TWI534064B - Component picking mechanism - Google Patents

Description

元件拾取機構

本發明係提供一種該抽真空單元之抽氣管於不隨同作升降位移之狀態下進行抽真空作業，令拾取器吸取元件，不僅使抽氣管以預設曲弧擺置而確保抽氣順暢，並可有效縮減配置空間，以提升抽氣順暢性及利於空間配置之元件拾取機構。

在現今講求自動化作業之趨勢下，具有拾取器之拾取機構係廣泛應用於不同作業設備(如電子元件作業設備或鏡片組裝作業設備等)，以自動化取放及移載元件(如電子元件或鏡片等)；請參閱第1、2圖，係為台灣新型第M373358號「元件之取放裝置」專利案，該取放裝置10係設有具氣壓缸體111之氣缸11，並設有一穿置於氣壓缸體111內之活塞桿112，另於氣壓缸體111上固設有二控制活塞桿112升降位移之第一氣管113及第二氣管114，於第一氣管113將氣體注入氣壓缸體111時，係驅動活塞桿112凸伸下降位移，於第二氣管114將氣體注入氣壓缸體111時，係驅動活塞桿112內縮上升位移，一具有固定座121及滑動塊122之線性滑軌12，係以固定座121裝配於氣缸11之容置槽115上，並以滑動塊122連結一吸取件13之結合部131，該吸取件13係以連動部132連結氣缸11之活塞桿112，並設有一裝配抽氣管134之吸取部133，該吸取部133再裝設有連通抽氣管134之吸嘴14，該吸嘴14係用以取放元件，然為避免第一氣管113、第二氣管114及抽氣管134散亂擺置，係將第一氣管113、第二氣管114及抽氣管134綑綁在一起，以便整理及修護；於使用時，該氣缸11係以第一氣管113將氣體輸送至氣壓缸體111內，以驅動活塞桿112向下凸伸，活塞桿112即帶動吸取件13之連動部132向下位移，並令線性滑軌12之滑動塊122沿固定座121作線性位移，該吸取件13再帶動抽氣管134及吸嘴14同步下降位 移，該抽氣管134即抽取吸嘴14內之氣體，使吸嘴14形成真空狀態而具有吸力吸附元件15，使吸嘴14取出且移載元件15；惟此一取放裝置10於使用上具有如下缺失：

1．請參閱第2圖，由於抽氣管134與第一、二氣管113、114係綁固在一起，導致抽氣管134經由吸取件13帶動隨同作下降位移時，會因受限於一端綁固管段的牽制，以致下降拉扯作動不順，又因該抽氣管134以較短的長度形成擺置曲弧，於被拉動下降位移時，將會導致抽氣管134之擺置曲弧更加變小，致抽氣管134之擺置曲弧處凹折，使管內之氣體流動不順暢，進而影響抽真空效能，造成吸嘴14無法確實吸附元件15之缺失。

2．請參閱第3圖，若業者為使抽氣管134具有較大擺置曲弧且順暢抽氣，而將抽氣管134之長度增長，相對地，必須配置有較大之抽氣管134擺動空間，當複數個取放裝置10作相對向配置或取放裝置10周側具有其他裝置時，為避免複數個取放裝置10之抽氣管134相互干涉，即必須將複數個取放裝置10之配置間距增大，以致相當佔用空間，造成不利作業設備空間配置之缺失。

3．請參閱第2圖，由於元件15日趨精密微小，當線性滑軌12之滑動塊122與固定座121在長時間使用作面與面之滑動接觸下，即會導致滑動塊122與固定座121磨耗，以致吸取件13下降位移作動時會發生偏擺之情形，造成吸嘴14無法精準取放元件15之缺失。

本發明之目的一，係提供一種元件拾取機構，包含驅動器、拾取器及抽真空單元，該驅動器係設有具氣壓腔室之本體，並設有一穿置於氣壓腔室之活塞桿，另於本體上固設有連通氣壓腔室之第一、二輸送氣管，以控制活塞桿作升降位移，該拾取器係設有一連結活塞桿之活動件，該活動件上係設有取放元件之吸嘴，該抽真空單元係於驅動器之本體內設有一與氣壓腔室隔離之真空腔室，並於活塞桿之內部開設有相通真空腔室及吸嘴之抽氣孔，抽真空單元另於本體上固設有連通真空腔室之抽氣管；藉此，當驅動器之活塞桿帶動拾取器之吸嘴下降時，抽真空單元之抽氣管即可利用真空腔室與抽氣孔所形成之抽氣通道，於不隨同作升降位移之狀 態下進行抽真空作業，令吸嘴吸取元件，不僅使抽氣管以預設曲弧擺置，並不會發生於曲弧處凹折之情形，而確保抽氣順暢，並可有效縮減配置空間，達到提升抽氣順暢性及利於空間配置之實用效益。

本發明之目的二，係提供一種元件拾取機構，其中，該抽真空單元係利用真空腔室及抽氣孔所形成的抽氣通道，使得抽氣管可於不隨同作升降位移之狀態，以預設曲弧擺置，並不會發生於曲弧處凹折之情形，而確保順暢抽氣，拾取機構不需增加抽氣管之長度及配置較大之擺動空間，以有效縮減抽氣管之配置空間，進而縮短複數個拾取機構之配置間距，達到利於作業設備空間配置之實用效益。

本發明之目的三，係提供一種元件拾取機構，其中，該驅動器與拾取器間係設有相互配合之導槽及軸承，利用軸承與導槽之滾動接觸而可降低磨耗，以防止拾取器偏擺作動，使吸嘴精準取放元件，達到提升取放準確性之實用效益。

〔習知〕

10‧‧‧取放裝置

11‧‧‧氣缸

111‧‧‧氣壓缸體

112‧‧‧活塞桿

113‧‧‧第一氣管

114‧‧‧第二氣管

115‧‧‧容置槽

12‧‧‧線性滑軌

121‧‧‧固定座

122‧‧‧滑動塊

13‧‧‧吸取件

131‧‧‧結合部

132‧‧‧連動部

133‧‧‧吸取部

134‧‧‧抽氣管

14‧‧‧吸嘴

15‧‧‧元件

〔本發明〕

20‧‧‧拾取機構

30‧‧‧驅動器

31‧‧‧本體

311‧‧‧氣壓腔室

312‧‧‧側板

313‧‧‧長孔

314‧‧‧第一通氣口

315‧‧‧第二通氣口

316‧‧‧導槽

317‧‧‧滑軌

32‧‧‧第一防洩元件

331‧‧‧第一固定件

332‧‧‧第二固定件

34‧‧‧第二防洩元件

351‧‧‧第三固定件

352‧‧‧第四固定件

36‧‧‧活塞桿

361‧‧‧活塞

362‧‧‧第三防洩元件

363‧‧‧連接部

37‧‧‧轉接件

371‧‧‧接合部

372‧‧‧抵接部

373‧‧‧第四防洩元件

381‧‧‧第一輸送氣管

382‧‧‧第二輸送氣管

40‧‧‧拾取器

41‧‧‧活動件

411‧‧‧容置空間

412‧‧‧螺孔

413‧‧‧第二滑槽

42‧‧‧連結件

43‧‧‧吸嘴

431‧‧‧通孔

432‧‧‧銜接部

433‧‧‧第五防洩元件

434‧‧‧第一滑槽

44‧‧‧彈性件

45‧‧‧導滑件

46‧‧‧軸承

50‧‧‧抽真空單元

51‧‧‧真空腔室

52‧‧‧第一抽氣孔

53‧‧‧第二抽氣孔

54‧‧‧抽氣管

55‧‧‧抽氣口

60‧‧‧電子元件

第1圖：習知台灣第M373358號取放裝置之示意圖。

第2圖：習知取放裝置之使用示意圖。

第3圖：習知取放裝置配置長度較長抽氣管之使用示意圖。

第4圖：本發明元件拾取機構之外觀圖。

第5圖：本發明元件拾取機構之零件分解圖。

第6圖：本發明元件拾取機構之組裝剖視圖。

第7圖：本發明元件拾取機構之使用示意圖(一)。

第8圖：本發明元件拾取機構之使用示意圖(二)。

第9圖：本發明複數個拾取機構之配置使用示意圖。

為使 貴審查委員對本發明作更進一步之瞭解，茲舉一較佳實施例並配合圖式，詳述如後：請參閱第4、5、6圖，本發明拾取機構20包含驅動器30、拾取器40及抽真空單元50，該驅動器30係設有具至少一氣壓腔室311之本體31，於本實施例中，該本體31係於內部設有開口朝下 之中空空間，並於中空空間內配置有第一防洩元件32，於本實施例中，該第一防洩元件32係為O形環，並由第一固定組固定定位，該第一固定組係於第一防洩元件32之上、下方設有第一固定件331及第二固定件332，以夾掣定位第一防洩元件32而防止移動，另於該本體31之中空空間的開口處設有第二防洩元件34，於本實施例中，該第二防洩元件34係為O形環，並由第二固定組固定定位，該第二固定組係於第二防洩元件34之上、下方設有第三固定件351及第四固定件352，以夾掣定位第二防洩元件34而防止移動，使得第二防洩元件34與第一防洩元件32之間形成一氣壓腔室311，該驅動器30係於本體31之氣壓腔室311裝配有活塞桿36，於本實施例中，該活塞桿36係設有一位於氣壓腔室311內之活塞361，該活塞361裝配有可為O形環之第三防洩元件362，該活塞桿36之一端係凸伸出第一防洩元件32，另一端則凸伸出本體31以連結拾取器40，該活塞桿36可直接連結拾取器40，亦或利用一轉接件37連結拾取器40，於本實施例中，係於活塞桿36之另一端裝設有轉接件37，該轉接件37與活塞桿36間係設有相互配合之接合部及連接部，於本實施例中，係於轉接件37之一端設有可為外螺紋之接合部371，並於活塞桿36之另一端設有可為內螺紋之連接部363，以與接合部371相互螺合，該轉接件37之另一端則設有一置入於拾取器40內之抵接部372，該抵接部372係裝配有為O形環之第四防洩元件373，另該驅動器30之本體31係於相對應轉接件37之側方設有具長孔313之側板312，並於本體31上固設有連通氣壓腔室311之第一、二輸送氣管381、382，以控制活塞桿36作升降位移，於本實施例中，係於本體31之側面開設有相通至氣壓腔室311之第一、二通氣口314、315，以分別裝配第一、二輸送氣管381、382，於第一輸送氣管381輸送氣體至本體31之氣壓腔室311時，可控制活塞桿36作凸伸下降位移，於第二輸送氣管382輸送氣體至本體31之氣壓腔室311時，則可控制活塞桿36作內縮上升位移；該拾取器40係設有至少一活動件41，活動件41並連結驅動器30之活塞桿36而升降位移，於本實施例中，該活動件41之內部係開設有貫通兩端之容置空間411，容置空間411係供轉接件37之抵 接部372置入，並使轉接件37之接合部371凸伸出活動件41而連結活塞桿36，又該活動件41與轉接件37間係以至少一連結件42連結組裝，於本實施例中，該活動件41係於外環面開設有螺孔412，一可為螺栓之連結件42，係貫穿驅動器30之長孔313，而螺合於活動件41之螺孔412，且頂抵於轉接件37之外環面，使活動件41利用連結件42而與轉接件37連結組裝，再經由轉接件37連結裝配於活塞桿36之下方，並與活塞桿36同步升降位移作動，另於拾取器40之活動件41一端設有取放元件之吸嘴43，於本實施例中，該吸嘴43之內部係開設有貫通兩端之通孔431，並於一端設有銜接部432，該銜接部432係裝配有為O形環之第五防洩元件433，並置入於活動件41之容置空間411內，使該吸嘴43之通孔431相通於活動件41之容置空間411，再者，該拾取器40之活動件41與吸嘴43之間係設有浮動結構，以使吸嘴43向上浮動位移，於本實施例中，該浮動結構係於活動件41之容置空間411內設有至少一彈性件44，該彈性件44可為彈簧，其一端係頂抵於驅動器30之轉接件37，另一端則頂抵於吸嘴43，浮動結構並於吸嘴43之外環面凹設有第一滑槽434，一穿置於活動件41上之導滑件45，係置入於吸嘴43之第一滑槽434，使吸嘴43以第一滑槽434沿導滑件45滑移，且壓縮彈性件44，使吸嘴43向上浮動位移，又該拾取器40與驅動器30之間係設有相互配合之導槽及軸承，利用軸承與導槽之滾動接觸而降低磨耗，以防止拾取器40偏擺作動，使吸嘴43精準取放元件，於本實施例中，係於驅動器30之側板312凹設有導槽316，於拾取器40之連結件42上裝配有軸承46，並使軸承46滑置於驅動器30之導槽316，另該拾取器40與驅動器30之間係設有相互配合之滑軌及第二滑槽，以輔助拾取器40升降位移，於本實施例中，係於驅動器30之側板312凸設有滑軌317，於拾取器40之活動件41凹設有第二滑槽413，該第二滑槽413係滑置於驅動器30之滑軌317；該抽真空單元50係於驅動器30之本體31內設有至少一與氣壓腔室311隔離之真空腔室51，於本實施例中，係於本體31之中空空間內頂面與第一固定件331之間設有一真空腔室51，該真空腔室51與氣壓腔室311完全隔離，又該抽真空單元 50係於驅動器30之活塞桿36內部開設有至少一相通真空腔室51及吸嘴43之抽氣孔，並使抽氣孔及真空腔室51形成抽氣通道，於本實施例中，係於活塞桿36之內部開設有相通真空腔室51及轉接件37之第一抽氣孔52，並於轉接件37之內部開設有第二抽氣孔53，該第二抽氣孔53則相通活塞桿36上之第一抽氣孔52及吸嘴43之通孔431，令活塞桿36上之第一抽氣孔52經由轉接件37上之第二抽氣孔53，而相通真空腔室51及吸嘴43之通孔431，使得真空腔室51、第一抽氣孔52及第二抽氣孔53形成一抽氣通道，另抽真空單元50係於驅動器30之本體31上設有至少一連通真空腔室51之抽氣管54，抽氣管54利用抽氣孔及真空腔室51所形成之抽氣通道，可於不隨同作升降位移之狀態下，以預設曲弧擺置而進行抽真空作業，令吸嘴43吸取元件，於本實施例中，係於本體31上開設有抽氣口55，以裝配一抽氣管54，該抽氣管54之一端係連接抽氣裝置(圖未示出)，另一端則相通本體31上之真空腔室51，該抽氣管54並與第一、二輸送氣管381、382綁固在一起，以避免散置。

請參閱第7圖，本發明拾取機構20可應用於取放電子元件60，於使用時，該驅動器30之第一輸送氣管381係輸送氣體至本體31之氣壓腔室311，以驅動活塞桿36向下位移，活塞桿36即帶動轉接件37作向下位移，由於轉接件37與拾取器40之活動件41係利用連結件42連結組裝，使得轉接件37可經由連結件42帶動活動件41同步向下位移，該連結件42並於本體31之長孔313中位移，活動件41再帶動吸嘴43同步向下位移，並利用連結件42上之軸承46沿本體31之導槽316滑移，由於軸承46與導槽316間係作滾動接觸，而可降低磨耗，以防止拾取器40之吸嘴43偏擺作動，使吸嘴43精準對位待取出之電子元件60，於吸嘴43接觸待取出之電子元件60時，係會對待取出之電子元件60施以一下壓力，待取出之電子元件60即對吸嘴43產生一反作用力，而頂推吸嘴43向上位移，該吸嘴43利用第一滑槽434沿活動件41之導滑件45位移，並頂壓彈性件44，而作一緩衝浮動位移，以避免壓損電子元件60，由於活塞桿36帶動拾取器40之吸嘴43向下位移時，活塞桿36之一端仍位於抽真空單元5 0之真空腔室51內，而可確保第一抽氣孔52連通真空腔室51及轉接件37上之第二抽氣孔53，該抽真空單元50即可利用真空腔室51、第一抽氣孔52及第二抽氣孔53所形成之抽氣通道，使抽氣管54在不隨同作升降位移之狀態下，以預設曲弧擺置，並不會發生於曲弧處凹折之情形，而確保抽氣順暢，並可有效縮減配置空間，進而抽取活動件41之容置空間411及吸嘴43之通孔431的氣體，使吸嘴43具有吸力而吸附待取出之電子元件60。

請參閱第8圖，於拾取器40之吸嘴43吸附電子元件60後，該驅動器30之第二輸送氣管382係輸送氣體至本體31之氣壓腔室311，以驅動活塞桿36向上位移，活塞桿36即帶動轉接件37向上位移，轉接件37可經由連結件42帶動活動件41同步向上位移，該連結件42並於本體31之長孔313中位移，活動件41再帶動吸嘴43同步向上位移，並利用連結件42上之軸承46沿本體31之導槽316滑移，使吸嘴43準確平穩取出電子元件60，由於吸嘴43未頂壓彈性件44，可利用彈性件44之彈力而頂推吸嘴43位移復位，此時，該抽真空單元50之抽氣管54仍利用真空腔室51、第一抽氣孔52及第二抽氣孔53所形成之抽氣通道，亦於不隨同作升降位移之狀態下進行抽真空作業，以抽取活動件41之容置空間411及吸嘴43之通孔431的氣體，以確保吸嘴43平穩吸附移載電子元件60。

請參閱第9圖，由於抽真空單元50之抽氣管54與驅動器30之第一、二輸送氣管381、382綁固在一起，該抽真空單元50可利用真空腔室51、第一抽氣孔52及第二抽氣孔53所形成之抽氣通道，使抽氣管54在固設於驅動器30之本體31上的狀態下，經由此一抽氣通道抽取拾取器40之吸嘴43內的氣體，該抽真空單元50之抽氣管54並不會因驅動器30之活塞桿36帶動拾取器40之吸嘴43作動，發生抽氣管54擺置曲弧過小而影響氣體流動之情形，使吸嘴43確實吸附電子元件；因此，本發明之抽真空單元50不需增加抽氣管54之長度及預留較大之擺動空間，而可有效縮減拾取機構20之配置空間，以利複數個拾取機構20作相對配置，並可避免影響周邊其他機構之作動，達到利於空間配置之實用效益。

20‧‧‧拾取機構

30‧‧‧驅動器

31‧‧‧本體

311‧‧‧氣壓腔室

312‧‧‧側板

313‧‧‧長孔

314‧‧‧第一通氣口

315‧‧‧第二通氣口

316‧‧‧導槽

317‧‧‧滑軌

32‧‧‧第一防洩元件

331‧‧‧第一固定件

332‧‧‧第二固定件

34‧‧‧第二防洩元件

351‧‧‧第三固定件

352‧‧‧第四固定件

36‧‧‧活塞桿

361‧‧‧活塞

362‧‧‧第三防洩元件

363‧‧‧連接部

37‧‧‧轉接件

371‧‧‧接合部

372‧‧‧抵接部

373‧‧‧第四防洩元件

381‧‧‧第一輸送氣管

382‧‧‧第二輸送氣管

40‧‧‧拾取器

41‧‧‧活動件

411‧‧‧容置空間

412‧‧‧螺孔

413‧‧‧第二滑槽

42‧‧‧連結件

43‧‧‧吸嘴

431‧‧‧通孔

432‧‧‧銜接部

433‧‧‧第五防洩元件

434‧‧‧第一滑槽

44‧‧‧彈性件

45‧‧‧導滑件

46‧‧‧軸承

50‧‧‧抽真空單元

51‧‧‧真空腔室

52‧‧‧第一抽氣孔

53‧‧‧第二抽氣孔

54‧‧‧抽氣管

55‧‧‧抽氣口

Claims (10)

1. 一種元件拾取機構，包含：驅動器：係設有具至少一氣壓腔室之本體，並於該氣壓腔室裝配有至少一活塞桿，另於該本體上裝設有連通該氣壓腔室之第一、二輸送氣管，以控制該活塞桿作升降位移；拾取器：係設有至少一活動件，該活動件係連結該驅動器之活塞桿，另於該活動件上設有取放元件之吸嘴；抽真空單元：係於該驅動器之本體內設有至少一與該氣壓腔室隔離之真空腔室，並於該驅動器之活塞桿內開設有至少一抽氣孔，該抽氣孔係相通該真空腔室及該拾取器之吸嘴，另於該驅動器之本體上固設有至少一抽氣管，該抽氣管係連通該真空腔室，以使該拾取器之吸嘴具有吸力吸取元件。
2. 依申請專利範圍第1項所述之元件拾取機構，其中，該驅動器係於該本體之內部設有中空空間，並於該中空空間配置有第一、二防洩元件，使該第一、二防洩元件之間形成該氣壓腔室，該驅動器之活塞桿一端係凸伸出第一防洩元件，另一端則凸伸出該本體以連結該拾取器。
3. 依申請專利範圍第2項所述之元件拾取機構，其中，該抽真空單元係於該驅動器之第一防洩元件側方設有至少一與該氣壓腔室隔離之真空腔室，另於該驅動器之本體上開設有抽氣口，以裝配該抽氣管。
4. 依申請專利範圍第1項所述之元件拾取機構，其中，該驅動器之活塞桿係連結至少一轉接件，該轉接件則連結該拾取器之活動件，該抽真空單元係於該驅動器之活塞桿內開設有第一抽氣孔，該第一抽氣孔係相通該真空腔室，另於該轉接件內開設有第二抽氣孔，該第二抽氣孔係相通該第一抽氣孔及該拾取器之吸嘴。
5. 依申請專利範圍第4項所述之元件拾取機構，其中，該驅動器係於該轉接件與該活塞桿間設有相互配合之接合部及連接部，並於該轉接件設有具第四防洩元件之抵接部，該拾取器之活動件係設有貫通二端之容置空間，以供置入該轉接件之抵接部，並於該活動件與該轉接件間以至少一連結件連結組裝。
6. 依申請專利範圍第5項所述之元件拾取機構，其中，該驅動器之本體係設有具長孔之側板，該拾取器之連結件係穿置於該本體之長孔，並頂抵於該驅動器之轉接件上。
7. 依申請專利範圍第5項所述之元件拾取機構，其中，該拾取器之活動件與該吸嘴之間係設有浮動結構，該浮動結構係於該活動件之容置空間內設有至少一彈性件，該彈性件係頂抵該驅動器之轉接件及該吸嘴。
8. 依申請專利範圍第7項所述之元件拾取機構，其中，該拾取器之吸嘴一端係設有銜接部，該銜接部並裝設於該活動件之容置空間內，該吸嘴之內部開設有貫通兩端的通孔，該通孔係相通於該抽真空單元之第二抽氣孔，另於該吸嘴之銜接部外環面凹設有第一滑槽，一穿置於該活動件之導滑件，係置入於該吸嘴之第一滑槽。
9. 依申請專利範圍第1項所述之元件拾取機構，其中，該拾取器之活動件與該驅動器之本體間係設有相互配合之導槽及軸承。
10. 依申請專利範圍第1項所述之元件拾取機構，其中，該拾取器之活動件與該驅動器之本體間係設有相互配合之滑軌及第二滑槽。