CN110834360B - 冲压装置、转移装置、自动化冲压设备及工件转移方法 - Google Patents

Abstract

一种自动化冲压设备，包括冲压装置、转移装置以及控制装置。该转移装置包括输送模块、速度感测模块、影像采集模块及机械手臂。该控制装置根据速度感测模块及影像采集模块所得到的数据，用于控制机械手臂将多个工件从输送模块依序转移至载具。还提供了一种工件转移方法、转移装置及冲压装置。

Description

冲压装置、转移装置、自动化冲压设备及工件转移方法

技术领域

本申请涉及一种转移方法及应用于该转移方法的装置及设备，特别地，涉及一种冲压装置、一种转移装置、一种自动化冲压设备及一种工件转移方法。

背景技术

冲压成型的技术，是依靠冲压装置与模具之间的配合，来对板材施加外力，使板材产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件。传统的冲压成型技术，是依靠人工将待加工的板材放置到模具上，并在冲压完成后，再依靠人工收集由冲压所形成的工件。

然而，利用人工的方式放置待加工的板材以及收集工件，不仅耗费的人力成本过高，整体的加工效率还因此受限于操作人员的疲劳程度，并且操作人员稍有不慎即有可能发生工伤意外。

发明内容

本申请提供一种自动化冲压设备，能够节省人力成本、提升成品的加工效率、提高作业的安全性及提升产品的合格率。

本申请提供一种工件转移方法，能够节省人力成本、提升成品的加工效率、提高作业的安全性及提升产品的合格率。

本申请提供一种转移装置，能够节省人力成本、提升成品的加工效率、提高作业的安全性及提升产品的合格率。

本申请提供一种冲压装置，能够降低磨耗、延长使用寿命并降低维修成本。

本申请的一种自动化冲压设备，包括冲压装置、转移装置及控制装置。冲压装置被配置用于冲压一板材的多个待冲压部分以形成多个工件。转移装置包括输送模块、速度感测模块、影像采集模块及机械手臂。输送模块被配置用于输送由冲压装置所形成的这些工件。速度感测模块被配置用于侦测输送模块的输送速度。影像采集模块被配置用于采集输送模块所正在输送的这些工件的影像。机械手臂被配置用于将这些工件从输送模块转移至一载具。控制装置根据影像采集模块所采集由输送模块所正在输送的这些工件的影像来判断各个工件在输送模块上的实时方位，并根据速度感测模块所侦测输送模块的输送速度及影像采集模块所采集由输送模块所正在输送的这些工件的影像来判断各个工件在输送模块上的实时位置，且根据各个工件在输送模块上的实时方位及实时位置来控制机械手臂将这些工件从输送模块依序转移至载具。

在本申请的一实施例中，上述的冲压装置包括冲压模组以及转移模块。冲压模组具有一冲压区。转移模块被配置用于将板材转移到冲压区，并将这些工件从冲压区转移到输送模块。

在本申请的一实施例中，上述的自动化冲压设备还包括收集盒，配置于输送模块，以收集由输送模块所排出的这些工件。

在本申请的一实施例中，上述的控制装置为一基于PC的控制装置。

在本申请的一实施例中，上述的自动化冲压设备还包括移载装置，用于承载及收集载具。

在本申请的一实施例中，上述的机械手臂的数量为两个，这些机械手臂配置于输送模块的同一侧，且移载装置位于这些机械手臂之间。

本申请的一种工件转移方法，包括：经由一转移模块将多个工件转移到一输送模块；经由一控制装置根据一影像采集模块所采集的输送模块所正在输送的这些工件的影像，判断各个工件在输送模块上的实时方位；经由控制装置根据一速度感测模块所侦测输送模块的输送速度及影像采集模块所采集的由输送模块正在输送的这些工件的影像，判断各个工件在输送模块上的实时位置；以及经由控制装置根据各个工件在输送模块上的实时方位及实时位置，控制一机械手臂将这些工件从输送模块转移至一载具。

在本申请的一实施例中，上述的控制机械手臂将这些工件转移至载具的步骤包括：经由控制装置根据各个工件上的记号，判断各个工件是否需要被转移至载具；当工件需要转移至载具时，经由控制装置根据工件在输送模块上的实时方位及实时位置，控制机械手臂将工件从输送模块转移至载具；以及当工件不需转移至载具时，控制机械手臂不将工件从输送模块转移至载具。

在本申请的一实施例中，上述的经由影像采集模块采集输送模块所正在输送的这些工件的影像的步骤中，经由控制装置辨识各个工件上的记号，以判断各个工件是否需要被转移至载具。

在本申请的一实施例中，上述的工件转移方法，还包括：经由一收集盒，收集由输送模块所排出的这些工件。

本申请的一种转移装置适于耦接一控制装置。转移装置包括输送模块、速度感测模块、影像采集模块以及机械手臂。输送模块被配置用于输送多个工件。速度感测模块被配置用于侦测输送模块的输送速度。影像采集模块被配置用于采集输送模块所正在输送的这些工件的影像。机械手臂被配置用于将这些工件从输送模块转移至一载具。控制装置根据影像采集模块所采集由输送模块所正在输送的这些工件的影像来判断各工件在输送模块上的实时方位，并根据速度感测模块所侦测输送模块的输送速度及影像采集模块所采集由输送模块所正在输送的这些工件的影像来判断各个工件在输送模块上的实时位置，以及根据各个工件在输送模块上的实时方位及实时位置来控制机械手臂将这些工件从输送模块转移至载具。

本申请的一种冲压装置，包括冲压模块以及转移模块。冲压模块具有冲压区。转移模块包括线性定子、第一取放动子以及第二取放动子。第一取放动子磁浮地设置于线性定子，以将待冲压的一板材转移至冲压区。第二取放动子磁浮地设置于线性定子，以将已冲压的板材移离冲压区，其中第一取放动子在线性定子上的动作路径与第二取放动子在线性定子上的动作路径局部重叠。

综上，在本申请的上述实施例的自动化冲压设备及工件转移方法中，利用控制装置对冲压装置以及转移装置进行自动化的控制，因此能够节省人力成本、提升成品的加工效率、提高作业的安全性及提升产品的合格率。

另一方面，在本申请的上述实施例的转移装置中，利用控制装置对输送模块、影像采集模块及机械手臂进行自动化的控制，因此能够节省人力成本、提升成品的加工效率、提高作业的安全性及提升产品的合格率。

除此之外，在本申请的上述实施例的冲压装置中，第一取放动子可将待冲压的板材转移至冲压区，且第二取放动子可将已冲压的板材移离冲压区，因此能够降低磨耗、延长使用寿命并降低维修成本。

为了让本申请的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1是根据本申请的一实施例的一种自动化冲压设备的示意图；

图2A至图2C是图1的工件及其被冲压后被转移至输送模块及载具的放大示意图；

图2D是图1的自动化冲压设备用以承接不冲压部分的回收区的示意图；

图3是根据本申请的一实施例的一种工件转移方法的流程图；

图4是根据本申请的一实施例的一种冲压装置的示意图；

图5是根据本申请另一实施例的一种转移装置的示意图；

图6是根据本申请再一实施例的一种自动化冲压设备的示意图；以及

图7是根据本申请另一实施例的一种自动化冲压设备的示意图。

具体实施方式

图1是本申请的一实施例的一种自动化冲压设备的示意图。图2A至图2C是图1的工件及其被冲压后被转移至输送模块及载具的放大示意图。请参考图1至图2C，在本实施例中，自动化冲压设备100包括冲压装置110、转移装置120及控制装置130。冲压装置110被配置用于冲压一板材300的多个待冲压部分B以形成多个工件C。板材300例如是软性电路板的板材，这些待冲压部分B对应是在板材300上尚未从板材300上分离的软性电路板，而这些工件C对应是经冲压后已与板材300分离的软性电路板，但本申请的保护范围不受此限制。

转移装置120包括输送模块121、速度感测模块122、影像采集模块123以及机械手臂124。输送模块121被配置用于输送由冲压装置110所形成的这些工件C。速度感测模块122被配置用于侦测输送模块121的输送速度，速度感测模块122例如是普通马达加编码器，或是伺服马达加减速机，但本申请的保护范围不受此限制。影像采集模块123被配置用于采集输送模块121所正在输送的这些工件C的影像。机械手臂124被配置用于将这些工件C从输送模块121转移至一载具140(例如装载用的托盘)，机械手臂124例如是三轴滑台(X-Y-ZTable)、SCARA机器手(Selective Compliance Articulated Robot Arm，SCARA)、Delta机器手(Delta Robot)、协作机器人或六轴机器人，但本申请的保护范围不受此限制。举例而言，如图2C所示，载具140具有多个凹槽141，而这些工件C可分别被转移至载具140的凹槽141。控制装置130根据影像采集模块123所采集由输送模块121所正在输送的这些工件C的影像来判断各个工件C在输送模块121上的实时方位，并根据速度感测模块122所侦测输送模块121的输送速度及影像采集模块123所采集由输送模块121所正在输送的这些工件C的影像来判断各个工件C在输送模块121上的实时位置，且根据各个工件C在输送模块121上的实时方位及实时位置来控制机械手臂124将这些工件C从输送模块121依序转移至载具140。因此，在本实施例的自动化冲压设备100中，通过输送模块121、速度感测模块122、影像采集模块123、机械手臂124与控制装置130之间的配合，冲压完成的工件C可自动转移至载具140中存放，因此可减少人力成本、增加产量、提高作业过程的安全性及提升产品的合格率。

图4是本申请的一实施例的一种冲压装置的示意图。请参考图2A、图2B及图4，具体而言，冲压装置110包括冲压模组112以及转移模块114。冲压模组112具有一冲压区112a。转移模块114被配置用于将板材300转移到冲压区112a，并将经冲压装置110所冲压完成后的这些工件C从冲压区112a转移到输送模块121。

进一步来说，转移模块114包括线性定子114a、第一取放动子114b以及第二取放动子114c。转移模块114例如是利用直线电动机(或称线性马达)作为动力来源，但本申请的保护范围不受此限制。第一取放动子114b磁浮地设置于线性定子114a，且包括第一取放头114b1，以将待冲压的板材300转移至冲压区112a。第一取放头114b1例如是以真空方式吸取待冲压的板材300，但本申请的保护范围不受此限制。第二取放动子114c磁浮地设置于线性定子114a，且包括第二取放头114c1，以将已冲压的板材300移离冲压区112a，并将从板材300所冲压出的这些工件C从冲压区112a转移到输送模块121。第二取放头114c1例如是以真空方式吸取已冲压的板材300，但本申请的保护范围不受此限制。在本实施例中，第一取放动子114b在线性定子114a上的动作路径与第二取放动子114c在线性定子114a上的动作路径局部重叠。由于第一取放动子114b与第二取放动子114c磁浮地设置在线性定子114a，第一取放动子114b及第二取放动子114c与线性定子114a之间的接触被大幅度地降低，因此第一取放动子114b、第二取放动子114c及线性定子114a之间的磨耗可大幅降低，从而延长使用寿命并降低维修成本。另一方面，第一取放动子114b与第二取放动子114c两者使用相同的线性定子114a，可减少冲压装置110在空间的浪费，以缩小冲压装置110整体的体积。

进一步配合参考图2D，自动化冲压设备100可还包括回收区170，配置于冲压装置110与转移装置120之间。举例而言，当冲压装置110将板材300冲压完成后，板材300将被分为不冲压部分A与工件C。此时，第二取放动子114c可由冲压区112a吸取位于冲压区112a的不冲压部分A与工件C，接着第二取放动子114c可移动至回收区170，去除第二取放动子114c对不冲压部分A的吸力以将不冲压部分A放置于回收区170，接着第二取放动子114c再移动至输送模块121，并除去第二取放动子114c对工件C的吸力，以将工件C放置于输送模块121，但第二取放动子114c放置不冲压部分A与工件C于回收区170及输送模块121的位置并不设限。

请参考图1及图2B，自动化冲压设备100还包括收集盒160，配置于输送模块121，以收集由输送模块121所排出的这些工件C。在其它实施例中，当冲压装置将板材冲压完成后，第二取放动子也可直接将不冲压部分与工件同时放置于输送模块上，而收集盒可用以收集不冲压部分。

在本实施例中，控制装置130为一基于PC的控制装置，但本申请的保护范围不受此限制，其可应用于工业4.0与云端技术，如此本实施例的自动化冲压设备100除了可达到自动化加工之外，还可依照客户的需求对工件C进行客制化。此外，还可将生产、加工等数据分享予客户，以利于客户得知实时的生产概况。

请参考图1及图2C，在本实施例中，自动化冲压设备100更可包括移载装置150，用于承载及收集载具140。移载装置150可被配置用于承载多个载具140，现场工作人员可在移载装置150收集完一定数量的载具140后，再一次性的将载具140移离自动化冲压设备100。在本实施例中，机械手臂124的数量可为两个，且这两个机械手臂124可配置于输送模块121的同一侧，其中这两个机械手臂124配置于移载装置150的相对两侧，此配置可减少自动化冲压设备100所占据的空间，以有效利用环境空间。此外，使用两个或多个机械手臂124可增加工件C的转移效率，且可扩大这些机械手臂124的整体作业范围。然而，在其它未图示的实施例中，机械手臂的数量及配置位置并没有限制，例如两个机械手臂也可配置于输送模块的相对两侧，且机械手臂数量可以依照实际需求调整，例如输送模块的两侧分别配置有两个机械手臂。

图3是本申请的一实施例的一种工件转移方法的流程图。请参考图1至图3，本实施例的工件转移方法200，包括：在步骤S210中：经由转移模块114将多个工件C转移到输送模块121；在步骤S220中：经由控制装置130根据影像采集模块123所采集输送模块121所正在输送的这些工件C的影像，判断各个工件C在输送模块121上的实时方位；在步骤S230中：经由控制装置130根据速度感测模块122所侦测输送模块121的输送速度及影像采集模块123所采集由输送模块121所正在输送的这些工件C的影像，判断各工件C在输送模块121上的实时位置；以及在步骤S240中：经由控制装置130根据各个工件C在输送模块121上的实时方位及实时位置，控制机械手臂124将这些工件C从输送模块121转移至载具140。因此，在本实施例的自动化冲压设备100中，通过输送模块121、影像采集模块123、机械手臂124与控制装置130之间的配合，冲压完成的工件C可自动转移至载具140中存放，因此可减少人力成本、增加产量、提高作业过程的安全性及提升产品的合格率。

另一方面，在步骤S240中，控制机械手臂124将这些工件C转移至载具140的步骤更可包括：经由控制装置130根据各个工件C上的记号D，判断各个工件C是否需要被转移至载具140；当判断工件C需要转移至载具140时，经由控制装置130根据工件C在输送模块121上的实时方位及实时位置，控制机械手臂124将工件C从输送模块121转移至载具140；以及当判断工件C不需要转移至载具140时，控制机械手臂124不将工件C从输送模块121转移至载具140。

举例而言，请参考图1、图2A、图2B及图3，工件C上的记号D可以是冲压装置110在冲压板材300之前，经人工目检过后由人工或设备加注于板材300的各个待冲压部分B的记号D，或者，工件C上的记号D也可为二维条形码、QR-Code，在此并不设限。

此外，在步骤S240，经由影像采集模块123采集输送模块121所正在输送的这些工件C的影像的步骤中，经由控制装置130辨识各个工件C上的记号D，以判断各个工件C是否需要被转移至载具140。简言之，当影像采集模块123采集输送模块121所正在输送的这些工件C的影像时，同时能够采集到各个工件C上的记号D，控制装置130即会根据各个工件C上的记号D判断是否将其移动到载具140，未被移动的工件C最终将会落入收集盒160。因此，可将工件C进行分类管理，例如排除未通过电性测试或外观有缺陷的工件C，而保留检测没有问题的工件C。

依据客户需求，也可在原收集盒160处，增加一组机械手臂和移载装置，以将外观有缺陷的工件C，移转到另一组载具上，以区别不同记号。

图5是本申请再一实施例的一种转移装置的示意图。请参考图5，相较于图1的实施例，本实施例的转移装置420包括两个机械手臂424及两个移载装置450。举例而言，这两个机械手臂424及这两个移载装置450可配置在输送模块421的同一侧。

图6是本申请另一实施例的一种自动化冲压设备的示意图。请参考图6，相较于图1的实施例，在本实施例中，自动化冲压设备500的转移装置520包括两个机械手臂524及两个移载装置550。此外，输送模块521具有一整流段521a及两个转移段521b，其中整流段521a可将来自冲压装置510的工件分流至这两个转移段521b，并且各转移段521b的旁侧可设置有机械手臂524及移载装置550。另外，速度感测模块522可侦测输送模块521的转移段521b的输送速度，影像采集模块523可采集被转移前的工件的影像，而控制装置530可对冲压装置510及转移装置520的组件来进行控制。

图7是本申请另一实施例的一种自动化冲压设备的示意图。请参考图7，相较于图1的实施例，在本实施例中，自动化冲压设备600包括两个冲压装置610，转移装置620包括两个机械手臂624及八个移载装置650。输送模块621具有一整流段621a及一转移段621b，其中整流段621a可将来自这两个冲压装置610的工件汇流至转移段621b。这两个机械手臂624可配置在输送模块621的转移段621b的上方，四个移载装置650可分别配置在输送模块621的相对两侧且位于机械手臂624的转移范围内，而另四个移载装置650可分别配置在输送模块621的相对两侧且位于另一机械手臂624的转移范围内。在图7中，以一点链线绘制出各机械手臂624的转移范围，而各机械手臂624可负责将工件转移至对应的这些移载装置650。另外，速度感测模块622可侦测输送模块621的转移段621b的输送速度，影像采集模块623可采集被转移前的工件的影像，而控制装置630可对冲压装置610及转移装置620的组件来进行控制。

在其它未图示的实施例中，冲压装置、转移装置、输送模块的整流段及转移段、机械手臂以及移载装置等的数量以及摆放位置可依需求调整，在此并不设限。除了图6的实施例的一个冲压装置分流至输送模块的两个转移段(即1对2)以及图7的实施例的两个冲压装置汇流至输送模块的单一转移段(即2对1)以外，在其它未图示的实施例中，冲压装置的数量及转移装置的转移段的数量可以任意搭配，例如1对多、多对1等。此外，控制装置也可以拆分成多个子控制装置，用以分别控制这些冲压装置及这些转移装置的组件。

综上所述，在本申请的上述实施例中，通过输送模块、影像采集模块、机械手臂与控制装置之间的配合，冲压完成的工件可自动转移至载具中存放，因此可减少人力成本、增加产量、提高作业过程的安全性及提升产品的合格率。

此外，由于第一取放动子及第二取放动子是磁浮地设置于线性定子，使得第一取放动子及第二取放动子与线性定子之间的接触被大幅度地降低，因此第一取放动子、第二取放动子及线性定子之间的磨耗可大幅降低，从而延长使用寿命并降低维修成本。另一方面，第一取放动子与第二取放动子可在同一线性定子上移动，这可减少冲压装置在空间上的浪费，以缩小冲压装置整体的体积。

虽然本申请是通过上述实施例进行描述的，然而这些实施例并非用于限定本申请，本领域技术领域人员在不脱离本申请的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本申请的保护范围应当以后附的权利要求书为准。

附图标记说明：

100、500、600：自动化冲压设备

110、510、610：冲压装置

112：冲压模块

112a：冲压区

114：转移模块

114a：线性定子

114b：第一取放动子

114b1：第一取放头

114c：第二取放动子

114c1：第二取放头

120、420、520、620：转移装置

121、421、521、621：输送模块

521a、621a：整流段

521b、621b：转移段

122、522、622：速度感测模块

123、523、623：影像采集模块

124、424、524、624：机械手臂

130、530、630：控制装置

140：载具

141：凹槽

150、450、550、650：移载装置

160：收集盒

170：回收区

200：工件转移方法

S210～S240：步骤

300：板材

A：不冲压部分

B：待冲压部分

C：工件

D：记号

Claims (11)

1.一种自动化冲压设备，其特征在于，所述自动化冲压设备包括：

冲压装置，被配置用于冲压板材的多个待冲压部分以形成多个工件；

转移装置，包括：

输送模块，被配置用于输送由所述冲压装置所形成的所述多个工件；

速度感测模块，被配置用于侦测所述输送模块的输送速度；

影像采集模块，被配置用于采集所述输送模块正在输送的所述多个工件的影像；以及

机械手臂，被配置用于将所述多个工件从所述输送模块转移至载具；以及

控制装置，根据所述影像采集模块采集的由所述输送模块正在输送的所述多个工件的影像来判断所述多个工件中的每个工件在所述输送模块上的实时方位，并根据所述速度感测模块侦测所述输送模块的输送速度及所述影像采集模块采集由所述输送模块正在输送的所述多个工件的影像来判断所述多个工件中的每个工件在所述输送模块上的实时位置，且根据所述多个工件中的每个工件在所述输送模块上的实时方位及实时位置来控制所述机械手臂将所述多个工件从所述输送模块依序转移至所述载具。

2.根据权利要求1所述的自动化冲压设备，其特征在于，所述冲压装置包括：

冲压模组，具有冲压区；以及

转移模块，被配置用于将所述板材转移到所述冲压区，并将所述多个工件从所述冲压区转移到所述输送模块。

3.根据权利要求1所述的自动化冲压设备，还包括：

收集盒，配置于所述输送模块，以收集由所述输送模块所排出的所述多个工件。

4.根据权利要求1所述的自动化冲压设备，其特征在于，所述控制装置为基于PC的控制装置。

5.根据权利要求1所述的自动化冲压设备，其特征在于，还包括：

移载装置，适于承载及收集所述载具。

6.根据权利要求5所述的自动化冲压设备，其特征在于，所述机械手臂的数量为两个，所述两个机械手臂配置于所述输送模块的同一侧，且所述移载装置位于所述两个机械手臂之间。

7.一种工件转移方法，其特征在于，包括：

经由转移模块将多个工件转移到输送模块；

经由控制装置根据影像采集模块所采集的所述输送模块所正在输送的所述多个工件的影像，判断所述多个工件中的每个工件在所述输送模块上的实时方位；

经由所述控制装置根据速度感测模块所侦测的所述输送模块的输送速度及所述影像采集模块所采集的由所述输送模块所正在输送的所述多个工件的影像，判断所述多个工件中的每个工件在所述输送模块上的实时位置；以及

经由所述控制装置根据所述多个工件中的每个工件在所述输送模块上的实时方位及实时位置，控制机械手臂将所述多个工件从所述输送模块转移至载具。

8.根据权利要求7所述的工件转移方法，其特征在于，控制所述机械手臂将所述多个工件转移至所述载具的步骤包括：

经由所述控制装置根据所述多个工件中的每个工件上的记号，判断所述多个工件中的每个工件是否需要被转移至所述载具；

当所述工件需要被转移至所述载具时，经由所述控制装置根据所述工件在所述输送模块上的实时方位及实时位置，控制所述机械手臂将所述工件从所述输送模块转移至所述载具；以及

当所述工件不需被转移至所述载具时，控制所述机械手臂不将所述工件从所述输送模块转移至所述载具。

9.根据权利要求8所述的工件转移方法，其特征在于，在经由所述影像采集模块采集所述输送模块正在输送的所述多个工件的影像的步骤中，经由所述控制装置辨识所述多个工件中的每个工件上的记号，以判断所述多个工件中的每个工件是否需要被转移至所述载具。

10.根据权利要求8所述的工件转移方法，其特征在于，还包括：

经由收集盒，收集由所述输送模块所排出的所述多个工件。

11.一种转移装置，适于耦接控制装置，其特征在于，所述转移装置包括：

输送模块，被配置用于输送多个工件；

速度感测模块，被配置用于侦测所述输送模块的输送速度；

影像采集模块，被配置用于采集所述输送模块正在输送的所述多个工件的影像；以及

机械手臂，被配置用于将所述多个工件从所述输送模块转移至载具，

其中所述控制装置根据所述影像采集模块所采集由所述输送模块所正在输送的所述多个工件的影像来判断所述多个工件中的每个工件在所述输送模块上的实时方位，并根据所述速度感测模块侦测的所述输送模块的输送速度及所述影像采集模块所采集的由所述输送模块正在输送的所述多个工件的影像来判断所述多个工件中的每个工件在所述输送模块上的实时位置，以及根据所述多个工件中的每个工件在所述输送模块上的实时方位及实时位置来控制所述机械手臂将所述多个工件从所述输送模块转移至所述载具。

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