TWI468295B - 貼附裝置及使用該貼附裝置之貼附方法 - Google Patents

Description

貼附裝置及使用該貼附裝置之貼附方法

本發明涉及一種貼附裝置及貼附方法，尤其涉及一種具有較高生產效率之貼附裝置及使用該貼附裝置之貼附方法。

電子產品及其它產品之生產過程中，常需進行一些元件之貼附，如將一些元件貼附於玻璃、PCB(柔性印刷電路板)上等，包括製造觸摸屏時將其玻璃板、導電層或保護層等各層貼附到一起。

進行元件之貼附時，一般之貼附裝置均具有貼附機構及二上料機構，該二上料機構上各具一工件裝夾位，分別安裝不同之工件，貼附機構吸取其中一上料機構上之工件並將該工件貼附至另一上料機構上之工件上。

為避免刮擦等損傷，很多待貼附之工件均覆蓋有保護膜，於上料後需將工件上之保護膜撕除，再由貼附機構吸取並進行貼附。鑒於需要貼附之工件一般材質較軟，易變形，用機器不便進行撕膜，且撕膜後良率不高，故採用人工撕膜。然，因各上料機構上僅有一工件裝夾位，故只能每次裝一工件並對該工件單獨撕膜，整個生產過程中撕膜耗費時間長，降低了生產效率。

鑒於上述情況，有必要提供一種具有較高生產效率之貼附裝置。

一種貼附裝置，用於將矩形框狀之第一工件貼附於第二工件上，複數該第一工件貼附於一第一保護膜上，每一該第一工件遠離該第一保護膜之一面貼附有一第二保護膜，該貼附機構包括機座、安裝於機座上之第一上料機構、第二上料機構及貼附機構，貼附機構可吸取第二上料機構上之第一工件並將所吸取之第一工件與第一上料機構上之第二工件進行貼附，該第一上料機構具有複數裝夾位以吸附複數該第一工件，第二上料機構包括第一治具及第二治具，第一治具具有複數上料裝夾位，第二治具具有複數暫存裝夾位，該第一治具之複數上料裝夾位從該第二保護膜一側吸附該複數第一工件以供撕除該第一保護膜，該第二治具之暫存裝夾位之厚度大於該第一工件之厚度，該第一治具能夠帶動已撕除第一保護膜之該複數第一工件扣至該第二治具之複數暫存裝夾位上，該第二治具上之暫存裝夾位伸入對應之第一工件中且頂於該第一工件上之第二保護膜上，以待該貼附機構吸取。

一種貼附方法，包括以下步驟：提供貼附裝置，貼附裝置用於將矩形框狀之第一工件貼附於第二工件上，複數該第一工件貼附於一第一保護膜上，每一該第一工件遠離該第一保護膜之一面貼附有一第二保護膜，該貼附裝置包括機座、安裝於機座上之第一上料機構、第二上料機構及貼附機構，貼附機構可吸取第二上料機構上之第一工件並將所吸取之第一工件與第一上料機構上之第二工件進行貼附，第一上料機構具有複數裝夾位，第二上料機構包括第一治具及第二治具，該第一治具上具有複數上料裝夾位，該第二治具具有複數暫存裝夾位，可於第一治具上裝夾第二工件並送至第二治具待貼附機構吸取， 該第二治具上之暫存裝夾位之厚度大於該第一工件之厚度；往第一上料機構上料，即將第二工件裝上第一上料機構；啟動第一上料機構進行送料；往第二上料機構上料，即將第一工件處於第二保護膜之一側裝上第二上料機構並撕去第一工件上之第一保護膜，該第一治具能夠帶動該複數第一工件扣至該第二治具之複數暫存裝夾位上，該第二治具上之暫存裝夾位伸入對應之第一工件中且頂於該第一工件上之第二保護膜上；啟動第二上料機構，將第一工件送至待吸取部位；拾取，即啟動貼附機構，將第二上料機構上之第一工件吸取；貼附，貼附機構將從第二上料機構上吸取之第一工件與第一上料機構上之第二工件進行貼附；第一上料機構繼續送料；若第二上料機構上還有第一工件，則重複拾取步驟和貼附步驟，否則重複往第二上料機構上料步驟、啟動第二上料機構步驟、拾取步驟和貼附步驟；若要繼續進行貼附，則重複上述步驟，否則關閉貼附裝置。

上述貼附裝置之第一上料機構具有複數裝夾位，可於一裝夾位工作之同時對另外之裝夾位上料，而對第二上料機構上料時，可將複數貼附於同一片保護膜上之一組工件同時裝上，且一次即可完成撕膜，撕膜時間縮短，提到了生產效率。

100‧‧‧貼附裝置

200、300‧‧‧工件

10‧‧‧機座

20‧‧‧第一上料機構

30‧‧‧第二上料機構

40‧‧‧貼附機構

50‧‧‧取像模組

11‧‧‧支撐板

111、301‧‧‧開口

113‧‧‧第一開關

115‧‧‧第二開關

117‧‧‧第三開關

21‧‧‧轉盤

23‧‧‧治具台

25‧‧‧驅動機構

211‧‧‧缺口

231、3211、3311‧‧‧氣孔

251‧‧‧電機

253‧‧‧分割器

31‧‧‧支架

32‧‧‧第一治具

33‧‧‧第二治具

34‧‧‧旋轉氣缸

35‧‧‧離子風棒

321‧‧‧上料裝夾位

331‧‧‧暫存裝夾位

303‧‧‧第一保護膜

305‧‧‧第二保護膜

3213‧‧‧擋塊

41‧‧‧X向滑軌

42‧‧‧Y向滑軌

43‧‧‧Z向運動機構

431‧‧‧吸標頭

433‧‧‧氣缸

51‧‧‧第一模組

52‧‧‧第二模組

511、521‧‧‧鏡頭

圖1所示為本發明實施例之貼附裝置及工件之示意圖。

圖2為圖1所示貼附裝置中第一上料機構之示意圖。

圖3為圖1所示貼附裝置中第二料機構之示意圖。

圖4為圖1所示貼附裝置中第二上料機構上之工件示意圖。

圖5為圖1所示貼附裝置中貼附機構及機座部分機構之示意圖。

圖6為圖1所示貼附裝置之部分結構示意圖。

圖7為本發明實施例之貼附方法流程圖。

下面將結合附圖及具體實施例對本發明之貼附裝置及貼附方法作進一步之詳細說明。

請參閱圖1，貼附裝置100包括機座10、安裝於機座10上之第一上料機構20、第二上料機構30、貼附機構40及取像模組50。其中第一上料機構20用於裝夾工件200，第二上料機構30用於裝夾工件300，本實施例中，工件200之材料為玻璃，工件300之材料為泡棉。

機座10上設置支撐板11，支撐板11上開設便於取像模組50取像之開口111(如圖5所示)並設有第一開關113、第二開關115及第三開關117。

請一併參閱圖1、圖2，第一上料機構20為轉盤結構，用於裝夾工件200，該第一上料機構20包括轉盤21、固定於轉盤21上之複數治具台23及與轉盤21相連並可帶動轉盤21轉動之驅動機構25。轉 盤21邊緣凹陷形成缺口211，該缺口211可避免轉盤21遮擋機座10之支撐板11上之開口111，不至擋住取像模組50。治具台23上開設複數氣孔231。驅動機構25包括電機251及分割器253，分割器253可傳遞扭矩，將電機251之轉動傳遞到轉盤21，當然，也可直接藉由旋轉氣缸帶動轉盤21旋轉。工件200可安裝於轉盤21上之治具台23上，並利用真空將工件200吸附於治具台23上。本實施例中，轉盤21上對稱設置二治具台23，工件200為矩形片狀。

請一併參閱圖1、圖3和圖4，第二上料機構30用於裝夾工件300，該第二上料機構30包括固定於機座10之支撐板11上之支架31、安裝於支架31上並靠近支架31底部之第一治具32和第二治具33、固定於支架31側邊之旋轉氣缸34及固定於支架31頂端之離子風棒35。支架31具有二支腳。第一治具32樞接於支架31上並與旋轉氣缸34連接，旋轉氣缸34可帶動第一治具32相對第二治具33及支架31翻轉。第一治具32上具有複數上料裝夾位321，上料裝夾位321處開設氣孔3211。第二治具33固定安裝於支架31上且設有複數暫存裝夾位331，暫存裝夾位331上開設氣孔3311。

本實施例中，工件300為矩形框狀，中心部位具有矩形開口301，且六片為一組貼附於同一片第一保護膜303上，每一工件300遠離第一保護膜303之一面各自貼附有一與工件300尺寸相近之矩形片狀之第二保護膜305，工件300貼附於第一保護膜303之一面上塗覆有黏性物質，而第一保護膜303上則塗覆有離心劑，便於撕膜。相應地，第一治具32上具並排設置之六上料裝夾位321，且於第一治具32一邊緣處之上料裝夾位321相鄰之兩邊及其他上料裝夾位321其中之一邊設置擋塊3213，便於裝夾工件300時進行定位 。第二治具33上並排設置六暫存裝夾位331，該六暫存裝夾位元331為凸台結構並可伸入工件300上之開口301，該六暫存裝夾位331之厚度大於工件300之厚度，保證當工件300扣於暫存裝夾位331上時，塗覆有黏性物質之一面不至於接觸到第二治具33。離子風棒35可吹出離子風，消除第一治具32及第二治具33上之靜電。當然，離子風棒35也可用其他靜電消除裝置替代，如離子風機、離子風鼓、靜電棒等。

請參閱圖1和圖5，貼附機構40固定於機座10之支撐板11上，包括固定於支撐板11上之X向滑軌41，支撐於X向滑軌41上並可相對X向滑軌41滑動之Y向滑軌42，連接於Y向滑軌42上且可相對Y向滑軌42滑動之Z向運動機構43。Z向運動機構43包括吸標頭431及連接於吸標頭431尾部之氣缸433，氣缸433可控制吸標頭431沿“Z”向運動及繞“Z”軸轉動。

請同時參閱圖1和圖6，取像模組50為CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)取像模組，包括第一模組51及第二模組52。第一模組51固定於機座10上，並位於第一上料機構20及第二上料機構30之上方，包括四鏡頭511。第二模組52固定於機座10，並位於基座10之支撐板11上之開口111下方，也包括四鏡頭521，該第二模組52與第一模組51之間之座標差值為預先設定之值。

請同時參閱圖4及圖7，使用該貼附裝置100對工件200與工件300進行貼附時，往第一上料機構20上料，即將工件200裝上第一上料機構20之轉盤21上之一治具台23。其中，工件200為預先檢測所得之合格品。

啟動第一上料機構20，即開啟第一開關113，治具台23上之氣孔 231處抽真空，將工件200吸附於治具台23上。再開啟第三開關117，使轉盤21轉動，將已經裝上工件200之一治具台23送至靠近貼附機構40之一側，取像模組50中之第一模組51之四鏡頭511對工件200之四個角取像並回饋至控制系統。

往第二上料機構30上料，即將工件300裝上第二上料機構30之第一治具32，使工件300上之第二保護膜305與第一治具32接觸。本實施例中，工件300六片為一組且貼於同一第一保護膜303上，上料時將該一組工件300之側邊靠於複數上料裝夾位321邊緣之擋塊3213進行定位，然後撕去第一保護膜303，一次完成六片工件300之撕膜工序，使工件300塗覆有黏性物質之一面暴露出來。本實施例中，採用人工撕去第一保護膜303，由於能一次完成複數工件300之撕膜，因此即使為人工方式仍具較高之生產效率。

啟動第二上料機構30，即開啟第二開關115，第一治具32上之複數氣孔3211處抽真空，將工件300吸附於第一治具32上。再開啟第三開關117，即啟動旋轉氣缸34從而將第一治具32翻轉，將工件300翻轉，工件300塗覆有黏性物質之一面朝下，第二治具33上之凸台結構之暫存裝夾位331伸入工件300中心之開口301，頂面頂於工件300上之第二保護膜305。關閉第二開關115，真空作用關閉，工件300脫離第一治具32，第一治具32翻轉回到先前位置。啟動控制第二治具33之電磁閥(圖未示)，第二治具33之裝夾位331之頂面與工件300上之第二保護膜305吸緊。

拾取，啟動貼附機構40，吸標頭431運動至第二上料機構30之第二治具33處，吸取一片工件300，經過機座10之支撐板11上之開口111，控制系統中已事先確定好工件300之標準尺寸及形狀參數 。

取像模組50取像並藉由取像所得之值進行判斷。取像模組50中之第二模組52之四鏡頭521對工件300之四個角取像並將取像所得之值回饋至控制系統，控制系統對四鏡頭521所取得之值與控制系統中工件300之標準尺寸及形狀參數進行計算比較，若工件300本身之尺寸及形狀偏差過大，則吸標頭431將工件300放回第二治具33，依次吸取第二治具33上之下一工件300；若工件300尺寸及形狀符合規定，而四鏡頭521取像之值與四鏡頭511取像之值之間之差值不符合預先規定之座標差值，即工件200與工件300之相對位置不符合規定時，則由控制系統控制吸標頭431沿貼附機構40之各向滑軌滑動或繞“Z”軸轉動以調整至所需位置。

貼附，吸標頭431繼續運動，將工件300貼附於轉盤21上之工件200並壓緊，完成貼附並鬆開工件300。

第一上料機構20繼續送料，控制轉盤21轉動，將已經貼附完成之產品旋轉至遠離貼附機構40之部位並取下，同時另一新裝上之工件200旋轉至靠近貼附機構40之部位。

若依次拾取後第二治具33上還有未拾取過之工件300，則重復執行拾取及貼附步驟，若此時暫存治具32上無未拾取過之工件300，則重復執行往第二上料機構30上料步驟、啟動第二上料機構30步驟、拾取步驟、取像並判斷步驟和貼附步驟。

上述之貼附裝置100及使用該貼附裝置100之貼附方法中，第二上料機構30之第一治具32上有複數上料裝夾位321，第二治具33上有複數暫存裝夾位331，於上料時，可將複數貼附於同一第一保 護膜303上之一組工件300同時裝於第二上料機構30上並進行人工一次完成撕膜，撕膜時間縮短，提到了生產效率，且人工撕膜過程中，可根據撕除時之難易程度調整撕除之力度，撕膜後不會產生較多不良品，提高了產品良率。

另外，以往之貼附裝置中均採用黏性料帶上料，以將工件黏住後便於撕除保護膜，而貼附過程中由系統進行調整之調整範圍有限，因此於將工件置於黏性料帶上時若位置偏差過大則需拿下重新放置，然而對於一些軟材或薄材工件，由於黏性料帶上之黏性物質對工件具有一定之黏著力，需稍用較大點之力才能取下，因此很容易造成工件之變形而導致報廢。本發明中第一上料機構20及第二上料機構30均採用真空吸附來吸持工件200及工件300，當需將工件200或工件300取下重新放置時，只需關閉真空作用，即可用較小力將工件200或工件300取下，不易造成因取下時用力較大而造成工件200或工件300變形而報廢，便於位置調整。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧貼附裝置

200、300‧‧‧工件

10‧‧‧機座

20‧‧‧第一上料機構

30‧‧‧第二上料機構

40‧‧‧貼附機構

50‧‧‧取像模組

11‧‧‧支撐板

113‧‧‧第一開關

115‧‧‧第二開關

117‧‧‧第三開關

Claims (10)

1. 一種貼附裝置，用於將矩形框狀之第一工件貼附於第二工件上，複數該第一工件貼附於一第一保護膜上，每一該第一工件遠離該第一保護膜之一面貼附有一第二保護膜，該貼附機構包括機座、安裝於該機座上之第一上料機構、第二上料機構及貼附機構，該貼附機構可吸取該第二上料機構上之第一工件並將所吸取之第一工件與該第一上料機構上之第二工件進行貼附，其改良在於：該第一上料機構具有複數裝夾位以吸附複數該第一工件，該第二上料機構包括第一治具及第二治具，該第一治具上具有複數上料裝夾位，該第二治具具有複數暫存裝夾位，該第一治具之複數上料裝夾位從該第二保護膜一側吸附該複數第一工件以供撕除該第一保護膜，該第二治具之暫存裝夾位之厚度大於該第一工件之厚度，該第一治具能夠帶動已撕除第一保護膜之該複數第一工件扣至該第二治具之複數暫存裝夾位上，該第二治具上之暫存裝夾位伸入對應之第一工件中且頂於該第一工件上之第二保護膜上，以待該貼附機構吸取。
2. 如申請專利範圍第1項所述之貼附裝置，其中該第二上料機構還包括旋轉氣缸，該旋轉氣缸帶動該第一治具翻轉並將該第一治具上之第一工件扣至該第二治具。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之貼附裝置，其中該第一上料機構為轉盤式結構，可通過旋轉方式輸送第二工件。
4. 如申請專利範圍第1項所述之貼附裝置，其中該第一上料機構上開設氣孔並可從該氣孔處抽真空進而將第二工件吸附於該第一上料機構上。
5. 如申請專利範圍第1或4項所述之貼附裝置，其中該第二上料機構上開設有氣孔，該第二上料機構可從該氣孔處抽真空進而將第一工件吸附於該 第二上料機構上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之貼附裝置，其中該貼附裝置還包括安裝於該機座上之取像模組，該取像模組對該第一上料機構上及該第二上料機構上之第一及第二工件取像。
7. 一種貼附方法，包括以下步驟：提供貼附裝置，該貼附裝置用於將矩形框狀之第一工件貼附於第二工件上，複數該第一工件貼附於一第一保護膜上，每一該第一工件遠離該第一保護膜之一面貼附有一第二保護膜，該貼附裝置包括機座、安裝於該機座上之第一上料機構、第二上料機構及貼附機構，該貼附機構可吸取該第二上料機構上之第一工件並將所吸取之第一工件與該第一上料機構上之第二工件進行貼附，該第一上料機構具有複數裝夾位，該第二上料機構包括第一治具及第二治具，該第一治具上具有複數上料裝夾位，該第二治具具有複數暫存裝夾位，可於該第一治具上裝夾第一工件並送至該第二治具待該貼附機構吸取，該第二治具上之暫存裝夾位之厚度大於該第一工件之厚度；往第一上料機構上料，即將第二工件裝上第一上料機構；啟動第一上料機構進行送料；往第二上料機構上料，即將第一工件處於第二保護膜之一側裝上第二上料機構之第一治具上並撕去該第一工件上之第一保護膜，該第一治具能夠帶動該複數第一工件扣至該第二治具之複數暫存裝夾位上，該第二治具上之暫存裝夾位伸入對應之第一工件中且頂於該第一工件上之第二保護膜上；啟動第二上料機構，將第一工件送至待吸取部位；拾取，即啟動貼附機構，將第二上料機構上之第一工件吸取；貼附，貼附機構將從第二上料機構上吸取之第一工件與第一上料機構上 之第二工件進行貼附；第一上料機構繼續送料；若第二上料機構上還有第一工件，則重復拾取步驟和貼附步驟，否則重復往第二上料機構上料步驟、啟動第二上料機構步驟、拾取步驟和貼附步驟；若要繼續進行貼附，則重復上述步驟，否則關閉貼附裝置。
8. 如申請專利範圍第7項所述之貼附方法，其中該第一上料機構上開設氣孔並可從該氣孔處抽真空進而將第二工件吸附於該第一上料機構上。
9. 如申請專利範圍第7項所述之貼附方法，其中該第二上料機構上開設有氣孔，該第二上料機構可從該氣孔處抽真空進而將第一工件吸附於該第二上料機構上。
10. 如申請專利範圍第7項所述之貼附方法，其中該貼附方法中使用之貼附裝置還包括安裝於該機座上之取像模組，該取像模組包括第一取像模組及第二取像模組，該第一取像模組對該第一上料機構上之第二工件進行取像，於執行拾取步驟之後，該第二取像模組對吸附於該貼附機構上之第一工件進行取像並且判斷該第二上料機構上之第一工件是否合格及與第一上料機構上之第二工件之座標差值是否符合預定值，若不合格則將吸取之第一工件放回該第二上料機構，吸取另外一第一工件並重復上述判斷步驟，若所吸取之第一工件本身合格而相對第一上料機構上之第二工件之座標差值不符合預定值，則調整所吸取之第一工件之位置。