TWI528233B - Mouse circuit module supply device - Google Patents

Description

滑鼠之電路模組的供給裝置

本發明涉及一種自動化組裝設備，特別是一種滑鼠之電路模組的供給裝置，用以在滑鼠的自動組裝設備中連續供給包含電路板及電線的電路模組。

已知的自動化組裝設備，通常包含多個沿著產品組裝動線配置的自動組裝工作站，以及可以沿著產品組裝動線移動用以承載產品的載具，利用這些自動組裝工作站分別將不同的產品零組件依序地在經過的載具上進行產品的自動組裝，為了具備彈性製造系統(Flexible Manufacturing System，FMS)的能力以適用於不同型式之產品的自動化組裝，常見的一種方法是透過電腦化的工業控制系統以及機械手臂或自動組裝機器人的組合，進而實現可以對不同型式之產品進行自動化組裝，由於機械手臂或是自動組裝機器人通常具備了多關節或是多自由度的活動能力(例如多軸機器人)，因此在更換產品型態時，不需要更換自動組裝工作站，就能透過更新的控制程序控制機械手臂或自動組裝機器人進行新產品的自動組裝，但是這種自動組裝設備的成本仍然偏高。

以個人電腦(PC)使用的滑鼠為例，由於滑鼠的品牌及型式眾多，大部份的滑鼠零組件也沒有統一的規格及尺寸，各家廠商所設計的滑鼠外形及各個滑鼠零組件的組裝方式或結構特徵也不完全相同，所以在目前滑鼠的生產過程中的最終零組件組裝步驟，仍然以人工為主要的組裝方式，人工組裝的生產方式除了需要雇用大量的人工，產能亦受到人力數量的限制，增加人力雖能提高產能，相對的也會增加生產的成本，相對於其他高單價的電子產品而言，滑鼠的單價相對甚低，對於生產成本不易降低而且產能難以提高的滑鼠生產廠商而言，如何利用自動化組裝設備自動地組裝滑鼠，進而降低生產成本以及提高產能一直是業界努力的目標之一。

實務上，在實現滑鼠自動化組裝時所要克服的技術問題之一，包括電路模組的自動組裝，其中一項困難之處在於電路模組中的電線具有相常的長度而且沒有固定的形狀，內置電線(位在滑鼠內部的一段電線稱為內置電線)通常不是以最短的直線型式穿出滑鼠外殼，內置電線通常以不規則的佈線路徑安裝在滑鼠內部，相對而言外露在滑鼠外部的電線(下文稱為外置電線)因為具有相當的長度，也使得外置電線的移動與固定問題在滑鼠的自動化組裝的過程中顯得較為困難；因此針對具有不同之佈線路徑的電路模組而言，如何使自動組裝設備中的電路模組取放裝置準確的拾取電路板及電線，進而將電路板和電線準確地組裝於滑鼠內部預定的位置，係為實現滑鼠自動化組裝要克服的問題之一。

本發明的目的之一在提出一種滑鼠之電路模組的供給裝置，用以在滑鼠的自動組裝設備中連續供給包含電路板及電線的電路模組；為達上述目的，本發明滑鼠之電路模組的供給裝置的一實施例構造包括：一模組載具和一連續供料器；模組載具包含：一置放槽、一固定器、一理線構造和一活動夾具，置放槽係用於承載電路模組的電路板，藉由固定器將電路板固定在一預設的位置，理線構造係用於固定和支撐內置電線，以便滑鼠的自動組裝設備能在夾取內置電線的同時將內置電線塑形為佈線路徑的形狀，活動夾具係用於固定電路模組的外置電線及其電連接器，透過模組載具令自動組裝設備中的電路模組取放裝置能準確的拾取電路板及電線，進而將電路板和電線準確地組裝於滑鼠內部預定的位置；連續供料器包含：一轉盤，一分割器和一驅動器，數個模組載具係配置於轉盤的承載面，透過驅動器及分割器帶動轉盤，令數個模組載具隨著轉盤的轉動而循環地移經一出料位置，以便自動組裝設備的電路模組取放裝置從模組載具拾取電路模組的電路板及電線。

在本發明的一實施例，所述模組載具的模組載具係以可拆裝更換的方式安裝於一基板，可以依據不同型式之滑鼠的電路模組的構造更換對應的模組載具，以實現彈性製造系統(Flexible Manufacturing System，FMS)的能力。

有關本發明的具體實施方式及其技術特點和功效，下文將配合圖式說明如下。

請結合參閱圖1至圖4，係為本發明滑鼠之電路模組的供給裝置的一實施例的構造圖、正視圖以及模組治具的構造分解圖及其構造組合圖。圖1繪示本發明滑鼠之電路模組的供給裝置的一實施例構造包括：一模組載具A和一連續供料器B。

模組載具A係用於承載電路模組C的電路板C1及電線(見圖5)，電線包含位在滑鼠內部的一段內置電線C2(見圖6B)，和外露在滑鼠外部的一段外置電線C3，其中內置電線C2一端電連接於電路板C1，內置電線C2在滑鼠的內部係被安裝於不規則形狀的一佈線路徑L再通過滑鼠外殼90的一穿出孔91穿過滑鼠外殼90，外置電線C3的一端通常具有一電連接器C4(例如USB插頭)，內置電線並將電路板C1及電線固定在一預設的位置，令自動組裝設備中的電路模組取放裝置能準確的拾取電路板C1及電線，進而將電路板C1和電線準確地組裝於滑鼠內部預定的位置，模組載具A包含：一基板10、一置放槽20、一固定器30、一理線構造40和一活動夾具50。

置放槽20係用於承載電路板C1，置放槽20的一種實施方式是透過在基板10的表面以可拆裝的方式(例如利用螺栓安裝)安裝具有一穿孔的板狀元件21，所述板狀元件21的穿孔的形狀和電路板C1的輪廓形狀匹配，因此電路板C1可被放置在置放槽20並被限制在一固定位置。

固定器30設置於置放槽20的鄰近位置，包含一壓制頭33和一驅動單元，驅動單元用以帶動壓制頭33移動至一待命位置和一壓制位置，在本發明的一實施例，驅動單元包含一第一驅動器31和一第二驅動器32，第一驅動器31係為一種雙動氣壓缸，第二驅動器32係為一種雙動旋轉式氣壓缸，第一驅動器31連接於第二驅動器32的輸出部，壓制頭33連接於第一驅動器31的輸出部，第二驅動器32帶動第一驅動器31由所述待命位置移動至一動作位置(見圖7B)，第一驅動器31常態係位於待命位置(見圖7A)，第一驅動器31帶動壓制頭33移動至一釋放位置和所述壓制位置，壓制頭33常態係位於釋放位置(見圖7A)，壓制頭33在釋放位置時未接觸電路板C1，壓制頭33在壓制位置時可與電路板C1接觸用以將電路板C1固定於置放槽20(見圖7C)，以便電路模組取放裝置拾取電路板C1，並且在連續供料器B的運轉過程中防止電路板C1發生鬆脫或是位移。

請結合參閱圖5、圖6A以及圖6B，理線構造40包含一第一夾線槽41、一第二夾線槽42和一夾線器，第一夾線槽41係用以在一第一點P1的位置夾住滑鼠之內置電線C2，第二夾線槽42係用以在一第二點P2的位置夾住滑鼠之內置電線C2，在本發明的一實施例，第一點P1接近內置電線C2和電路板C1電連接的位置，例如內置電線C2在接近電路板C1的一轉折位置，第二夾線槽42係位於相對於滑鼠外殼90之外側且接近穿孔91的一第二點P2，在本發明的一實施，第一夾線槽41和第二夾線槽42兩點之間的連線距離需大於內置電線C2的長度，第一夾線槽41和第二夾線槽42兩點之間的連線高於置放槽20，令內置電線C2在第一夾線槽41和第二夾線槽42之間保持懸空的狀態；在本發明的一實施例，第一夾線槽41係位於一第一活動元件44的頂端，第一活動元件44以可拆裝的方式安裝於基板10(例如以螺栓或其他等效元件安裝於基板10)，第一夾線槽41的一種實施方式是一種具有轉折的溝槽結構，可以在內置電線C2被電路模組取放裝置夾取內置電線的過程中夾緊內置電線C2的第一點P1，第二夾線槽42係設於一第二活動元件45，第二活動元件45的一種較佳實施方式是以可拆裝的關係安裝於基板10(例如以螺栓或其他等效元件安裝於基板10)，第二夾線槽42的一種較佳實施方式是一種兩側相對壁面為圓弧形的溝槽結構，內置電線C2的第二點P2係以可滑動的關係被暫時地夾持於第二夾線槽42，在內置電線C2被電路模組取放裝置夾取內置電線42的過程中，令內置電線42的第二點P2能相對於第二夾線槽42產生滑動進而在內置電線42被塑形的過程中能夠獲得足夠的長度。

夾線器係用以固定外置電線C3，夾線器的一種實施例構造，如圖1所示係為一種具有一缺口431的夾線座43a，缺口431的開口方向朝上用以收納外置電線C3並將外置電線C3限制於預設放置路徑；在本發明的其他實施例，係設有二個間隔並列的夾線座43a和夾線座43b，在二個夾線座43a和夾線座43b之間具有一間隙G可供電路模組取放裝置的夾具伸入間隙G的位置夾取外置電線C3；在本發明的另一實施例，夾線座43a和夾線座43b以可拆裝更換的關係裝設於基板10，其中的一種實施方式係利用螺栓或其他等效元件將夾線座43a和夾線座43b裝設於基板10，進而具有可以視需要更換適合之夾線座43a和夾線座43b的功效。

活動夾具50係用於固定電路模組之外置電線C3的電連接器C4(例如USB插頭)，活動夾具50包括：一固定座51、一夾塊52，一導引元件53和一彈性元件54，導引元件53的一固定端固定於固定座51，導引元件53的另一自由端朝向離開固定座51的方向延伸，夾塊52以可滑動的關係裝設於導引元件53，藉由導引元件53的引導令夾塊52能朝向固定座51的方向滑動，彈性元件54的一端與導引元件53的自由端接觸，彈性元件54的另一端與夾塊52接觸，在本發明的一種實施方式，導引元件53是一桿狀元件，彈性元件54係為彈簧並且套設在導引元件53的外側，在導引元件53的自由端具有突出的一肋環531可與彈性元件54的一端接觸，肋環531在常態時推抵彈性元件54令彈性元件54的另一端能藉由彈力將夾塊52推向固定座51而保持在夾緊位置(見圖4)，進而實現利用夾塊52將電連接器C4推向固定座51，用以將電連接器C4夾持在活動夾具50和固定座51之間的功效，在本發明的一實施例，夾塊52具有一施力部55，在施力部55施加一外力就能將夾塊52推離固定座51並移動至釋放位置用以釋放電連接器C4(見圖8)，當外力消失後夾塊52就能自動回復至常態時的夾緊位置。因此，在滑鼠的自動組裝過程中，自動組裝設備中的電路模組取放裝置可以透過將夾塊52推至釋放位置的方式，然後輕易地將滑鼠的電連接器C4置放至活動夾具50，或是從活頭夾具50將滑鼠的電連接器C4取下。

在本發明的一實施例，固定座51具有一容置槽511和一檔板512，容置槽511係用於容置滑鼠的電連接器C4，所述滑鼠的電連接器C4可以是USB接頭(見第5圖)或是無線滑鼠的無線收發器其中的任一種，在本發明的其他實施例，固定座51以可拆裝更換的關係裝設於基板10，其中的一種實施方式係利用螺栓或其他等效元件將固定座51安裝於基板10；檔板512設於固定座51的一側，檔板512具有一缺口513恰可供電連接器C4的電連接部C41伸出並且將電連接器C4阻擋在一預定位置(第圖5所繪示的電連接器C4係為一種USB接頭)，在本發明的其他實施例，檔板512以可拆裝更換的關係裝設於固定座51的一側，其中的一種實施方式係利用螺栓或其他等效元件將檔板512裝設於固定座51的一側，因此可以方的更換不同型式或尺寸規格的檔板512以適用於不同型式的滑鼠的電連接器C4。

在本發明的其他實施例，活動夾具50還具有一導引部用以導引自動測試裝置的電連接器(圖中未示)與滑鼠的電連接器C4互相插接耦合。導引部的一種實施方式係為設於固定座51的二導引塊56a和56b，二導引塊56a和56b分別位於滑鼠的電連接器C4的插接方向的兩側對應位置，當自動測試裝置的電連接器在朝向滑鼠的電連接器C4方向移動的過程中，可以在二導引塊56a和56b的導引下準確地與滑鼠的電連接器C4互相插接耦合。

如圖1和圖2所示，連續供料器B包含：一轉盤60，一分割器70和一驅動器80；轉盤60具有一承載面61用以承載數個模組載具A，數個模組載具A係配置於轉盤60之承載面61的等分圓周位置，隨著轉盤60的轉動而循環地移經一出料位置，到達出料位置的模組載具A恰可被自動組裝設備的電路模組取放裝置拾取電路模組C的電路板C1及電線(包含內置電線C2和外置電線C3)。

在本發明的一實施例，驅動器80係為電動機(馬達)，分割器70具有一輸入端和一輸出端，輸入端和驅動器80的動力輸出軸連接(在本發明的一種實施方式係藉由一傳動元件81例如皮帶間接連輸入端和驅動器80的動力輸出軸，在本發明的其他實施例構，輸入端亦可藉由一軸連接器直接連接於驅動器80的動力輸出軸)，轉盤60和分割器70的輸出端連接，分割器70具有減速功能可以將輸入端輸入的旋轉動力減速為較大扭矩的輸出動力而由輸出端輸出，進而帶動轉盤60轉動，驅動器80係用以驅動分割器70，透過分割器70連動轉盤60以每次旋轉一預設角度的方式轉動，進而將模組載具A循環地移經出料位置。

在實際應用於滑鼠的自動組裝作業時，所述電路模組C的電路板C1和電線係透過人工作業的方式裝填於連續供料器B的數個模組載具A，電路板C1被置於置放槽20，電線置於第一夾線槽41、第二夾線槽42和夾線器，而外置電線C3的一端的電連接器C4(例如USB插頭)則裝設於活動夾具50，連續供料器B的轉盤60的承載面61可以承載數個模組載具A，數個模組載具A係配置於轉盤60之承載面61的等分圓周位置，隨著轉盤60的轉動而循環地移經一出料位置，到達出料位置的模組載具A恰可被自動組裝設備的電路模組取放裝置拾取電路模組C的電路板C1及電線，電路模組取放裝置具有一種塑形夾具可以依據滑鼠內部之佈線路徑L的形狀，在拾取電線的同時夾住內置電線C2，並使內置電線C2的形狀和佈線路徑L的形狀一致，如圖6A和圖6B所示的一種實施方式，塑形夾具包含一對可以互相靠近用以夾住內置電線C2的一第一夾爪E1和一第二夾爪E2，原本被夾在第一夾線槽41和第二夾線槽42之間的直線狀且懸空的內置電線C2(見圖6A)，可以利用第一夾爪E1和第二夾爪E2在夾緊內置電線C2(見圖6B)之後，令內置電線C2的形狀塑形成和佈線路徑L一致的形狀，因此，可以在後續的自動組裝作業中透過電路模組取放裝置將電路板C1和內置電線C2準確地組裝於滑鼠內部預定的位置及佈線路徑L。

以上所述之實施例及/或實施方式，僅是用以說明實現本發明技術的較佳實施例及/或實施方式，並非對本發明技術的實施方式作任何形式上的限制，任何熟習相像技術者，在不脫離本發明內容所揭露之技術手段的範圍，當可作些許之更動或修飾為其他等效的實施例，但仍應視為與本發明實質相同之技術或實施例。

(10)‧‧‧基板 (20)‧‧‧置放槽 (21)‧‧‧板狀元件 (30)‧‧‧固定器 (31)‧‧‧第一驅動器 (32)‧‧‧第二驅動器 (33)‧‧‧壓制頭 (40)‧‧‧理線構造 (41)‧‧‧第一夾線槽 (42)‧‧‧第二夾線槽 (43a)‧‧‧夾線座 (43b)‧‧‧夾線座 (431)‧‧‧缺口 (44)‧‧‧第一活動元件 (45)‧‧‧第二活動元件 (50)‧‧‧活動夾具 (51)‧‧‧固定座 (511)‧‧‧容置槽 (512)‧‧‧檔板 (513)‧‧‧缺口 (52)‧‧‧夾塊 (53)‧‧‧導引元件 (531)‧‧‧肋環 (54)‧‧‧彈性元件 (55)‧‧‧施力部 (56a)‧‧‧導引塊 (56b)‧‧‧導引塊 (60)‧‧‧轉盤 (61)‧‧‧承載面 (70)‧‧‧分割器 (80)‧‧‧驅動器 (81)‧‧‧傳動元件 (90)‧‧‧滑鼠外殼 (91)‧‧‧穿出孔 (A)‧‧‧模組載具 (B)‧‧‧連續供料器 (C)‧‧‧電路模組 (C1)‧‧‧電路板 (C2)‧‧‧內置電線 (C3)‧‧‧外置電線 (C4)‧‧‧電連接器 (C41)‧‧‧電連接部 (E1)‧‧‧第一夾爪 (E2)‧‧‧第二夾爪 (L)‧‧‧佈線路徑 (G)‧‧‧間隙 (P1)‧‧‧第一點 (P2)‧‧‧第二點

圖1，為本發明滑鼠之電路模組的供給裝置的一實施例的立體構造圖。 圖2，為圖1之實施例構造的右側視圖。 圖3，為模組載具的一實施例的構造分解圖。 圖4，為圖3之實施例的構造組合圖。 圖5，為模組載具的一使用示意圖。 圖6A~6B，為模組載具的一連續動作圖，顯示內置電線依據滑鼠內部的佈線路徑塑形的情形。 圖7A~7C，為模組載具之固定器的連續動作示意圖。 圖8，為活動夾具的動作示意圖。

(30)‧‧‧固定器 (31)‧‧‧第一驅動器 (42)‧‧‧第二夾線槽 (45)‧‧‧第二活動元件 (50)‧‧‧活動夾具 (60)‧‧‧轉盤 (61)‧‧‧承載面 (70)‧‧‧分割器 (81)‧‧‧傳動元件 (A)‧‧‧模組載具 (B)‧‧‧連續供料器 (C1)‧‧‧電路板

Claims (12)

1. 一種滑鼠之電路模組的供給裝置，用以連續供給包含電路板及電線的電路模組，該電線包含安裝於滑鼠內部的一內置電線、外在滑鼠之外側的一外置電線及其電連接器，包括：一模組載具，包含：一基板、一置放槽、一固定器、一理線構造和一活動夾具，該置放槽設於該基板，該置放槽具有形狀與該電路板之輪廓形狀匹配的一穿孔用於承載該電路板；該固定器包含一壓制頭和一驅動單元，該驅動單元用以帶動壓制頭移動至不接觸該電路板的一釋放位置和接觸該電路板的一壓制位置；該理線構造包含一第一夾線槽、一第二夾線槽和一夾線器，該第一夾線槽係用以在一第一點位置夾住該內置電線，該第二夾線槽係用以在一第二點位置夾住該內置電線，該第一夾線槽和該第二夾線槽兩點之間的連線距離需大於該內置電線的長度，該第一夾線槽和該第二夾線槽兩點之間的連線高於該置放槽，令該內置電線在該第一夾線槽和該第二夾線槽之間保持懸空的狀態，該夾線器包含二個間隔並列的夾線座，該些夾線座具有開口方向朝上的一缺口用以收納該外置電線，該二個夾線座之間具有一間隙；該活動夾具可移動至一夾緊位置和一釋放位置，該活動夾具常態位於該夾緊位置用以夾持該電連接器，該活動夾具可被移動至該釋放位置進而釋放該電連接器；以及一連續供料器，包含：一轉盤、一分割器和一驅動器，該轉盤具有一承載面用以承載數個該模組載具，數個該模組載具係配置於該轉盤之該承載面的等分圓周位置，該分割器具有一輸入端和一輸出端，該輸入端和該驅動器的動力輸出軸連接，該轉盤和該分割器的輸出端連接，該分割器具有減速功能可以將輸入端輸入的旋轉動力減速為較大扭矩的輸出動力而由輸出端輸出，進而帶動該轉盤轉動，該驅動器係用以驅動該分割器，透過該分割器連動該轉盤以每次旋轉一預設角度的方式轉動，進而將數個該模組載具循環地移經一出料位置。
2. 如請求項1所述滑鼠之電路模組的供給裝置，該置放槽的該穿孔設於一板狀元件，該板狀元件以可拆裝的方式安裝於該基板。
3. 如請求項1所述滑鼠之電路模組的供給裝置，該驅動單元包含一第一驅動器和一第二驅動器，該第一驅動器連接於該第二驅動器的輸出部，該壓制頭連接於該第一驅動器的輸出部，該第二驅動器帶動該第一驅動器由該待命位置移動至一動作位置，該第一驅動器可帶動該壓制頭移動至一釋放位置和該壓制位置，該壓制頭常態係位於該釋放位置。
4. 如請求項3所述滑鼠之電路模組的供給裝置，該第一驅動器係為一種雙動氣壓缸，該第二驅動器係為一種雙動旋轉式氣壓缸。
5. 如請求項1所述滑鼠之電路模組的供給裝置，該第一夾線槽位於一第一活動元件的頂端，該第一活動元件以可拆裝的方式安裝於該基板，該第二夾線槽係設於一第二活動元件，該第二活動元件以可拆裝的關係安裝於該基板。
6. 如請求項5所述滑鼠之電路模組的供給裝置，該第一夾線槽是一種具有轉折的溝槽結構，該第二夾線槽是一種兩側相對壁面為圓弧形的溝槽結構。
7. 如請求項1所述滑鼠之電路模組的供給裝置，該夾線器的該些夾線座以可拆的關係裝設於該基板。
8. 如請求項1所述滑鼠之電路模組的供給裝置，該活動夾具包括：一固定座、一夾塊，一導引元件和一彈性元件，該固定座具有一容置槽和一檔板，該容置槽用於容置該電連接器，該檔板設於該固定座的一側，該檔板具有一缺口可供該電連接器的一電連接部伸出並且將該電連接器阻擋在一預定位置，該導引元件的一固定端固定於該固定座，該導引元件的另一自由端朝向離開該固定座的方向延伸，該夾塊以可滑動的關係裝設於該導引元件，該彈性元 件的一端與該導引元件的自由端接觸，該彈性元件的另一端與該夾塊接觸，該導引元件的該自由端在常態時推抵該彈性元件令該彈性元件的另一端能藉由彈力將該夾塊推向該固定座而保持在該夾緊位置，該夾塊具有一施力部，在該施力部施加一外力就能將該夾塊推離該固定座並移動至該釋放位置。
9. 如請求項8所述滑鼠之電路模組的供給裝置，該固定座以可拆裝的關係裝設於該基板，該檔板以可拆裝的關係裝設於該固定座。
10. 如請求項8所述滑鼠之電路模組的供給裝置，該導引元件是一桿狀元件，該彈性元件係為彈簧並套設在該導引元件的外側，該導引元件的該自由端具有突出的一肋環可與該彈性元件的一端接觸，該肋環在常態時推抵該彈性元件令該彈性元件的另一端能藉由彈力將該夾塊推向該固定座而保持在該夾緊位置。
11. 如請求項8所述滑鼠之電路模組的供給裝置，該固定座具有二導引塊，該二導引塊分別位於該電連接器的插接方向的兩側對應位置。
12. 如請求項1所述滑鼠之電路模組的供給裝置，該連續供料器的該驅動器係為電動機。