TW202023736A - 具有檢測功能的履帶組立機 - Google Patents

Abstract

一種具有檢測功能的履帶組立機，適用於將數踏板與數螺桿、數螺帽，及數夾固片組裝連接於兩條皮帶，該具有檢測功能的履帶組立機包含一機台單元、至少一取像單元及一控制單元。 該機台單元包括兩個供該等皮帶套設的轉輪組。每一螺桿沿一軸線穿設各自的踏板，每一螺帽鎖入各自的螺桿且使所對應的皮帶被夾置於各自的夾固片與所對應的踏板間。該至少一取像單元包括一取像模組，該取像模組用來輸出每一物件影像且具有面向其中一皮帶的內面且沿一與該軸線相夾一夾角的中心線延伸的一取像鏡頭。 該控制單元用來接收每一物件影像並產生一評估結果。

Description

具有檢測功能的履帶組立機

本發明是有關於一種組立運動器材的跑步履帶的履帶組立機，特別是指一種具有檢測功能的履帶組立機。

參閱圖1至圖3，現有的一種履帶組立機100包括一機座11、兩組可轉動地間隔設置於該機座11的滾輪組12、一位於該等滾輪組12間的定位工作站(圖未示)，及一排程在該定位工作站之後的鎖固工作站13。作業時，將兩條連續封閉迴圈的皮帶21分別套設於該等滾輪組12且順著一組裝迴圈(圖未示)間歇轉動，該定位工作站用來將一踏板22橫跨於該等皮帶21，並透過四支螺桿23兩兩一組分別穿入該踏板22的左、右兩側且穿過該等皮帶21，而獲得暫定位。接著，該踏板22隨著該等皮帶21轉動而移動至該鎖固工作站13時，會先將一墊片24套置該踏板22左側的該等螺桿23並疊置於其中一皮帶21，並將兩個螺帽25分別鎖入左側的這兩個該等螺桿23而將該踏板22的左側鎖固於該其中一皮帶21，再將另一墊片24套置該踏板22右側的該等螺桿23並疊置於另一皮帶21，並將另外兩個螺帽26分別鎖入右側的這兩個該等螺桿23而將該踏板22的右側鎖固於該另一皮帶21，以完成一個該踏板22的組裝，該履帶組立機透過重覆上述的組裝步驟，就能將數個該踏板22一一自動鎖固於該等皮帶21，而完成一跑步履帶2的自動化組立。

雖然，該履帶組立機100具有上述自動化組立的作用，但在組立後，需要依賴人工一一檢查數百個該螺帽25、26是否鎖固到位，或數百個該墊片24是否有漏裝之異常，既耗工又費時，且人工檢查還會有遺漏的問題，仍有改善空間。

因此，本發明的目的，即在提供一種自動化的具有檢測功能的履帶組立機。

於是，本發明具有檢測功能的履帶組立機，適用於將數踏板與數螺桿、數螺帽，及數夾固片組裝連接於兩條封閉迴圈的皮帶，包含一機台單元、至少一取像單元，及一控制單元。

該機台單元包括兩個相間隔且分別供該等皮帶套設的轉輪組、一用來帶動該等轉輪組間歇轉動的驅動件、一位於後端的第一工作站，及一與該第一工作站相間隔的第二工作站。該等轉輪組沿由該第一工作站朝該第二工作站的一組裝方向轉動，每一轉輪組具有數個間隔設置於該第一工作站與該第二工作站間的轉輪。該第一工作站用來將該等螺桿分別穿入該等踏板與該等皮帶而獲暫定位，每一螺桿沿一軸線穿設各自的踏板。該第二工作站將該等夾固片對應該等踏板安裝於該等皮帶，並透過將該等螺帽鎖入該等螺桿而使該等夾固片組合於該等踏板，每一螺帽鎖入各自的螺桿且使所對應的皮帶被夾置於各自的夾固片與所對應的踏板間，藉此，將該等踏板一一組裝於該等皮帶。

該至少一取像單元設置於該機台單元，且包括一沿該組裝方向設置於該第二工作站之後的取像模組，該取像模組具有面向其中一皮帶的內面且沿一中心線延伸的一取像鏡頭，該中心線與該軸線相夾一夾角，該夾角大於0度且小於90度，該取像鏡頭用來擷取每一螺帽與各自的螺桿、所對應的夾固片鎖接於所對應的皮帶之物件影像，且該取像模組用來輸出每一物件影像。

該控制單元電連接於該取像模組與該驅動件且用來接收每一物件影像，並通過預設的影像處理演算法產生判斷為良品、不良品的一評估結果。

本發明的功效在於：藉由將該取像鏡頭面向其中一皮帶的內面且該夾角大於0度且小於90度的取像角度，能提高每一物件影像的辨識度，並經由該控制單元產生相對應的該評估結果，具有能自動檢知出不良品而大幅節省人力的功效。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中所使用的相對位置用語，例如“前後方向X”、 “左右方向Y”、“上下方向Z”，是以圖5所示方位暨正常使用方位為基準，且類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖4、圖5，與圖6，本發明具有檢測功能的履帶組立機的一第一實施例，適用於將數踏板91與數螺桿92、數螺帽93，及數夾固片94這些鎖固件串接組裝於兩條相間隔且呈封閉迴圈的皮帶95，以組立成一跑步履帶9。在本第一實施例中，每一踏板91橫跨於該等皮帶95且每一踏板91的左側、右側分別透過兩支該螺桿92、兩個該螺帽93與一片該夾固片94而鎖接固定於該等皮帶95，但也能透過一支該螺桿92、一個該螺帽93與一片該夾固片94鎖固於該等皮帶95，或是視實際情況而適當增加這些鎖固件的數量，當不以此為限。每一踏板91具有兩相間隔的通孔911，每一夾固片94具有兩相間隔的貫孔941，每一皮帶95具有數個兩兩一組的穿孔951，及多數齒型952，且每一組的穿孔951對應每一踏板91的該等通孔911，藉由每一皮帶95的該等齒型952能咬合其中一轉輪321而被帶動轉動。

該具有檢測功能的履帶組立機包含一機台單元3、兩取像單元4、一感測單元5，及一控制單元6。

該機台單元3包括一基座31、兩個在該左右方向Y上間隔設置於該基座31、一用來帶動該等轉輪組32間歇轉動的驅動件33、一位於後端的第一工作站34，及一與該第一工作站34在該前後方向X上相間隔的第二工作站35。該等轉輪組32分別配合對應該等皮帶95，每一轉輪組32供各自的皮帶95套設，每一轉輪組32帶動各自的皮帶95以一由該第一工作站34朝該第二工作站35的組裝方向D所形成的封閉迴圈轉動。每一轉輪組32具有四個間隔設置於該第一工作站34與該第二工作站35間的轉輪321，該等轉輪321兩兩一組在該前後方向X上相間隔並呈口形排列。

在本第一實施例中的該驅動件33是一種伺服馬達且具有一編碼器(圖未示)，藉由該編碼器能將機械位移轉換編碼位址以回授位置，前述編碼器是目前將常用的旋轉量、機械位移轉換數位編碼的技術，由於本領域中具有通常知識者根據以上說明可以推知擴充細節，因此不多加說明。

該第一工作站34用來將該等螺桿92分別穿入該等踏板91與該等皮帶95而獲得暫定位，每一螺桿92沿一軸線L1穿設各自的踏板91。該第二工作站35用來將該等夾固片94對應該等踏板91安裝於該等皮帶95與該等螺桿92，並透過將該等螺帽93鎖入該等螺桿92而使該等夾固片94組合於該等踏板91。每一螺帽93鎖入各自的螺桿92且使所對應的皮帶95被夾置於各自的夾固片94與所對應的踏板間91，藉此，將該等踏板91一一橫跨組裝於該等皮帶95，以組立為該跑步履帶9。

參閱圖4、圖7，與圖8，該等取像單元4分別對應該等皮帶95的位置並可移動地設置於該機台單元3的左右兩側。每一取像單元4沿該組裝方向D設置於該第二工作站35之後，在本第一實施例中，每一取像單元4沿該組裝方向D設置於該機台單元3的前端，但在其他的變化例中，每一取像單元4也能設置於該機台單元3的頂端、底端或後端、只要位於該第二工作站35之後的流程即可。每一取像單元4包括一取像模組41、一鄰近於該取像模組41且用來提供照明的光源模組42，及一用來帶動該取像模組41移動的支架組43。該取像模組41用來擷取並輸出一物件影像8(見圖10)，該取像模組41具有面向其中一皮帶95的內面且沿一中心線L2延伸的一取像鏡頭411，該中心線L2與該軸線L1相夾一夾角q，該夾角q大於0度且小於90度，較佳地，該夾角q介於80度至90度間，在本第一實施例中，該夾角q為80度，在該取像鏡頭411不被干涉的情況下，該夾角q最佳為90度。該光源模組42可調整地位於該取像鏡頭411的下方且朝斜上方照射光線而提供補光效果，該光源模組42能轉動地調整其照射角度以獲得較佳的補光效果。

參閱圖8、圖9，該支架組43具有兩沿該上下方向Z間隔設置於該機台單元3的第一滑軌431、一垂直於該等第一滑軌431且可移動地連接於該等第一滑軌431的第二滑軌432，及一供該取像模組41設置且可移動地連接於該第二滑軌432的定位板433，藉此，使該定位板433能帶動該取像模組41在該上下方向Z、該前後方向X上移動，而能調整該取像模組41在該上下方向Z、該前後方向X的位置。此外，還能在組立完成後，將該取像單元4先朝該機台單元3的後端移動至如圖9所示的安全位置，以防止在取出該跑步履帶9成品的過程中撞損該取像模組41。在本第一實施例中，該支架組43是透過螺絲與螺孔鎖固做為手動調整位置的手段，但也能採用線性滑軌或等同元件來自動滑移而調整位置。

參閱圖4、圖5、圖10，該感測單元5對應其中一皮帶95並設置於該機台單元3的右側。該感測單元5鄰近於該第二工作站35，在本第一實施例中，該感測單元5是一種紅外線光遮斷器，並用來感應該等踏板91的移動或存在。

該控制單元6電連接於該驅動件33、該感測單元5與該取像模組41，在本第一實施例中，該控制單元6是一種具有PLC、CPU，及影像處理功能的中央處理系統，能控制該驅動件33並記錄該編碼器的數個該編碼位址，且還能用來接收由該取像模組41傳送的該物件影像8，並通過預設的影像處理演算法產生判斷為良品、不良品的一評估結果。在本第一實施例中，該控制單元6通過量測該物件影像8中由該皮帶95齒型952邊緣至該螺帽93邊緣的一檢測距離M，並與一預設範圍值進行比較。

要特別說明的是，本第一實施例透過兩個該取像單元4在組立過程中，同時對每一踏板91的左側、右側進行取像並分析判斷，在組立完成時，就能立即同步得知是否有不良品，因此，能節省作業時間。但在其他的變化例中，本第一實施例也能僅具有一個該取像單元4，在組立過程中先對每一踏板91的左側進行取像分析判斷，待組立完成後，再將該取像單元4移動至該機台單元3的右側，並以空跑方式對每一踏板91的右側進行取像分析判斷，同樣具有能自動檢測、節省人力的功效。

如圖10所示，本第一實施例是以每一螺帽93與各自的螺桿92、所對應的夾固片94鎖接於所對應的皮帶95的部位做為該物件影像8，當其中一該檢測距離M等於該預設範圍值時，亦即該檢測距離M落入該預設範圍值內，即產生判斷為良品的該評估結果。如圖11所示，當其中一該踏板91漏裝該夾固片94(見圖10)時，該物件影像8的該檢測距離M會小於該預設範圍值時，即產生判斷為不良品的該評估結果，或者，當其中一該螺帽93未能鎖緊到位時，該物件影像8的該檢測距離M會大於該預設範圍值時，也會產生判斷為不良品的該評估結果。前述邊緣偵測、影像辨識與影像處理演算法，是目前常用的技術，由於本領域中具有通常知識者根據以上說明可以推知擴充細節，因此不多加說明。

藉此，進行組立作業時，當其中一踏板91通過該感測單元5時會傳送一感測訊號至該控制單元6，使該控制單元6根據該感測訊號，並於該踏板91移動特定間距後，令該取像模組41的取像鏡頭411擷取該踏板91的該物件影像8，該控制單元6對該物件影像8標記所對應的編碼位址，且同時對該物件影像8進行處理分析而產生該評估結果，如此，能逐一回傳每一踏板91的評估結果並與該等編碼位址互相對應。另外，本第一實施例能透過一用來顯示該等評估結果的燈號(圖未示)告知作業者是否有不良品，且作業者能由該控制單元6的一顯示畫面(圖未示)得知不良品的編號，爾後，作業者能選擇再次進行組立流程並將不良品重工，或者透過手動方式一一鎖接。

經由以上的說明，可將前述實施例的優點歸納如下：

1.本發明藉由每一取像單元4擷取每一踏板91的該物件影像8後，再由該控制單元6產生相對應的該評估結果，具有能自動檢知出不良品而大幅節省人力的功效。

2.利用位於該等取像模組41下方的光源模組42進行補光，能加強每一物件影像8內的明暗對比，以提高影像分析的準確度。

3.透過每一取像單元4的該支架組43能移動該取像鏡頭411，以獲得最佳的取像角度，同時，也能在取出該跑步履帶9成品的過程中，先將該等取像模組41與該等光源模組42朝後端移動至安全位置，以防止該等取像模組41與該等光源模組42的損傷。

4. 藉由將該取像鏡頭411設置為面向其中一皮帶95的內面且該夾角q介於80度至90度的取像角度，以提高每一物件影像8的辨識度，而能提高每一評估結果的準確度。

參閱圖12、圖13，為本發明的一第二實施例，本第二實施例是類似於該第一實施例，其主要差異之處在於：

該控制單元6(見圖5)通過量測該物件影像8'中由該皮帶95的齒型952之邊緣至該螺帽93邊緣的一檢測面積A，並與該預設範圍值進行比較。

如圖12所示，當其中一該檢測面積A等於該預設範圍值內時，亦即該檢測面積A落入該預設範圍值內，即產生判斷為良品的該評估結果。如圖13所示，當其中一該踏板91漏裝該夾固片94(見圖12)時，該物件影像8'的檢測面積會小於該預設範圍值時，即產生判斷為不良品的該評估結果，或者，當其中一該螺帽93未能鎖緊到位時，該物件影像8'的檢測面積會大於該預設範圍值時，也會產生判斷為不良品的該評估結果。藉此，本第二實施例具有與上述第一實施例相同的目的與功效。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

3:機台單元31:基座32:轉輪組321:轉輪33:驅動件34:第一工作站35:第二工作站4:取像單元41:取像模組411:取像鏡頭42:光源模組43:支架組431:第一滑軌432:第二滑軌433:定位板5:感測單元6:控制單元8:物件影像8':物件影像9:跑步履帶91:踏板911:通孔92:螺桿93:螺帽94:夾固片941:貫孔95:皮帶951:穿孔952:齒型A:檢測面積D:組裝方向L1:軸線L2:中心線M:檢測距離X:前後方向Y:左右方向Z:上下方向

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 　圖1是一種現有的履帶組立機的一前視圖；    圖2是一不完整的前視圖，說明該履帶組立機用來組立作業的一鎖固工作站；    圖3是一種現有的跑步履帶的一不完整的立體圖；    圖4是本發明具有檢測功能的履帶組立機的一第一實施例的一不完整的側視圖，且圖中的一跑步履帶省略數個踏板； 　圖5是該第一實施例的一不完整的前視圖，說明該第一實施例用來將數個該踏板組立於兩條皮帶； 　圖6是該第一實施例的其中一該踏板組立於其中一該皮帶的一不完整的立體分解圖；    圖7 是該第一實施例的一不完整的立體圖，說明該第一實施例的一取像單元面向其中一該皮帶的內面；    圖8是一不完整的側視圖，說明該取像單元的一取像鏡頭面向其中一皮帶的內面且對焦於其中一該踏板的右側； 　圖9是一類似於圖8的視圖，說明該取像單元的一支架組帶動該取像鏡頭與一光源模組朝後端移動；   圖10是一示意圖，說明該第一實施例所擷取的一物件影像的一檢測距離等於一預設範圍值時，則判斷為良品；   圖11是一類似於圖10的視圖，說明該物件影像的該檢測距離不等於該預設範圍值，則判斷為不良品；   圖12是本發明具有檢測功能的履帶組立機的一第二實施例所擷取的該物件影像，說明該物件影像的一檢測面積等於該預設範圍值時，則判斷為良品；及   圖13是一類似於圖12的視圖，說明該物件影像的該檢測面積不等於該預設範圍值，則判斷為不良品。

3:機台單元

31:基座

32:轉輪組

321:轉輪

34:第一工作站

35:第二工作站

4:取像單元

41:取像模組

411:取像鏡頭

42:光源模組

43:支架組

431:第一滑軌

432:第二滑軌

433:定位板

5:感測單元

9:跑步履帶

91:踏板

95:皮帶

D:組裝方向

X:前後方向

Y:左右方向

Z:上下方向

Claims (10)

1. 一種具有檢測功能的履帶組立機，適用於將數踏板與數螺桿、數螺帽，及數夾固片組裝連接於兩條封閉迴圈的皮帶，包含： 一機台單元，包括兩個相間隔且分別供該等皮帶套設的轉輪組、一用來帶動該等轉輪組間歇轉動的驅動件、一位於後端的第一工作站，及一與該第一工作站相間隔的第二工作站，該等轉輪組沿由該第一工作站朝該第二工作站的一組裝方向轉動，每一轉輪組具有數個間隔設置於該第一工作站與該第二工作站間的轉輪，該第一工作站用來將該等螺桿分別穿入該等踏板與該等皮帶而獲暫定位，每一螺桿沿一軸線穿設各自的踏板，該第二工作站將該等夾固片對應該等踏板安裝於該等皮帶，並透過將該等螺帽鎖入該等螺桿而使該等夾固片組合於該等踏板，每一螺帽鎖入各自的螺桿且使所對應的皮帶被夾置於各自的夾固片與所對應的踏板間，藉此，將該等踏板一一組裝於該等皮帶； 至少一取像單元，設置於該機台單元，且包括一沿該組裝方向設置於該第二工作站之後的取像模組，該取像模組具有面向其中一皮帶的內面且沿一中心線延伸的一取像鏡頭，該中心線與該軸線相夾一夾角，該夾角大於0度且小於90度，該取像鏡頭用來擷取每一螺帽與各自的螺桿、所對應的夾固片鎖接於所對應的皮帶之物件影像，且該取像模組用來輸出每一物件影像；及 一控制單元，電連接於該取像模組與該驅動件且用來接收每一物件影像，並通過預設的影像處理演算法產生判斷為良品、不良品的一評估結果。
2. 如請求項1所述的具有檢測功能的履帶組立機，其中，該取像單元還包括一用來帶動該取像模組移動的支架組。
3. 如請求項2所述的具有檢測功能的履帶組立機，其中，該支架組具有至少一設置於該機台單元的第一滑軌，及一供該取像模組設置且能相對於該第一滑軌移動的定位板。
4. 如請求項3所述的具有檢測功能的履帶組立機，其中，該支架組還具有一垂直於該第一滑軌且可移動地連接於該第一滑軌的第二滑軌，該定位板可移動地連接於該第二滑軌。
5. 如請求項1所述的具有檢測功能的履帶組立機，其中，該取像單元還包括一鄰近於該取像鏡頭且用來提供照明的光源模組。
6. 如請求項5所述的具有檢測功能的履帶組立機，其中，該光源模組位於該取像鏡頭的下方。
7. 如請求項1所述的具有檢測功能的履帶組立機，其中，該夾角介於80度至90度間。
8. 如請求項1所述的具有檢測功能的履帶組立機，還包含一鄰近於該第二工作站且電連接於該控制單元的感測單元，其中，該驅動件具有一將機械位移轉換編碼位址的編碼器，該控制單元用來控制該驅動件並記錄該編碼器的數個編碼位址，當其中一踏板通過該感測單元時會傳送一感測訊號至該控制單元，使該控制單元根據該感測訊號，令該取像模組擷取該其中一踏板的物件影像且標記所對應的編碼位址。
9. 如請求項1所述的具有檢測功能的履帶組立機，其中，該控制單元通過量測每一物件影像中由該皮帶邊緣至該螺帽邊緣的一檢測距離，並與一預設範圍值進行比較，當其中一該檢測距離不等於該預設範圍值時，產生判斷為不良品的該評估結果。
10. 如請求項1所述的具有檢測功能的履帶組立機，其中，該控制單元通過量測每一物件影像中由該皮帶邊緣至該螺帽邊緣的一檢測面積，並與一預設範圍值進行比較，當其中一該檢測面積不等於該預設範圍值時，產生判斷為不良品的該評估結果。

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