CN106153536A - 模板式真空吸平装置及其料片检测移载设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模板式真空吸平装置及其料片检测移载设备。其中，该模板式真空吸平装置包含一吸附载台，一真空气室，以及一模板机构。该吸附载台具有真空吸附平面，以及多数个设置于该真空吸附平面上的吸孔。该真空气室相邻于该吸附载台，具有提供负压的真空吸引单元。该模板机构设置于该吸附载台一侧，该模板机构包含有多数个分别对应至该吸孔的顶针，以及一设置于该顶针一侧的图形模板，该图形模板具有相互间具有阶差的第一阶段平面及第二阶段平面，该第一阶段平面抵附于部分多数个顶针的一侧以令该顶针覆盖于部分该吸孔上，以界定一料片吸附区域。

Description

模板式真空吸平装置及其料片检测移载设备

技术领域

本发明有关于一种真空吸平装置，尤指一种藉由模板控制吸附区域面积的真空吸平装置。

背景技术

自动光学检查（Automated Optical Inspection, AOI）泛指运用机器视觉作为检测标准的技术，比起已知的人眼检测具有高速高精密度的优点。应用层面可涵盖至高科技产业的研发、制造品管，以至国防、民生、医疗、环保、电力…或其它相关领域。

在自动光学检测的领域中，欲对料片进行检测，常见的方式是藉由将料片装设于载台上，藉由抽真空的手段对该载台提供负压，藉由载台上的气孔将料片吸附于载台上。然而，部分特殊材质的料片经由气孔吸持后，于料片边缘常会产生翘曲问题，导致影像侦测时所拍摄的料片影像常有失真的情形。

因此，为解决上述问题，中国台湾第M449343号专利揭示一种用于平整料片的真空吸平装置，该真空吸平装置主要包含气室、载台及遮蔽治具。所述的气室包含气体导流面及真空吸引单元，所述的载台包含多数第一吸孔。其中载台设置于气室上而相邻于气体导流面，且第一吸孔连通于气体导流面。所述的遮蔽治具包含承载区。其中遮蔽治具设置于载台上，承载区对应料片的面积设置，而用以承载料片。遮蔽治具遮蔽一部分的第一吸孔，承载区包含多数第二吸孔，第二吸孔对应于另一部份的第一吸孔而连通于气体导流面，真空吸引单元对气体导流面抽气，而吸持承载区上的料片。藉由上述配置，可增进真空吸附设备整平料片的效果，解决已知容易发生料片边缘翘曲的问题。

但，上述的真空吸平装置虽可有效地解决料片边缘翘曲的问题，然而，所述的遮蔽治具常必需针对不同尺寸的料片个别进行客制化的设计，于开设遮蔽治具上的孔位时，孔位必须精确地对应至上述的部分第一吸孔，否则将导致真空吸附的能力变弱，因而造成料片不能被有效的吸附。

发明内容

本发明的目的，在于解决已知技术中的真空吸平装置常有孔位不能对准导致吸附能力不佳的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种模板式真空吸平装置，用以吸附并整平料片。该真空吸平装置包含一吸附载台，一真空气室，以及一模板机构。该吸附载台具有一载台主体，一设置于该载台主体一侧的真空吸附平面，以及多数个设置于该真空吸附平面上的吸孔。该真空气室具有一设置于该吸附载台相对该真空吸附平面的另一侧的基座，一相邻于该吸附载台的吸孔一侧的气体导流面，以及一或多数个设置于该基座一侧对该气体导流面提供负压的真空吸引单元。该模板机构设置于该吸附载台相应于该气体导流面的一侧。该模板机构具有多数个分别对应至该吸孔的顶针，以及一设置于该顶针一侧的图形模板。其中，该图形模板具有一主体部与设置于该主体部上的第一阶段平面及第二阶段平面。该第一阶段平面抵附于部分多数个该顶针的一侧以令该顶针覆盖于部分吸孔上，以界定一料片吸附区域。

进一步地，多数个该顶针穿过该真空气室的基座以分别对应至多数个吸孔相应于该气体导流面的一侧。

进一步地，该第二阶段平面设置有一或多数个吸附该顶针的磁吸单元。

进一步地，该顶针包含一略大于该吸孔的孔径的平面部，以及一设置于该平面部一侧并于一端抵触于该第一阶段平面的筒状本体。

进一步地，该吸孔相互间呈等间隔排列，该吸孔由二侧延伸而略呈狭长型。

本发明另一目的在于提供一种料片检测设备，配置有如上所述的模板式真空吸平装置，该料片检测设备包含一输料履带，以及一影像撷取装置。该输料履带透过一转动辊，用以将该料片沿一传送路径移动，且该输料履带的表面上形成多数个导风孔。该影像撷取装置位于该输料履带的一侧，并于该输料履带上决定一取像区域，用以拍摄该取像区域上的该料片。其中所述的真空吸平装置于该料片透过该输料履带移动至该取像区域时，该真空吸平装置吸平该料片，以供该影像撷取装置拍摄。

进一步地，该转动辊包括一供该输料履带绕设的滚轮，一设置于该滚轮中以带动该滚轮旋转的枢轴，以及一设置于该枢轴一侧以带动该枢轴旋转的驱动装置。

进一步地，该吸孔的面积大于该导风孔的面积；其中该吸孔的二侧沿该传送路径的方向延伸而略呈狭长型。

进一步地，该吸孔相互间中心位置的间距等于该导风孔相互间中心位置的间距。

本发明的另一目的，在于提供一种料片移载设备，配置有如上所述的模板式真空吸平装置。该料片移载设备包含一机座，复数个连接臂，以及一驱动装置。该连接臂藉由一枢转手段、一多轴移动手段或一水平移动手段结合于该机座上。该驱动装置连接于该枢转手段、该多轴移动手段或该水平移动手段以操作该连接臂沿至少一传送路径移动。其中所述的真空吸平装置设置于该连接臂上，用以吸附该料片，该驱动装置带动该连接臂将该料片沿该传送路径移载至目标位置。

因此，本发明比起已知技术具有以下优势效果：

1. 本发明藉由图形模板及依据数组排序的顶针，可提高气室腔体的真空度，进而有效地吸附料片。

2. 本发明的吸附载台上的吸孔大于该输料履带上导风孔，且该吸孔呈狭长型的设计，使吸孔得以与该导风孔相互重合。

附图说明

图1，本发明真空吸平装置的上侧示意图（一）。

图2，本发明真空吸平装置的剖面示意图（一）。

图3，本发明真空吸平装置的上侧示意图（二）。

图4，本发明真空吸平装置的剖面示意图（二）。

图5，本发明真空吸平装置的上侧示意图（三）。

图6，本发明真空吸平装置的剖面示意图（三）。

图7，本发明第一实施态样的上侧示意图。

图8，本发明第一实施态样的侧面示意图。

图9，本发明第二实施态样的上侧示意图。

图10，本发明第二实施态样的侧面示意图。

标号说明：

100 真空吸平装置； 10 吸附载台；

11 载台主体； 12 吸孔；

20 真空气室； 21 基座；

22 抽真空区域； 23 真空吸引单元；

30 模板机构； 31 顶针；

311 平面部； 312 筒状本体；

32 图形模板； 321 主体部；

322 磁吸单元； K1 第一阶段平面；

K2 第二阶段平面； T1 真空吸附平面；

T2 气体导流面； P 料片；

R 料片吸附区域； 32a 图形模板；

P1 料片； OL 料片开孔区域；

Kr 突起区域； 32b 图形模板；

P2 料片； Jr 孔径间距；

200 料片检测设备； 40 输料履带；

41 转动辊； 411 滚轮；

412 枢轴； 413 驱动装置；

42 导风孔； 50 影像撷取装置；

A1 传送路径； B 取像区域；

300 料片移载设备； 60 机座；

61 连接臂； 62 驱动装置；

63 抽真空装置； 64 气流通道；

65 枢轴； A2 传送路径。

具体实施方式

兹就本案结构特征暨操作方式举一较佳实施态样，并配合图示说明，谨述于后，以提供审查参阅。

为了说明方便，在此使用的用语，例如“上方”、“下方”、“左侧”、“右侧”指相对于图式中水平面的上、下、左、右方向来定义。

本发明提供一种模板式真空吸平装置100，用以吸附并整平料片P。所述的真空吸平装置100可应用于自动光学检测（Automated Optical Inspection, AOI）领域，配合传送履带及影像撷取装置设置，亦或是可应用于料片P的移载装置上，用于吸附料片P并将料片P移载至不同的平台上，于本发明中并不欲限制所述真空吸平装置100应用的方式。所述的真空吸平装置100较佳可用以吸附一般工业上的软性料件，例如：软性印刷电路板（Flexible Print Circuit, FPC）、软性显示器（Flexible Displays）、偏光片（polarizer）或其它软性工业料片，于本发明中并不欲限制。以下针对本发明真空吸平装置的结构进行说明：

有关于本发明的结构及细部技术特征进行详细的说明。请参阅图1至图2，系本发明真空吸平装置的上侧示意图、及剖面示意图，如图所示：

本发明的真空吸平装置100主要包含一吸附载台10、一设置于该吸附载台10一侧的真空气室20、以及一设置于该吸附载台10一侧的模板机构30。

所述的吸附载台10主要包含一载台主体11、一设置于该载台主体11一侧表面上的真空吸附平面T1、以及复数个设置于该载台主体11上的吸孔12，分布于该真空吸附平面T1上。

所述的真空气室20设置于该吸附载台10的一侧，用以供应该吸附载台10所需的真空吸引力。该真空气室20主要包含有一基座21、一设置于该基座21内的抽真空区域22、以及一设置于该基座21一侧以对该抽真空区域22施予负压的真空吸引单元23。所述的基座21设置于该吸附载台10相对该真空吸附平面T1的另一侧，于相邻于该吸附载台10的吸孔12靠近该抽真空区域22的一侧具有气体导流面T2，真空吸引单元23连接至风鼓（图未示）藉由该风鼓抽气以对该抽真空区域22施予负压，使得该抽真空区域22趋近于一真空状态，藉此可对该吸孔12对应于该气体导流面T2的一侧提供负压，将料片P（或工件）透过吸孔12吸附于该真空吸附平面T1上。于一较佳实施例中，所述的吸孔12相互间呈等间隔排列，使吸孔12得以均匀的分布于该真空吸附平面T1上，藉此避免料片P边缘翘曲。

所述的模板机构30设置于该吸附载台10相应于该气体导流面T2的一侧。该模板机构30包含有多数个分别对应至该吸孔12的顶针31，以及一设置于该顶针31一侧的图形模板32。该顶针31包含一略大于该吸孔12的孔径的平面部311，以及一设置于该平面部311一侧并于一端抵触于该图形模板32上的筒状本体312。于本实施例中，所述的多数个顶针31设置于该真空气室20的该基座21上并穿过该基座21，顶针31一端的平面部311朝向于该气体导流面T2的一侧，顶针31另一端的筒状本体312朝向于该图形模板32的一侧，透过图形模板32抵触该顶针31的筒状本体312的端部以推抵该顶针31使部分的顶针31覆盖于该吸孔12靠近该气体导流面T2的一侧，以锁住该吸孔12。

该图形模板32包含有一主体部321，以及设置于该主体部321上相互间具有一阶差的第一阶段平面K1及第二阶段平面K2，该第一阶段平面K1抵附于部分多数个该顶针31的一侧以令该顶针31覆盖于部分该吸孔12上，使被遮蔽的部分吸孔12与该抽真空区域22隔绝，未被遮蔽的吸孔12将持续提供真空吸引力，由该未被遮蔽的吸孔12所排列而成的区域即构成一料片吸附区域R。所述未被遮蔽的吸孔12对应于该图形模板32上的图形（第二阶段平面K2），藉以界定上述的料片吸附区域R。

请一并参阅图3至图6，本发明可依据料片的形状选择设置于底下的模板，该模板较佳可配合料片的尺寸及形状开模（或削铣）调整所需的料片吸附区域。

请先参阅图3、及图4，所述的模板可藉由开模（或削铣）的方式，在模板的第二阶段平面K2上形成对应于料片P1形状及尺寸的图形，例如在料片吸附区域R的平面上形成一对应至料片开孔区域OL的突起区域Kr（与第一阶段平面K1等高），将图形模板32a设置于顶针31的下方时，所述的突起区域Kr将抵附部分顶针31，使设置于该突起区域Kr上方的顶针31向上移动覆盖于该料片吸附区域R上的料片开孔区域OL上的吸孔12，藉此避免气体由该料片开孔区域OL上的吸孔12导入而降低真空吸附的效果。

针对不规则形的料片P2，请参阅图5及图6，所述的料片P2形状及尺寸若为不规则形，所述的图形模板32b必须对应于所述的料片P2形状及尺寸配置。由于不规则形的料片P2放置于料片吸附区域R时，容易于边缘处与吸孔12之间形成间隙，造成气体由上述的间隙导入。因此，为避免上述的情况，所述的图形模板32b必须对应于料片P2的尺寸至少抓取一阈值，由边缘处起算须相对该料片P2的尺寸缩减该图形模板32b约略为一个孔径间距Jr的大小，以确保每一个吸孔12与该料片P2间不会形成间隙。于另一较佳实施态样，图形模板32b可依据料片P2的形状及尺寸，先经由样板比对可由该料片P2所覆盖的吸孔12位置后，针对上述位置的吸孔12以数组的方式开模出（或削铣）所述第二阶段平面K2的形状，使吸孔12与料片P2间不会形成间隙并增加吸附力。

其中于一较佳实施例中，该第二阶段平面K2上（或其周侧）设置有一或多数个磁吸单元322，用以吸引并固定该顶针31，因此可于本发明的真空吸平装置100倒置时，固定对应于料片吸附区域R上的顶针31，使其不会落下并覆盖至该吸孔12上，确保对应于该料片吸附区域R的吸孔12得以畅通。所述的磁吸单元322可为具有磁性的金属物质、抑或是藉由电能产生磁能的电磁装置等。但，上述的磁吸单元可选择地设置于本发明的真空吸平装置上，本发明并不欲限制于上述的实施例。

于另一较佳实施例中，所述的模板机构30可设置于该真空气室20的内侧。所述的顶针31可另外藉由顶针支架（图未示）固定于该抽真空区域22内，并使该顶针31分别对应至多数个该吸孔12相应于气体导流面T2的一侧。所述的图形模板32设置于该抽真空区域22内该顶针支架的下方以推顶该顶针31使部分顶针31覆盖于该吸孔12靠近该气体导流面T2的一侧。本发明并不欲限制模板机构30及真空气室20间相对应的配置关系，在此先行叙明。

请参阅图7及图8，系本发明第一实施态样的上侧示意图及侧面示意图，如图所示：

于本实施态样中，所述的真空吸平装置100可配置于一料片检测设备200上，用以吸附并整平料片P，以供影像撷取装置50对该料片取像藉以对该料片P的表面进行检测。所述的料片检测设备200主要包含有一输料履带40，一影像撷取装置50，以及前述的真空吸平装置100。

所述的输料履带40供该料片P摆设并将该料片P沿一传送路径A1移动。该真空吸平装置100设置于该输料履带40的下侧，该影像撷取装置50则设置于该输料履带40的上侧（该输料履带40相对该真空吸平装置100的另一侧），藉由该真空吸平装置100决定一对应于该输料履带40表面的取像区域B，所述的影像撷取装置50对应设置于该取像区域B的上方或一侧，藉以拍摄该取像区域B上经整平后的料片P的表面影像。

该输料履带40具有一设置于该输料履带40一或二侧带动该输料履带40前进的转动辊41，并于该输料履带40的表面上布设有多数个导风孔42。该转动辊41包含有一供该输料履带40绕设的滚轮411，一设置于该滚轮411中以带动该滚轮411旋转的枢轴412，以及一设置于该枢轴412一侧以带动该枢轴412旋转的驱动装置413。在此所述的驱动装置413可为同步马达（synchronous motor）、感应马达（induction motor）、可逆马达（reversible motor）、步进马达（stepping motor）、伺服马达（servo motor）、线性马达（linear motor）等，于本发明中并不欲予以限制所述驱动装置的种类。

所述的真空吸平装置100设置于该输料履带40相对该取像区域B的另一侧。于前侧加工设备所取得的料片P将透过移载设备或作业员送至该输料履带40上，并藉由该输料履带40沿该传送路径A1输送，藉以将该料片P移动至该取像区域B。当该料片P移动至该取像区域B时，所述的真空吸平装置100将启动并藉由多数个吸孔12将该料片P整平于该取像区域B上，使该料片P的表面趋于平整，以利另一侧的该影像撷取装置50拍摄取像。

于检测完成后，于输料履带40的另一端可设有一移载装置（图未示），将经检测过后的料片P进行分类。例如将料片移载至OK类别、可修补类别、NG类别等。

为避免输料履带40于移动时，因组装、制程、或长期使用产生公差的问题，导致导风孔42与吸孔12未能重合，本实施态样中所述吸孔12的面积大于该导风孔42的面积。于另一较佳实施例中，为避免导风孔42与导风孔42间的间隙与该吸孔12重叠，导致吸孔12堵塞，所述的吸孔12二侧沿该传送路径A1的方向延伸而略呈狭长型，藉此缩短吸孔12至吸孔12间的间隙。所述的吸孔12相互间中心位置的间距等于该导风孔42相互间中心位置的间距，使同一面积范围内的每一导风孔42均能对应至一吸孔12。

请一并参阅图9及图10，系本发明第二实施态样的侧面示意图，如图所示：

于本实施态样中，所述的真空吸平装置100可配置于一料片移载设备300上。所述的料片移载设备300包含有一机座60、一或多数个连接臂61、一设置于该机座60上的驱动装置62、以及前述的真空吸平装置100。该连接臂61藉由一枢转手段、一多轴移动手段或一水平移动手段结合于该机座60上。所述的真空吸平装置100设置于该连接臂61上，用以吸附该料片，于吸附该料片P时，经由该枢转手段、多轴移动手段或水平移动手段，该驱动装置62可带动该连接臂61将该料片P沿该传送路径A2移载至目标位置。

上述的枢转手段可为但不限定为例如用以固定连接臂并藉由驱动装置带动枢转的枢轴。上述的多轴移动手段可为但不限定为例如多轴机械臂。上述的水平移动手段可为但不限定为例如具有轨道的皮带轮、或传送带等。

于本实施态样中，所述的连接臂61上设置有气流通道64。于机座60上设置有一连接至该气流信道64的抽真空装置63，用以连接至该真空吸平装置100上的真空吸引单元23，藉以透过该气流通道64对该真空吸平装置100的吸附载台10提供负压。于另一较佳实施态样中，可透过外接的管线连接该真空吸引单元23及机座60上的抽真空装置63。藉此，可将料片由第一位置移动至第二位置。

于本实施态样中，藉由枢轴65连接连接臂61及机座60。所述的驱动装置62设置于该枢轴65的一侧。当驱动装置62启动时，该驱动装置62透过该枢轴65带动该连接臂61以该枢轴65为中心翻转，以控制该连接臂61沿传送路径A2移动，其中，所述的真空吸平装置100设置于该连接臂61上，用以吸附该料片P使该料片P固定于该真空吸平装置100上。于该料片P经由该传送路径A2移载至目标位置时，该抽真空装置63可关闭气阀以解除该料片P的吸附状态。

综上所述，本发明藉由图形模板及依据数组排序的顶针，可提高气室腔体的真空度，进而有效地吸附料片。本发明吸附载台上的吸孔大于该输料履带上导风孔，且该吸孔呈狭长型的设计，使吸孔得以与该导风孔相互重合。

本发明已藉上述较佳具体例进行更详细说明，但本发明并不限定于上述所举例的实施态样，凡在本发明所揭示技术思想范围内，对结构作各种变化及修饰，这些变化及修饰仍属本发明范围。

Claims (10)

1.一种模板式真空吸平装置，用以吸附并整平料片，其特征在于该真空吸平装置包含：

一吸附载台，具有一载台主体，一设置于该载台主体一侧的真空吸附平面，以及多数个设置于该真空吸附平面上的吸孔；

一真空气室，具有一设置于该吸附载台相对该真空吸附平面的另一侧的基座，一相邻于该吸附载台的吸孔一侧的气体导流面，以及一或多数个设置于该基座一侧对该气体导流面提供负压的真空吸引单元；以及

一模板机构，设置于该吸附载台相应于该气体导流面的一侧，该模板机构具有多数个分别对应至该吸孔的顶针，以及一设置于该顶针一侧的图形模板，其中该图形模板具有一主体部与设置于该主体部上的第一阶段平面及第二阶段平面，该第一阶段平面抵附于部分多数个该顶针的一侧以令该顶针覆盖于部分吸孔上，以界定一料片吸附区域。

2.根据权利要求1所述的模板式真空吸平装置，其特征在于，多数个顶针穿过该真空气室的基座以分别对应至多数个吸孔相应于该气体导流面的一侧。

3.根据权利要求1所述的模板式真空吸平装置，其特征在于，该第二阶段平面设置有一或多数个吸附该顶针的磁吸单元。

4.根据权利要求1所述的模板式真空吸平装置，其特征在于，该顶针包含一略大于该吸孔的孔径的平面部，以及一设置于该平面部一侧并于一端抵触于该第一阶段平面的筒状本体。

5.根据权利要求1所述的模板式真空吸平装置，其特征在于，该吸孔相互间呈等间隔排列，该吸孔由二侧延伸而略呈狭长型。

6.一种料片检测设备，配置有如权利要求1至5中任一项所述的模板式真空吸平装置，该料片检测设备包含：

一输料履带，透过一转动辊，用以将该料片沿一传送路径移动，且该输料履带的表面上形成多数个导风孔；以及

一影像撷取装置，位于该输料履带的一侧，并于该输料履带上决定一取像区域，用以拍摄该取像区域上的该料片；

其中所述的真空吸平装置于该料片透过该输料履带移动至该取像区域时，该真空吸平装置吸平该料片，以供该影像撷取装置拍摄。

7.根据权利要求6所述的料片检测设备，其特征在于，该转动辊包括一供该输料履带绕设的滚轮，一设置于该滚轮中以带动该滚轮旋转的枢轴，以及一设置于该枢轴一侧以带动该枢轴旋转的驱动装置。

8.根据权利要求6所述的料片检测设备，其特征在于，该吸孔的面积大于该导风孔的面积；其中该吸孔的二侧沿该传送路径的方向延伸而略呈狭长型。

9.根据权利要求6所述的料片检测设备，其特征在于，该吸孔相互间中心位置的间距等于该导风孔相互间中心位置的间距。

10.一种料片移载设备，配置有如权利要求1至5中任一项所述的模板式真空吸平装置，其特征在于该料片移载设备包含：

一机座；

一或多数个连接臂，藉由一枢转手段、一多轴移动手段或一水平移动手段结合于该机座上；以及

一驱动装置，连接于该枢转手段、该多轴移动手段或该水平移动手段以操作该连接臂沿至少一传送路径移动；

其中所述的真空吸平装置设置于该连接臂上，用以吸附该料片，该驱动装置带动该连接臂将该料片沿该传送路径移载至目标位置。