TWI537196B - 物件輸送裝置及方法 - Google Patents

Description

物件輸送裝置及方法

本發明是有關於一種物件輸送技術，且特別是有關於一種物件輸送裝置及方法。

在印刷電路板(Printed Circuit Board；PCB)的組裝生產線上，許多製程或是檢測流程已由自動化取代人力。舉例來說，通常生產線可藉由輸送帶之運轉來傳送印刷電路板，進行一連串的加工步驟處理之後，再經過檢測流程，將印刷電路板送到自動檢測設備進行缺陷檢測，以判定焊接的電子元件有無瑕疵。

然而傳統的輸送裝置上，需要設置擋板與感測器。擋板係用以擋止電路板。而感測器則是用以偵測電路板的位置，以在電路板接近擋板時予以降速，並偵測電路板是否到達定位。這樣的設計方式，其停板位置及送板方向將被限制在固定的地方或方向，如有更動，則擋板與感測器的位置均需要重新設計，感測器亦需隨之調校。再者，部份電路板的形狀或表面狀況可能使感測器不容易感測到，而喪失精確度。並且，擋板機構在持續碰撞下，亦會有材質耗損並劣化的缺點。因此，不論是在精確度或是成本上的考量，現有的輸送裝置均尚有待改進之處。

因此，如何設計一個新的物件輸送裝置及方法，以解決上述的問題，乃為此一業界亟待解決的問題。

因此，本發明之一態樣是在提供一種物件輸送裝置。物件輸送裝置包含：輸送帶模組、光學取像模組以及控制模組。輸送帶模組承載待送物件。光學取像模組對待送物件取像。控制模組用以控制輸送帶模組以及光學取像模組。控制模組於校正階段，控制輸送帶模組反覆自輸送起始位置移動待送物件至輸送終止位置，並控制光學取像模組與待送物件同步移動，以進行校正程序調校輸送帶模組輸送待送物件時之一組輸送參數。控制模組於操作階段，控制輸送帶模組依據此組輸送參數自輸送起始位置傳輸待送物件，並控制光學取像模組固定於輸送終止位置，以偵測待送物件是否輸送至輸送終止位置。

依據本發明一實施例，其中當光學取像模組偵測到待送物件未輸送至輸送終止位置時，控制模組進一步控制輸送帶模組微調待送物件至輸送終止位置。

依據本發明另一實施例，其中此組輸送參數包含待送物件之速度、加速度或其組合。

依據本發明又一實施例，其中輸送帶模組更包含固定軌以及活動軌。

依據本發明再一實施例，控制模組更使光學取像模組偵測固定軌及活動軌之相對距離，俾直接控制活動軌移動，使相對距離與待送物件之寬度相符。

依據本發明更具有之一實施例，其中控制模組更使光學取像模組偵測固定軌及活動軌間之一平行度。

依據本發明再具有之一實施例，控制模組更使光學取像 模組偵測輸送帶模組是否承載有異物。

依據本發明具有之一實施例，其中於校正程序中，控制模組係以一組預設輸送參數起始，逐次遞增輸送速度至最高穩定速度後，依待送物件與輸送終止位置之相對關係逐次調整一起步加速度以及一停止加速度，以使待送物件根據最高穩定速度、起步加速度以及停止加速度輸送至輸送終止位置。

因此，本發明之另一態樣是在提供一種物件輸送方法，應用於物件輸送裝置。物件輸送方法包含：使物件輸送裝置之輸送帶模組承載待送物件；進行校正階段，包含：控制輸送帶模組反覆自輸送起始位置移動待送物件至輸送終止位置；控制物件輸送裝置之光學取像模組與待送物件同步移動；以及進行校正程序調校輸送帶模組輸送待送物件時之一組輸送參數；以及進行操作階段，包含：控制輸送帶模組依據此組輸送參數自輸送起始位置輸送待送物件；以及控制光學取像模組固定於輸送終止位置，以偵測待送物件是否輸送至輸送終止位置。

依據本發明一實施例，其中進行操作階段時，更包含於待送物件未輸送至輸送終止位置時，控制輸送帶模組微調待送物件至輸送終止位置。

依據本發明另一實施例，其中此組輸送參數包含待送物件之速度、加速度或其組合。

依據本發明又一實施例，其中輸送帶模組更包含固定軌以及活動軌。

依據本發明再一實施例，其中物件輸送方法更包含：使光學取像模組偵測固定軌及活動軌之相對距離；以及直接控制活 動軌移動，使相對距離與待送物件之寬度相符。

依據本發明更具有之一實施例，其中物件輸送方法更包含：使光學取像模組偵測固定軌及活動軌間之平行度。

依據本發明再具有之一實施例，其中物件輸送方法更包含：使光學取像模組偵測輸送帶模組是否承載有異物。

依據本發明具有之一實施例，其中校正程序更包含：以一組預設輸送參數起始；逐次遞增輸送速度至最高穩定速度；依待送物件與輸送終止位置之一相對關係逐次調整一起步加速度以及一停止加速度；判斷待送物件是否根據最高穩定速度、起步加速度以及停止加速度輸送至輸送終止位置；以及於待送物件根據最高穩定速度、起步加速度以及停止加速度輸送至輸送終止位置時終止校正程序。

應用本發明之優點在於藉由光學取像模組的使用，可直接調校輸送帶模組傳送待送物件的最佳輸送參數，不需再設置停板機構及感應偵測元件，並可避免停板機構及感應偵測元件容易耗損及精確度不足的缺點，而輕易地達到上述之目的。

1‧‧‧物件輸送裝置

10‧‧‧輸送帶模組

100‧‧‧輸送帶

101‧‧‧標記物

102‧‧‧固定軌

104‧‧‧活動軌

106‧‧‧輪軸

108‧‧‧馬達

12‧‧‧光學取像模組

14‧‧‧控制模組

2‧‧‧待送物件

30‧‧‧輸送起始位置

32‧‧‧輸送終止位置

500‧‧‧物件輸送方法

501-511‧‧‧步驟

600‧‧‧校正程序

601-606‧‧‧步驟

第1圖為本發明一實施例中，一種物件輸送裝置之方塊圖。

第2圖為本發明一實施例中，物件輸送裝置之立體圖。

第3圖為本發明一實施例中，物件輸送裝置在校正階段時的簡化側視圖。

第4圖為本發明一實施例中，物件輸送裝置在操作階段時的簡化側視圖。

第5圖為本發明一實施例中，物件輸送方法之流程圖。

第6圖為本發明一實施例中，校正程序更詳細之流程圖。

第7圖為本發明一實施例中，待送物件的速度與時間的關係圖。

請同時參照第1圖及第2圖。第1圖為本發明一實施例中，一種物件輸送裝置1之方塊圖。第2圖為物件輸送裝置1之立體圖。物件輸送裝置1包含：輸送帶模組10、光學取像模組12以及控制模組14。

輸送帶模組10用以承載一個待送物件2。於本實施例中，輸送帶模組10可包含輸送帶100、固定軌102、活動軌104及其他帶動輸送帶的機構件如輪軸106、馬達108或其他未標識於圖中的元件。其中，固定軌102及活動軌104可經由調整使二者間的相對距離D與待送物件2的寬度相符，使待送物件2可維持其位置於一個輸送軌道上。待送物件2於一實施例中，可為一電路板，以由輸送帶模組10承載後進行移動。

光學取像模組12於不同實施例中，可為例如，但不限於電荷耦合元件(CCD；Charge-coupled device)或互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor；CMOS)式的光學取像模組12。光學取像模組12主要可用以對待送物件2在間隔一距離的 情形下取像。

控制模組14(繪示於第1圖)可用以控制輸送帶模組10以及光學取像模組12。控制模組14可用以運作於校正階段以及操作階段，以在校正階段利用光學取像模組12對輸送帶模組10進行校正，並在操作階段依據校正結果輸送待送物件2，且可利用光學取像模組12於此階段檢測待送物件2是否正確地抵達目標的位置。關於校正階段以及操作階段，以下的段落將進行更詳細的說明。

請參照第3圖。第3圖為本發明一實施例中，物件輸送裝置1在校正階段時的簡化側視圖。於校正階段，控制模組14將控制輸送帶模組10反覆自輸送起始位置30移動待送物件2至輸送終止位置32，並控制光學取像模組12與待送物件2同步移動。控制模組14將據以進行一校正程序，調校輸送帶模組10輸送待送物件2的一組輸送參數。此組輸送參數可包含例如但不限於待送物件2之速度、加速度或其組合。藉由光學取像模組12與待送物件2的同步移動，控制模組14可以在逐步遞增待送物件2的輸送速度下，調校待送物件2能夠達到的最大穩定速度。亦即，待送物件2在此速度下，能夠不晃動而偏離軌道，並最快速地前進。另一方面，待送物件2從輸送起始位置加速到的此最大穩定速度的起步加速度，以及從最大穩定速度降速到輸送終止位置的停止加速度，亦可在校正程序經由光學取像模組12的偵測與控制模組10的持續調校而產生。

請參照第4圖。第4圖為本發明一實施例中，物件輸送裝置1在操作階段時的簡化側視圖。於操作階段，控制模組 14控制輸送帶模組10依據所調校產生的此組輸送參數，自輸送起始位置30輸送待送物件2。於一實施例中，此最佳的一組輸送參數，是指在待送物件2不偏離軌道的情形下，可在最短的時間內由輸送起始位置出發並到達輸送終止位置的一組參數。控制模組14並控制光學取像模組12固定於輸送終止位置32，以在此位置偵測待送物件2是否輸送至此。當光學取像模組12偵測到待送物件2未輸送至輸送終止位置32時，控制模組14將進一步控制輸送帶模組10進行微調，以將待送物件2送至輸送終止位置32。

因此，物件輸送裝置1之優點在於藉由光學取像模組12的使用，可直接調校輸送帶模組10傳送待送物件2的最佳輸送參數，不需再設置停板機構及感應偵測元件，並可避免停板機構及感應偵測元件容易耗損及精確度不足的缺點。

於一實施例中，控制模組14可進一步使光學取像模組12偵測固定軌102及活動軌104之相對距離，俾直接控制活動軌104移動，使相對距離與待送物件2之寬度相符。因此，活動軌104不需在先經過復歸的程序才能調校與固定軌102間的相對距離，大幅節省調校的時間，亦能降低復歸過程中，對活動軌104的磨損機率。並且，以光學取像模組12進行偵測，對相對距離的調整可更為精準。於一實施例中，控制模組14可使光學取像模組12偵測固定軌102及活動軌104間之平行度，以避免兩者在不平行的狀況下，使待送物件2無法與軌道密合而偏離或受到擠壓而損壞。

於一實施例中，上述相對距離的校正與平行度的檢測，可藉由使光學取像模組12對如第2圖所示，設置於固定軌102及活動軌104上的標記物101進行取像來達成。在對標記物101取像後，控制模組14可判斷標記物101間的距離是否與待送物件2的寬度相當，亦或前後兩對標記物101彼此間的距離是否相等，以在不符合時予以校正。

於另一實施例中，控制模組14亦可使光學取像模組12偵測輸送帶模組10是否承載有異物，以避免在輸送帶模組10承載有除待送物件2外的其他物件造成待送物件2在輸送過程中與其撞擊。

請參照第5圖。第5圖為本發明一實施例中，物件輸送方法500之流程圖。物件輸送方法500可應用於如第1圖所繪示的物件輸送裝置1中。物件輸送方法500包含下列步驟(應瞭解到，在本實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行)。

於步驟501，使物件輸送裝置1之輸送帶模組10承載待送物件2。

於步驟502，進行校正階段。

於步驟503，控制模組14控制輸送帶模組10反覆自輸送起始位置30移動待送物件2至輸送終止位置32。

接著於步驟504，控制模組14控制物件輸送裝置1之光學取像模組12與待送物件2同步移動。

於步驟505，進行校正程序以調校輸送帶模組10輸送待送物件2時之一組輸送參數。

於步驟506，進行操作階段。

於步驟507，控制模組14控制輸送帶模組10依據此組輸送參數自輸送起始位置30輸送待送物件2。於一實施例中，此組輸送參數為可使待送物件2在最短的時間內抵達輸送終止位置者。

於步驟508，控制模組14控制光學取像模組12固定於輸送終止位置32，以於步驟509偵測待送物件2是否輸送至輸送終止位置32。當已輸送至輸送終止位置32時，流程將進行至步驟510結束待送物件的輸送。當尚未輸送至輸送終止位置32時，控制模組14將於步驟511控制輸送帶模組10微調待送物件2至輸送終止位置32，以進一步至步驟510結束待送物件的輸送。

請參照第6圖。第6圖為本發明一實施例中，校正程序600更詳細之流程圖。

於步驟601，控制模組14將先以一組預設輸送參數起始。於步驟602，控制模組14將控制輸送帶模組10逐次遞增輸送速度，並於步驟603判斷輸送速度是否穩定。當輸送速度穩定時，流程將回至步驟602繼續調增輸送速度。當輸送速度使待送物件2無法穩定輸送時，其前一次進行輸送的輸送速度即已達到極限速度，流程將繼續對加速度進行調校。於一實施例中，控制模組14可直接以此極限速度做為最高穩定速度進行加速度的調校，亦可以此極限速度的90%做為最高穩定速度以進行加速度的調校。

步驟604將進行加速度的調校，以依待送物件2與輸送終止位置32之相對關係逐次調整待送物件2的起步加速度以及 停止加速度。其中，起步加速度將為正值，以逐步將待送物件2由靜止狀態加速至安全速度，而停止加速度將為負值，以逐步將待送物件2由安全速度降速，並在靜止時抵達輸送終止位置32。於步驟605，控制模組14將判斷加速度是否使待送物件2穩定抵達輸送終止位置32。當尚未穩定時，流程將回至步驟604繼續調整。而當起步或抵達均穩定時，流程將進行至步驟606以結束調校。

請參照第7圖。第7圖為本發明一實施例中，待送物件2的速度與時間的關係圖。隨著加速度及穩定速度的情況，其速度與時間的曲線為梯形。此梯形之上底為穩定等速度段，虛線繪示的曲線為穩定速度段移動過程中，待送物件2落後或超前的情況。

於一實施例中，上述判斷輸送速度是否穩定的步驟603，其要求即是最大超前誤差與最小落後誤差之間的差距，需小於一給定的閥值：最大超前誤差-最小落後誤差<給定閥值

在符合上述式子的情形下，控制模組14將可判斷其速度為穩定。

因此，物件輸送方法之優點在於藉由光學取像模組12的使用，可直接調校輸送帶模組10傳送待送物件2的最佳輸送參數，不需再設置停板機構及感應偵測元件，並可避免停板機構及感應偵測元件容易耗損及精確度不足的缺點。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以 限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧物件輸送裝置

10‧‧‧輸送帶模組

100‧‧‧輸送帶

101‧‧‧標記物

102‧‧‧固定軌

104‧‧‧活動軌

106‧‧‧輪軸

108‧‧‧馬達

12‧‧‧光學取像模組

2‧‧‧待送物件

Claims (16)

1. 一種物件輸送裝置，包含：一輸送帶模組，用以承載一待送物件；一光學取像模組，用以對該待送物件取像；以及一控制模組，用以控制該輸送帶模組以及該光學取像模組；其中該控制模組於一校正階段，控制該輸送帶模組反覆自一輸送起始位置移動該待送物件至一輸送終止位置，並控制該光學取像模組與該待送物件同步移動，以進行一校正程序調校該輸送帶模組輸送該待送物件時之一組輸送參數；該控制模組於一操作階段，控制該輸送帶模組依據該組輸送參數自該輸送起始位置輸送該待送物件，並控制該光學取像模組固定於一該輸送終止位置，以偵測該待送物件是否輸送至該輸送終止位置。
2. 如請求項1所述之物件輸送裝置，其中當該光學取像模組偵測到該待送物件未輸送至該輸送終止位置時，該控制模組進一步控制該輸送帶模組微調該待送物件至該輸送終止位置。
3. 如請求項1所述之物件輸送裝置，其中該組輸送參數包含該待送物件之一速度、一加速度或其組合。
4. 如請求項1所述之物件輸送裝置，其中該輸送帶模組更包含一固定軌以及一活動軌。
5. 如請求項4所述之物件輸送裝置，該控制模組更使該光學 取像模組偵測該固定軌及該活動軌之一相對距離，俾直接控制該活動軌移動，使該相對距離與該待送物件之一寬度相符。
6. 如請求項4所述之物件輸送裝置，其中該控制模組更使該光學取像模組偵測該固定軌及該活動軌間之一平行度。
7. 如請求項1所述之物件輸送裝置，其中該控制模組更使該光學取像模組偵測該輸送帶模組是否承載有一異物。
8. 如請求項1所述之物件輸送裝置，其中於該校正程序中，該控制模組係以一組預設輸送參數起始，逐次遞增一輸送速度至一最高穩定速度後，依該待送物件與該輸送終止位置之一相對關係逐次調整一起步加速度以及一停止加速度，以使該待送物件根據該最高穩定速度、該起步加速度以及該停止加速度輸送至該輸送終止位置。
9. 一種物件輸送方法，應用於一物件輸送裝置，該物件輸送方法包含：使該物件輸送裝置之一輸送帶模組承載一待送物件；進行一校正階段，包含：控制該輸送帶模組反覆自一輸送起始位置移動該待送物件至一輸送終止位置；控制該物件輸送裝置之一光學取像模組與該待送物件同步移動；以及進行一校正程序調校該輸送帶模組輸送該待送物件時 之一組輸送參數；以及進行一操作階段，包含：控制該輸送帶模組依據該組輸送參數自該輸送起始位置輸送該待送物件；以及控制該光學取像模組固定於該輸送終止位置，以偵測該待送物件是否輸送至該輸送終止位置。
10. 如請求項9所述之物件輸送方法，其中進行該操作階段時，更包含於該待送物件未輸送至該輸送終止位置時，控制該輸送帶模組微調該待送物件至該輸送終止位置。
11. 如請求項9所述之物件輸送方法，其中該組輸送參數包含該待送物件之一速度、一加速度或其組合。
12. 如請求項9所述之物件輸送方法，其中該輸送帶模組更包含一固定軌以及一活動軌。
13. 如請求項12所述之物件輸送方法，其中更包含：使該光學取像模組偵測該固定軌及該活動軌之一相對距離；以及直接控制該活動軌移動，使該相對距離與該待送物件之一寬度相符。
14. 如請求項12所述之物件輸送方法，其中更包含：使該光學取像模組偵測該固定軌及該活動軌間之一平行度。
15. 如請求項9所述之物件輸送方法，其中更包含：使該光學取像模組偵測該輸送帶模組是否承載有一異物。
16. 如請求項9所述之物件輸送方法，其中該校正程序更包含：以一組預設輸送參數起始；逐次遞增一輸送速度至一最高穩定速度；依該待送物件與該輸送終止位置之一相對關係逐次調整一起步加速度以及一停止加速度；判斷該待送物件是否根據該最高穩定速度、該起步加速度以及該停止加速度輸送至該輸送終止位置；以及於該待送物件根據該最高穩定速度、該起步加速度以及該停止加速度輸送至該輸送終止位置時終止該校正程序。