缺口的每一个会在该滑槽末端接走被该往复推杆所推来的螺丝，该往复推杆并在该螺丝被分度盘取走后向后退至该第一备位点后方。

搭配上述螺丝供料系统的是电动起子组，受控制模块所控制。电动起子组的多支电动起子可以同时将分度盘上停驻于缺口上的螺丝一次取走而至装配点一次将多颗短小型螺丝锁于装配点工件的螺丝孔位置。

上述分度盘的转动角度及电动起子组的位移量都受到控制模块的程控，而可以依预定程序一次将分度盘上所有的螺丝一次取走至装配点或只部分取走。

上述的电动起子组的电动起子是以真空方式吸附螺丝或电磁方式吸附，其中，又以真空方式吸附为优选。

附图说明

图1显示本发明螺丝供料系统(不含电动起子组)立体图。

图2A显示依据图1的螺丝供料系统俯视平面图。

图2B显示依据图1的螺丝供料系统俯视平面局部放大图。

图3显示依据图2A沿A-A截面局部放大图。

图4显示本发明螺丝供料及取料系统(含电动起子组)立体图。

图5显示依据图4所绘制的侧视图。

图6显示分度盘、基座及第二传感器的横截面示意图。

附图标记说明

120：导引轨道        124：第一传感器

130：吹管            132：压缩空气气流方向

140：滑槽            142：推杆

144：第二传感器      145：推杆往复方向

101：螺丝            150：分度盘

152：圆形沟槽        154：缺口

155：基座            156：转轴

122：弹簧            123：盖板

141：第一备位点      143：第二备位点

160：控制模块

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文依本发明所提供的螺丝供料系统，特举优选实施例，并配合所附相关附图，作详细说明如下。

如已知技术所述，已知技术的螺丝供料及锁合的自动化只是将部分作业员人力以机械手臂代替，而机械手臂仍然必须至整料点一次取一颗螺丝，再移到待装配处锁上螺丝。由于每往复一次就只能处理一颗螺丝，因此，这是没有较率的。

本发明提供一种螺丝供料及取料系统，一次可以在整料点(分度盘)同时取得多个螺丝，然后，回到装配点将多个螺丝同时锁在螺丝孔上。因此，是一种非常有效率的供料及锁定方式。

图1系本发明的螺丝供料系统立体图，图2A为图1的俯视平面图，图2B为图2A的局部放大图，图3是图2A沿A-A截面局部放大图，图4则是本发明的螺丝供料系统包括电动起子组170的立体图。请参考图1、图2A、图2B、图3及图4，螺丝供料系统包括进料容器110、薄片型导引轨道120、吹管130、滑槽140、推杆142、分度盘150、控制模块160、电动起子组170。此外，导引轨道120的末端下方位置设有第一传感器124，在滑槽140的末端设有第二传感器144。控制模块160具有程序包括多个控制单元，分别控制分度盘150的转动角度、吹管130的吹气、推杆142的动作及电动起子组170的平移及转动角。

首先，于进料容器110内的多个螺丝101因进料容器110的振动或拨动而逐一的掉入导引轨道120而排列于轨道120上。导引轨道120的轨道宽度容许螺丝101的螺杆通过，螺丝头101A是过不去的，因此，当螺丝101随着导引轨道120的斜坡滑下时，它们是不会翻转的，可以以正确的姿态抵达轨道末端。又，导引轨道120用来承接螺丝的薄片轨道是由多个弹性材料，例如弹簧122所支撑，如图3的截面图及图5的侧视图所示。因此，在导引轨道120滑行的多个螺丝101同时也受到弹簧122的振动，而无塞车之虞。在优选实施例中，弹簧122的振动频率以能匹配螺丝101的移动速率为最佳。此外导引轨道120上方具有盖板123，以防止螺丝101在移动的过程中脱离导引轨道120。

请参考图2B，当螺丝101滑行至轨道底部时，位于导引轨道120末端的第一传感器124检测到螺丝101到位，将促使吹管130吹出压缩空气(132表示气流方向)而将该螺丝101以垂直导引轨道120的方向吹到滑槽140的第一备位点141，滑槽140内的推杆142由该第一备位点141再将螺丝101推到滑槽140的第二备位点143，亦即滑槽140的末端(往复方向145表示推杆142在将螺丝101推到滑槽140的末端后将自动后退至该第一备位点后方)。而早已在该处等待的分度盘150的缺口154正好将螺丝101夹住，将螺丝101带离滑槽140的末端。

上述的分度盘150，架设于基座155的转轴156上，分度盘150的圆周于预定分度位置设有多个缺口154，该多个缺口的大小是小于该多个螺丝的螺丝头101A并能承接螺丝101的螺杆。请参考图6分度盘、基座及第二传感器的横截面示意图。

此外，基座155设有圆形沟槽152，其位置相应于该多个缺口154中心所围的圆以容纳螺丝101的螺杆。值得注意的是滑槽140末端设有第二传感器144，亦即在第二备位点143上设有第二传感器144。当分度盘150的缺口154转动至第二传感器144时便会停驻，而一旦第二传感器144检测到螺丝101到位时，分度盘150即刻转动将该螺丝101带离开第二传感器144所在的位置，接着，分度盘150上另一相邻的缺口154则再度停驻于第二传感器144所在的位置，以等待下一螺丝101的到位。优选的是，分度盘150的转动与吹管130、推杆142的动作是有一定的关系，当吹管130吹动螺丝101且推杆142推动螺丝101到滑槽140的末端时，分度盘155的缺口154会刚好转动至滑槽140末端以承接螺丝101，因此分度盘155得以持续转动而不需要停下等待承接螺丝101。

如此，配合圆形沟槽152，分度盘150的该多个缺口154将会一一承接螺丝101，以等待电动起子组170的多支电动起子172一次抓取。

以优选实施例而言，第一传感器124及第二传感器144都包括光纤及光感测晶体管所组成，第一传感器124及第二传感器144是以检测光纤的输出光被遮断与否以判定螺丝是否到位。

而电动起子组170的多支电动起子172由控制模块160控制其位移(水平、垂直位移量)，可以至分度盘150一次分别抓取在该多个缺口154上的螺丝101再至工件(未图示)上多个螺丝孔位置定位及锁上螺丝。电动起子组170的电动起子172吸取螺丝101的方式可以选用真空方式吸附或电磁方式吸附。其中，又以真空方式吸附为优选，电磁方式吸附次之。

在实施例中，分度盘150的缺口154位置、数量及分度盘150的直径(圆形沟槽152直径一并调整)大小将依据工件的螺丝孔位置、数量而设计，以使得电动起子组170抓取螺丝101后以最少的位移量及/或转动量将螺丝101送到工件的螺丝孔位置一次锁定。因应不同工件的螺丝孔位置、数量的不同，分度盘150多个缺口154位置、数量将会有所不同。因此，分度盘150可以因应工件的不同而替换及改变。

在另一实施例中，分度盘150缺口154并不需要在被填满了螺丝101后才由电动起子组170来取走，而是只要达到预定数量后，电动起子组170即会至分度盘150上方取走螺丝101。当然，电动起子组170也可以由控制模块160的程控而分批抓取螺丝101。

在另一实施例中，分度盘150周边将设有更多的缺口154，而由控制模块160控制那些个缺口154(螺丝)是针对工件甲，那些个缺口154(螺丝)是针对工件乙，而达到不必替换分度盘150仍可以进行电动起子组170一次取料，一次锁定的目的。

本发明具有以下的优点：

1、导引轨道可以确保螺丝由进料容器出口掉落至导引轨道的末端时保持正确位置。

2、导引轨道的薄片由弹簧所支撑，因此，滑行过程中薄片是振动的这可确保整列螺丝于轨道滑行过程不会塞车。

3、在螺丝抵达导引轨道末端时立即被第一传感器所检测到，并立即被压缩空气吹送至另一轨道(滑槽)，再到分度盘缺口，而不是直接由导引轨道120就直接送至分度盘的缺口，这样可以避免在分度盘还来不及转动以带走螺丝时，又有新到位的螺丝造成螺丝塞车卡住。

4、滑槽及推杆的设计可当作螺丝的缓冲器，提供足够的时间以转动分度盘。

5、滑槽末端的第二传感器可提供分度盘更容易定位，并且也使控制模块更容易抓住转动分度盘的时机。

6、分度盘的设计可以提供电动起子组更容易一次取走多颗的螺丝。

7、由于分度盘承接不同时间抵达的多颗螺丝，再一次被电动起子组所取走，再一次到工件位置进行锁固，减少了电动起子组往返的次数。

本发明虽以优选实例阐明如上，然其并非用以限定本发明精神与发明实体仅止于上述实施例。凡本领域一般技术人员，当可轻易了解并利用其它组件或方式来产生相同的功效。是以，在不脱离本发明的精神与范畴内所作的修改，均应包括在权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种螺丝供料系统，其特征在于，包括：

进料容器，用以容置多个螺丝；

导引轨道，用以传输由该进料容器整列于该导引轨道上的螺丝至该导引轨道末端；

控制模块；

第一传感器，位于该导引轨道末端的下方；

滑槽及推杆，该推杆位于该滑槽内；

吹管，该吹管出口朝向该导引轨道末端，该控制模块于该第一传感器检测到螺丝后，令该吹管输出气流而将该螺丝横向吹至该滑槽的第一备位点，而该推杆由该第一备位点，将该螺丝推至第二备位点，即退后至该第一备位点后方，该第二备位点位于该滑槽的末端；

第二传感器，位于该滑槽的末端；

分度盘，架设于基座的转轴上，该分度盘的圆周于预定分度位置设有多个缺口，用以承接位于该第二备位点的该螺丝。

2.如权利要求1所述的螺丝供料系统，其特征在于，该第一传感器及该第二传感器是以检测光纤的输出光被遮断与否以判定该螺丝是否到位。

3.如权利要求1所述的螺丝供料系统，其特征在于，该控制模块，包括多个控制单元，分别控制该吹管的气门，该推杆的移动，该分度盘的转动角度及上述传感器被遮断后的过程控制。

4.如权利要求1所述的螺丝供料系统，其特征在于，该导引轨道用以承接该螺丝的薄片由弹性体支撑，使该导引轨道产生振动以避免该导引轨道上的多个螺丝塞车。

5.如权利要求1所述的螺丝供料系统，其特征在于，该基座设有圆形沟槽，该多个缺口的中心在该圆形沟槽上，而使得挂于该多个缺口的该多个螺丝能随着该分度盘的转动而被带着在该圆形沟槽移动。

6.一种螺丝供料及取料系统，其特征在于，包括：

进料容器，用以容置多个螺丝；

导引轨道，用以传输由该进料容器整列于该导引轨道上的螺丝整列后向下至该导引轨道末端；

控制模块；

第一传感器，位于该导引轨道末端的下方；

滑槽及推杆，该推杆位于该滑槽内；

吹管，该吹管出口朝向该导引轨道末端，该控制模块于该第一传感器检测到螺丝到达该导引轨道末端时，令该吹管输出气流而将该螺丝横向吹至该滑槽的第一备位点，而该推杆由该第一备位点，将该螺丝推至第二备位点，即退后至该第一备位点后方，该第二备位点位于该滑槽的末端；

第二传感器，位于该滑槽的末端；

基座，该基座中心设有转轴，该转轴受一步进马达控制转动，该步进马达由该控制模块操控；

分度盘，架设于该基座的转轴上，该分度盘的圆周于预定分度位置设有多个缺口，用以承接该位于该第二备位点的螺丝，使得挂于该多个缺口的该多个螺丝能随着该分度盘而离开该第二备位点；及

电动起子组，包括多支电动起子受该控制模块控制，该控制模块设有程序，该程序被设定以控制该分度盘的转动角，并能控制该多支电动起子组的每一组的平移量，而至该多个缺口同时抓取该多个螺丝以锁固至工件上。

7.如权利要求6所述的螺丝供料及取料系统，其特征在于，该第一传感器及该第二传感器是以检测光纤的输出光被遮断与否以判定螺丝是否到位。

8.如权利要求6所述的螺丝供料及取料系统，其特征在于，该导引轨道用以承接该螺丝的薄片由弹性体支撑，使该导引轨道产生振动以避免该导引轨道上的多个螺丝塞车。

9.如权利要求6所述的螺丝供料及取料系统，其特征在于，该电动起子组是以真空方式吸附及释放螺丝，或电磁方式吸附及释放螺丝其中的一种。

10.如权利要求6所述的螺丝供料及取料系统，其特征在于，该控制模块，包括多个控制单元，分别控制该吹管的气门，该推杆的移动及上述传感器被遮断后的过程控制。

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