CN113618816B - X光打靶机电路板靶位自动对位方法及其送料装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种X光打靶机电路板靶位自动对位方法及其送料装置，为凭借一控制单元驱动一水平关节机器人将电路板送入X光打靶机内，使电路板的A、B靶心进入X光取像范围内，再由控制单元计算并驱使电路板的A、B靶心位移至X光CCD影像十字靶标的中心位置点，以完成靶位自动对位的方法；由于本发明只以一台水平关节机器人配合X光打靶机内的X光影像模块，即能完成进料与靶位的对位，因此本发明具有低成本与高效率的智慧化生产效益。

Description

X光打靶机电路板靶位自动对位方法及其送料装置

技术领域

本发明涉及一种靶位对位方法，尤指应用机械手臂驱动电路板在X光打靶机内位移，以进行电路板靶心对位与送料的一种X光打靶机电路板靶位自动对位方法及其送料装置。

背景技术

电路板是一种用以安装各式电子元件的板体，板上需有许多孔洞以安装各式元件，且各元件之间需连结线路使其电性导通，而形成线路、孔洞所需的钻孔、影像转移等制程均由各式自动化的设备来完成。由于现有的多层电路板必须经过反复多道制程制造，因此电路板必须设有标靶孔，作为后续制程，如钻孔、成型、曝光等作业的定位基准。

现有用于加工电路板的标靶钻孔的方式，系将电路板放置于送料台291，如图1A所示，X光打靶机293其X光影像模块将摄取电路板靶心的影像，并将其显示在上方的影像屏幕292上，通过人力检视并调整该电路板靶心使其对正X光影像模块的十字靶标中心位置，最后再由X光打靶机293进行标靶孔的钻孔作业。然而，以人工方式进行电路板靶标位置的调整不仅耗费人力，也容易造成放板的不安定性，且在诉求自动化的趋势下，传统的机台与人工操作方式明显已不合时宜。

一编号M557449「电路板投料设备」之中国台湾新型专利案，如图1B所示；其系应用一第一传送单元391将投料区392的电路板393传送至一X光定位装置394下进行定位孔的侦测，并将其调整为正确送料位置后，再传送至待送区395；虽然该专利可以免除人工送料的错误，然而，该第一传送单元391是六轴机械手臂，其装置成本非常昂贵，且一支手臂除了要在各作业区之间传送电路板之外，还需担负电路板位置的调整，因此六轴机械手臂不但异常忙碌，同时也造成作业时间漫长与作业效率的低落。

发明内容

缘是，本发明的主要目的，系在提供以一台机械手臂结合X光打靶机的X光影像模块，以达成电路板的靶心对正其X光影像模块的十字靶标中心位置，进而取代人工放板作业的一种X光打靶机电路板靶位自动对位方法及其送料装置。

本发明的次一目的，系在提供以台车结合一整板平台，使机械手臂于取板后无需再行整板，以提升生产效率的一种X光打靶机电路板靶位自动对位方法及其送料装置。

本发明的另一目的，系在提供以控制单元电性连接一CCD影像感测器作判读，以达到靶位搜寻对位及判定作业效果的一种X光打靶机电路板靶位自动对位方法及其送料装置。

本发明的再一目的，系在提供以水平关节机器人结合薄型吸盘装置，用以吸附电路板通过打靶机的置板口，以进一步提升送料效率的一种X光打靶机电路板靶位自动对位方法及其送料装置。

为达上述目的，本发明凭借一控制单元以驱动一机械手臂，使其所吸附的电路板在X光打靶机内反复进行规则性的位移与旋转，进而使该电路板的A、B靶心进入X光影像模块的取像范围内，后由控制单元计算A、B靶心与X光CCD影像十字靶标的距离，再由控制单元驱动机械手臂使该电路板的A、B靶心对正X光CCD影像十字靶标的中心位置点，以完成靶位的自动对位。

本发明X光打靶机电路板靶位自动对位方法的步骤为：(a)电路板被送入X光打靶机内，由控制单元撷取X光影像模块的影像，据以判定电路板A、B靶心进入取像范围的态样，包括态样1：A、B靶心都在取像范围内，则执行步骤f；态样2：A、B靶心都不在取像范围内，则执行步骤b；态样3：只有一个靶心在取像范围内，则执行步骤c；(b)控制单元驱动机械手臂以位移电路板，直到其A靶心进入X光取像范围内，并执行步骤c；(c)控制单元计算A靶心十字中心与X光CCD影像十字靶标中心位置的偏移量及角度差，并位移电路板的A靶心至X光CCD影像十字靶标的中心位置点，再执行步骤d；(d)判读B靶心是否进入X光CCD取像范围内，若为是则执行步骤e，若为否则控制单元驱动机械手臂以电路板A靶心为圆周中心，旋转电路板的B靶心，直到B靶心进入X光CCD取像范围内，再执行步骤e；(e)控制单元计算B靶心十字中心与X光CCD影像十字靶标中心位置的偏移量及角度差，并以A靶心为圆周中心旋转电路板，使B靶心旋转至X光CCD影像十字靶标中心位置点，再执行步骤g；(f)控制单元计算A、B靶心十字中心与X光CCD影像十字靶标中心位置的偏移量及角度差，并位移电路板的A、B靶心至X光CCD影像十字靶标的中心位置点，再执行步骤g；(g)控制单元等待执行接续的电路板判定作业。由于X光打靶机设有二组X光CCD影像十字靶标及其X光CCD取像范围，因此步骤(d)、(e)中的定位并不限定一定A靶心为中心，也可能B靶心先定位到，则此时即以B靶心为中心作旋转以对位A靶心。

本发明还提供一种X光打靶机电路板靶位自动对位的送料装置，包含：一X光打靶机，还设有一置板口；一机架，设置于该X光打靶机的置板口前方，其内缘设有二个作业区域，由互为相邻的投料区与NG区所组成；该投料区，设置于该X光打靶机其置板口Y轴向的正前方，供置入盛装电路板的台车，且该台车的上方设有一整板平台，使置入的电路板即先行完成整板定位作业；该NG区，设有一NG平台，置于该投料区其X轴向的侧方，以供放置靶向不正确或对位失败的电路板；一机械手臂，为一水平关节机器人，其基座固设在该机架上，该水平关节机器人的下端设有一真空吸盘，该真空吸盘具有X、Y、Z三个轴向的位移与一水平角度(θ轴)的旋转功能，且其活动范围位于该投料区、NG区与该X光打靶机其置板口的上方；以及一控制单元，装设在该机架上，且电性连接该X光打靶机的X光影像模块、该水平关节机器人，并进而驱动其作动。

依据前揭特征，本发明中该送料装置的作业步骤包含：(a)置板作业，以人工将电路板置入该台车的整板平台上；(b)投板作业，以人工将盛装电路板的台车置入该投料区内；(c)送板作业，由该水平关节机器人将位于该台车上方的电路板移置该X光打靶机内；(d)对位作业，由该水平关节机器人配合该X光影像模块的影像进行该电路板靶位自动对位的步骤；(e)判定作业，由该X光影像模块判读电路板靶心其防呆几何图形的靶向是否正确；(f)钻孔作业(处置作业1)，由该X光打靶机将靶向正确的电路板进行钻孔；(g)退板作业(处置作业2)，由该水平关节机器人将靶向不正确或对位失败的电路板移置该NG平台上存放。

依据前揭特征，本发明中更包括一CCD影像感测器，装设在该机架上且置于该X光打靶机其影像屏幕Y轴向的正前方，用以取像该X光影像模块的X光CCD影像十字靶标与电路板靶心的影像；且该控制单元更进一步电性连接该CCD影像感测器，而经由该控制单元配合该CCD影像感测器的判读，也可执行并达到该对位作业及判定作业的效果。

依据前揭特征，本发明中该投料区内设有一台车感应器与一台车固定装置。

依据前揭特征，本发明中该台车的整板平台上设有横向与纵向靠位机构，用以靠置及定位该整板平台上方的电路板；而该横向与纵向靠位机构更进一步分别设有复数支定位杆及用以操作该定位杆滑移的一位移组件。

依据前揭特征，本发明中该水平关节机器人更包括一第一转轴，装设在该基座中，一第一旋臂，枢设在该第一转轴上并可随之转动，一第二转轴，装设在该第一旋臂尾端，一第二旋臂，枢设在该第二转轴上并可随之转动，一升降轴杆，装设在该第二旋臂尾端，一连接块则设置在该升降轴杆的下端，用以连结该真空吸盘，使该真空吸盘可进行所需水平角度的旋转。

依据前揭特征，本发明中该连接块与该真空吸盘之间还设置一缓冲机构，使该水平关节机器人在进行吸板动作时，其升降轴杆可多下降一距离，以确保该真空吸盘能完全与电路板的表面贴平，进而实现完整吸附电路板的效果。

依据前揭特征，本发明中该真空吸盘是一薄型吸盘装置，其包括：一下模板、一上盖板、以及复数个吸嘴；该下模板的外侧面设置有复数个装置孔，内侧面则设置有连通各个装置孔的沟槽，该吸嘴嵌设于该装置孔内，该上盖板设有一贯穿的管孔，其一端与该沟槽相通，另一端则与真空泵的管路连通，该上盖板锁附在该下模板的内侧面，则该沟槽将形成真空回路，并使该复数个吸嘴产生强大吸力以吸附电路板，再令该上盖板结合下模板与吸嘴后连同所吸附的电路板的厚度，小于X光打靶机的置板口高度；如此，该水平关节机器人吸附电路板将可通过X光打靶机的置板口，进而完成送板作业、对位作业、与退板作业。

依据前揭特征，本发明中更包括激光测距感测器、红外线测距感测器、超音波测距感测器的任一形式，其装设在该真空吸盘上，且电性连接该控制单元，使其进行送板作业时得以侦测该真空吸盘与该台车的整板平台其最上层电路板的距离，以使该控制单元可以提供该水平关节机器人正确的Z轴坐标指令。

凭借助前揭特征，本发明「X光打靶机电路板靶位自动对位方法及其送料装置」具有如下的效益：

(1)本发明凭借一控制单元以驱动一水平关节机器人，使其所吸附的电路板在X光打靶机内反复进行规则性的位移与旋转，进而使该电路板的A、B靶心进入X光影像模块的取像范围内，后由控制单元计算A、B靶心与X光CCD影像十字靶标的距离，并驱动水平关节机器人使该电路板的A、B靶心对正X光CCD影像十字靶标的中心位置点，以完成靶位的自动对位。由于本发明应用一台水平关节机器人配合X光打靶机内的X光影像模块，即能完成送板与靶位的对位作业，因此本发明具有速度快、整体机台空间小、低成本及取代人力的生产效益。

(2)本发明中的台车设有一整板平台，且该整板平台上设有横向与纵向靠位机构，用以靠置及定位电路板；由于送板作业的过程中，水平关节机器人即能将已先行完成定位的电路板送入X光打靶机内进行对位与钻孔，故可减低X光打靶机内X光取像的不安定性，且本发明中无需另设一整板区及相关的拍板机构，故可精简送料作业的空间，以及减少机台维修保养成本，并满足自动化送料及智慧化生产的效益。

(3)本发明系在机架上装设一CCD影像感测器，其位于X光打靶机其影像屏幕的Y轴向正前方，用以取像该X光影像模块的X光CCD影像十字靶标与电路板的靶心影像；因此控制单元与该CCD影像感测器电性连接，则控制单元即可抓取CCD影像感测器的影像直接作判读，以进行电路板的对位与判定作业；因此，本发明将可增加送料装置应用的灵活性。

(4)本发明以水平关节机械人结合薄型吸盘装置，其中，该薄型吸盘装置包括一下模板、一上盖板、以及复数个吸嘴；由于其组合后连同所吸附的电路板的厚度，小于X光打靶机的置板口高度；因此水平关节机器人吸附电路板将可通过X光打靶机的置板口，而X光打靶机无需输送平台即可完成送料作业，故而本发明将可进一步提升送料的效益。

(5)本发明于真空吸盘上装设一激光测距感测器，在进行送板作业时即可侦测真空吸盘到台车最上层电路板的距离，进而提供该水平关节机器人正确的Z轴坐标指令。

(6)本发明于真空吸盘上装设一缓冲机构，使该水平关节机器人在进行吸板动作时，其升降轴杆可多下降一距离，以确保该真空吸盘能完全与电路板的表面贴平，进而实现完整吸附电路板的效果。

附图说明

图1A是一种现有人工送料的制程机台示意图。

图1B是一种现有自动送料的制程机台示意图。

图2是本发明靶位自动对位方法的作业步骤方块图。

图3A是本发明靶位自动对位与送料装置的组合立体图。

图3B是本发明靶位自动对位与送料装置的组合上视图。

图3C是本发明靶位自动对位与送料装置的组合正视图。

图4是本发明靶位自动对位与送料装置的系统作业流程图。

图5A是本发明整板台车的组合立体图。

图5B是本发明整板台车的整板平台示意图。

图6A是本发明水平关节机器人的组合立体图。

图6B是本发明水平关节机器人的侧视图。

图7是本发明薄型吸盘装置的示意图。

附图标记说明：10-机架；11-投料区；12-NG区；20-X光打靶机；21-X光影像模块；211-X光CCD影像十字靶标；212-X光CCD影像十字靶标；23-置板口；24-影像屏幕；25-CCD影像感测器；40-台车；41-整板平台；42-台车感应器；43-台车固定装置；44-横向靠位机构；45-纵向靠位机构；46-电路板对应刻度；471-定位杆；472-位移组件；473-把手；474-旋钮；50-NG平台；60-机械手臂/水平关节机器人；61-基座；62-连接块；63-真空吸盘；64-激光测距感测器；651-第一转轴；652-第二转轴；653-升降轴杆；661-第一旋臂；662-第二旋臂；671-上座体；672-压缩弹簧；673-下连接座；731-下模板；732-上盖板；733-吸嘴；734-装置孔；735-沟槽；736-管孔；737-管路；100-靶位自动对位与送料装置；101-电路板；102-电路板靶心；T-厚度。

具体实施方式

为充分了解本发明，兹凭借下述具体的实施例，并配合所附的图式，对本发明做一详细说明。本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的目的、特征及功效。须注意的是，本发明可通过其他不同的具体实施例加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点，在不悖离本发明的精神下进行各种变更。另外，本发明所附的图式仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘。以下的具体实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的技术范围。说明如后：

本发明中X光打靶机靶位自动对位方法，凭借一控制单元以驱动一机械手臂，使其所吸附的电路板在X光打靶机内反复进行规则性的位移与旋转，进而使该电路板的A、B靶心进入X光影像模块的取像范围内，后由控制单元计算A、B靶心与X光CCD影像十字靶标的距离，再由控制单元驱动机械手臂使该电路板的A、B靶心对正X光CCD影像十字靶标的中心位置点，以完成靶位的自动对位；自动对位的步骤如下所示。

首先，请参阅图2的方块图；S101：电路板进入X光打靶机内的X光取像位置，控制单元撷取影像以判定其态样与处理方式；S102-1，即态样1：A、B靶心都在取像范围内，则执行S110及其接续步骤；S102-2，即态样2：只有一个靶心在取像范围内，则执行S104及其接续步骤；S102-3，即态样3：A、B靶心都不在取像范围内，则执行S103及其接续步骤；S103：控制单元驱动机械手臂60使其吸附的电路板规则性的位移，其中每一次位移是该X光影像模块一照射范围的距离，且令其位移方向的边界线与前一次者重迭，直到判读结果其A靶心已进入X光CCD取像范围22内；S104：控制单元计算A靶心十字中心与X光CCD影像十字靶标211/212中心位置的偏移量及角度差；S105：载入计算值并位移电路板的A靶心至X光CCD影像十字靶标211/212的中心位置点。接续执行S106～S107：判读B靶心是否进入X光取像范围22内，若为是则往下进行S108，若为否则控制单元驱动机械手臂60以电路板A靶心为圆周中心，使其吸附的电路板规则性的旋转，其中每一次旋转是该X光影像模块一照射范围的偏移，且令其旋转半径的边界点与前一次者重迭，直到判读结果其B靶心已进入X光取像范围22内，即进行S108；S108：控制单元计算B靶心十字中心与X光CCD影像十字靶标211/212中心位置的偏移量及角度差，S109：载入计算值并以A靶心为圆周中心旋转电路板，使B靶心旋转至X光CCD影像十字靶标211/212中心位置点，接续执行S112～S114；S110：控制单元计算A、B靶心十字中心与X光CCD影像十字靶标211/212中心位置的偏移量及角度差，S111：载入计算值并位移电路板的A、B靶心至X光CCD影像十字靶标211/212的中心位置点，再执行S112～S114；S112：判读电路板的靶心其防呆几何图形的靶向是否正确，若靶向正确执行S113：机械手臂60归位且该X光打靶机20进行该电路板的钻孔作业；若靶向不正确则执行S114：机械手臂60将电路板移置NG平台50上存放。

依照上述的作业方块图整理成具体的自动对位作业步骤为：(a)电路板被送入X光打靶机内，由该控制单元撷取X光影像模块的影像，据以判定电路板A、B靶心进入取像范围的态样，包括态样1：A、B靶心都在取像范围内，则执行步骤f；态样2：A、B靶心都不在取像范围内，则执行步骤b；态样3：只有一个靶心在取像范围内，则执行步骤c；(b)控制单元驱动机械手臂以位移电路板，直到其A靶心进入X光取像范围内，并执行步骤c；(c)控制单元计算A靶心十字中心与X光CCD影像十字靶标中心位置的偏移量及角度差，并位移电路板的A靶心至X光CCD影像十字靶标的中心位置点，再执行步骤d；(d)判读B靶心是否进入X光CCD取像范围内，若为是则执行步骤e，若为否则控制单元驱动机械手臂以电路板A靶心为圆周中心，旋转电路板的B靶心，直到B靶心进入X光CCD取像范围内，再执行步骤e；(e)控制单元计算B靶心十字中心与X光CCD影像十字靶标中心位置的偏移量及角度差，并以A靶心为圆周中心旋转电路板，使B靶心旋转至X光CCD影像十字靶标中心位置点，再执行步骤g；(f)控制单元计算A、B靶心十字中心与X光CCD影像十字靶标中心位置的偏移量及角度差，并位移电路板的A、B靶心至X光CCD影像十字靶标的中心位置点，再执行步骤g；(g)控制单元等待执行接续的电路板判定作业。由于X光打靶机设有二组X光CCD影像十字靶标及其X光CCD取像范围，因此步骤(d)、(e)中的定位并不限定一定A靶心为中心，也可能B靶心先定位到，则此时即以B靶心为中心作旋转以对位A靶心。

请进一步参阅图3A～图3C所示，为本发明靶位自动对位与送料装置100的机构，包括在一机架10内缘，设有二个互为相邻的投料区11与NG区12，而该机架10设置于一X光打靶机20的Y轴方向前方；其中，该X光打靶机20，设有一连结二组X光CCD影像十字靶标211/212的X光影像模块21，以摄取并显示电路板靶心102影像，一影像屏幕24，用以显示该X光影像模块21的X光CCD影像十字靶标211/212与电路板靶心102的影像，以及一置板口23，用以置入电路板101；该投料区11，置于该X光打靶机20其Y轴向的正前方，供置入盛装电路板101的台车40；该NG区12，设有一NG平台50，置于该投料区11其X轴向的一侧，供放置靶向不正确或对位失败的电路板101。本发明中待钻孔的电路板101以台车40盛装再置入该投料区11，而台车40的上方设有一整板平台41，使人工在放置电路板101时即自动达到整板定位的效果，且该投料区11内更进一步设有台车感应器42与台车固定装置43，使置入的台车40及车上的电路板101得以固定与定位。

承上，一机械手臂60，本发明中系采用水平关节机器人60，但不以此为限；其基座61固设在该机架10上，该水平关节机器人60的下端设有一真空吸盘63，该真空吸盘63具有X、Y、Z三个轴向的位移与一水平角度(θ轴)的旋转功能，且其活动范围位于该投料区11、NG区12与该X光打靶机20其置板口23的上方；本发明中更包括一激光测距感测器64，其装设在该真空吸盘63上，用以侦测该真空吸盘63与该台车40上方其最上层电路板的距离，以提供该水平关节机器人60正确的Z轴坐标指令；惟查，本发明并不限使用激光测距感测器64，举凡红外线测距感测器或是超音波测距感测器，均属本发明的适用装置；以及一控制单元(图未示)，装设在该机架10上，且电性连接该X光打靶机20的X光影像模块21、激光测距感测器64、与该水平关节机器人60，并进而驱动其作动。

图4所示，为本发明的作业步骤，包含：(a)置板作业，以人工将电路板101置入该台车40的整板平台41上；(b)投板作业，以人工将盛装电路板101的台车40置入该投料区11内；(c)送板作业，由该水平关节机器人60将位于该台车40上方的电路板101移置该X光打靶机20内；(d)对位作业，由该水平关节机器人60配合该X光打靶机20内的X光影像模块21进行该电路板101靶位自动对位的步骤；(e)判定作业，由该X光影像模块21摄取电路板101靶心影像并由该控制单元判读其防呆几何图形的靶向是否正确；(f)钻孔作业(处置作业1)，水平关节机器人60放板且退回至投料区11，并依序执行投板及其以下作业，而该X光打靶机20则将靶向正确的电路板101进行钻孔；(g)退板作业(处置作业2)，由该水平关节机器人60将靶向不正确或对位失败的电路板101移置该NG平台50上存放。

本发明中更包括在该机架10上装设一CCD影像感测器25，其位于该X光打靶机20其影像屏幕24的Y轴向正前方，用以取像该X光影像模块21的X光CCD影像十字靶标211/212与电路板靶心102的影像，且该控制单元更进一步电性连接该CCD影像感测器，而经由该控制单元配合该CCD影像感测器的判读，也可达到本发明作业步骤中其(d)项：对位作业以及(e)项：判定作业的效果。

如此，将电路板101置入该台车40的整板平台41上，再将盛装电路板101的台车40置入该投料区11内，该台车感应器42侦测到台车40到位，该台车固定装置43即作动使台车40及车上的电路板101得以固定与定位；该水平关节机器人60随即移至该投料区11上方，该控制单元则应用该激光测距感测器64侦测该整板平台41上最上层电路板101的Z轴坐标信息，进而驱动该水平关节机器人60吸附该最上层的电路板101，并移送至该X光打靶机20内进行靶位搜寻、对位、与判定；其中，该对位作业系经由该水平关节机器人60的位移与控制单元配合该X光影像模块21的判读，使其所吸附电路板靶心102得以对正该X光CCD影像十字靶标211/212的中心位置，且当判定电路板靶心102其防呆几何图形的靶向正确，水平关节机器人60即放板且退回至投料区11，并依序执行投板及其以下作业，而该X光打靶机20则进行钻孔作业；若当判定电路板靶心102其防呆几何图形的靶向不正确时，即由该水平关节机器人60将电路板101移置NG区12的NG平台50上。

图5A～图5B所示，为本发明中的台车40及设置其上的整板平台41结构；其中，该整板平台41上设有横向靠位机构44与纵向靠位机构45，以及纵向设有电路板对应刻度46，用以靠置及定位电路板101；该横向/纵向靠位机构44/45分别包括有复数支定位杆471及装设于该整板平台41背面以操作定位杆471滑移的一位移组件472。本发明中，该横向靠位机构44在两侧边设有三组成对称配置的定位杆471，且该位移组件472的操作界面是一把手473；而该纵向靠位机构45则只在内侧边设置二支定位杆471，且该位移组件472的操作界面是一旋钮474；但并不以此为限。本发明中，在该整板平台41定位电路板101的作业方法为：(a)将一片电路板101放置在该整板平台41中央，旋动该旋钮474以移动该内侧边的定位杆471至该电路板对应刻度46的位置，靠住该电路板101的一边；(b)旋转把手473带动该两侧边的定位杆471往中央位移，靠住该电路板101的两边以形成三边靠位；(c)顺着三边靠位的定位杆471放入电路板101依序进行置板作业；(d)置板完成后，再将台车40推入该投料区11内，即完成投板作业。

图6A～图6B所示，为本发明中水平关节机器人60的结构；按，水平关节机器人为一已商品化的工业机器人，商品名称为「选择顺应性关节机械手臂」(Selective ComplianceArticulated Robot Arm)简称SCARA，其具有4个自由度，包括沿X、Y、Z方向的位移以及围绕Z轴的旋转；其中，该机器人有2个手臂的关节结构类似人类手臂，可进入狭窄或受限的区域作业，且具有反应速度快以及占据空间小的特性。本发明中该水平关节机器人60包括一第一转轴651，装设在该基座61中，一第一旋臂661，枢设在该第一转轴651上并可随之转动，一第二转轴652，装设在该第一旋臂661尾端，一第二旋臂662，枢设在该第二转轴652上并可随之转动，一升降轴杆653，装设在该第二旋臂662尾端，一连接块62则设置在该升降轴杆653的下端，用以连结该真空吸盘63，使该真空吸盘63可进行所需水平角度的旋转；再者，为考量电路板101可能有翘曲现象，以及其厚度的可能误差，造成该真空吸盘63吸板失败的情况，本发明更在连接块62与真空吸盘63之间设置一缓冲机构，使该水平关节机器人60在进行吸板动作时，其升降轴杆653可多下降一距离，以确保该真空吸盘63能完全与电路板101的表面贴平，进而实现完整吸附电路板101的效果；该缓冲机构具有一上座体671、一组压缩弹簧672、以及一下连接座673，其中，该上座体671锁付于该连接块62上，该下连接座673锁付于该真空吸盘63上，该压缩弹簧672则设于该上座体671与下连接座673之间，用于吸收该升降轴杆653所多下降的距离；由于该水平关节机器人60是已商品化的结构，且为本领域中一般技术人员所熟悉者，故其传动原理与作动方式在此不予赘述。

由于X光打靶机20的置板口23缝隙很小，因此本发明中该真空吸盘63进一步设定为薄型吸盘装置，如图7所示，其包括：一下模板731、一上盖板732、以及复数个吸嘴733；该下模板731的外侧面设置有复数个装置孔734，内侧面则设置有连通各个装置孔的沟槽735，该吸嘴733嵌套于该装置孔734内，该上盖板732则锁附在该下模板731的内侧面，其贯穿的管孔736一端与该沟槽735相通，另一端则与真空泵的管路737连通，使该沟槽735形成真空回路，并使该复数个吸嘴733吸附电路板101，再凭借该上盖板732结合下模板731与吸嘴733后连同所吸附的电路板101的厚度T，小于X光打靶机20的置板口23高度，而将电路板101送入X光打靶机20内；由于本发明可免除输送平台的传送，因此将可提升电路板的定位精度与钻孔的加工效率。

本发明凭借一控制单元以驱动一水平关节机器人60，使其所吸附的电路板101在X光打靶机内20反复进行规则性的位移与旋转，进而使该电路板101的A、B靶心进入X光影像模块21的取像范围内，后由控制单元计算A、B靶心与X光CCD影像十字靶标的距离，并驱动水平关节机器人60使该电路板101的A、B靶心对正X光CCD影像十字靶标的中心位置点，以完成靶位的自动对位。由于本发明应用一台水平关节机器人60配合X光打靶机20内的X光影像模块21，即能完成送板与靶位的对位作业，因此本发明具有速度快、整体机台空间小、低成本及取代人力的生产效益。

本发明中的台车40设有一整板平台41，且该整板平台41上设有横向与纵向靠位机构44/45，用以靠置及定位电路板101；由于送板作业的过程中，水平关节机器人60即能将已先行完成定位的电路板101送入X光打靶机内20进行对位与钻孔，故可减低X光打靶机内20X光取像的不安定性，且本发明中无需另设一整板区及相关的拍板机构，故可精简送料作业的空间，以及减少机台维修保养成本，并满足自动化送料及智慧化生产的效益。又者，本发明系在机架10上装设一CCD影像感测器25，其位于X光打靶机20其影像屏幕24的Y轴向正前方，用以取像该X光影像模块21的X光CCD影像十字靶标与电路板101的靶心影像；因此控制单元与该CCD影像感测器25电性连接，则控制单元即可抓取CCD影像感测器25的影像直接作判读，以进行电路板101的对位与判定作业；因此，本发明将可增加送料装置应用的灵活性。再者，本发明以水平关节机器人60结合薄型吸盘装置，其中，该薄型吸盘装置包括一下模板731、一上盖板732、以及复数个吸嘴733；由于其组合后连同所吸附的电路板101的厚度，小于X光打靶机20的置板口23高度；因此水平关节机器人60吸附电路板101将可通过X光打靶机的置板口23，而X光打靶机20无需输送平台即可完成送料作业；本发明更于真空吸盘63上装设一激光测距感测器64，使其进行送板作业时可侦测真空吸盘63到台车40最上层电路板的距离，进而提供该水平关节机器人60正确的Z轴坐标指令，故而本发明将可进一步提升送料的效益；以及本发明于该真空吸盘63上装设一缓冲机构，使该水平关节机器人60在进行吸板动作时，其升降轴杆653可多下降一距离，以确保该真空吸盘63能完全与电路板101的表面贴平，进而实现完整吸附电路板101的效果。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种X光打靶机电路板靶位自动对位方法，由一控制单元驱动一机械手臂，并令其将一电路板送入一X光打靶机内，其中，该X光打靶机设有一X光影像模块，用以摄取该电路板A、B靶心的影像，其特征在于，该电路板靶位的自动对位包含以下步骤：

a)电路板被送入X光打靶机内，由该控制单元撷取X光影像模块的影像，据以判定电路板A、B靶心进入取像范围的态样，包括态样1：A、B靶心都在取像范围内，则执行步骤f；态样2：A、B靶心都不在取像范围内，则执行步骤b；态样3：只有一个靶心在取像范围内，则执行步骤c；

b)该控制单元驱动该机械手臂以位移电路板，直到该A靶心进入X光取像范围内，并执行步骤c；

c)该控制单元计算A靶心十字中心与X光CCD影像十字靶标中心位置的偏移量及角度差，并位移电路板的A靶心至X光CCD影像十字靶标的中心位置点，再执行步骤d；

d)该控制单元判读B靶心是否进入X光CCD取像范围内，若为是则执行步骤e，若为否则该控制单元驱动该机械手臂以电路板A靶心为圆周中心，旋转电路板的B靶心，直到B靶心进入X光CCD取像范围内，即执行步骤e；

e)该控制单元计算B靶心十字中心与X光CCD影像十字靶标中心位置的偏移量及角度差，并以A靶心为圆周中心旋转电路板，使B靶心旋转至X光CCD影像十字靶标中心位置点，再执行步骤g；

f)该控制单元计算A、B靶心十字中心与X光CCD影像十字靶标中心位置的偏移量及角度差，并位移电路板的A、B靶心至X光CCD影像十字靶标的中心位置点，再执行步骤g；

g)该控制单元等待执行接续的电路板判定作业。

2.根据权利要求1所述的X光打靶机电路板靶位自动对位方法，其特征在于，电路板靶位自动对位的送料装置，包含：

该X光打靶机，设有一置板口；

一机架，设置于该X光打靶机的置板口前方，其内缘设有二个作业区域，由互为相邻的投料区与NG区所组成；

该投料区，设置于该X光打靶机其置板口Y轴向的正前方，供置入盛装电路板的台车，且该台车的上方设有一整板平台，使置入的电路板即先行完成整板定位；

该NG区，设有一NG平台，置于该投料区其X轴向的侧方；

该机械手臂，为水平关节机器人，其基座固设在该机架上，该水平关节机器人的下端设有一真空吸盘，该真空吸盘具有X、Y、Z三个轴向的位移与一水平角度的旋转功能，且其活动范围位于该投料区、NG区与该X光打靶机的置板口的上方；以及

该控制单元，装设在该机架上，且电性连接该X光打靶机的X光影像模块、该水平关节机器人，并进而驱动其作动。

3.根据权利要求2所述的X光打靶机电路板靶位自动对位方法，其特征在于，电路板靶位自动对位的送料装置中，其作业步骤包含：

a)置板作业，以人工将电路板置入该台车的整板平台上；

b)投板作业，以人工将盛装电路板的台车置入该投料区内；

c)送板作业，由该水平关节机器人将位于该台车上方的电路板移置该X光打靶机内；

d)对位作业，由该水平关节机器人配合该X光影像模块进行该电路板靶位自动对位的步骤；

e)判定作业，由该X光影像模块判读电路板靶心其防呆几何图形的靶向是否正确；

f)钻孔作业，由该X光打靶机将靶向正确的电路板进行钻孔；

g)退板作业，由该水平关节机器人将靶向不正确或对位失败的电路板移置该NG平台上存放。

4.根据权利要求3所述的X光打靶机电路板靶位自动对位方法，其特征在于，电路板靶位自动对位的送料装置还包括一CCD影像感测器，装设在该机架上且置于该X光打靶机的影像屏幕Y轴向的正前方，用以取像该X光影像模块的X光CCD影像十字靶标与电路板靶心的影像；且该控制单元进一步电性连接该CCD影像感测器，而经由该控制单元配合该CCD影像感测器的判读，也可执行并达到该对位作业及判定作业的效果。

5.根据权利要求2所述的X光打靶机电路板靶位自动对位方法，其特征在于，电路板靶位自动对位的送料装置中，该投料区内还设有一台车感应器与一台车固定装置。

6.根据权利要求2所述的X光打靶机电路板靶位自动对位方法，其特征在于，电路板靶位自动对位的送料装置中，该台车的整板平台上设有横向与纵向靠位机构，用以靠置及定位该整板平台上方的电路板；而该横向与纵向靠位机构进一步分别设有复数支定位杆及用以操作该定位杆滑移的一位移组件。

7.根据权利要求2所述的X光打靶机电路板靶位自动对位方法，其特征在于，电路板靶位自动对位的送料装置中，该水平关节机器人还包括一第一转轴，装设在该基座中，一第一旋臂，枢设在该第一转轴上并可随之转动，一第二转轴，装设在该第一旋臂尾端，一第二旋臂，枢设在该第二转轴上并能够随之转动，一升降轴杆，装设在该第二旋臂尾端，一连接块则设置在该升降轴杆的下端，用以连结该真空吸盘，使该真空吸盘能够进行所需水平角度的旋转。

8.根据权利要求7所述的X光打靶机电路板靶位自动对位方法，其特征在于，电路板靶位自动对位的送料装置中，该连接块与该真空吸盘之间还设置一缓冲机构，使该水平关节机器人在进行吸板动作时，升降轴杆能够多下降一距离，以确保该真空吸盘能完全与电路板的表面贴平，进而实现完整吸附电路板的效果。

9.根据权利要求7所述的X光打靶机电路板靶位自动对位方法，其特征在于，电路板靶位自动对位的送料装置还包括激光测距感测器、红外线测距感测器、超音波测距感测器的任一形式，其装设在该真空吸盘上，且电性连接该控制单元，使其进行送板作业时得以侦测该真空吸盘与该台车的整板平台其最上层电路板的距离，使该控制单元可以提供该水平关节机器人正确的Z轴坐标指令。

10.根据权利要求7所述的X光打靶机电路板靶位自动对位方法，其特征在于，电路板靶位自动对位的送料装置中，该真空吸盘是薄型吸盘装置，其包括：一下模板、一上盖板、以及复数个吸嘴；该下模板的外侧面设置有复数个装置孔，内侧面则设置有连通各个装置孔的沟槽，该吸嘴嵌设于该装置孔内，该上盖板设有一贯穿的管孔，其一端与该沟槽相通，另一端则与真空泵的管路连通，该上盖板锁附在该下模板的内侧面，则该沟槽将形成真空回路，并使该复数个吸嘴产生强大吸力以吸附电路板，再令该上盖板结合下模板与吸嘴后连同所吸附的电路板的厚度，小于X光打靶机的置板口高度。

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