TWI435839B - 搬運設備之皮帶監控系統 - Google Patents

Description

搬運設備之皮帶監控系統

本發明係有關於一種監控系統，且特別是有關於一種用來監控皮帶是否斷裂的偵測系統。

在現代的工業社會中，自動化控制系統以逐漸取代人力，成為提高生產效率的關鍵。尤其是半導體先進製程更是引進了大量的自動化設備以進行各種精密製造步驟，以降低成本並人為疏失。

舉例來說，在半導體廠房中經常可見用來研磨晶圓的研磨機台、抓取晶圓之機械手臂、用來傳遞晶圓或玻璃基板的輸送設備等。在上述設備當中，經常可見作為動力傳送或懸吊重物的皮帶結構。

以習知的懸吊式輸送設備為例，其通常包含有與驅動馬達連接的升降皮帶，升降皮帶用來帶動吊掛物上下移動，達到搬運的效果。上述升降皮帶因長時間承受大小不等的張力拉扯，非常需要由定時定期對升降皮帶進行檢查維護工作。若升降皮帶因長時間使用而未經妥善維護，一但皮帶突然發生斷裂，使吊掛物意外掉落，可能導致產品受損、製造機台損壞、產線停擺或是人員受傷的工安意外。

目前現有懸吊式設備，對於其升降皮帶多半採用近接開關(proximity switch)等距離偵測元件作為皮帶斷裂的檢測器，在皮帶通過的路徑上設置緊鄰的近接開關，藉此在皮帶斷裂脫離原路徑時便發出警示。上述皮帶斷裂的情況通常在皮帶的壽命(約為數個月)到達之前即會發生。

習知方式中，採用近接開關所面臨的較大問題為僅能在皮帶斷裂後才發現問題，無法達到預警的效果。且此時懸吊式設備的位置及有無荷載是無法預先防範的，一旦發生狀況在後續處理上及維修會增加其困難度。

為解決上述問題，本揭示文件所提出的一種搬運設備之皮帶監控系統，於一實施例中，皮帶監控系統所採用的皮帶內包含兩條訊號線路分別設置於皮帶的兩個側邊，兩條訊號線路用以與感測模組形成斷裂偵測用的迴路。一般情況下，皮帶發生斷裂的位置通常由兩個側邊開始產生裂縫，接著皮帶才會完全斷裂。本揭示文件的皮帶監控系統透過感測模組可在外側訊號線路開始有斷裂狀況時，便偵測到連接的訊號線已有訊號中斷並立即回報警告，達到提前預警的目的。

本揭示內容之一態樣是在提供一種皮帶監控系統，其包含皮帶以及感測模組。其中，皮帶包含第一訊號線、第二訊號線以及連接線路。第一訊號線埋設鄰近於皮帶之一側邊，第二訊號線埋設鄰近於皮帶之另一側邊。連接線路設置於皮帶之其中一端，連接線路連接於第一訊號線與第二訊號線之間，第一訊號線、連接線路以及第二訊號線形成迴路。感測模組設置於皮帶之另一端上並分別連接至該第一訊號線與該第二訊號線，該感測模組用以感測該迴路是否中斷。

根據本揭示內容之一實施例，其中該皮帶中埋設有複數條平行排列之鋼絲，其中鄰近該皮帶兩側之兩條鋼絲分別作為該第一訊號線與該第二訊號線。於此實施例中，該感測模組包含一電訊號源以及一電感測器，該電訊號源產生一取樣電訊號通過該迴路，該電感測器感測該迴路上之該取樣電訊號藉此判斷該迴路是否中斷。

根據本揭示內容之另一實施例，其中該第一訊號線、該第二訊號線與該連接線路分別為一光傳導線路，該感測模組包含一光發射器以及一光感測器，該光發射器產生一取樣光訊號通過該迴路，該光感測器感測該迴路上之該取樣光訊號藉此判斷該迴路是否中斷。

本揭示內容之一態樣是在提供一種搬運設備，其包含驅動單元、吊掛物、皮帶以及感測模組。皮帶之兩端分別連接至驅動單元與吊掛物。其中，皮帶包含第一訊號線、第二訊號線以及連接線路。第一訊號線埋設鄰近於皮帶之一側邊，第二訊號線埋設鄰近於皮帶之另一側邊。連接線路設置於皮帶之其中一端，連接線路連接於第一訊號線與第二訊號線之間，第一訊號線、連接線路以及第二訊號線形成迴路。感測模組設置於皮帶之另一端上並分別連接至該第一訊號線與該第二訊號線，該感測模組用以感測該迴路是否中斷。

根據本揭示內容之一實施例，其中該皮帶中埋設有複數條平行排列之鋼絲，其中鄰近該皮帶兩側之兩條鋼絲分別作為該第一訊號線與該第二訊號線。於此實施例中，該感測模組包含一電訊號源以及一電感測器，該電訊號源產生一取樣電訊號通過該迴路，該電感測器感測該迴路上之該取樣電訊號藉此判斷該迴路是否中斷。

根據本揭示內容之另一實施例，其中該第一訊號線、該第二訊號線與該連接線路分別為一光傳導線路，該感測模組包含一光發射器以及一光感測器，該光發射器產生一取樣光訊號通過該迴路，該光感測器感測該迴路上之該取樣光訊號藉此判斷該迴路是否中斷。

根據本揭示內容之一實施例，其中藉由該驅動單元之迴轉，該皮帶用以帶動該吊掛物沿一垂直方向相對移動。

根據本揭示內容之一實施例，搬運設備更包含一滑動軌道，該驅動單元係可移動地設置於該滑動軌道上，藉由該滑動軌道與該驅動單元，該皮帶用以帶動該吊掛物沿一水平方向相對移動。

為了使本揭示內容之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明所涵蓋的範圍。其中圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。

請參閱第1圖與第2圖，第1圖繪示根據本發明之一實施例中一種搬運設備200的示意圖，其中，搬運設備200可採用本發明所提出的一種皮帶監控系統，第2圖繪示根據本發明之一實施例中一種皮帶監控系統100的功能方塊圖。

如第1圖所示，此實施例中的搬運設備200包含皮帶120、驅動單元220以及吊掛物240。皮帶120之兩端分別連接至驅動單元220與吊掛物240。舉例來說，在實際應用中可透過驅動單元220(如驅動馬達等)之迴轉捲動，藉以使皮帶120帶動吊掛物240沿垂直方向相對移動。

此外，此實施例中的搬運設備200可進一步包含滑動軌道260。於此實施例中，驅動單元220係可移動地設置於滑動軌道260上。皮帶120可藉由滑動軌道260(連同驅動單元220)帶動吊掛物240沿水平方向相對移動。

實際應用中，皮帶120在上述垂直移動或水平移動的操作過程中將承受大小不等的張力。隨著時間與使用次數的增加，皮帶120可能會老化、鬆弛甚至斷裂，本發明揭露的皮帶監控系統用以對皮帶120的妥善狀態進行監控。

如第1圖中皮帶120的局部放大圖所示，於此實施例中，皮帶120的兩側分別埋設有第一訊號線122以及第二訊號線124。其中，第一訊號線122埋設鄰近於皮帶120之側邊120a，第二訊號線124則埋設鄰近於皮帶120之另一側邊120b。

一併參閱第1圖與第2圖，在皮帶120的其中一端埋設有連接線路126，連接線路126連接於第一訊號線122與第二訊號線124之間，藉此，第一訊號線122、連接線路126以及第二訊號線124大致上形成迴路，於此實施例中，該迴路可為U型的開迴路(open loop)。

本實施例的皮帶監控系統100中包含感測模組140，感測模組140設置於皮帶120之另一端的位置與連接線路126相對。實際應用中，以第1圖的搬運設備200為例，感測模組140可設置鄰近於驅動單元220，而連接線路126相對地設置鄰近於吊掛物240，或反之亦可。

感測模組140分別連接至第一訊號線122與第二訊號線124，感測模組140用以感測第一訊號線122、連接線路126以及第二訊號線124所形成之迴路是否中斷。

一般情況下，皮帶120發生斷裂的位置通常由兩個側邊開始產生裂縫，接著皮帶120才會完全斷裂。透過本實施例中皮帶監控系統100透過感測模組140可在皮帶外側的訊號線路(第一訊號線122與第二訊號線124)開始有斷裂狀況時，便偵測訊號線已有訊號中斷情況並立即回報警告，達到提前預警的目的。如此一來，維修人員便可即時掌握到設備的異常狀態，在皮帶完全斷裂之前進行維修或更換。

舉例來說，維修人員可操作搬運設備200的控制介面(未繪示)，藉由滑動軌道260將吊掛物240水平移動至維修區域或遠離工作區域，或藉由驅動單元220將吊掛物240垂直放置於地面上，避免掉落或造成其他危險。

於此實施例中，如第2圖所示之感測模組140可包含電訊號源142a以及電感測器144a，電訊號源142a產生取樣電訊號通過第一訊號線122、連接線路126以及第二訊號線124所形成之迴路，電感測器144a感測迴路上之取樣電訊號，當取樣電訊號中斷時，便可發出皮帶異常的警告。

須補充的是，實際應用中為了加強皮帶120本身的強度，目前使用的皮帶120中可進一步埋設有複數條平行排列之鋼絲，以加強皮帶120的應力耐受程度。請一併參閱第3圖，第3圖繪示於本發明之一實施例中一種皮帶120的截面示意圖。如第3圖所示，皮帶120埋設有複數條平行排列之鋼絲160，於圖示中以埋設五條平行的鋼絲160作為例示性說明，但本發明並不以此為限。

於此實施例中，其中鄰近皮帶120兩側之兩條鋼絲可分別作為用來傳遞取樣電訊號的訊號線，如鄰近側邊120a的鋼絲可作為第一訊號線122，而鄰近側邊120b的鋼絲可作為第二訊號線124。如此一來，皮帶120中埋設的複數條鋼絲可用來提高皮帶的應力耐受程度，並可同時用作斷裂預警之用。

於上述實施例中，皮帶監控系統100中的感測模組140係包含電訊號源142a以及電感測器144a，並在皮帶120中係埋設具導電性的訊號線路，利用電性訊號來進行皮帶狀態的判斷，但本發明並不以此為限。

請一併參閱第4圖，第4圖繪示根據本發明之另一實施例中一種皮帶監控系統100的功能方塊圖。其中第4圖所示之實施例與先前第2圖間主要不同之處在於，皮帶監控系統100的感測模組140係包含光發射器142b以及光感測器144b。對應感測模組140採用的光感測機制，於此實施例中的第一訊號線122、第二訊號線124與連接線路126分別為一光傳導線路，如可採用光纖或其他具相等性光學導線等。

光發射器142b產生取樣光訊號通過第一訊號線122、第二訊號線124與連接線路126所形成之迴路，光感測器144b感測迴路上之取樣光訊號，藉此判斷迴路是否中斷，進而得知皮帶120是否發生斷裂情形。

於第4圖之實施例中，皮帶120中亦可進一步埋設有複數條平行排列的鋼絲以加強皮帶的強度(請參考第3圖及上述相關說明)，不同之處僅在於，皮帶120中鄰近兩側邊的位置須埋設具有光傳導特性的第一訊號線122與第二訊號線124。

綜上所述，本發明所揭露的皮帶監控系統可利用各種不同訊號進行感測(至少包含電性訊號感測與光學訊號感測)，即時性地監控皮帶兩側邊上是否發生斷裂，如此一來，便可在皮帶尚未完全斷裂前提早發現，並進行必要的維修。須補充的是，本發明所揭露的皮帶監控系統可廣泛用於各種機械設備當中，並不僅限於第1圖之實施例中所繪示的搬運設備。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，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。

120．．．皮帶

200．．．搬運設備

220．．．驅動單元

240．．．吊掛物

260．．．滑動軌道

120a,120b．．．側邊

122．．．第一訊號線

124．．．第二訊號線

100．．．皮帶監控系統

140．．．感測模組

142a．．．電訊號源

142b．．．光發射器

144a．．．電感測器

144b．．．光感測器

160．．．鋼絲

126．．．連接線路

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖繪示根據本發明之一實施例中一種搬運設備的示意圖；

第2圖繪示根據本發明之一實施例中一種皮帶監控系統的功能方塊圖；

第3圖繪示於本發明之一實施例中一種皮帶的截面示意圖；以及

第4圖繪示根據本發明之另一實施例中一種皮帶監控系統的功能方塊圖。

120．．．皮帶

200．．．搬運設備

220．．．驅動單元

240．．．吊掛物

260．．．滑動軌道

120a,120b．．．側邊

122．．．第一訊號線

124．．．第二訊號線

Claims (8)

1. 一種皮帶監控系統，包含：一皮帶，該皮帶包含：一第一訊號線，埋設鄰近於該皮帶之一側邊；一第二訊號線，埋設鄰近於該皮帶之另一側邊；以及一連接線路，設置於該皮帶之其中一端，該連接線路連接於該第一訊號線與該第二訊號線之間，該第一訊號線、該連接線路以及該第二訊號線形成一迴路；以及一感測模組，該感測模組設置於該皮帶之另一端上並分別連接至該第一訊號線與該第二訊號線，該感測模組用以感測該迴路是否中斷；其中該皮帶中埋設有複數條平行排列之鋼絲，其中鄰近該皮帶兩側之兩條鋼絲分別作為該第一訊號線與該第二訊號線。
2. 如請求項1所述之皮帶監控系統，其中該感測模組包含一電訊號源以及一電感測器，該電訊號源產生一取樣電訊號通過該迴路，該電感測器感測該迴路上之該取樣電訊號藉此判斷該迴路是否中斷。
3. 如請求項1所述之皮帶監控系統，其中該第一訊號線、該第二訊號線與該連接線路分別為一光傳導線路，該 感測模組包含一光發射器以及一光感測器，該光發射器產生一取樣光訊號通過該迴路，該光感測器感測該迴路上之該取樣光訊號藉此判斷該迴路是否中斷。
4. 一種搬運設備，包含：一驅動單元；一吊掛物；一皮帶，該皮帶之兩端分別連接至該驅動單元與該吊掛物，該皮帶中埋設有：一第一訊號線，埋設鄰近於該皮帶之一側邊；一第二訊號線，埋設鄰近於該皮帶之另一側邊；以及一連接線路，設置於該皮帶之其中一端，該連接線路連接於該第一訊號線與該第二訊號線之間，該第一訊號線、該連接線路以及該第二訊號線形成一迴路；以及一感測模組，該感測模組設置於該皮帶之另一端上並分別連接至該第一訊號線與該第二訊號線，該感測模組用以感測該迴路是否中斷；其中該皮帶中埋設有複數條平行排列之鋼絲，其中鄰近該皮帶兩側之兩條鋼絲分別作為該第一訊號線與該第二訊號線。
5. 如請求項4所述之搬運設備，其中該感測模組包含 一電訊號源以及一電感測器，該電訊號源產生一取樣電訊號通過該迴路，該電感測器感測該迴路上之該取樣電訊號藉此判斷該迴路是否中斷。
6. 如請求項4所述之搬運設備，其中該第一訊號線、該第二訊號線與該連接線路分別為一光傳導線路，該感測模組包含一光發射器以及一光感測器，該光發射器產生一取樣光訊號通過該迴路，該光感測器感測該迴路上之該取樣光訊號藉此判斷該迴路是否中斷。
7. 如請求項4所述之搬運設備，其中藉由該驅動單元之迴轉，該皮帶用以帶動該吊掛物沿一垂直方向相對移動。
8. 如請求項4所述之搬運設備，更包含一滑動軌道，該驅動單元係可移動地設置於該滑動軌道上，藉由該滑動軌道與該驅動單元，該皮帶用以帶動該吊掛物沿一水平方向相對移動。