TW201317076A - 自動化加工系統之輔助工作裝置 - Google Patents

Abstract

本發明一種自動化加工系統之輔助工作裝置，係銜接於一自動化生產線之複數個工作站其中相鄰之一上游工作站與一下游工作站之間。該輔助工作裝置至少包括有：一第一進取機台、以及一延伸作業機台。該第一進取機台可逐一接受來自該上游工作站之一被加工物件，並將被加工物件逐一傳送至延伸作業機台。該延伸作業機台係將該些被加工物件依序傳送於一可作業區域，以供施以除複數個工作站之外的額外加工作業。之後，該些被加工物件逐一被送回第一進取機台，並逐一被取至下游工作站進行下一個加工作業。

Description

自動化加工系統之輔助工作裝置

本發明是關於一種自動化加工系統之輔助工作裝置，尤指一種利用一輔助工作裝置，進而插入並銜接原本自動化生產線某段工作流程之中，進一步達到改善原本自動化生線產製程之目的。

目前所熟知之一般自動化生產廠房皆會運用全自動化或半自動化的機械生產設備，利用電腦自動控制安排最適合的製程，以提高產品的製造產能與效率，同時減少人力的支出更能降低不良率的發生。而製程型態通常依機器設備使用時間的長短及其重覆性可分為連續性生產與間歇性生產，也可以依照顧客訂貨方式，其製程型態可分為存貨生產與訂貨生產，當然亦可依生產數量大小，製程型態可分為批量生產、零工生產、專業生產、以及客製化生產。

依照不同產業形態所需之製程以評估最佳的生產模式，並套入自動化設備配合電腦輔助製造，進一步以機械化電腦數值控制才能達到企業最佳的生產收益。而生產自動化通常可分為三種型態：1.固定自動化，採用高成本、專業化的機器設備，用來執行一連串固定的生產作業；2.可程式自動化，使用由電腦程式所控制的一般用途、高成本的機器設備從事生產；3.彈性自動化，介於固定自動化與可程式自動化之間，其機器設備可彈性地遂行生產作業。

請參閱圖一所示，圖一為習用自動化生產線示意圖。一般習知的自動化生產線1均會依照不同的產品製造需求擬定不同的製造工序以及不同的工作站的配置，如圖一所示，舉例來說，欲製造之被加工物件係大致可分成5項加工作業程序，而不同內容的加工作業程序也就各別分派於該自動化生產線1上所分佈之複數個不同的工作站11～15上，例如但不侷限於：將所生產之被加工物件9施以沖壓切割、沖壓折板、沖壓穿孔、鉚釘插件、沖壓鉚接、焊接、裝配、測試、清潔、包裝...等等製造產品所需不同的工序規劃出不同工作內容的工作站11～15，透過自動化輸送帶或是機械手臂10搭配人員的控制且依照各別工作站11～15順序進行該被加工物件9之半成品的組裝輸送傳遞，並以上、下游的流程形態方式進行該被加工物件9之半成品的一貫化流程作業之組裝或加工製程。一般來說，於任兩相鄰之工作站11～15之間，幾乎都會有一中間站7的設置，使得經由上游工作站加工作業後的被加工物件9，可以先暫時置放在中間站7上，之後再由自動化輸送帶或是機械手臂10把位於中間站7上的被加工物件9再送至下游工作站進行後續之加工作業。

但是，日後面臨欲改善原自動化生產線1上所生產製造產品之某段製程，或是於產品進行部分改款時於原自動化生產線1所必須增設之額外製程，必定要重新設定工作站之作業時間與作業方式內容以及調整設備間的工作距離，或是以調配人力的方式於另一場所另闢一小段改善或改款之製程以因應該產品所需，都是十分複雜不便且花費適應的時間與人力成本也較大，並不適合彈性生產條件所需。因此，本發明之自動化加工系統之輔助工作裝置，可於原生產線之製程中加入該輔助工作裝置，無須大幅更動原生產線上之工作站，可彈性的依照欲改善或增設的產品工序插入於原生產線上之工作站間，以最小成本達到改善生產線作業流程之最大目的。

本發明之主要目的是在於提供一種自動化加工系統之輔助工作裝置，係藉由增設額外的一輔助工作裝置，可直接取代原有之任一中間站，插入並連結原本自動化生產線某段工作流程之中，進而在原加工作業程序中新增一額外的加工作業，進一步在不需重新規劃自動化加工系統之整條生產線的前提下便能達到改變製程之目的。

為達上述之目的，本發明一種自動化加工系統之輔助工作裝置，係設置並銜接於一自動化生產線之複數個工作站其中相鄰之一上游工作站與一下游工作站之間，其包括有：一第一進取機台、一第二進取機台、以及一延伸作業機台。該第一進取機台包括：一第一升降機組、以及一第一傳送機組。該第二進取機台包括：一第二升降機組、以及一第二傳送機組。該延伸作業機台係連接於該第一與第二進取機台之間，其包括：一第三傳送機組、以及一第四傳送機組。

該第一進取機台係位於該上游工作站與該下游工作站之間，且該第一傳送機組將該上游工作站所輸出之一被加工物件透過該第一升降機組並藉由該第一傳送機組逐一輸送至該延伸作業機台之第三傳送機組上，並藉由第二進取機台上之該第二傳送機組透過該第二升降機組逐一將該被加工物件送至該延伸作業機台之第四傳送機組上，進而將該被加工物件輸送至該第一傳送機組上，以提供該下游工作站執行下一工作站之作業流程。

為了能更清楚地描述本發明所提出之自動化加工系統之輔助工作裝置，以下將配合圖式詳細說明之。

請參閱圖二、圖三所示，圖二為本發明自動化加工系統之輔助工作裝置與自動化生產線結合之示意圖。圖三為本發明自動化加工系統之輔助工作裝置之示意圖。該自動化生產線1包括有複數個工作站11~15、複數個中間站7分別位於任兩相鄰之該工作站11~15之間、以及一自動輸送裝置(例如輸送帶或是機械手臂10)用以將複數個被加工物件9由左向右依序逐一傳送於各個該工作站11~15與該中間站7之間，以便使該複數個工作站11~15可以依序對每一該被加工物件9依序進行所需的加工作業。而該中間站7通常當作暫存區用以暫時性地放置一來自上游工作站的被加工物件9，並由自動輸送裝置自該中間站7把置於其上的被加工物件9取送至下游工作站。

本發明之自動化加工系統之輔助工作裝置2，主要是設計用來直接取代原本銜接於兩工作站之間的某一中間站7的位置，而設置並銜接於該自動化生產線1中的某兩相鄰之工作站13、14之間。如圖二所示，於本發明實施例中，該輔助工作裝置2係設置於該自動化生產線1其中之一上游工作站13與一下游工作站14之間並取代位於居中之該中間站7，且透過該輔助工作裝置2以在原本的生產線中新增一額外的加工作業程序，藉以提高該自動化生產線1流程所製造之被加工物件9效率、以及變更製程的彈性。

該輔助工作裝置2係包括有：一第一進取機台21、一第二進取機台22、一延伸作業機台23、以及一翻轉裝置24。

該第一進取機台21可直接用來取代其中之一該中間站7的位置，使該第一進取機台21位於該自動化生產線1之一上游工作站13與一下游工作站14之間，用以逐一接受由該自動輸送裝置(例如輸送帶或是機械手臂10)所輸送且來自該上游工作站13之該被加工物件9。該延伸作業機台23是連接於該第一進取機台21。該第一進取機台21可將來自該上游工作站13之該被加工物件9逐一傳送至該延伸作業機台23。該延伸作業機台23係將該些被加工物件9依序傳送於一可作業區域(也就是第四傳送機組232所在的位置與區域)中，該可作業區域可容納複數個該被加工物件9，以供施以除複數個工作站11~15之外的一額外加工作業(例如但不侷限於：以人工放置鉚釘的作業等等)；之後，經該額外加工作業後之該些被加工物件9逐一被該延伸作業機台23送回該第一進取機台21，並逐一被該自動輸送裝置取送至該下游工作站14進行下一個加工作業，進而可彈性化地在該自動化生產線1原有之工作站11~15以外再新增一額外加工作業程序，完全不需變更原有的生產線規劃。

於本發明之一實施例中，該第一進取機台21包括有：一第一升降機組211、以及一第一傳送機組212。該第二進取機台22包括：一第二升降機組221、以及一第二傳送機組222。該延伸作業機台23係連接於該第一進取機台21與該第二進取機台22之間，其包括：一第三傳送機組231、以及一第四傳送機組232；其中，該延伸作業機台23之該第三傳送機組231以及該第四傳送機組232至少可分別容納一組(以複數組為佳)被加工物件9以上之空間以進行輸送動作，且該第三傳送機組231與第四傳送機組232係以不同高度位差並重疊的方式設置於該延伸作業機台23之上。

該第一升降機組211以及該第二升降機組221係分別設置於該第一進取機台21以及該第二進取機台22之內，且分別帶動該第一傳送機組212以及第二傳送機組222進行位移，進一步分別與該延伸作業機台23之該第三傳送機組231以及該第四傳送機組232進行交錯銜接，使得該第一、第二、第三、以及第四傳送機組212、222、231、232之輸送過程大致銜接呈一循環狀態。該第一升降機組211以及該第二升降機組221係可以是氣壓缸、油壓缸、升降螺桿、鍊條、馬達、皮帶、或齒排其中之一。

於該第一、第二、第三、以及第四傳送機組212、222、231、232係可分別設有一第一、第二、第三、以及第四驅動元件2121、2221、2311、2321，並且分別驅動該第一、第二、第三、以及第四傳送機組212、222、231、232進行運轉。該第一、第二、第三、以及第四驅動元件2121、2221、2311、2321係可以是驅動馬達、驅動引擎、齒輪組、螺桿、鍊條、或皮帶組傳動其中之一。該第一、第二、第三、以及第四傳送機組212、222、231、232係可以是滾輪式輸送機、帶式輸送機、網式輸送機、以及鏈式輸送機其中之一。

本發明自動化加工系統之輔助工作裝置2之該第一進取機台21依照產品製程所需增設於原自動化生產線1之該上游工作站13與該下游工作站14之間，使該上游工作站13完成作業之該被加工物件9半成品透過輸送帶或機械手臂10的方式移置於該第一進取機台21之該第一傳送機組212上，進一步令該第一傳送機組212將該上游工作站13所輸出之該被加工物件9透過該第一升降機211組逐一輸送至該延伸作業機台23之第三傳送機組231上，並藉由第二進取機台22上之該第二傳送機組222透過該第二升降機221組逐一將該被加工物件9送至該延伸作業機台23之第四傳送機組232上，進而將該被加工物件9輸送至該第一進取機台21之第一傳送機組212上，以提供該下游工作站14執行下一步驟所進行之作業流程。

進一步說，當進行加工作業時，首先該第一進取機台21之該第一傳送機組212透過該第一升降機組211與該延伸作業機台23之該第四傳送機組232位於同一水平輸送線上，可供輸送帶或機械手臂10將被加工物件9半成品放置於第一傳送機組212上。接著，第一升降機組211帶動該第一傳送機組212向下移動至與該第三傳送機組231位於同一水平輸送線的位置，且同時該第二傳送機組222的位置也是位在與該第三傳送機組231位於同一水平輸送線的位置。接著，使第一傳送機組212、第二傳送機組222與第三傳送機組231三者同時運轉、並把該被加工物件9半成品向左推送到第三傳送機組231的右端上，在此同時，第三傳送機組231也會把最鄰近於第二傳送機組222(也就是位在第三傳送機組231最左端)的另一被加工物件9半成品推送到第二傳送機組222上。之後，該第二升降機組221帶動第二傳送機組222向上移動到與該第四傳送機組232位於同一水平輸送線的位置，且同時該第一升降機組211也帶動第一傳送機組212上移到與該第四傳送機組232位於同一水平輸送線的位置。然後，使第一傳送機組212、第二傳送機組222與第四傳送機組232三者同時向右傳輸運轉、並把位於第二傳送機組222上之被加工物件9向右推送到第四傳送機組232的左端上，同時，第四傳送機組232也會把最鄰近於第一傳送機組212(也就是位在第四傳送機組232最右端)的又另一被加工物件9推送到第一傳送機組212上。最後，輸送帶或機械手臂10將位於第一傳送機組212上之被加工物件9取離並放到下一個工作站上、同時又自上一個工作站取一新被加工物件9半成品置放於該第一傳送機組212上，而可重新前述之整個輸送循環。

於本發明實施例中，該翻轉裝置24係設置於該延伸作業機台23之上，使該第三傳送機組231上所輸送之該被加工物件9輸送至該第二進取機台22之該第二傳送機組222上時呈現180度之翻轉狀態。也就是說，可藉由該翻轉裝置24使該工作站13所輸出之該被加工物件9輸送至該工作站14前得以呈現180度的翻面，以利於該被加工物件9另一面之組裝作業，而由於該翻轉裝置24係為一般習知自動化作業技術，通常以吸盤、電磁、或機械手臂夾持將該被加工物件9於該延伸作業機台23上進行180度翻面反置，由於將被加工物件9翻面之方法係為習知技術，故在此不再詳加贅述。此外，為避免該輔助工作裝置2於輸送中所產生震動影響該被加工物件9輸送的流暢，並於該第一進取機台21、第二進取機台22、以及延伸作業機台23下方處係分別設有複數個可調式避震腳座25，以減少該輔助工作裝置2於輸送作業時所產生之震動。

於本發明自動化加工系統之輔助工作裝置2的其中之一實施例中，該自動化生產線1上所承載輸送之該被加工物件9係為複數個液晶顯示器面板之背板，而該輔助工作裝置2係主要用以提供該液晶顯示器面板之背板進行上鉚釘之作業流程，例如但不侷限於：於該延伸作業機台23之該第三傳送機組231以及該第四傳送機組232之輸送過程中由人工進行該液晶顯示器面板之背板之鉚釘放置的作業。由於鉚釘數量較多故必需花費較多時間進行組裝螺配，因此，為了避免上游之該工作站13輸送該被加工物件9至下游之該工作站14時因鉚釘組裝作業所令該工作站14產生較長之空窗待料時間，可透過該輔助工作裝置2藉以提供液晶顯示器面板之背板鉚釘放置作業較充裕的緩衝時間，以改善習知技術常需由工人將整批被加工物件9半成品由該自動化生產線1中取出推送到另一場所裝配鉚釘後再推回該自動化生產線1繼續執行下一個加工作業的缺點。

綜上所述，本發明一種自動化加工系統之輔助工作裝置2，係設置並銜接於一自動化生產線1之兩工作站間，其包括有：一第一進取機台21、一第二進取機台22、以及一延伸作業機台23。該第一進取機台21包括：一第一升降機組211、以及一第一傳送機組212。該第二進取機台22包括：一第二升降機組221、以及一第二傳送機組222。該延伸作業機台23係連接於該第一進取機台21與第二進取機台22之間，其包括：一第三傳送機組231、以及一第四傳送機組232。

該第一進取機台21係設置於該自動化生產線1其中之一上游工作站與一下游工作站之間(例如：工作站13與工作站14之間)，且該第一傳送機組212將該上游工作站所輸出之該被加工物件9透過該第一升降機211並藉由該第一傳送機組212逐一輸送至該延伸作業機台23之該第三傳送機組231上，並藉由第二進取機台22上之該第二傳送機組222透過該第二升降機組221逐一將該被加工物件9送至該延伸作業機台23之該第四傳送機232組上，並於該延伸作業機台23之該第三傳送機組231以及該第四傳送機組232之輸送過程中進行預定之裝配作業，進而將完成裝配作業之該被加工物件9輸送至該第一傳送機組212上，以提供該下游工作站14執行下一工作站之作業流程。

唯以上所述之實施例不應用於限制本發明之可應用範圍，本發明之保護範圍應以本發明之申請專利範圍內容所界定技術精神及其均等變化所含括之範圍為主者。即大凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化及修飾，仍將不失本發明之要義所在，亦不脫離本發明之精神和範圍，故都應視為本發明的進一步實施狀況。

1．．．自動化生產線

11~15．．．工作站

2．．．輔助工作裝置

21．．．第一進取機台

211．．．第一升降機組

212．．．第一傳送機組

2121．．．第一驅動元件

22．．．第二進取機台

221．．．第二升降機組

222．．．第二傳送機組

2221．．．第二驅動元件

23．．．延伸作業機台

231．．．第三傳送機組

2311．．．第三驅動元件

232．．．第四傳送機組

2321．．．第四驅動元件

24．．．翻轉裝置

25．．．避震腳座

7．．．中間站

9．．．被加工物件

10．．．機械手臂

圖一係為習用自動化生產線示意圖。

圖二係為本發明自動化加工系統之輔助工作裝置與自動化生產線結合之示意圖。

圖三係為本發明自動化加工系統之輔助工作裝置之示意圖。

2．．．輔助工作裝置

21．．．第一進取機台

211．．．第一升降機組

212．．．第一傳送機組

2121．．．第一驅動元件

22．．．第二進取機台

221．．．第二升降機組

222．．．第二傳送機組

2221．．．第二驅動元件

23．．．延伸作業機台

231．．．第三傳送機組

2311．．．第三驅動元件

232．．．第四傳送機組

2321．．．第四驅動元件

24．．．翻轉裝置

25．．．避震腳座

9．．．被加工物件

Claims (10)

1. 一種自動化加工系統之輔助工作裝置，係設置並銜接於一自動化生產線之複數個工作站其中相鄰之一上游工作站與一下游工作站之間，該自動化生產線並包括有一自動輸送裝置用以將複數個被加工物件依序傳送於各工作站之間；該輔助工作裝置包括有：一第一進取機台，用以逐一接受來自該上游工作站之該被加工物件；以及一延伸作業機台，連接於該第一進取機台；該第一進取機台可將來自該上游工作站之該被加工物件逐一傳送至該延伸作業機台；該延伸作業機台係將該些被加工物件依序傳送於一可作業區域中，以供施以除複數個工作站之外的一額外加工作業；之後，經該額外加工作業後之該些被加工物件逐一被該延伸作業機台送回該第一進取機台，並逐一被該自動輸送裝置送至該下游工作站進行下一個加工作業。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自動化加工系統之輔助工作裝置；該輔助工作裝置更包括有一第二進取機台，並且：該第一進取機台包括有：一第一升降機組、以及一第一傳送機組；該第二進取機台包括有：一第二升降機組、以及一第二傳送機組；以及該延伸作業機台係連接於該第一進取機台與該第二進取機台之間，其包括：一第三傳送機組、以及一第四傳送機組；其中，該可作業區域係位於該第四傳送機組上；該第一進取機台係位於該上游工作站與該下游工作站之間，用於取代原設置於該上游工作站與該下游工作站之間的一中間站；並且，該第一傳送機組將該上游工作站經由該自動輸送裝置所輸出之該被加工物件透過該第一升降機組逐一輸送至該延伸作業機台之第三傳送機組上，並藉由第二進取機台上之該第二傳送機組透過該第二升降機組逐一將該被加工物件送至該延伸作業機台之該第四傳送機組上，經該額外加工作業後，進而再由該第四傳送機組將該被加工物件輸送回該第一進取機台之第一傳送機組上，以提供該自動輸送裝置將該額外加工作業後之該被加工物件自第一傳送機組取送至該下游工作站；此外，該可作業區域可容納複數個該被加工物件。
3. 如申請專利範圍第2項所述之自動化加工系統之輔助工作裝置，其中，當該第一進取機台之該第一傳送機組透過該第一升降機組與該延伸作業機台之該第四傳送機組位於同一水平輸送線上時，該第二進取機台之該第二傳送機組則同步透過該第二升降機組與該延伸作業機台之該第四傳送機組位於同一水平輸送線上；反之，當該第一傳送機組與該第三傳送機組位於同一水平輸送線上時，該第二傳送機組則與該第三傳送機組位於同一水平輸送線上。
4. 如申請專利範圍第2項所述之自動化加工系統之輔助工作裝置，係更包括有一翻轉裝置，且該翻轉裝置係設置於該延伸作業機台之該第三傳送機組上，使該第三傳送機組上所輸送之該被加工物件輸送至該第二進取機台之該第二傳送機組上時呈現180度之翻轉狀態。
5. 如申請專利範圍第2項所述之自動化加工系統之輔助工作裝置，其中：於該第一、第二、第三、以及第四傳送機組係可分別設有一第一、第二、第三、以及第四驅動元件，並且分別帶動該第一、第二、第三、以及第四傳送機組進行運轉；該第一、第二、第三、以及第四驅動元件係可以是驅動馬達、驅動引擎、齒輪組、螺桿、鍊條、或皮帶組傳動其中之一；該第一、第二、第三、以及第四傳送機組係可以是滾輪式輸送機、帶式輸送機、網式輸送機、以及鏈式輸送機其中之一；該第一升降機組以及該第二升降機組係可以是氣壓缸、油壓缸、升降螺桿、鍊條、馬達、皮帶、或齒排其中之一；於該第一進取機台、第二進取機台、以及延伸作業機台下方處係分別設有複數個可調式避震腳座，以減少作業時所產生之震動。
6. 如申請專利範圍第1項所述之自動化加工系統之輔助工作裝置，其中，該輔助工作裝置上所承載輸送之該被加工物件係為液晶顯示器面板之背板，且該額外加工作業係提供該液晶顯示器面板之背板進行鉚釘擺置的作業。
7. 一種自動化加工系統之輔助工作裝置，該自動化加工系統包括有複數個工作站、複數個中間站分別位於任兩相鄰之該工作站之間、以及一自動輸送裝置用以將複數個被加工物件依序逐一傳送於各個該工作站與該中間站之間，以便使該複數個工作站可以依序對每一該被加工物件依序進行加工作業；該輔助工作裝置包括有：一第一進取機台，用來取代其中之一該中間站的位置，使該第一進取機台位於該自動化生產線之一上游工作站與一下游工作站之間，用以逐一接受由該自動輸送裝置所輸送且來自該上游工作站之該被加工物件；以及一延伸作業機台，連接於該第一進取機台；該第一進取機台可將來自該上游工作站之該被加工物件逐一傳送至該延伸作業機台；該延伸作業機台係將該些被加工物件依序傳送於一可作業區域中，該可作業區域可容納複數個該被加工物件，以供施以除複數個工作站之外的一額外加工作業；之後，經該額外加工作業後之該些被加工物件逐一被該延伸作業機台送回該第一進取機台，並逐一被該自動輸送裝置送至該下游工作站進行下一個加工作業。
8. 如申請專利範圍第7項所述之自動化加工系統之輔助工作裝置；該輔助工作裝置更包括有一第二進取機台，並且：該第一進取機台包括有：一第一升降機組、以及一第一傳送機組；該第二進取機台包括有：一第二升降機組、以及一第二傳送機組；以及該延伸作業機台係連接於該第一進取機台與該第二進取機台之間，其包括：一第三傳送機組、以及一第四傳送機組；其中，該可作業區域係位於該第四傳送機組上；該第一進取機台係位於該上游工作站與該下游工作站之間，用於取代原設置於該上游工作站與該下游工作站之間的一中間站；並且，該第一傳送機組將該上游工作站經由該自動輸送裝置所輸出之該被加工物件透過該第一升降機組逐一輸送至該延伸作業機台之第三傳送機組上，並藉由第二進取機台上之該第二傳送機組透過該第二升降機組逐一將該被加工物件送至該延伸作業機台之該第四傳送機組上，經該額外加工作業後，進而再由該第四傳送機組將該被加工物件輸送回該第一進取機台之第一傳送機組上，以提供該自動輸送裝置將該額外加工作業後之該被加工物件自第一傳送機組取送至該下游工作站。
9. 如申請專利範圍第8項所述之自動化加工系統之輔助工作裝置，其中，當該第一進取機台之該第一傳送機組透過該第一升降機組與該延伸作業機台之該第四傳送機組位於同一水平輸送線上時，該第二進取機台之該第二傳送機組則同步透過該第二升降機組與該延伸作業機台之該第四傳送機組位於同一水平輸送線上；反之，當該第一傳送機組與該第三傳送機組位於同一水平輸送線上時，該第二傳送機組則與該第三傳送機組位於同一水平輸送線上。
10. 如申請專利範圍第8項所述之自動化加工系統之輔助工作裝置，係更包括有一翻轉裝置，且該翻轉裝置係設置於該延伸作業機台之該第三傳送機組上，使該第三傳送機組上所輸送之該被加工物件輸送至該第二進取機台之該第二傳送機組上時呈現180度之翻轉狀態。