CN107175267A - 工件倾角校正系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工件倾角校正系统，其包含有治具、检测装置、倾角校正装置以及控制单元。该治具用以固定该工件。该检测装置拍摄该工件于第二区段断面上的一图形。该倾角校正装置朝一维或二维的方向施力调整该工件的第二区段与第一区段之间的至少一倾角。该控制单元是基于该图形计算该第二区段与该第一区段间的至少一误差值，并由该至少一误差值以产生一控制讯号并传送至该倾角校正装置，该倾角校正装置依据该控制讯号朝该一维或二维的方向扳转该第二区段以修正该至少一倾角。

Description

工件倾角校正系统

技术领域

本发明涉及一种工件的校正系统，尤指一种用以调整工件倾角的校正系统。

背景技术

现代社会各行业竞争激烈，无形之中人们也因工作的紧张及繁忙而累积许多压力，容易造成身体上的疲劳或是精神上的疲惫，因此多数人会选择从事休闲活动，达到舒缓压力或转换生活心情的目的，如阅读、音乐等静态活动，或是跳舞、打球等动态活动，均是有助于调节情绪、释放压力的方式。因此，在国外颇为盛行的高尔夫运动，近年来在国内的发展也相当迅速。高尔夫球运动与其他球类运动最大的不同点在于，从事活动者会针对各种不同的地形、距离或特殊球路等条件，选择当下最适合的球杆进行打击。

一般将球杆头的击球面与杆颈之间的夹角统称为Loft，而球杆头底部紧贴地面，杆颈与地面之间的夹角统称为Lie。依据杆号的不同，上述的夹角也会有不同的设计范围。倘若杆头的角度出现偏差，将使活动者无法打出预想的球路。现有的球杆头制造流程，主要是以人工或机械的方式进行杆颈的角度调整。人工调校例如在杆颈处插设可发出激光束的装置，通过光束投射的位置判断其偏差角度，再经由人员利用手工具逐一调校直至角度合乎标准为止，但较难以控管球杆头的质量，且人工调整球杆头所耗费的时间也会因人而异，耗力又费时。

机械调校例如使用夹具将球头固定，并于球头插设一固定杆，利用力臂原理调整杆颈与球头间的角度。然而，机械调校尚具有以下四点缺失：1.需于球头插设如固定杆等组件才能调整，2.力臂原理为一种概念，未有实际调整时机构之间的作动说明，3.夹具未因应各种球头的造型、尺寸等条件，较难确保球头的稳固性，4.球头种类材质繁多，机械调校所供之动力未必能因应所有材质，如为钛合金等降伏强度高的材质所制成，恐难以进行调整。

因此，有鉴于上述现有技术的缺失，本案发明人认为，有必要构思一种能够节省人力、时间，并且能够提升角度调整准确度的制造方式，藉以改善现有技术的缺失。

发明内容

本发明的目的，在于解决现有技术中工件角度调整制程耗力费时且难以掌控其准确度的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种工件倾角校正系统，用以夹持并调校一工件，该工件具有一第一区段以及一连结于该第一区段的第二区段，该工件倾角校正系统包含有：一治具，用以固定该工件的第一区段，以便该工件的第二区段朝一方向延伸；一检测装置，用以拍摄该第二区段断面上的一图形；一倾角校正装置，装设于该第二区段上，以便朝一维或二维的方向施力调整该第二区段与该第一区段之间的至少一倾角；以及一控制单元，连接至该检测装置以及该倾角校正装置，该控制单元是由该检测装置取得该第二区段断面上的图形，并基于该图形计算该第二区段与该第一区段间的至少一误差值，该控制单元是由该至少一误差值以产生一控制讯号并传送至该倾角校正装置，该倾角校正装置依据该控制讯号朝该一维或二维的方向扳转该第二区段以修正该第二区段与该第一区段间的该至少一倾角。

进一步地，该倾角校正装置包含有一定位该工件的第二区段的扳转单元、以及一带动该扳转单元移动的驱动装置，该驱动装置连接至该控制单元，并依据该控制单元所给予的指令由该一维或二维的方向扳转该工件的第二区段以修正该第二区段与该第一区段间的该至少一倾角。

进一步地，该驱动装置为一油压动力的装置。

进一步地，该扳转单元为一设置于该驱动装置上的调整套环，该调整套环上具有一大于该第二区段以供该第二区段穿过的套孔。

进一步地，该驱动装置包含有一设置有该扳转单元的载台，一设置于该载台一侧的X轴驱动装置，以及一设置于该载台一侧并与该X轴驱动装置设置于同一平面上的Y轴驱动装置，该X轴驱动装置依据该控制单元的指令朝一X轴方向推动该载台以令该扳转单元朝该X轴方向移动，该Y轴驱动装置依据该控制单元的指令朝一Y轴方向推动该载台以令该扳转单元朝该Y轴方向移动。

进一步地，该驱动装置包含有一设置于该载台上的Z轴驱动装置，该Z轴驱动装置设置有该扳转单元并垂直于该X轴驱动装置及该Y轴驱动装置所在的平面，通过移动该扳转单元与该工件的第二区段的接触位置以改变该扳转单元对该第二区段的施力点。

进一步地，该治具包含有一个或多个配合该第一区段外型的定位结构，该工件经由该一个或多个定位结构固定时，该工件的第二区段朝该一方向延伸。

进一步地，该治具包含有一第一模具、一第二模具、以及一设置于该第二模具一侧的油压夹持机构，该油压夹持机构依据该控制单元的指令推动该第二模具朝该第一模具的方向移动，以通过该第一模具及该第二模具分别由二侧夹持该工件。

进一步地，该控制单元是于该图形上分别设定有相互平行的二边界轴以及该第二区段断面调整至一正确位置时的一基准轴，该基准轴与最近侧的该边界轴间具有一差距值，该控制单元是将该差距值带入一线性关系计算以得到该至少一误差值。

是以，本发明相比于现有技术具有以下的优势功效：

1.本发明的工件倾角校正系统，利用检测装置取得工件一侧的图形，经由控制单元计算图形以判断工件的误差值，有助于改善由人工进行修正判断所易产生的误差。

2.本发明的工件倾角校正系统，经由倾角校正装置自动调整工件的角度，且不须于工件上插设固定杆，有效地减少零组件、人力、时间等成本的消耗，亦有助于改善角度调整的精确度，大幅提升工件质量。

3.本发明的工件倾角校正系统，可依据厂商的需求，增加检测装置或倾角校正装置的配置数量，藉以同时调整多个工件，有助于提升制程产线的检测速度。

4.本发明通过逆向工程设置配合工件外型的治具，有利提高工件固设的稳定度；并且本发明亦提供使用油压动力的驱动装置，以利调整降伏强度高的材质。

附图说明

图1，本发明的工件倾角校正系统的外观示意图。

图2，本发明的工件倾角校正系统的俯视示意图。

图3，本发明的工件倾角校正系统的方块示意图。

图4，本发明的工件的外观示意图。

图5，本发明的治具的放大示意图。

图6，本发明的扳转单元的放大示意图。

图7至图10，本发明的图形的示意图。

图11-1至图11-4，本发明的工件倾角校正系统朝二维作动的示意图。

100 工件倾角校正系统

W 工件

W1 第一区段

W2 第二区段

10 治具

11 第一模具

12 第二模具

13 油压夹持机构

Fi 定位结构

20 检测装置

30 倾角校正装置

31 扳转单元

311 调整套环

312 套孔

32 驱动装置

40 控制单元

P 载台

O1 X轴驱动装置

O2 Y轴驱动装置

O3 Z轴驱动装置

P1、P2 垂直轴

PP 间距

R1、R2 水平轴

RR 间距

a1、a2 垂直轴

aa 间距

K1 差距值(误差值)

b1、b2 水平轴

bb 间距

K2 差距值(误差值)

F1、F2 焦点

向量

X1 参数

Y1 参数

200 工件倾角校正系统

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，现就配合附图说明如下。再者，本发明中的附图，为说明方便，其比例未必照实际比例绘制，这些附图及其比例并非用以限制本发明的范围，在此先行叙明。

请一并参阅图1至图3，为本发明的工件倾角校正系统的外观示意图、俯视示意图以及方块示意图，如图所示：

本发明中所述的工件倾角校正系统100，用以夹持并调校一工件W(如图4所示)。该工件倾角校正系统100主要包含有治具10、检测装置20、倾角校正装置30、以及控制单元40。请一并参阅图4，于较佳的实施态样中，所述的工件W具有一第一区段W1以及一连结于该第一区段W1并由该第一区段W1延伸的第二区段W2，以利该工件倾角校正系统100调整该第二区段W2与该第一区段W1之间的一个或多个角度。于本实施态样中，是举一高尔夫球杆的球头的例子作为实施例进行说明，但本发明并不仅限制于所述的单一实施态样，在此必须先行说明。

所述的治具10设计为固定该工件W的第一区段W1时，该工件W的第二区段W2朝一方向延伸。请一并参阅图5，于较佳的实施态样中，所述的治具10包含有第一模具11、第二模具12、以及油压夹持机构13。该油压夹持机构13设置于该第二模具12一侧并依据该控制单元40的指令推动该第二模具12朝该第一模具11的方向移动，以通过该第一模具11及该第二模具12分别由二侧夹持该工件W。

于较佳的实施态样中，所述的治具10包含有一个或多个配合该第一区段W1外型的定位结构Fi，该工件W经由该一个或多个定位结构Fi固定时，该工件W的第二区段W2朝该一方向延伸。具体而言，所述的治具10是依据厂商设计对应于该工件W外型的定位结构Fi，当工件W被固定时，该工件W的第二区段W2是于理想状态下大致朝一方向延伸，所述的控制单元40依据工件W的实际状况与预设理想状况间的误差值进行计算，以判断工件W所需调整的角度。于较佳实施态样中，所述的定位结构Fi可以为配合工件W的多个突出的结构或杆件，或是直接对应该工件W形状的凹槽，于本发明中并不予以设限。

所述的检测装置20用以拍摄该第二区段W2断面上的一图形(如图7至图9所示)。所述的断面是指该工件W的第二区段W2朝延伸方向位置上的侧面图形。较佳的实施态样中，所述的检测装置20是设置于该工件W的第二区段W2断面的一侧，以拍摄该第二区段W2断面上的图形。于其中一较佳实施态样中，该检测装置20可依据厂商的需求设置为固定式摄像机，于一默认位置上直接对该工件W进行拍摄。于另一较佳实施态样中，该检测装置20可依据厂商的需求设置为移动式摄像机，该移动式摄像机可移动至不同的默认位置，以分别对于不同的工件W进行拍摄。关于该移动式摄像机的移动方式，可依据厂商不同的设计需求，经由轨道、移载手臂、或是其他类此机构用以移动该移动式摄像机，于本发明中并不予以设限。

所述的倾角校正装置30装设于该第二区段上，以便朝一维或二维的方向施力调整该第二区段W2与该第一区段W1之间的至少一倾角。于较佳的实施态样中，所述的倾角校正装置30包含有一扳转单元31以及一驱动装置32。该扳转单元31用以装设于该工件W的第二区段W2，以便该驱动装置32通过带动该扳转单元31移动，藉以相对该第一区段W1扳转该第二区段W2至正确位置。该驱动装置32连接至该控制单元40，并依据该控制单元40所给予的指令由该一维或二维的方向扳转该工件W的第二区段W2以修正该第二区段W2与该第一区段W1间的该至少一倾角。

本发明中所述的驱动装置32，可为通过油压缸、气压缸或伺服马达等方式提供动力的装置，制造商可依据市场考虑或所欲适用的物品种类等条件，自行配置适宜的动力装置，本发明中对此并不予以设限，在此先行叙明。本发明中对于该工件W的材质并不予以设限，该工件W的材质可依据制造商的设计需求选用如塑料、铝、钛或铝合金、钛合金等材质所制成。于较佳的实施态样中，所述的工件W如为钛合金等降伏强度高的材质时，选用油压缸作为动力来源的该驱动装置32，可善用油压出力大的优点顺利对该工件W进行调整，避免碍于动力不足而影响调整作业进行的问题。

所述的控制单元40连接至该检测装置20以及该倾角校正装置30。该控制单元40由该检测装置20取得该第二区段W2断面上的图形，并基于该图形计算该第二区段W2与该第一区段W1间的至少一误差值。所述的误差值是指该第二区段W2相对该第一区段W1所需要的移动距离或是扳转角度等数值，以利该倾角校正装置30得以依据该误差值调整该第二区段W2至正确的位置。该控制单元40是由该至少一误差值以产生一控制讯号并传送至该倾角校正装置30，该倾角校正装置30依据该控制讯号朝该一维或二维的方向扳转该第二区段W2以修正该第二区段W2与该第一区段W1间的该至少一倾角。关于该误差值的计算方式，后面将有更详细的说明。

请一并参阅图6，于较佳的实施态样中，所述的扳转单元31为一设置于该驱动装置32上的调整套环311，该调整套环311上具有一大于该第二区段W2以供该第二区段W2穿过的套孔312。除上述的实施态样外，所述的扳转单元31亦可为夹钳机构、具有橡胶垫的固定套件、或是其他类此可用以固定并扳转工件W的机构，于本发明中不予以设限。

于较佳的实施态样中，所述的驱动装置32包含有一载台P、一X轴驱动装置O1、一Y轴驱动装置O2。该载台P设置有该扳转单元31。该X轴驱动装置O1设置于该载台P一侧。该Y轴驱动装置O2设置于该载台P一侧并与该X轴驱动装置O1设置于同一平面上。该X轴驱动装置O1依据该控制单元40的指令朝一X轴方向推动该载台P以令该扳转单元31朝该X轴方向移动，该Y轴驱动装置O2依据该控制单元40的指令朝一Y轴方向推动该载台P以令该扳转单元31朝该Y轴方向移动。

于较佳的实施态样中，所述的驱动装置32包含有一设置于该载台P上的Z轴驱动装置O3。该Z轴驱动装置O3设置有该扳转单元31并垂直于该X轴驱动装置O1及该Y轴驱动装置O2所在的平面，通过移动该扳转单元31与该工件W的第二区段W2的接触位置以改变该扳转单元31对该第二区段W2的施力点，避免进行调整时，因为该扳转单元31持续对该第二区段W2的同一位置施力而导致该第二区段W2弯折或变形。

于本实施态样中，该检测装置20所拍摄的图形的形状为椭圆形，但，该图形亦可为长方形、菱形、不规则形或其他任意的各种形状，待测物图形的形状非属本发明所欲限制的范围，在此必须先行叙明。以下仅提供二种可行的误差值计算方式：

方式一、

于计算误差值前，必须先以正确的图形为标准，建立相对的基准值。请先参阅图7，揭示标准第二区段W2断面的图形。控制单元40是由正确的图形中，由左右边界分别设定垂直轴P1、P2，并计算出该垂直轴P1、P2间的间距PP做为基准值；进一步地，该控制单元系由正确的图形中，由上下边界分别设定水平轴R1、R2，并计算出该水平轴R1、R2间的间距RR做为基准值。

接续，请一并参阅图8，所述的控制单元40接收该检测装置20所拍摄的该第二区段W2断面的图形，并于该图形左右两侧的二边界位置分别设定垂直轴a1、a2，并计算该垂直轴a1、a2之间的间距aa。所计算求得的间距aa是与该间距PP相减，可取得该图形与基准值间的差距值K1(误差值)，所求得的该差距值K1将代入至线性公式以求得该X轴驱动装置O1实际的移动距离，以驱动该X轴驱动装置O1朝一方向调整该第二区段W1的位置。接续，请一并参阅图9，该控制单元40于该图形上下两侧的二边界位置分别设定水平轴b1、b2，并计算该水平轴b1、b2之间的间距bb。所计算求得的间距bb是与该间距RR相减，可取得该图形与基准值间的差距值K2(误差值)，所求得的该差距值K2将代入至线性公式以求得该Y轴驱动装置O2实际的移动距离，以驱动该Y轴驱动装置O2朝另一方向调整该第二区段W1的位置。

方式二、

以下是举另一较佳实施态样中，本实施态样可适用于圆形或椭圆形的图形，请一并参阅图10，以下是设定圆形的图形为基准值，但，本实施态样亦可设定椭圆形为基准值，在此不予以限制。

所述的控制单元40接收该检测装置20所拍摄的该第二区段W2断面的图形，并依据椭圆形的曲率计算出该椭圆形的二焦点F1、F2，藉由该二焦点F1、F2的坐标计算该二焦点F1、F2间的向量 由于圆形的二焦点是重合于一圆形上，因此可知向量的参数X1是正相关于X轴驱动装置O1，而与该X轴驱动装置O1所需移动距离间呈线性关系；向量的参数Y1是正相关于Y轴驱动装置O2，而与该Y轴驱动装置O2所需移动距离间呈线性关系。因此，可设定该参数X1、参数Y1为误差值，代入线性公式以求得该X轴驱动装置O1及该Y轴驱动装置O2实际的移动距离，依据该移动距离设定控制讯号，控制该X轴驱动装置O1及该Y轴驱动装置O2移动，并进一步扳转该工件W的第二区段W2至正确的位置。

该检测装置20于实际拍摄第二区段W2断面的过程中，因为该第二区段W2倾斜角度不同或其他外在环境因素的影响，造成该第二区段W2与该检测装置20之间的远近距离变动，于将误差值进行线性转换成控制讯号时，可进一步代入补偿值进行运算，藉以提升调整的精确度。

但，上述仅为本发明可行的两种实施方式，本发明并不仅限制于上述的实施方式，在此必须先行叙明。

请一并参阅图11-1至图11-4，为本发明的工件倾角校正系统朝二维作动的示意图，如图所示：

所述的工件倾角校正系统200于开始运作前，须先由人员或是机台将该工件W设置于该第一模具11上，以利该第二模具12由另一方向朝该第一模具11移动，藉以夹持并固定该工件W。夹固作业完成后，该工件倾角校正系统200由起始位置向下移动以将该扳转单元31通过Z轴驱动装置O3套设于该工件W的第二区段W2上。接续，该检测装置20由一侧拍摄该第二区段W2以取得该第二区段W2断面的图形，该控制单元40接收该图形且经由计算以得到至少一误差值，并且该控制单元40将依据该至少一误差值以产生一控制讯号并传送至该倾角校正装置30，以使该倾角校正装置30得以先依据该控制讯号朝X轴方向移动该扳转单元31，待X轴方向调整完成后，该倾角校正装置30再依据该控制讯号朝Y轴方向移动该扳转单元31，藉以完成该第二区段W2的角度调整。关于该扳转单元31朝X轴方向以及Y轴方向的调整顺序亦可相互调换，调整顺序并不会影响该第二区段W2的角度调整结果，于本发明中对此并不予以设限。

所述的工件倾角校正系统200于进行调整该第二区段W2的同时，该扳转单元31可藉由该Z轴驱动装置O3的运作朝Z轴方向上下移动，藉以改变该扳转单元31与该第二区段W2的接触位置，防止因该扳转单元31施力位置过于集中而造成该第二区段W2产生弯折或变形的情况，有助于减少造成该工件W损伤。

综上所述，本发明的工件倾角校正系统，有助于改善由人工进行修正判断所易产生的误差，以及减少人力、时间等成本的消耗，大幅提升工件质量。并且可增加装置的配置数量，提升制程产线的检测速度。

以上已将本发明做一详细说明，但以上所述，仅为本发明的一较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，而且，在阅读了本发明的内容之后，本领域相关技术人员可以对本发明做出各种改动或修改，这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种工件倾角校正系统，用以夹持并调校一工件，其特征在于，该工件具有一第一区段以及一连结于该第一区段的第二区段，该工件倾角校正系统包含有：

一治具，用以固定该工件的第一区段，以便该工件的第二区段朝一方向延伸；

一检测装置，用以拍摄该第二区段断面上的一图形；

一倾角校正装置，装设于该第二区段上，以便朝一维或二维的方向施力调整该第二区段与该第一区段之间的至少一倾角；以及

一控制单元，连接至该检测装置以及该倾角校正装置，该控制单元是由该检测装置取得该第二区段断面上的图形，并基于该图形计算该第二区段与该第一区段间的至少一误差值，该控制单元由该至少一误差值以产生一控制讯号并传送至该倾角校正装置，该倾角校正装置依据该控制讯号朝该一维或二维的方向扳转该第二区段以修正该第二区段与该第一区段间的该至少一倾角。

2.如权利要求1所述的工件倾角校正系统，其特征在于，该倾角校正装置包含有一定位该工件的第二区段的扳转单元、以及一带动该扳转单元移动的驱动装置，该驱动装置连接至该控制单元，并依据该控制单元所给予的指令由该一维或二维的方向扳转该工件的第二区段以修正该第二区段与该第一区段间的该至少一倾角。

3.如权利要求2所述的工件倾角校正系统，其特征在于，该驱动装置为一油压动力的装置。

4.如权利要求2所述的工件倾角校正系统，其特征在于，该扳转单元为一设置于该驱动装置上的调整套环，该调整套环上具有一大于该第二区段以供该第二区段穿过的套孔。

5.如权利要求2所述的工件倾角校正系统，其特征在于，该驱动装置包含有一设置有该扳转单元的载台，一设置于该载台一侧的X轴驱动装置，以及一设置于该载台一侧并与该X轴驱动装置设置于同一平面上的Y轴驱动装置，该X轴驱动装置依据该控制单元的指令朝一X轴方向推动该载台以令该扳转单元朝该X轴方向移动，该Y轴驱动装置依据该控制单元的指令朝一Y轴方向推动该载台以令该扳转单元朝该Y轴方向移动。

6.如权利要求5所述的工件倾角校正系统，其特征在于，该驱动装置包含有一设置于该载台上的Z轴驱动装置，该Z轴驱动装置设置有该扳转单元并垂直于该X轴驱动装置及该Y轴驱动装置所在的平面，通过移动该扳转单元与该工件的第二区段的接触位置以改变该扳转单元对该第二区段的施力点。

7.如权利要求1所述的工件倾角校正系统，其特征在于，该治具包含有一各或多个配合该第一区段外型的定位结构，该工件经由该一个或多个定位结构固定时，该工件的第二区段朝该一方向延伸。

8.如权利要求1所述的工件倾角校正系统，其特征在于，该治具包含有一第一模具、一第二模具、以及一设置于该第二模具一侧的油压夹持机构，该油压夹持机构依据该控制单元的指令推动该第二模具朝该第一模具的方向移动，以通过该第一模具及该第二模具分别由二侧夹持该工件。

9.如权利要求1所述的工件倾角校正系统，其特征在于，该控制单元于该图形上分别设定有相互平行的二边界轴以及该第二区段断面调整至一正确位置时的一基准轴，该基准轴与最近侧的该边界轴间具有一差距值，该控制单元是将该差距值带入一线性关系计算以得到该至少一误差值。