CN114158249B - 自动插件设备 - Google Patents

Abstract

一种自动插件设备，包含有一致动器、一夹持装置以及一光遮蔽装置。夹持装置连接于致动器，用以夹持一电子零件，而光遮蔽装置可移动地连接于致动器，以遮蔽部分的电子零件，且光遮蔽装置以及夹持装置，随着致动器水平移动。

Description

自动插件设备

技术领域

本发明有关于一种插件设备，特别是有关于一种电子零件的引脚位置辨识的自动插件设备。

背景技术

传统中印刷电路板组装(Printed Wiring Board Assembly；PWBA)的插件制程，受到插件零件的形状、尺寸、重量、引脚数目、插入位置和插入精度等参数的影响，常常必须透过人力才能将零件引脚插入印刷电路板的通孔中，完成插件制程。

如此一来，除了耗费人力外，人力组立产生的错插、插反和漏件等问题会随之而来。所以，开发出自动化插件技术取代人力一直是业界发展重要课题。

零件引脚位置的辨识技术一直是自动化插件技术发展的重点，目前常见的做法是透过影像辨识方式，先针对零件引脚拍照，取得影像，再分析影像求出引脚的位置，引脚的影像质量对位置辨识的正确度影响很大。如何取得好的引脚影像减少干扰，提升引脚的辨识正确度，为零件引脚位置辨识技术发展的主要课题。

为了达到较佳的引脚影像，目前常用的方式为影像捕获设备搭配光栅的使用，光栅固定于光源的上方，然后将零件移动至光源位置，并向下移动以使零件的引脚穿过光栅，进而利用光源照射零件的引脚，以提高引脚辨识的正确度。

然而，这样的自动化插件技术，零件的引脚必须向下移动，以接近光源，且移动零件的引脚接近光源时，还必须将零件的引脚准确地穿过光栅，并同时移动到合适的高度，才能提升引脚的辨识正确度；是以，为了进行前述电子零件引脚的影像撷取及辨识，往往也造成了制程上的瓶颈，降低了自动插件设备的电子零件的插件效率。

发明内容

发明内容旨在提供本揭示内容的简化摘要，以使阅读者对本揭示内容具备基本的理解。此发明内容并非本揭示内容的完整概述，且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键元件或界定本发明的范围。

本发明内容之一目的是在提供一种自动插件设备，可以有效地提升零件的引脚辨识正确度以及辨识效率。

为达上述目的，本发明内容之一技术态样系关于一种自动插件设备，以用来夹持一电子零件，电子零件具有一零件本体以及多个引脚，并进行多个引脚位置的辨识。自动插件设备包含有一致动器、一夹持装置以及一光遮蔽装置。夹持装置连接于致动器，用以夹持一电子零件，而光遮蔽装置设置在夹持装置下方，主要遮蔽电子零件的零件本体及自零件本体一端延伸出的多个引脚的一部份高度，而其余部份的引脚则露出于光遮蔽装置外，且光遮蔽装置以及夹持装置，随着致动器水平移动。

自动插件设备更包含有一光源装置，具有一上表面以及多个照明元件，其中照明元件的光线至少部分超过上表面，以照射露出于光遮蔽装置外的引脚，当夹持装置藉由致动器的致动杆垂直伸缩夹持电子零件，并容置于光遮蔽装置之后，一并水平移动至光源装置的上方。

此外，自动插件设备更包含有一影像捕获设备，安装于光源装置的下方，以在电子零件被水平移动至光源装置的上方且电子零件高于光源装置的上表面时，拍摄电子零件的引脚照片。

在一些实施例中，光源装置的照明元件环形设置于光源装置的上表面的下方。

在一些实施例中，光源装置的照明元件平行设置于光源装置的上表面的下方。

在一些实施例中，光遮蔽装置包含有一第一光遮蔽组件与一第二光遮蔽组件，第一光遮蔽组件与第二光遮蔽组件平行设置于夹持装置的两侧。

在一些实施例中，光遮蔽装置包含有一环形光遮蔽组件，围绕夹持装置。

在一些实施例中，环形光遮蔽组件包含有一多角形光遮蔽组件。

在一些实施例中，自动插件设备更包含有一水平移动装置，连接于致动器，以水平移动致动器、光遮蔽装置、夹持装置以及电子零件。

在一些实施例中，夹持装置包含有一夹爪或一吸嘴。

在一些实施例中，光遮蔽装置的内径大于电子零件的最大尺寸的30％。

因此，所述的自动插件设备，将光遮蔽装置设置在夹持装置的位置并固定于夹持装置上，当进行电子零件引脚拍摄时，仅需移动至影像捕获设备相机的上方，即可完成拍照，有效地改善拍照的效率与质量，因此，大幅提高自动插件设备的效率与质量。

附图说明

为让本揭露的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1是依照本发明一实施例所绘示的一种自动插件设备的示意图。

图2是依照本发明一实施例所绘示的一种自动插件设备的局部放大示意图。

图3是依照本发明一实施例所绘示的一种自动插件设备的局部放大示意图，以说明光线照射电子零件的引脚的示意图。

图4是依照本发明一实施例所绘示的一种自动插件设备的局部放大示意图，以说明自动插件设备的夹持装置夹持一电子零件的示意图。

图5是依照本发明一实施例所绘示的一种自动插件设备的局部放大示意图，以说明自动插件设备的夹持装置夹持电子零件，以进行引脚辨识时的电子零件与光遮蔽装置的位置示意图。

图6是依照本发明一实施例所绘示的一种自动插件设备的光遮蔽装置的结构示意图。

图7是依照本发明另一实施例所绘示的一种自动插件设备的光遮蔽装置的结构示意图。

其中附图标记为：

100:自动插件设备

110:致动器

112:致动杆

114:外壳

120:夹持装置

130:光遮蔽装置

132:遮光墙

140:电子零件

142:引脚

144:零件本体

200:光源装置

210:照明元件

220:上表面

230:非水平光线

240:非水平光线

250:开口

260:水平光线

300:影像捕获设备

400:水平移动装置

500:基座

510:基座表面

610:零件尺寸

620:内径

710:光遮蔽装置

720:光源装置

722:第一光线产生器

723:第一照明元件

724:第二光线产生器

725:第二照明元件

具体实施方式

下文系举实施例配合所附图式进行详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本揭露所涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由组件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本揭露所涵盖的范围。另外，图式仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同组件或相似组件将以相同的符号标示来说明。

另外，在全篇说明书与申请专利范围所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本揭露的描述上额外的引导。

于实施方式与申请专利范围中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则『一』与『该』可泛指单一个或多个。而步骤中所使用的编号仅系用来标示步骤以便于说明，而非用来限制前后顺序及实施方式。

其次，在本文中所使用的用词『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

参阅图1至图7，图1系依照本发明一实施例所绘示的一种自动插件设备的示意图，图2是自动插件设备的局部放大示意图。图3是绘示自动插件设备的局部放大示意图，以示意说明光线照射电子零件的引脚的情况。图4是绘示自动插件设备的局部放大示意图，以说明自动插件设备的夹持装置夹持一电子零件的示意图。图5是绘示自动插件设备的局部放大示意图，以说明自动插件设备的夹持装置夹持电子零件，以进行引脚辨识时的电子零件与光遮蔽装置的位置示意图。图6是绘示自动插件设备的一光遮蔽装置的结构示意图。图7是绘示自动插件设备的另一光遮蔽装置的结构示意图。

首先参阅图1至图3，如图中所示，自动插件设备100包含有一致动器110、一夹持装置120以及一光遮蔽装置130。

夹持装置120连接于致动器110的致动杆112，以垂直伸缩并用来夹持一电子零件140。此外，光遮蔽装置130则系连接于致动器110的外壳114，以遮蔽部分的电子零件140。

自动插件设备100还包含有一水平移动装置400、一基座500、一光源装置200以及一影像捕获设备300。水平移动装置400固定于基座500的基座表面510，用以水平移动致动器110、光遮蔽装置130、夹持装置120以及被夹持的电子零件140。光源装置200则设置于基座500的基座表面510，以非水平光线照亮电子零件140的部分结构，例如是电子零件140的引脚142，且利用光遮蔽装置130遮蔽电子零件140的零件本体144。而影像捕获设备300则安装于光源装置200的下方，以由开口250拍摄电子零件140的引脚142的影像，进而正确地辨识引脚142的位置。此外，光遮蔽装置130亦可直接连接于水平移动装置400，以随着水平移动装置400水平移动。

值得注意的是，光源装置200设置有一上表面220以及多个照明元件210。同时参阅图3，照明元件210的非水平光线230、240均超过上表面220，以用来照亮电子零件140的引脚142。此外，照明元件210的水平光线260，则不会超过上表面220。在一些实施例中，照明元件210的非水平光线230会被光遮蔽装置130的遮光墙132所阻挡，而非水平光线240则会直接照射至电子零件140的引脚142，因此，电子零件140的引脚142会被清楚照亮，然而，电子零件140的其他部分，例如是零件本体144等，无需被辨识的部分，则退缩于光遮蔽装置130之中，仅将引脚142露出于光遮蔽装置130，故可以利用光遮蔽装置130的遮光墙132将光线加以阻挡，有效地避免非引脚部分被照亮，进而有效地降低电子零件140的其他部分干扰辨识的正确性。在一些实施例中，引脚142至少部分露出于光遮蔽装置130，例如是露出长度约至少20％以上的引脚尺寸，而非水平光线240则会照射至电子零件140的引脚142的露出的部分。

更值得注意的是，由于自动插件设备100的光遮蔽装置130系连接于致动器110的外壳114或水平移动装置400，以遮蔽部分的电子零件140。此外，光遮蔽装置130以及夹持装置120，均随着致动器110，利用水平移动装置400，以进行水平移动。

当进行引脚142的影像撷取以及脚位辨识时，电子零件140仅需被水平移动至光源装置200的上方且电子零件140高于光源装置200的上表面220，即可拍摄电子零件140的引脚142的照片，电子零件140无需被移动至光源装置200上方后，再向下移动，才进行拍照。因此，自动插件设备100可以实现电子零件140的引脚142的飞拍成像，无需在光源装置200的上方调整与影像捕获设备300的距离，有效地解决目前电子零件140的引脚142拍照效率不佳的问题。

在一些实施例中，夹持装置120包含有一夹爪或一吸嘴，以用来夹持电子零件140。

参阅图4，如图中所示，当进行电子零件140夹取时光遮蔽装置130可以相对于夹持装置120移动，以使夹持装置120外露于光遮蔽装置130，以方便进行电子零件140的夹取。

进一步参阅图5，如图中所示，当已完成电子零件140夹取后，光遮蔽装置130可以进一步相对于夹持装置120移动，以使部分的电子零件140外露于光遮蔽装置130，例如是引脚142外露于光遮蔽装置130，而此同时，致动器110、夹持装置120、光遮蔽装置130以及电子零件140将同时由水平移动装置400，移动至光源装置200的上方，且同时进行拍照，而无需进一步调整高度，有效地加快了电子零件140的引脚142拍照以及辨识的效率。

在一些实施中，多个致动器110、夹持装置120以及光遮蔽装置130可安装于水平移动装置400，以同时进行多个电子零件140的夹持与拍照，其均不脱离本发明的精神与保护范围。

参阅图3以及图6，光源装置200的照明元件210环形设置于光源装置200的上表面220的下方。其中，光遮蔽装置130系一环形光遮蔽组件，其围绕于夹持装置120的周围。在一些实施例中，光遮蔽装置130系三角形、四角形、五角形等多角形的光遮蔽组件，或者一圆形、半圆形或椭圆形的光遮蔽组件，其均不脱离本发明的精神与保护范围。

在一些实施例中，光遮蔽装置130的内径620大于电子零件尺寸610。较佳地，光遮蔽装置130的内径620大于电子零件140的最大尺寸的30％，例如是图6中所示电子零件140的最大尺寸，其位于斜角的位置，亦即图6中零件尺寸610所标示的位置，以容纳遮蔽更多不同尺寸的电子零件140，进而达到有效的光源遮蔽该些电子零件140的零件本体144。

参阅图7，以说明光源装置的另一实施例，光源装置720包含有一第一光线产生器722以及一第二光线产生器724，而第一光线产生器722上设置有多个第一照明元件723，第二光线产生器724上设置有多个第二照明元件725。第一照明元件723以及第二照明元件725平行设置，且亦如图3的配置方式，第一照明元件723以及第二照明元件725亦均位于光源装置的上表面的下方。在一些实施例中，所述的照明元件可以是一发光二极管等各种发光组件，其均不脱离本发明的精神与保护范围。

而光遮蔽装置710则是一环形的光遮蔽装置，其可以是一四边形的光遮蔽装置、多边形的光遮蔽装置一圆形光遮蔽装置或一椭圆形的光遮蔽装置，其均不脱离本发明的精神与保护范围。在一些实施例中，光源装置以及光遮蔽装置可以依据实际电子零件的外观形状进行改变，其亦不脱离本发明的精神与保护范围。

综上所述，自动插件设备的光遮蔽装置可移动地固定于夹持装置上，并与夹持装置一起移动。当进行电子零件引脚拍摄时，仅需将电子零件移动至影像捕获设备相机的上方，即可进行拍照，不再需要再将电子零件引脚伸入固定于光源上的光栅内，因此可简化拍照的动作，不再需要频繁的进行加速、减速和定位的动作，解决拍照动作破碎化的问题，可大幅提高系统的整体效率。

此外，光遮蔽装置围绕夹持装置，使夹持装置位于光遮蔽装置内侧，且夹持装置与光遮蔽装置保持固定的相对位置关系，光遮蔽装置的尺寸与外观形状，可以根据电子零件的尺寸变化而更换，如此更可以快速定位，以维持光遮蔽装置与电子零件所需的相对位置关系。当进行电子零件引脚拍照时，不需先将电子零件移至光源装置，再将电子零件的引脚伸入光源中，再调整引脚的高度，才能使引脚正确地位于光源装置照射区。本发明所揭露的自动插件设备可于同一高度平面上完成电子零件引脚的拍照，实现电子零件的引脚的飞拍成像功能，有效地解决目前电子零件引脚拍照效率不佳问题，更能有效地提升电子零件引脚辨识的正确性。

虽然本揭露已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭露，任何本领域具通常知识者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭露的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (9)

1.一种自动插件设备，以用来夹持一电子零件，该电子零件具有一零件本体以及多个引脚，并进行该多个引脚位置的辨识，该自动插件设备包含：

一致动器，具有一可垂直伸缩的致动杆；

一夹持装置，连接于该致动器的该致动杆，以夹持该电子零件；

一光遮蔽装置，设置在该夹持装置下方，遮蔽该电子零件的该零件本体及自该零件本体一端延伸出的该些多个引脚的一部份高度，而其余部份的该些多个引脚则露出于该光遮蔽装置外；以及

一光源装置，具有一上表面以及多个照明元件，其中该些照明元件的光线包含水平光线与非水平光线，该非水平光线穿越该上表面，以照射露出于该光遮蔽装置外的该些多个引脚，

其中，当该夹持装置藉由该致动器的该致动杆垂直伸缩夹持该电子零件，并容置于该光遮蔽装置之后，一并水平移动至该光源装置的上方。

2.如权利要求1所述的自动插件设备，其特征在于，更包含：

一影像捕获设备，安装于该光源装置的下方，以在该电子零件被水平移动至该光源装置的上方且该电子零件高于该光源装置的该上表面时，拍摄该电子零件的该些多个引脚的照片。

3.如权利要求1所述的自动插件设备，其中该光源装置的该些照明元件环形设置于该光源装置的该上表面的下方。

4.如权利要求1所述的自动插件设备，其中该光源装置的该些照明元件平行设置于该光源装置的该上表面的下方。

5.如权利要求1所述的自动插件设备，其中该光遮蔽装置包含一环形光遮蔽组件，围绕于该夹持装置。

6.如权利要求5所述的自动插件设备，其中该环形光遮蔽组件包含一多角形光遮蔽组件。

7.如权利要求1所述的自动插件设备，更包含一水平移动装置，连接于该致动器，以水平移动该致动器、该光遮蔽装置、该夹持装置以及该电子零件。

8.如权利要求1所述的自动插件设备，其中该夹持装置包含一夹爪或一吸嘴。

9.如权利要求1所述的自动插件设备，其中该光遮蔽装置的内径大于该电子零件的最大尺寸的30%。