TW201402265A - 影像對位沖型裝置及操控方法 - Google Patents

Abstract

本發明是一種影像對位沖型裝置及操控方法，其中該裝置包括有一基座、一對位平台、一水平驅動單元、一電性連接上述元件之控制器，該基座上設有一影像辨識單元及一沖切單元，且影像辨識單元位於沖切單元旁；該對位平台滑設於基座上，而該水平驅動單元係組設於基座，且水平驅動單元係控制對位平台相對基座水平面二維移動，另外水平驅動單元可對該對位平台一端為轉動中心，且水平驅動單元對該對位平台另一端為轉動側並弧形轉動；據此，控制器操控該水平驅動單元運作，以令對位平台先以影像辨識單元辨識對位平台上的料件定位標，並判別定位標偏移量回傳至控制器，而再經水平驅動單元相對修正對位平台偏移量並移動至沖切單元加工。

Description

影像對位沖型裝置及操控方法

本發明係提供一種影像對位沖型裝置，其不僅可減少料件加工前量測定位之誤差，於習知技術相比更有著加工效率佳，不佔據加工行程等特點，成為一種實用性極佳之發明。

由於產業競爭激烈，為提高競爭優勢，促使各行各業不段的提高本業之技術領域及精度標準，也直接帶動零組件加工精度的要求與提升。為了增加零組件的加工精度及加工效率，電腦數值控制加工機成為目前加工機具的主流，有效縮短加工時間及人為因素的加工誤差。

目前已有相關之技術，在料件加工前的定位技術有CCD或CMOS光學影像對位技術。如中華民國發明專利號第I331064習知技術有一種電腦數值控制加工機影像定位系統，其包含有： 一加工機，其包含有一刀具主軸以及一工作平台，工作平台可供放置一被加工件；一數位影像攝取單元，其係設於前述刀具主軸一側，該數位影像攝取單元能搜尋與辨識被加工件之輪廓特徵；一分度盤，其係設於工作平台上，該分度盤內具有圓分度元件的測量角度工具裝置；一資料處理單元，其具有記錄、運算、比對與儲存等功能，該資料處理單元連接有一顯示單元，且資料處理單元並與數位影像攝取單元與分度盤連接，並能將量測所得的誤差回饋補償於電腦數值控制加工機或分度盤。

然而，上述習知技術雖然可以避免人工定位量測的誤差、修正工作平台的誤差，但在工作平台上另外裝設分度盤，會有減少平台上方有效的加 工行程，加上其僅能提供單一料件之進行一次加工，面對大量生產的產業現況，習知技術有著加工效率不佳之缺陷。

是以，針對上述習知結構所存在之問題點，如何開發一種更具理想實用性之創新結構，實消費者所殷切企盼，亦係相關業者須努力研發突破之目標及方向。有鑑於此，發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。

本發明主要目的係提供一種影像對位沖型裝置，其結構設計不會減少有效加工行程，更能提供多款料件裝設於對位平台上後，其能逐一完成加工，而與習知技術相比之下具有較佳的加工效率，成為一種實用性極佳之發明。

為了達成上述之目的與功效，本發明「影像對位沖型裝置」，包括有一基座、一對位平台、一水平驅動單元、一電性連接上述元件之控制器，其中：該基座上設有一影像辨識單元及一沖切單元，且影像辨識單元位於沖切單元旁；該對位平台滑設於基座上，而該水平驅動單元係組設於基座，且水平驅動單元係控制對位平台相對基座水平面二維移動，另外水平驅動單元可對該對位平台一端為轉動中心，且水平驅動單元對該對位平台另一端為轉動側並弧形轉動； 據此，控制器操控該水平驅動單元運作，以令對位平台先以影像辨識單元辨識對位平台上的料件定位標，並判別定位標偏移量回傳至控制器，而再經水平驅動單元相對修正對位平台偏移量並移動至沖切單元加工。

本發明「影像對位沖型裝置」進一步包括有下列技術特徵：

1.該水平驅動單元包括一X軸驅動組及二Y軸驅動組皆滑設於基座上，Y軸驅動組分別組設於對位平台兩端，且X軸驅動組係連動該二Y軸驅動組。

2.該二Y軸驅動組之間連接組配一可同步心軸，且可同步心軸位於對位平台與基座之間，以令X軸驅動組可同時帶動對位平台同X軸方向位移。

3.其中一Y軸驅動組包括一傳動固定座、一傳動懸吊座、一滑動座，該傳動固定座滑設於基座上，而傳動懸吊座滑設於傳動固定座上，且該傳動懸吊座設有一預留槽，而該滑動座組設於預留槽內，該滑動座周壁與預留槽槽壁之間保有間隙，且該滑動座內樞設有一傳動固定軸，該傳動固定軸末端係與對位平台固設結合；另一Y軸驅動組包括一從動固定座、一從動懸吊座，該從動固定座滑設於該基座上，而從動懸吊座滑設於從動固定座上，且該從動懸吊座樞設有一從動固定軸，該從動固定軸末端與對位平台固設結合。

4.該基座設有一入料側線軌及一出料側線軌，且入料側線軌位於影像辨識單元一側，而出料側線軌位於沖切單元一側，該傳動固定座滑設於出料側線軌，而從動固定座滑設於入料側線軌。

5.該傳動固定座上設有一Y軸線軌，且傳動懸吊座滑設於傳動固定座 的Y軸線軌上，而該從動固定座上設有一Y軸線軌，且從動懸吊座滑設於從動固定座的Y軸線軌上。

6.該滑動座內組設有複數傳動軸承，而傳動固定軸係穿固於傳動軸承，該從動懸吊座內組設有複數從動軸承，而從動固定軸係穿固於從動軸承。

7.該對位平台上設有一吸盤板，以吸盤板真空吸附料件於對位平台上。

8.該基座對應沖切單元下方設有一支撐平台，且該支撐平台位於對位平台下方。

本發明是一種「影像對位沖型裝置之操控方法」，其包括下列步驟：取料：取待加工料件設置於基座上的對位平台之吸盤板上；影像對位辨識及修正：以水平驅動單元二維驅動對位平台至影像辨識單元，進行料件之定位標辨識，並與存取於控制器的料件座標值進行影像比對，進而獲取影像偏移量，控制器依照影像偏移量驅使水平驅動單元，且水平驅動單元以對位平台一端為轉動中心，而水平驅動單元以對位平台另一端為轉動側並弧形擺動達到修正，或水平驅動單元以對位平台同時由X軸與Y軸移動修正，或水平驅動單元單獨移動X軸或Y軸之修正；沖切：對位平台修正完畢偏移量後，水平驅動單元以X軸方向驅使對位平台至沖切單元沖切。

本發明「影像對位沖型裝置之操控方法」進一步包括有下列技術特徵：

1.其中該料件包括有複數沖切模，且料件上對應各沖切模設有至少一 定位標。

2.進一包括有模式選擇，模式選擇包括有詳細模式、全數模式及平均模式。

3.其中該詳細模式時，係先行辨識第一沖切模的定位標並與存取於控制器之座標值進行比對，進而獲取影像偏移量並傳輸至控制器，而修正對位平台移動後進行第一沖切模之沖切，以此循環令下一沖切模先行影像對位辨識及修正後再進行沖切，即每一沖切模進行該影像對位辨識及修正與該沖切，方能接續下一沖切模之加工。

4.其中全數模式時，係逐一辨識各沖切模的定位標，並與存取於控制器之座標值進行比對，取得各沖切模的影像偏移量後，移動對位平台對應第一沖切模之修正，再對第一沖切模沖切，以此循環對各沖切模先行修正對位平台位置再進行沖切。

5.其中平均模式時，係對第一沖切模及最後一沖切模進行影像對位辨識並以其平均值偏移量做修正後，逐一對各沖切模進行沖切。

有關本發明所採用之技術、手段及其功效，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明於後，相信本發明上述之目的、構造及特徵，當可由之得一深入而具體的瞭解。

以下係以較佳實施型態說明，且並非對本發明作任何形式上之限制，參閱第一至第四圖所示，其中，本發明影像對位沖型裝置，包括有一基座1、一對位平台2、一水平驅動單元3、一電性連接上述元件之控制器4， 其中：該基座1上設有一影像辨識單元11(Charge Coupled Device)及一沖切單元12，且影像辨識單元11位於沖切單元12旁；該對位平台2滑設於基座1上，而該水平驅動單元3係組設於基座1，且水平驅動單元3係控制對位平台2相對基座1水平面二維移動，另外水平驅動單元3可對該對位平台2一端為轉動中心，且水平驅動單元3對該對位平台2另一端為轉動側並弧形轉動，如圖式第八圖所示；據此，控制器4操控該水平驅動單元3運作，以令對位平台2先以影像辨識單元11辨識對位平台2上的料件W1定位標W2，並判別定位標W2偏移量回傳至控制器4，而再經水平驅動單元3相對修正對位平台2偏移量並移動至沖切單元12加工。

進一步詳細說明本發明影像對位沖型裝置，其各元件組成及之間的連動關係，並請參閱圖式第二圖至第七圖所示：

1.該水平驅動單元3包括一X軸驅動組31及二Y軸驅動組32、33皆滑設於基座1上，Y軸驅動組32、33分別組設於對位平台2兩端，且X軸驅動組31係連動該二Y軸驅動組32、33。其中該Y軸驅動組32包括一傳動固定座321、一傳動懸吊座322、一滑動座323，該傳動固定座321滑設於基座1上，而傳動懸吊座322滑設於傳動固定座321上，且該傳動懸吊座322設有一預留槽324，而該滑動座323組設於預留槽324內，該滑動座323周壁與預留槽324槽壁之間保有間隙325，且該滑動座323內樞設有一傳動固定軸326，該傳動固定軸326末端係與對位平台2固設結 合；另一Y軸驅動組33包括一從動固定座331、一從動懸吊座332，該從動固定座331滑設於該基座1上，而從動懸吊座332滑設於從動固定座331上，且該從動懸吊座332樞設有一從動固定軸333，該從動固定軸333末端與對位平台2固設結合。

2.該基座1設有一入料側線軌13及一出料側線軌14，且入料側線軌13位於影像辨識單元11一側，而出料側線軌14位於沖切單元12一側，該傳動固定座321滑設於出料側線軌14，而從動固定座331滑設於入料側線軌13。該傳動固定座321上設有一Y軸線軌327，且傳動懸吊座322滑設於傳動固定座321的Y軸線軌327上，而該從動固定座331上設有一Y軸線軌334，且從動懸吊座332滑設於從動固定座331的Y軸線軌334上。

3.該滑動座323內組設有複數傳動軸承328，而傳動固定軸326係穿固於傳動軸承328，該從動懸吊座332內組設有複數從動軸承335，而從動固定軸333係穿固於從動軸承335，上述該傳動軸承328與從動軸承335係採用圓錐滾子軸承為例。

4.該對位平台2上設有一吸盤板21，以吸盤板21真空吸附料件W1於對位平台2上。該基座1對應沖切單元12下方設有一支撐平台15，且該支撐平台15位於對位平台2下方。

5.該二Y軸驅動組32、33之間連接組配一可同步心軸34，且可同步心軸34位於對位平台2與基座1之間，以令X軸驅動組31可同時帶動對位平台2同X軸方向位移。

對於本發明「影像對位沖型裝置」，其作動流程於下列簡要說明：校驗流程：將料件W1設置於對位平台2的吸盤板21上，並真空吸附料件W1，由X軸驅動組31與Y軸驅動組32、33帶動對位平台2，將料件W1輸送至儲存於控制器4內的沖切位座標，由沖切單元12進行初始靶位沖切，沖切完成後，X軸驅動組31帶動對位平台2至影像辨識單元11下方進行辨識，並調整影像辨識單元11之影像靶位與初始靶位重疊，且調整的偏移量儲存於控制器4，作為此料件辨識基準值。

對位平台移動流程：對位平台2的移動是由X軸驅動組31帶動對位平台2沿出料側線軌14及入料側線軌13方向移動，而由Y軸驅動組32、33帶動對位平台2沿Y軸線軌327、334方向移動，並移動對位平台2使其吸附於吸盤板21上的料件W1，依照原始料件W1座標輸送至影像辨識單元11下方進行辨識；而當料件W1上預設的定位標W2與影像辨識單元11之影像靶位有角度偏移時，影像辨識單元11將偏移量回傳至控制器4，再由控制器4驅使X軸驅動組31移動對位平台2至沖切單元12下方沖切位座標，讓控制器4來驅使二Y軸驅動組32、33兩者作反向移動來修正，或是由一Y軸驅動組32移動另一Y軸驅動組33不動來修正，修正完畢後即進行沖切。

值得一提的是，本發明以二Y軸驅動組32、33兩者移動來修正(雙邊調整)，或是由一Y軸驅動組32移動另一Y軸驅動組33不動來修正(單邊調整)，單邊調整主要係對位平台2一端以傳動固定軸326相對從動固定軸333為軸心擺動，而對位平台2另一端以傳動固定軸326相對傳動懸吊座322為轉動側進行弧形擺動，達到偏移之角度修正，且傳動固定軸 326透過該滑動座323組設於傳動懸吊座322的預留槽324中，以及滑動座323外周側至預留槽324槽壁之間保有間隙325，使得對位平台2藉滑動座323於預留槽324內及間隙325下，可以弧形擺動進行角度偏移量之修正，具有修正角度偏移量迅速之功效。此外，於對位平台2上進行材料的定位點辨識係以X軸、Y軸同時斜向移動。

關於本發明「影像對位沖型裝置之操控方法」請見下列說明，並搭配圖式第十一圖及第三、四圖所示：取料S1：取待加工料件W1設置於基座1上的對位平台2之吸盤板21上；影像對位辨識及修正S2：以水平驅動單元3二維驅動對位平台2至影像辨識單元11，進行料件W1之定位標W2辨識，並與存取於控制器4的料件座標值進行影像比對，進而獲取影像偏移量，控制器4依照影像偏移量驅使水平驅動單元3，且水平驅動單元3以對位平台2一端為轉動中心，而水平驅動單元3以對位平台2另一端為轉動側並弧形擺動達到修正，或水平驅動單元3以對位平台2同時由X軸與Y軸移動修正，或水平驅動單元3單獨移動X軸或Y軸之修正；沖切S3：對位平台2修正完畢偏移量後，水平驅動單元3以X軸方向驅使對位平台2至沖切單元12沖切。

上述料件W1包括有複數沖切模W3，且料件W1上對應各沖切模W3設有至少一定位標W2，在圖式中係以兩個定位標W2分別對應於沖切模W3兩相對側處。

本發明「影像對位沖型裝置之操控方法」，進一步包括有模式選擇S101，其是針對料件W1上沖型模加工順序(影像對位辨識及修正S2、沖切S3)，於下列舉對料件W1進行三種模式說明，包括有詳細模式S102、全數模式S103及平均模式S104。

詳細模式S102：係先行辨識第一沖切模W3的定位標W2並與存取於控制器4之座標值進行比對，進而獲取影像偏移量並傳輸至控制器4，而修正對位平台2移動後進行第一沖切模W3之沖切S3，(再度回復到影像對位辨識及修正S2，進行下一沖切模W3之該影像對位辨識及修正S2、該沖切S3，以此循環加工)，如圖式第十二圖至第十五圖為例，以此循環令下一沖切模W3先行影像對位辨識及修正S2後再進行沖切S3，即每一沖切模W3進行該影像對位辨識及修正S2與該沖切S3，方能接續下一沖切模W3之加工。

全數模式S103：係逐一辨識對應各沖切模W3的定位標W2，並與存取於控制器4之座標值進行比對，取得各沖切模W3的影像偏移量後，移動對位平台2對應第一沖切模W3之修正，再對第一沖切模W3沖切S3，以此循環對各沖切模W3先行修正對位平台2位置再進行沖切S3。

平均模式S104：係對第一沖切模W3及最後一沖切模W3進行影像對位辨識及修正S2後，取其平均值做偏移量之修正，再逐一對各沖切模W3進行沖切S3加工。

由上所述者僅用以解釋本發明之較佳實施例，並非企圖具以對本發明作任何形式上之限制，是以，凡有在相同之創作精神下所做有關本發明 之任何修飾或變更者，皆仍應包括在本發明意圖保護之範疇內。

綜上所述，本發明「影像對位沖型裝置及操控方法」其實用性及成本效益上，確實是完全符合產業上發展所需，且所揭露之結構創作亦是具有前所未有的創新構造，所以其具有「新穎性」應無疑慮，又本發明可較習用之結構更具功效之增進，因此亦具有「進步性」，其完全符合我國專利法有關發明專利之申請要件的規定，乃依法提起專利申請，並敬請 鈞局早日審查，並給予肯定。

1‧‧‧基座

11‧‧‧影像辨識單元

12‧‧‧沖切單元

13‧‧‧入料側線軌

14‧‧‧出料側線軌

15‧‧‧支撐平台

2‧‧‧對位平台

21‧‧‧吸盤板

3‧‧‧水平驅動單元

31‧‧‧X軸驅動組

32‧‧‧Y軸驅動組

321‧‧‧傳動固定座

322‧‧‧傳動懸吊座

323‧‧‧滑動座

324‧‧‧預留槽

325‧‧‧間隙

326‧‧‧傳動固定軸

327‧‧‧Y軸線軌

328‧‧‧傳動軸承

33‧‧‧Y軸驅動組

331‧‧‧從動固定座

332‧‧‧從動懸吊座

333‧‧‧從動固定軸

334‧‧‧Y軸線軌

335‧‧‧從動軸承

34‧‧‧可同步心軸

4‧‧‧控制器

S1‧‧‧取料

S2‧‧‧影像對位辨識及修正

S3‧‧‧沖切

S101‧‧‧模式選擇

S102‧‧‧詳細模式

S103‧‧‧全數模式

S104‧‧‧平均模式

W1‧‧‧料件

W2‧‧‧定位標

W3‧‧‧沖切模

第一圖與第二圖係本發明影像對位沖型裝置示意圖。

第三圖係本發明進行影像辨識作動示意圖。

第四圖係本發明進行沖切作動示意圖。

第五圖係本發明影像對位沖型裝置側視示意圖。

第六圖係第五圖局部放大剖面示意圖。

第七圖係第五圖另一局部放大剖面示意圖。

第八至十圖係本發明進行影像辨識並修正對位平台角度示意圖。

第十一圖係本發明影像對位沖型裝置之操控方法流程圖。

第十二至十五圖係本發明進行詳細模式作動示意圖。

1‧‧‧基座

11‧‧‧影像辨識單元

12‧‧‧沖切單元

2‧‧‧對位平台

3‧‧‧水平驅動單元

31‧‧‧X軸驅動組

32‧‧‧Y軸驅動組

33‧‧‧Y軸驅動組

4‧‧‧控制器

Claims (15)

1. 一種影像對位沖型裝置，包括有一基座、一對位平台、一水平驅動單元、一電性連接上述元件之控制器，其中：該基座上設有一影像辨識單元及一沖切單元，且影像辨識單元位於沖切單元旁；該對位平台滑設於基座上，而該水平驅動單元係組設於基座，且水平驅動單元係控制對位平台相對基座水平面二維移動，另外水平驅動單元可對該對位平台一端為轉動中心，且水平驅動單元對該對位平台另一端為轉動側並弧形轉動；據此，控制器操控該水平驅動單元運作，以令對位平台先以影像辨識單元辨識對位平台上的料件定位標，並判別定位標偏移量回傳至控制器，而再經水平驅動單元相對修正對位平台偏移量並移動至沖切單元加工。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像對位沖型裝置，其中該水平驅動單元包括一X軸驅動組及二Y軸驅動組皆滑設於基座上，Y軸驅動組分別組設於對位平台兩端，且X軸驅動組係連動該二Y軸驅動組。
3. 如申請專利範圍第2項所述之影像對位沖型裝置，其中該二Y軸驅動組之間連接組配一可同步心軸，且可同步心軸位於對位平台與基座之間，以令X軸驅動組可同時帶動對位平台同X軸方向位移。
4. 如申請專利範圍第2項所述之影像對位沖型裝置，其中一Y軸驅動組包括一傳動固定座、一傳動懸吊座、一滑動座，該傳動固定座滑設於基座上，而傳動懸吊座滑設於傳動固定座上，且該傳動懸吊座設有一預留槽，而該滑動座組設於預留槽內，該滑動座周壁與預留槽槽壁之間保有間 隙，且該滑動座內樞設有一傳動固定軸，該傳動固定軸末端係與對位平台固設結合；另一Y軸驅動組包括一從動固定座、一從動懸吊座，該從動固定座滑設於該基座上，而從動懸吊座滑設於從動固定座上，且該從動懸吊座樞設有一從動固定軸，該從動固定軸末端與對位平台固設結合。
5. 如申請專利範圍第4項所述之影像對位沖型裝置，其中該基座設有一入料側線軌及一出料側線軌，且入料側線軌位於影像辨識單元一側，而出料側線軌位於沖切單元一側，該傳動固定座滑設於出料側線軌，而從動固定座滑設於入料側線軌。
6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述之影像對位沖型裝置，其中該傳動固定座上設有一Y軸線軌，且傳動懸吊座滑設於傳動固定座的Y軸線軌上，而該從動固定座上設有一Y軸線軌，且從動懸吊座滑設於從動固定座的Y軸線軌上。
7. 如申請專利範圍第4項所述之影像對位沖型裝置，其中該滑動座內組設有複數傳動軸承，而傳動固定軸係穿固於傳動軸承，該從動懸吊座內組設有複數從動軸承，而從動固定軸係穿固於從動軸承。
8. 如申請專利範圍第1項所述之影像對位沖型裝置，其中該對位平台上設有一吸盤板，以吸盤板真空吸附料件於對位平台上。
9. 如申請專利範圍第1項所述之影像對位沖型裝置，其中該基座對應沖切單元下方設有一支撐平台，且該支撐平台位於對位平台下方。
10. 一種影像對位沖型裝置之操控方法，其包括：取料：取待加工料件設置於基座上的對位平台之吸盤板上；影像對位辨識及修正：以水平驅動單元二維驅動對位平台至影像辨識 單元，進行料件之定位標辨識，並與存取於控制器的料件座標值進行影像比對，進而獲取影像偏移量，控制器依照影像偏移量驅使水平驅動單元，且水平驅動單元以對位平台一端為轉動中心，而水平驅動單元以對位平台另一端為轉動側並弧形擺動達到修正，或水平驅動單元以對位平台同時由X軸與Y軸移動修正，或水平驅動單元單獨移動X軸或Y軸之修正；沖切：對位平台修正完畢偏移量後，水平驅動單元以X軸方向驅使對位平台至沖切單元沖切。
11. 如申請專利範圍第10項所述之影像對位沖型裝置之操控方法，其中該料件包括有複數沖切模，且料件上對應各沖切模設有至少一定位標。
12. 如申請專利範圍第11項所述之影像對位沖型裝置之操控方法，進一包括有模式選擇，模式選擇包括有詳細模式、全數模式及平均模式。
13. 如申請專利範圍第12項所述之影像對位沖型裝置之操控方法，其中詳細模式時，係先行辨識第一沖切模的定位標並與存取於控制器之座標值進行比對，進而獲取影像偏移量並傳輸至控制器，而修正對位平台移動後進行第一沖切模之沖切，以此循環令下一沖切模先行影像對位辨識及修正後再進行沖切，即每一沖切模進行該影像對位辨識及修正與該沖切，方能接續下一沖切模之加工。
14. 如申請專利範圍第12項所述之影像對位沖型裝置之操控方法，其中全數模式時，係逐一辨識各沖切模的定位標，並與存取於控制器之座標值進行比對，取得各沖切模的影像偏移量後，移動對位平台對應第一沖切模之修正，再對第一沖切模沖切，以此循環對各沖切模先行修正對位平台位置再進行沖切。
15. 如申請專利範圍第12項所述之影像對位沖型裝置之操控方法，其中平均模式時，係對第一沖切模及最後一沖切模進行影像對位辨識並取其平均值做修正後，逐一對各沖切模進行沖切。