TW202241784A - 高效供料系統 - Google Patents

Abstract

一種高效供料系統，適用於供數個料件設置。該高效供料系統包含一平台單元、數個震動驅動件及一離心驅動單元。該平台單元具有一置料面。該等震動驅動件與該離心驅動單元能持續帶動該置料面震動及轉動直到該等料件達到適合供料的姿態。當每一震動驅動件使該置料面震動時，該等料件會受力而朝上脫離，與藉由該離心驅動單元帶動該平台單元轉動，使該等料件落下時受力，能增加料件錯位與分離及使料件呈現供料時所需的姿態的效率，此外該等震動驅動件及該離心驅動單元還能獨立運作，因此能視料件的特性選擇最有效率的驅動方式。

Description

高效供料系統

本發明是有關於一種機械裝置，特別是指一種高效供料系統。

一種現有的供料設備，包括一供料平台、一適用於將數個料件輸送至該供料平台的輸送單元，及一設置於該供料平台的震動單元。

當該等料件自該輸送單元送至該供料平台後，該震動單元能帶動使該供料平台產生垂直震動，進而能將重疊的料件分離，以供後續一機械手臂能逐一地拿取該等料件並進行後續的加工作業。

然而，當該現有的供料設備應用在尺寸較小的料件時，往往會因為該等料件的重量較輕，以及該等料件之間的靜電作用造成料件之間無法確實分離。

此外，有一些料件在後續加工時，需要以特定的方向或是特定的加工面進行加工，雖然透過垂直震動的方式能使一部分的料件（尤其是尺寸較大的料件）翻面而呈現供料時所需的姿態，但對於小尺寸的料件，或是形狀較寬扁而不易翻轉的料件而言，垂直震動所造成的翻面效果不佳，因此仍有待改善。

因此，本發明的目的，即在提供一種能增加料件錯位與分離及使料件呈現供料時所需的姿態之效率的高效供料系統。

於是，本發明高效供料系統，適用於供數個料件設置。該高效供料系統包含一平台單元、一震動驅動單元、一底座，及一離心驅動單元。

該平台單元具有一適用於供該等料件放置的置料面。定義一實質上垂直該置料面的軸線。

該震動驅動單元包括數個彼此間隔設置於該平台單元的震動驅動件。每一震動驅動件能被操作而使該置料面所對應的位置產生沿該軸線的延伸方向的震動。

該底座供該等震動驅動件設置。

該離心驅動單元設置於該底座，並能被操作而帶動該底座、該震動驅動單元及該平台單元同步地繞該軸線轉動。

本發明的功效在於：藉由設置該等震動驅動件及該離心驅動單元，當每一震動驅動件使該置料面產生震動時，該等料件會受力而朝上短暫脫離該置料面，與藉由該離心驅動單元帶動該平台單元轉動，使得該等料件落下接觸該置料面時會再次受力，因此能有助於增加料件錯位與分離及使料件呈現供料時所需的姿態的效率，此外該等震動驅動件及該離心驅動單元還能獨立運作，因此當要使該等料件錯位與分離時，能視料件的特性及分佈狀況選擇最有效率的驅動方式。

參閱圖1與圖2，本發明高效供料系統的一實施例，適用於供數個料件1設置。該高效供料系統包含一平台單元2、一震動驅動單元3、一底座4、一離心驅動單元5，及一感測單元6。

該平台單元2包括一基板21，及一設置於該基板21上方的置料台22。該置料台22具有一適用於供該等料件1放置的置料面221，及一由該置料面221朝上延伸且環繞該置料面221的圍繞壁222。定義一實質上垂直該置料面221的軸線L。在本實施例中，該置料面221是呈水平設置，但不限於此。

該基板21具有二分別凸出於該等置料台22的兩相反側的凸設部211。

該震動驅動單元3包括四個彼此間隔設置於該平台單元2的震動驅動件31。該等震動驅動件31設置於該平台單元2下方且繞該軸線L角度間隔設置。該基板21的每一凸設部211供其中兩個震動驅動件31連接。每一震動驅動件31能被操作而使該置料面221所對應的位置產生沿該軸線L的延伸方向的震動。

要說明的是，每一震動驅動件31使該置料面221所對應的位置產生震動的技術，可以各式馬達，諸如線性馬達、音圈馬達、震動馬達，又或採氣壓缸，或其他技術達成。

該底座4設置於該平台單元2下方且供該等震動驅動件31設置。該等震動驅動件31連接於該底座4及該平台單元2的該基板21之間。

該離心驅動單元5設置於該底座4下，並能被操作而帶動該底座4、該震動驅動單元3及該平台單元2同步地繞該軸線L轉動。在本實施例中，該離心驅動單元5是一旋轉馬達，但不限於此。

該感測單元6對應於該置料面221且適用於感測該等料件1的佈設情形並產生一對應的佈設資訊。該感測單元6包括一設置於該置料面221上方且適用於擷取該置料面221的影像的攝影機61、一由該底座4朝上延伸並凸出於該置料面221上方且供該攝影機61設置的支撐臂62，及一訊號連接該攝影機61、該震動驅動單元3與該離心驅動單元5的處理器63。

該處理器63能依據該攝影機61所擷取的該置料面221的影像進行分析並產生該佈設資訊，並依據該佈設資訊控制使該等震動驅動件31及該離心驅動單元5依序或同步地運作。該佈設資訊相關於該等料件1的佈設狀況，以及該等料件1是否呈現供料時所需的姿態（例如：適合供一機械手臂夾料的位置、翻轉至適合供後續加工作業的姿態等等）。

當在使用該高效供料系統時，首先須先將該等料件1放置於該置料面221上，該感測單元6的該攝影機61會先擷取該置料面221的影像，接著該處理器63進行分析並產生該佈設資訊，並且依據該佈設資訊控制使該等震動驅動件31及該離心驅動單元5依序或同步地運作，以使該置料面221所對應的位置產生沿該軸線L的延伸方向的震動，及使該平台單元2的該置料面221繞該軸線L轉動。

另外，該感測單元6的該攝影機61也會持續擷取該置料面221的影像，以供該處理器63持續分析料件1的佈設狀況及是否呈現供料時所需的姿態，並據以調整該等震動驅動件31及該離心驅動單元5的運作行程，並且使該等震動驅動件31及該離心驅動單元5持續運作，直到該等料件1的佈設狀況以及姿態適合供取料時，再停止該等震動驅動件31及該離心驅動單元5的運作。

此外，該處理器63還能依據該置料面221的影像，控制使該等震動驅動件31及該離心驅動單元5獨立運作。舉例來說，當該處理器63分析出該等料件1集中在其中一震動驅動件31的上方時，該處理器63能驅動使所對應的震動驅動件31獨立運作，並使其餘的震動驅動件31暫停運作，進而使集中的該等料件1能分散。而該等震動驅動件31及該離心驅動單元5持續作動的期間，該處理器63也會持續地分析該等料件的佈設狀況，直到當該處理器63分析出該等料件1已經達到一預定的分散程度或是呈現供料時所需的姿態時，該處理器63就能控制使該等震動驅動件31及該離心驅動單元5暫時停止運作，以供一機械手臂（圖未示）進行夾料作業，並且待該機械手臂完成夾料作業後，該處理器63還能控制使該等震動驅動件31及該離心驅動單元5恢復運作。

參閱圖3，為了進一步說明該高效供料系統使該等料件1錯位與分離及使該等料件1呈現供料時所需的姿態的作動原理，以其中一個料件1為例，在圖3中繪製該料件1由該置料面221上方的左側翻動至右側的過程，並且於圖3中依時序分別以編號11、12、13、14及15標示翻轉過程中的不同位置，且在圖3中將該料件1的其中三個側面以黑色繪製（以位於編號11的位置為例，以黑色繪製的側面為該料件1的左側面、上側面及右側面，其中編號11的位置的左側面被遮蔽而未示出），其餘側面則以白色繪製，以利檢閱該料件1翻面的情形，其中，該料件1以白色繪製的側面朝向上方為預設供料時所需的姿態。

首先，該料件1位於編號11的位置時，圖3左側的兩個震動驅動件31使該置料面221產生震動，並藉由該料件1及震動處的相對位置的不同而產生順時針方向的轉動力矩，使該料件1從編號11的位置受力而朝上短暫脫離該置料面221，並依序轉動至編號12、編號13及編號14的位置，該料件1移動至編號14的位置落下並再次接觸該置料面221時，藉由該離心驅動單元5帶動該置料面221轉動，使得該料件1再次受力並翻轉至如編號15所示的位置，並且該料件1以白色繪製的側面朝向上方，因此已達到供料時所需的姿態。

參閱圖4及圖5，而當只需要使該等料件1錯位與分離而不需要使該等料件1呈現特定的姿態時，也可以選擇僅以該等震動驅動件31帶動該置料面221產生震動的方式（見圖4），或者僅以該離心驅動單元5帶動該置料面221轉動的方式（見圖5）帶動使該等料件1錯位與分離。

以圖4為例，當該等料件1集中於該置料面221上方的左側時，藉由圖4左側的兩個震動驅動件31使該置料面221產生震動，能使部分的料件1逐漸往右側移動，進而能使該等料件1彼此更分散，因而能達到使該等料件1錯位與分離的目的。

以圖5為例，當該等料件1集中於該置料面221上方的中央時，藉由往復地帶動使該置料面221沿著圖5的順時鐘方向及逆時鐘方向轉動，該等料件1會因為離心力而逐漸往外側移動，因而能達到使該等料件1錯位與分離的目的。

此外，由於該離心驅動單元5帶動該置料面221轉動時，位於該置料面221上的該等料件1所受到的離心力與角速度的平方成正比，因此該離心驅動單元5不需要提供很大的角速度，就可以提供該等料件1足夠的離心力，進而使該等料件1快速的錯位，達到分離的效果，因此在使該等料件1錯位與分離的效率上以及所消耗的能源均優於現有以垂直震動方式分離料件的供料設備。

參閱圖3、圖6及圖7，為了更進一步說明該高效供料系統藉由同時設置該等震動驅動件31及該離心驅動單元5能增加料件1錯位與分離及使該等料件1呈現供料時所需的姿態之效率的原因，在圖4及圖5分別顯示了一第一比較例與一第二比較例。

圖6揭露了當數個料件1’放置於該第一比較例的一置料面221’上方，並僅對該等料件1’施加沿一軸線L’的震動力時，該等料件1’受到震動力朝上脫離該置料面221’後，僅會受到重力而朝下掉落，因此無法有效使該等料件1’翻面，因此自然無法使該等料件1’翻轉至呈現供料時所需的姿態。

而圖7則揭露了當數個料件1”放置於該第二比較例的一置料面221”上方，並僅對該等料件1”施加繞一軸線L”的轉動力時，僅能夠帶動使該等料件1”繞該軸線L”轉動，雖然能使一部份重疊的料件1”錯位與分離，但仍無法有效使該等料件1”翻面，因此自然無法使該等料件1”翻轉至呈現供料時所需的姿態。此外，在該第二比較例中，當部分的料件1”轉動至該置料面221的角落時（例如：圖5中以三角形繪製的料件1”），由於受到一圍繞壁222”的阻擋，對該等料件1”所施加的轉動力將無法帶動使該等料件1”移動，容易導致料件1”累積在該置料面221”的四周角落。

因此，根據上述說明，該高效供料系統具有以下優點：

一、藉由設置該等震動驅動件31及該離心驅動單元5，當每一震動驅動件31使該置料面221產生震動時，該等料件1會受力而朝上短暫脫離該置料面221，並藉由該等料件1及震動處的相對位置的不同而產生不同方向的轉動力矩，與藉由該離心驅動單元5帶動該平台單元2轉動，使得該等料件1落下接觸該置料面221時會再次受力，因此能有助於增加料件1錯位與分離及使該等料件1呈現供料時所需的姿態的效率。而在只需要使該等料件1錯位與分離時，由於該等震動驅動件31及該離心驅動單元5能獨立運作，因此能視該等料件1的特性及分佈狀況選擇最有效率的驅動方式，也就是說，僅以該等震動驅動件31帶動該置料面221產生震動的方式，或者僅以該離心驅動單元5帶動該置料面221轉動的方式帶動使該等料件1錯位與分離。

二、由於該離心驅動單元5帶動該置料面221轉動時，位於該置料面221上的該等料件1所受到的離心力與角速度的平方成正比，因此該離心驅動單元5不需要提供很大的角速度，就可以提供該料件1足夠的離心力，進而使該等料件1快速的錯位，達到分離的效果，因此在使該等料件1錯位與分離的效率上以及所消耗的能源均優於現有以垂直震動方式分離料件的供料設備。

三、藉由設置該感測單元6，該感測單元6的該處理器63能持續分析料件1的佈設狀況及是否呈現供料時所需的姿態，並據以調整該等震動驅動件31及該離心驅動單元5的運作行程，以更有效率地錯位與分離及使該等料件1呈現供料時所需的姿態。

四、由於當該等料件1已經達到該預定的錯位與分離程度或是該等料件1呈現供料時所需的姿態時，該處理器63能控制使該等震動驅動件31及該離心驅動單元5暫時停止運作，以供該機械手臂進行夾料作業，並且待該機械手臂完成夾料作業後，該處理器63還能控制使該等震動驅動件31及該離心驅動單元5恢復運作，因此能實現高度自動化的運行以增進錯位與分離或使該等料件1呈現供料時所需的姿態的效率。

五、由於該等震動驅動件31彼此間隔設置於該平台單元2，且每一震動驅動件31能被操作而使該置料面221所對應的位置產生沿該軸線L的延伸方向的震動，當該處理器63分析出該等料件1集中在其中一震動驅動件31的上方時，該處理器63能驅動使所對應的震動驅動件31獨立運作，並使其餘的震動驅動件31暫停運作，進而使集中的該等料件1能分散。

值得一提的是，在本實施例中，該等震動驅動件31的數量為四個，然而，在其他的實施態樣中，該等震動驅動件31的數量也可以為兩個，或三個，又或者五個以上，只要該等震動驅動件31彼此間隔設置於該平台單元2，且每一震動驅動件31能被操作而使該置料面221所對應的位置產生沿該軸線L的延伸方向的震動，也能夠達成相同的目的。

要特別說明的是，在本實施例中，該感測單元6的該處理器63是藉由該攝影機61所擷取的該置料面221的影像分析該等料件1的佈設狀況及是否呈現供料時所需的姿態，但不限於此，在其他的實施態樣中，該感測單元6也可以設置其他類型的感測器（例如：壓力檢測儀等等）以供該處理器63分析該等料件1的佈設狀況及是否呈現供料時所需的姿態。

綜上所述，本發明高效供料系統，藉由設置該等震動驅動件31及該離心驅動單元5，當每一震動驅動件31使該置料面221產生震動時，該等料件1會受力而朝上短暫脫離該置料面221，並藉由該等料件1及震動處的相對位置的不同而產生不同方向的轉動力矩，與藉由該離心驅動單元5帶動該平台單元2轉動，使得該等料件1落下接觸該置料面221時會再次受力，因此能有助於增加料件1錯位與分離及使該等料件1呈現供料時所需的姿態的效率，而在只需要使該等料件1錯位與分離時，由於該等震動驅動件31及該離心驅動單元5能獨立運作，因此能視該等料件1的特性及分佈狀況選擇最有效率的驅動方式，也就是說，僅以該等震動驅動件31帶動該置料面221產生震動的方式，或者僅以該離心驅動單元5帶動該置料面221轉動的方式帶動使該等料件1錯位與分離，故確實能達成本發明的目的。

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。

1:料件 11:位置 12:位置 13:位置 14:位置 15:位置 1’:料件 1”:料件 2:平台單元 21:基板 211:凸設部 22:置料台 221:置料面 221’:置料面 221”:置料面 222:圍繞壁 222”:圍繞壁 3:震動驅動單元 31:震動驅動件 4:底座 5:離心驅動單元 6:感測單元 61:攝影機 62:支撐臂 63:處理器 L:軸線 L’:軸線 L”:軸線

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是本發明高效供料系統的一實施例的一立體圖，說明數個料件適用於放置於該實施例的一置料面； 圖2是該實施例與該等料件由另一角度觀看的一立體圖； 圖3是一立體示意圖，說明其中一料件於該實施例的一置料面上方翻面以呈現供料時所需的姿態的情形； 圖4是一示意圖，說明當該等料件放置於該置料面時，該等震動驅動件帶動該置料面震動，能使該等料件彼此錯位與分離； 圖5是一示意圖，說明當該等料件放置於該置料面時，該離心驅動單元帶動該置料面轉動，能使該等料件彼此錯位與分離； 圖6是一側視示意圖，說明在一第一比較例中，當數個料件放置於該第一比較例的一置料面上方，並僅對該等料件施加沿一軸線的震動力時，無法有效使該等料件翻面；及 圖7是一俯視示意圖，說明在一第二比較例中，當數個料件放置於該第二比較例的一置料面上方，並僅對該等料件施加繞一軸線的轉動力時，無法有效使該等料件翻面。

1:料件

11:位置

12:位置

13:位置

14:位置

15:位置

22:置料台

221:置料面

222:圍繞壁

3:震動驅動單元

31:震動驅動件

4:底座

5:離心驅動單元

6:感測單元

61:攝影機

62:支撐臂

63:處理器

L:軸線

Claims (8)

1. 一種高效供料系統，適用於供數個料件設置，該高效供料系統包含： 一平台單元，具有一適用於供該等料件放置的置料面，定義一實質上垂直該置料面的軸線； 一震動驅動單元，包括數個彼此間隔設置於該平台單元的震動驅動件，每一震動驅動件能被操作而使該置料面所對應的位置產生沿該軸線的延伸方向的震動； 一底座，供該等震動驅動件設置；及 一離心驅動單元，設置於該底座，並能被操作而帶動該底座、該震動驅動單元及該平台單元同步地繞該軸線轉動。
2. 如請求項1所述的高效供料系統，還包含一感測單元，該感測單元對應於該置料面且適用於感測該等料件的佈設情形並產生一對應的佈設資訊。
3. 如請求項2所述的高效供料系統，其中，該感測單元包括一設置於該置料面上方且適用於擷取該置料面的影像的攝影機。
4. 如請求項3所述的高效供料系統，其中，該感測單元還包括一訊號連接該攝影機、該震動驅動單元與該離心驅動單元的處理器，該處理器能依據該攝影機所擷取的該置料面的影像進行分析並產生該佈設資訊，並依據該佈設資訊控制使該等震動驅動件及該離心驅動單元依序或同步地運作。
5. 如請求項1所述的高效供料系統，其中，該等震動驅動件設置於該平台單元下方且繞該軸線角度間隔設置。
6. 如請求項5所述的高效供料系統，其中，該震動驅動單元包括四個震動驅動件。
7. 如請求項6所述的高效供料系統，其中，該平台單元包括一基板，及一設置於該基板上方並具有該置料面的置料台，該基板具有二分別凸出於該等置料台的兩相反側的凸設部，每一凸設部供其中兩個震動驅動件連接。
8. 如請求項5所述的高效供料系統，其中，該底座設置於該平台單元下方，該等震動驅動件連接於該底座及該平台單元之間，該離心驅動單元設置於該底座下。

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