TWI405915B - 定位裝置 - Google Patents

Description

定位裝置

本發明是有關於一種定位裝置，且特別是有關於一種具有吸震效果的定位裝置。

近年來，隨著產業日益發達，為了提升產品的產能以及製造良率，對於生產機械設備的需求也日益增加。其中，機械設備之定位裝置為影響產品產能以及良率的重要因素。舉例而言，生產機械設備之定位裝置的精確度越高，越能確保載體在生產機械設備中進行生產時的位置精確度，避免載體因位置偏移而產生損壞，因此產能就能適度提升。再者，生產機械設備之定位裝置精確時，載體中所承載的待處理物在生產機械設備中所進行的製程良率越高。因此，機械設備之定位裝置的優劣攸關產品的製造成本，進而影響產業的競爭力。

傳統之定位裝置中用以導正載體位置的導正機構主要是由一固定於載台上的定位塊所組成，而載體的載放位置是藉由定位塊的一斜面而導入載台上的預定位置上。圖1繪示為習知一種定位裝置中的示意圖。請參照圖1，定位裝置100中的各導正機構110主要是由定位塊112所構成，而定位塊112上具有導正斜面112S以及貫孔114，其中定位塊112藉由貫孔114而鎖固於載台120上。如圖1所示，二定位塊112在載台120上構成預定載放空間130，其導正斜面112S分別位在預定載放空間130之兩側，當 載體140自載台120之上方放置於載台120上時，載體140可藉由定位塊112之導正斜面112S的引導而定位在預定載放空間130上。

然而，當載體140的重量增大時，施加於定位塊112之導正斜面112S上的載體140重量會使定位塊112與載體140之間產生嚴重的磨耗。此外，當定位裝置100經長時間運作之後，隨著載體140的載放次數增多，載體140與定位塊112之間也會因頻繁地接觸而產生磨耗。如此一來，載體140與定位塊112之間的磨耗不但容易產生微粒(particle)，降低生產線潔淨度，影響製程良率。另一方面，載體140與定位塊112之間的磨耗也會使得載體140與定位塊112造成損傷，導致載體140或定位塊112的使用壽命縮短，增加製作成本。

本發明提供一種定位裝置，其具有吸震特性以及轉動特性的導正機構，可以有效降低載體與導正機構之間的磨耗。

本發明提出一種定位裝置，其具有多個導正機構，導正機構適於將具有多個對位部的載體定位於載台上，對位部適於分別定位在二導正機構之間，其中每一導正機構包括定位塊、轉動件、轉動輔助件以及吸震件。定位塊具有容置空間並鎖附於載台上。轉動件設置於容置空間內且自容置空間凸出定位塊表面，轉動件適於相對於對位部的移動而轉動。轉動件可旋轉地連接於轉動輔助件，且轉動輔 助件沿一移動軸線而可移動地設於定位塊上，移動軸線與載台表面之間具有傾斜角。吸震件設於轉動輔助件與定位塊之間，使得轉動輔助件適於藉由吸震件吸收衝擊於轉動件的負荷而相對於定位塊移動。

在本發明之一實施例中，上述之定位裝置還可以包括固定件，且定位塊具有導孔，其中固定件的一端固定於轉動輔助件上，而固定件的另一端適於在導孔內移動。此時，吸震件例如是套設於固定件上，而固定件包括螺絲或卡榫。

在本發明之一實施例中，上述之轉動輔助件例如為軸桿，而轉動件樞設於軸桿上。

在本發明之一實施例中，上述之轉動件例如為滾輪，而轉動件還可以包括一設置於滾輪以及轉動輔助件之間的軸承，且滾輪之外周面的角隅處實質上可以呈圓弧角。

在本發明之一實施例中，上述之吸震件例如為彈簧、橡膠或彈片。

在本發明之一實施例中，上述之傾斜角例如為45度。

在本發明之一實施例中，上述之轉動件例如為滾球，容置空間例如為球窩，而轉動輔助件例如為球軸承，球軸承具有鄰近滾球的多個從動滾珠，從動滾珠與滾球接觸。

在本發明之一實施例中，上述之定位裝置還可以包括一靜電刷，設置於轉動件的轉動路徑上，且靜電刷與轉動件之外周面的至少部分接觸。

基於上述，由於本發明之定位裝置中設置吸震件以及轉動件，可以有效降低載體與定位機構的磨耗程度，抑制微粒產生的機率以提升良率，並且延長載體與定位機構的 使用壽命，進而降低製作成本。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第一實施例

圖2為本發明一實施例之定位裝置的上視示意圖。請參照第2圖，定位裝置200具有多個導正機構210，其中導正機構210適於將具有多個對位部222的載體220定位於載台202上，詳言之，相鄰的二導正機構210之間構成一預定載放空間230，當載體220被載放至載台202上時，載體220上的各對位部222適於分別被定位於相鄰二導正機構210所構成的預定載放空間230上，藉此，載體220可被確切地載放在載台202的預定位置上，避免載體220在載台202上的載放位置產生偏移(shift)，影響後續製程。這裡要說明的是，載體220可以是存放待處理物(例如：基板)的卡匣(cassette)，也可以是直接欲進行製程的待處理物(例如：基板)，此時基板可利用其角落(corner)作為對位部，本發明並不用以限定載體220的種類。

圖3A與圖3B分別為本發明之定位裝置中一種導正機構的立體拆解圖與剖面圖。請同時參照圖3A與圖3B，每一導正機構210主要是由定位塊240、轉動件250、轉動輔助件260以及吸震件270所構成。定位塊240具有容置空間242並鎖附於載台202上，其中鎖附的方式可以藉由螺 絲穿過定位塊240的貫孔244而固定在載台202上。轉動件250設置於容置空間242內並自容置空間242凸出定位塊240表面，使得轉動件250適於相對於對位部222的移動而轉動，將詳述於圖4。

承上述，轉動件250可旋轉地連接於轉動輔助件260，換言之，轉動件250相對於轉動輔助件260具有至少一個自由度的旋轉方向。另外，如圖3A與圖3B所示，轉動輔助件260相對於定位塊底面241水平地設置於定位塊240的導孔243中，此導孔243具有一寬度尺吋大致與轉動輔助件260的直徑尺吋相同，並沿一移動軸線A方向開設，使得轉動輔助件260在導孔243中可沿著移動軸線A而相對於定位塊240移動，更詳細而言，此一移動軸線A與定位塊底面241之間具有傾斜角θ，而此傾斜角θ之範圍可介在0度與90度間，在本實施例中，傾斜角θ例如為45度。

此外，如圖3A與圖3B所示，吸震件270設於轉動輔助件260與定位塊240之間，使得轉動輔助件260適於藉由吸震件270吸收衝擊於轉動件250的負荷而相對於定位塊240移動，其中吸震件270例如為彈簧、橡膠或彈片。並且，基於平均分散衝擊於轉動件與轉動輔助件之外力的效果，吸震件與固定件係以一對(兩個)對稱分佈，而吸震件270例如是套設於固定件280上，且吸震件270的一端抵接於轉動輔助件260上，而吸震件270的另一端則抵接於定位塊240中導孔243的一內壁248上，如此一來，當轉動件250在載體220的載放過程中受到衝擊，固定於 轉動輔助件260上的轉動件250可以藉由吸震件270本身的壓縮來吸收負荷，換言之，轉動件250與轉動輔助件260一同藉由相對於定位塊240移動的方式釋放載體220施加於導正機構210上的能量。當然，本發明並不限定吸震件與固定件的設置數量以及彼此之間的相對位置，端視應用層面上所欲分散之外力大小而定。

具體而言，在本實施例中，轉動輔助件260例如為軸桿，而轉動件250樞設於軸桿上，其中轉動件250可例如僅由軸承254所構成。當然，如圖3A所示，轉動件250也可以是由滾輪252以及一設置於滾輪252與轉動輔助件260之間的軸承254所共同構成，如此，設計者可因應載體220材質以及重量，進一步選用具有適當硬度以及耐磨耗特性的滾輪252材料。此外，軸桿的材料例如是採用具有高強度耐磨耗以及不發塵特性之聚醚醚酮(PEEK)。

值得一提的是，在本實施例中，轉動輔助件260可以選擇性地藉由固定件280而固定於定位塊240的導孔243中，其中固定件280例如是螺絲或卡榫。詳細而言，如圖3A與3B所示，定位塊240具有螺孔246，此螺孔246的開設方向例如是自導孔243的邊緣沿著移動軸線A的方向而設置，且螺孔246的尺吋僅為螺絲或卡榫可穿設的寬度。固定件280的一端固定於轉動輔助件260上，固定件280的另一端則適於在螺孔246內，當定位塊遭受衝擊時，與轉動輔助件260一起沿著移動軸線A而移動。

圖4為圖3B之導正機構另一種狀態的剖面圖，其中圖3B與圖4分別繪示為本發明之導正機構在未受力以及 受力下的狀態示意圖。並且，為了簡化說明，不再對該些與圖3B所示之構件類似的部份加以說明。請參照圖4，在載體220的載放過程中，當載體220的對位部222以衝力F碰觸導正機構210上的轉動件250時，由於移動軸線A與載台202表面之間具有一介在0度與90度間的傾斜角θ，因此轉動件250在與載體220的接觸處所受到的衝力可分為平行於轉動件250切線方向的切線衝力F_T 以及平行於轉動件250法線方向的法線衝力F_N ，在本實施例中，傾斜角θ例如為45度。

承上述，此一切線衝力F_T 可促使轉動件250轉動並藉由轉動件250的轉動而順勢地將載體220之對位部222引導至預定載放空間230內。另一方面，施加於轉動件250上的法線衝力F_N 會促使轉動件250與轉動輔助件260一同沿移動軸線A而相對於定位塊240移動，如轉動輔助件260由圖3B的位置P_A 移動至圖4的位置P_B ，其中位置P_A 與位置P_B 之間為轉動輔助件260的移動行程S，其中移動行程S例如實質上為3釐米。特別的是，轉動輔助件260與定位塊240之間的吸震件270，可以吸收衝擊於轉動件250上的負荷，換言之，施加於轉動件250上之法線衝力F_N 的能量可藉由轉動輔助件260沿著移動軸線A的往復運動而被釋放。如此，藉由轉動件250、轉動輔助件260以及吸震件270的設計可以避免載體220直接衝擊導正機構210的機率，大幅降低習知定位裝置200與載體220之間的磨耗問題，提昇產品良率與降低製作成本。

圖5A為本發明之一種導正機構的俯視示意圖。請參照圖5A，在導正機構310中，轉動件250之外周面的角隅處，可以設計為實質上呈圓弧角的形狀，如圖中標示為C的角隅處。如此，可以進一步降低載體220在載放過程中與導正機構210的接觸面積，進而降低產生摩擦的機率，至於圖5A中的其他構件與圖4類似，不再贅述。

圖5B為本發明之另一種導正機構的立體示意圖。請參照圖5B，在導正機構410中，設計者還可以選擇性地於轉動件250的轉動路徑上設置靜電刷290，且令靜電刷290與轉動件250之部分外周面接觸，用以在轉動件250旋轉時刮除黏附於轉動件250上的微粒，而靜電刷290的材質例如為尼龍(nylon)。因此對於潔淨度要求較高的定位裝置200而言，靜電刷290的設置可以滿足其需求。

第二實施例

圖6A與圖6B分別繪示本發明之第二實施例的另一種應用於定位裝置中之導正機構的立體拆解圖與剖面圖。請參照圖6A與圖6B，為了簡化說明，本實施例不再對該些與圖3A以及圖3B所示之構件類似的部份加以說明。與前述實施例相較，在本實施例之導正機構510中，轉動件例如為滾球520，而容置空間例如為球窩530。轉動輔助件例如為球軸承540。

詳言之，球軸承540包覆滾球520，當載體碰觸滾球時，滾球520可以因應載體220之對位部222(繪示於圖2)的移動而在球軸承540所包圍的空間中沿著滾球520之球心而旋轉，滾球520同樣可以沿著移動軸線A作震幅為移 動行程S的往復運動，以有效降低載體220(繪示於圖2)與導正機構510之間發生摩擦的現象。此外，在本實施例中，滾球520與球軸承540的移動行程S例如實質上為2釐米。如圖6B所示，球軸承540具有鄰近滾球520的多個從動滾珠542，這些從動滾珠542與滾球520接觸，可以使得滾球520可以在球窩530中更無礙地滾動。值得一提的是，滾球520與球軸承540之間的關係類似於軸與軸承之間的關係，並且在本實施例中，滾球520相對球軸承540具有三個自由度的轉轉方向。

綜上所述，本發明之定位裝置至少具有下列優點之一或部分或全部：1.藉由轉動件、轉動輔助件以及吸震件的設置，可以有效抑制載體與導正機構接觸時因摩擦而產生微粒的現象，有助於產品良率的提昇。

2.由於轉動件、轉動輔助件以及吸震件可以降低載體施加於導正機構的衝擊力，減少載體或導正機構的損傷，節省成本。

3.轉動件可增加載體在定位裝置上的定位精度以及提高載體載放時的穩定度。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200‧‧‧定位裝置

110、210、310、410、510‧‧‧導正機構

112、240‧‧‧定位塊

112S‧‧‧導正斜面

114、244‧‧‧貫孔

120、202‧‧‧載台

130‧‧‧預定載放空間

140、220‧‧‧載體

222‧‧‧對位部

230‧‧‧預定載放空間

242‧‧‧容置空間

246‧‧‧導孔

248‧‧‧內壁

250‧‧‧轉動件

252‧‧‧滾輪

254‧‧‧軸承

260‧‧‧轉動輔助件

270‧‧‧吸震件

280‧‧‧固定件

290‧‧‧靜電刷

520‧‧‧滾球

530‧‧‧球窩

540‧‧‧球軸承

542‧‧‧從動滾珠

A‧‧‧移動軸線

C‧‧‧角隅處

F‧‧‧衝力

F_T ‧‧‧切線衝力

F_N ‧‧‧法線衝力

P_A ‧‧‧位置

P_B ‧‧‧位置

S‧‧‧移動行程

θ‧‧‧傾斜角

圖1繪示為習知一種定位裝置中的導正機構。

圖2為本發明一實施例之定位裝置的上視示意圖。

圖3A與圖3B分別為本發明之定位裝置中一種導正機構的立體拆解圖與剖面圖。

圖4為圖3B之導正機構另一種狀態的剖面圖。

圖5A為本發明之一種導正機構的俯視示意圖。

圖5B為本發明之另一種導正機構的立體示意圖。

圖6A與圖6B分別繪示本發明之第二實施例的另一種應用於定位裝置中之導正機構的立體拆解圖與剖面圖。

210‧‧‧導正機構

240‧‧‧定位塊

244‧‧‧貫孔

246‧‧‧導孔

248‧‧‧內壁

250‧‧‧轉動件

260‧‧‧轉動輔助件

270‧‧‧吸震件

280‧‧‧固定件

A‧‧‧移動軸線

P_A ‧‧‧位置

S‧‧‧移動行程

θ‧‧‧傾斜角

Claims (22)

1. 一種定位裝置，具有多個導正機構，該導正機構適於將一具有多個對位部的載體定位於一載台上，其中每一該導正機構包括：一定位塊，具有一容置空間；一轉動件，沿一參考軸線旋轉且設置於該容置空間內且自該容置空間凸出該定位塊表面；一轉動輔助件，該轉動件可旋轉地連接於該轉動輔助件，且該轉動輔助件沿一移動軸線而可移動地設於該定位塊之一導孔中，該移動軸線與該定位塊底面之間具有一傾斜角；以及一吸震件，設於該轉動輔助件與該定位塊之間，使得該轉動輔助件適於藉由該吸震件吸收衝擊於該轉動件的負荷而相對於定位塊移動；其中該載體藉由該些對位部對應地接觸各該導正機構之該轉動件定位於該載台上，該轉動件之該參考軸線與該載體表面的法向量垂直。
2. 如申請專利範圍第1項所述之定位裝置，更包括一固定件，且該定位塊具有一螺孔，其中該固定件的一端固定於該轉動輔助件上，而該固定件的另一端適於在該導孔內移動。
3. 如申請專利範圍第1項所述之定位裝置，其中該轉動輔助件為一軸桿，該轉動件樞設於該軸桿上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之定位裝置，其中該轉動件為一滾輪。
5. 如申請專利範圍第4項所述之定位裝置，其中該轉動件更包括一軸承，設置於該滾輪以及該轉動輔助件之間。
6. 如申請專利範圍第4項所述之定位裝置，其中該滾輪之外周面的角隅處實質上呈圓弧角。
7. 如申請專利範圍第2項所述之定位裝置，其中該吸震件套設於該固定件上。
8. 如申請專利範圍第2項所述之定位裝置，其中該固定件包括螺絲或卡榫。
9. 如申請專利範圍第1項所述之定位裝置，其中該吸震件為彈簧、橡膠或彈片。
10. 如申請專利範圍第1項所述之定位裝置，其中該傾斜角為45度。
11. 如申請專利範圍第3項所述之定位裝置，其中該參考軸線與該軸桿平行。
12. 如申請專利範圍第1項所述之定位裝置，更包括一靜電刷，設置於該轉動件的轉動路徑上，且該靜電刷與該轉動件之外周面的至少部分接觸。
13. 一種定位裝置，具有多個導正機構，該導正機構適於將一具有多個對位部的載體定位於一載台上，其中每一該導正機構包括：一定位塊，具有一容置空間；一轉動件，設置於該容置空間內且自該容置空間凸出該定位塊表面；一轉動輔助件，該轉動件可旋轉地連接於該轉動輔助件，且該轉動輔助件沿一移動軸線而可移動地設於該定位 塊之一導孔中，該移動軸線與該定位塊底面之間具有一傾斜角；以及一吸震件，設於該轉動輔助件與該定位塊之間，使得該轉動輔助件適於藉由該吸震件吸收衝擊於該轉動件的負荷而相對於定位塊移動；其中該載體藉由該些對位部對應地接觸各該導正機構之該轉動件定位於該載台上。
14. 如申請專利範圍第13項所述之定位裝置，更包括一固定件，且該定位塊具有一螺孔，其中該固定件的一端固定於該轉動輔助件上，而該固定件的另一端適於在該導孔內移動。
15. 如申請專利範圍第14項所述之定位裝置，其中該吸震件套設於該固定件上。
16. 如申請專利範圍第14項所述之定位裝置，其中該固定件包括螺絲或卡榫。
17. 如申請專利範圍第13項所述之定位裝置，其中該吸震件為彈簧、橡膠或彈片。
18. 如申請專利範圍第13項所述之定位裝置，其中該傾斜角為45度。
19. 如申請專利範圍第13項所述之定位裝置，其中該轉動件為滾球。
20. 如申請專利範圍第19項所述之定位裝置，其中該容置空間為球窩。
21. 如申請專利範圍第20項所述之定位裝置，該轉動輔助件為一球軸承，該球軸承具有鄰近該滾球的多個從動 滾珠，該些從動滾珠與該滾球接觸。
22. 如申請專利範圍第13項所述之定位裝置，更包括一靜電刷，設置於該轉動件的轉動路徑上，且該靜電刷與該轉動件之外周面的至少部分接觸。