TWI548836B - Automatic assembly method of LED light box - Google Patents
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Description
本發明涉及LED燈箱的組裝技術，特別有關於LED燈箱的自動組裝方法。
LED燈箱，可泛見為坊間中、大型的電子資訊看板所應用。LED燈箱的組成，請參照圖1所示，包含由一框架10上鎖組複數陣列的散熱板件11，並依所述散熱板件11的位置貼黏LED燈板12而拼組形成。
其中，所述框架10及散熱板件11，通常皆是由鋁合金材料製成，具有良好的支撐性及熱傳導的散熱能力，以便利用框架10來作為燈箱的主支撐架構使用，並且利用散熱板件11來作為LED燈板12的背板使用，所述LED燈板12能電連接控制器(未示出)，進而依據控制指令產生LED光影以揭示畫面。
由於LED燈箱在組裝過程中，必須先在框架10上利用螺絲13來鎖裝複數陣列的散熱板件11，其中鎖裝用的螺絲13必須先植入框架10後，才能將散熱板件11鎖緊固著在框架10上；然而，此一鎖裝方向，正好與後續在散熱板件11上貼黏LED燈板12的加工方向相反，造成目前人力生產線上的組裝效率難以精進的困擾。進一步的說，截至目前，LED燈箱的組裝作業乃欠缺自動化技術，影響產製效率。
本發明之目的旨在提供LED燈箱的自動化組裝技術，不但能克服框架上螺絲鎖組散熱板件用的鎖裝方向與
散熱板件貼黏LED燈板的加工方向相反的技術課題，還能藉此提升LED燈箱的組裝效率。
為了實現上述目的，並解決問題，本發明提供之一種LED燈箱的自動組裝方法，其技術手段包括執行下列步驟：
先定位複數散熱板件呈陣列排置於一加工台面上，續覆蓋一框架於所述複數散熱板件的頂部，並於該框架上穿鎖複數螺絲，固定所述散熱板件於框架的底部，接著翻轉該加工台面，令所述散熱板件仰臥於框架上，而後依所述散熱板件的位置逐一貼黏LED燈板固定。
在進一步實施中，該加工台面提供一具有複數陣列槽位的治具，所述複數散熱板件係經由該治具的複數陣列槽位而排置定位於加工台面上。其中，該加工台面以翻轉180度為最佳。
在進一步實施中，在貼黏所述LED燈板之後，還包括一檢測所述貼黏固定後之LED燈板高度的步驟。其中，使用至少一探針探測所述LED燈板彼此之間的平整高度。
在進一步實施中，在所述散熱板件仰臥於框架上之後，並且在貼黏所述LED燈板之前，還包括一清潔所述散熱板件上之黏貼面的步驟。其中，所述的清潔步驟包括以空氣噴吹、清潔刷刷洗的至少一種方式清潔該黏貼面。
在進一步實施中，在所述散熱板件仰臥於框架上之後，並且在貼黏所述LED燈板之前，還包括一塗覆黏膠於該黏貼面的步驟。其中，塗覆黏膠於黏貼面的步驟可在清潔黏貼面步驟之後進行。
根據上述技術手段，本發明所能產生的技術效果在於：使LED燈箱的組裝作業，便利於自動化逐站組裝完成，並藉此提升組裝品質及組裝效率。
以上所述之方法與裝置之技術手段及其產生效
能的具體實施細節，請參照下列實施例及圖式加以說明。
10‧‧‧框架
10a‧‧‧第一端面
10b‧‧‧第二端面
10c‧‧‧通孔
11‧‧‧散熱板件
11a‧‧‧粘貼面
11b‧‧‧鎖裝面
11c‧‧‧牙孔
12‧‧‧LED燈板
13‧‧‧螺絲
20、22‧‧‧輸送台面
21‧‧‧治具
21a‧‧‧槽位
23‧‧‧翻轉台面
23a‧‧‧旋轉驅動器
24‧‧‧承接台面
25‧‧‧貼膠台面
25a‧‧‧膠帶
25b‧‧‧散熱膏
26‧‧‧高度檢測台面
26a、26b‧‧‧探針
27‧‧‧清潔台面
27a‧‧‧清潔刷
27b‧‧‧空氣吹管
28‧‧‧塗膠台面
28a‧‧‧塗膠刷
S1至S4、SA至SC‧‧‧實施例之步驟說明
圖1是傳統LED燈箱的立體分解示意圖；圖2是本發明主實施之步驟流程圖；圖3a及圖3b分別說明圖2中散熱板件陣列擺置於加工台面上的相異實施例的動作示意圖；圖4說明圖2中加工台面上的框架鎖裝散熱板件的動作示意圖；圖5a至圖5c依序說明圖2中翻轉已鎖固之散熱板件及框架的動作示意圖；圖6說明圖2中貼黏LED燈板的動作示意圖；圖7是本發明根據圖2主實施流程所延伸的附加步驟流程圖；圖8說明圖7中清潔散熱板件之黏貼面的動作示意圖；圖9說明圖7中塗覆黏膠於散熱板件之黏貼面的動作示意圖；圖10說明圖7中LED燈板高度檢測的動作示意圖。
本發明所提供的自動組裝方法，用於組裝如圖1所示的傳統LED燈箱，包括以自動化生產設備，將先前技術中所述的複數個散熱板件11，以陣列排整方式鎖固於框架10上，並且在所述散熱板件11位置貼黏LED燈板12，進而完成LED燈箱的自動化組裝作業。
具體的說，請參閱圖2所示，說明本發明之方法，包括下列S1至S4步驟：
步驟S1：陣列排置散熱板件
請參閱圖3a，說明在本步驟中，本發明可利用一利於載運物件逐站移動進行組裝的加工台面，在本步驟中該
加工台面被進一步定義為是輸送台面20，依普通知識不難瞭解，該加工台面可以是由滾輪或皮帶等建構而成的平台式輸送台面20，且輸送台面20可以是由多個滾輪或皮帶式的輸送機串接形成逐站式移動及停止的形式。本發明利用該輸送台面20停止時來排置多個散熱板件11，使所述散熱板件11呈陣列形式被擺置於輸送台面20上。其中，擺置散熱板件11時，能以人工、具自動位移能力的機械手臂或自動爪等逐一的或一次性將所需數量的散熱板件11自一備料台(未示出)上擷取，接著擺放於輸送台面20，俾使所述散熱板件11彼此之間呈陣列形式排置。
再進一步實施上，請參閱圖3b，說明為了使多個散熱板件11能更有效率的陣列排置於輸送台面20上，實施時，可以取用一治具21，該治具21具有複數個陣列的槽位21a，每一槽位21a符合用以容置散熱板件11的形體；將此治具21先擺放於輸送台面20上，而後再依複數個陣列的槽位21a來容置所述散熱板件11，使所述散熱板件11經由治具21的複數陣列槽位21a而排整定位於輸送台面20上。
上述中，散熱板件11皆具有一提供LED燈板12覆著(複合)用的粘貼面11a以及一提供鎖裝接觸框架10用的鎖裝面11b，且散熱板件11皆佈設有多個鎖裝用的牙孔11c顯露於鎖裝面11b上；當散熱板件11被直接陣列排置於輸送台面20上或經由治具21而間接陣列排置於輸送台面20上之後，該粘貼面11a係朝下鄰近輸送台面20(設有治具21時)或者直接接觸輸送台面20(無治具21時)，且鎖裝面11b係朝上閒置著。
步驟S2：覆蓋框架鎖固散熱板件
請參閱圖4，說明在上述圖3a或圖3b所示的陣列排置散熱板件11步驟之後，接續進行框架10的覆蓋及鎖接步驟；實施上，完成上述步驟S1的散熱板件11，可藉由上
述輸送台面20而移載至一覆蓋框架的區站，此區站內可配置具以相同機能的加工台面，在本步驟中一併將此加工台面進一步定義為是輸送台面22，用以接收完成上述步驟S1的散熱板件11，並在此輸送台面22上進行本步驟S2的覆蓋及鎖固框架10的組裝作業。
其中，該框架10實質上是呈現板面狀，具有兩相對應的第一端面10a及第二端面10b，此二端面之間已依據散熱板件11的陣列位置，而穿設有可供螺絲13穿伸通過的通孔10c，藉此，利用人工、具自動位移能力的機械手臂或自動爪等載運框架10自供料端移動至輸送台面22，進而將框架10的第一端面10a覆蓋於已陣列排置的複數個散熱板件11的鎖裝面11b上，使每一通孔10c皆與散熱板件11上的牙孔11c相連通，用以自框架10的第二端面10b穿鎖複數螺絲13，每一螺絲13皆可經由顯露於第二端面10b上的通孔10b穿伸而鎖接於牙孔11c，使所述散熱板件11能一體式的固定於框架10的端面。
步驟S3：翻轉散熱板件及框架
請合併參閱圖5a至圖5c，依序說明在上述圖4所示的覆蓋框架10並鎖固散熱板件11的步驟之後，接續進行翻轉散熱板件11及框架10的步驟；具體實施上，本步驟係於上述覆蓋框架10的區站的旁側配置一翻轉區站，並於翻轉區站中設置一被定義為是翻轉台面23的加工台面，用以執行散熱板件11及框架10鎖接體(已鎖接成一體)的翻面動作；該翻轉台面23一側設有旋轉驅動器23a(例如馬達或旋轉氣壓缸等)；翻轉台面23常態下呈水平之臥置形式(如圖5a所示)，用以接收完成上述步驟S2的散熱板件11及框架10鎖接體(已鎖接成一體)；更具體的說，上述步驟S1之圖3b實施例中所用的治具21，並沒有被步驟S2中的螺絲13鎖持，因此，本發明可透過人工、具自動位移能力的機械手臂或自動爪等，
將步驟S2中的散熱板件11及框架10鎖接體以X-Y雙軸移動方式搬運至圖5a所示呈水平臥置的翻轉台面23上，使散熱板件11及框架10鎖接體脫離治具21，並使框架10提供螺絲13鎖裝用的第二端面10b朝上閒置著；隨後，藉驅動器23a驅動翻轉台面23翻轉180度(如圖5b所示)；其中，該翻轉台面23實質上還可設置負壓或氣壓缸的嵌爪或壓條，用以在圖5a所示翻轉前事先固定散熱板件11及框架10鎖接體，避免散熱板件11及框架10鎖接體在圖5a至圖5b的翻轉過程中掉落。
更進一步的，如圖5b所示，也就是在翻轉台面23翻轉180度之後的相對位置，設有一承接台面24(同樣歸屬於本發明所稱加工台面的一部分)，該承接台面24可以由上述輸送台面所具備的多個滾輪或皮帶所構成。
依此，續如圖5c所示，揭示該承接台面24能利用承接台面24接收翻轉台面23翻轉180度之後的散熱板件11及框架10鎖接體，使得框架10提供螺絲13鎖裝用的第二端面10b經反轉動作後朝下式的鄰近於承接台面24，並使所述散熱板件11仰臥於框架10上，在此狀態下，所述散熱板件11的粘貼面11a係朝上閒置著(即相對遠離承接台面24)。
步驟S4：貼黏LED燈板
請參閱圖6所示，揭示在上述翻轉區站旁側設有一LED燈板12的黏貼區站，在此黏貼區站中配置有一被定義為貼膠台面25(同樣歸屬於本發明所稱加工台面的一部分)，且貼膠台面25可配置於承接台面24的旁側，接收承接台面24所傳遞而至已經翻面的散熱板件11及框架10鎖接體(粘貼面11a朝上閒置狀態)；該貼膠台面25上可以配置有沿X-Y-Z軸向移動的至少一自動臂或藉助人工方式，將膠帶25a及散熱膏25b(塗料)黏附及塗附於陣列排置之散熱板件11上各個粘貼面11a的既定位置；隨後再利用人工、具自動位移能力
的機械手臂或自動爪等自一LED燈板12的供料端(未示出)逐一或一次性的擷取單一或多個LED燈板12，藉由各散熱板件11之粘貼面11a上已貼附的膠帶25a及散熱膏25b而牢固的貼至固定，使每一散熱板件11上朝上閒置的粘貼面11a，皆黏貼有LED燈板12，使LED燈板背面的諸多接點能和散熱板件11相接觸，進而產生熱傳導的散熱作用。
根據上述步驟S1至S4，可據實的完成本發明LED燈箱的自動組裝程序，特別是可容易的根據上述流程來實現自動化生產暨組裝設備的建置。
除上述之外，請參照圖7所示，說明本發明基於上述實施方法，還可進一步擇一附加或同時附加包含一清潔所述散熱板件上之黏貼面的步驟SA、一塗覆黏膠於該黏貼面的步驟SB以及一檢測所述貼黏固定後之LED燈板高度的步驟SC，如下說明：
步驟SA：清潔散熱板件的黏貼面
本步驟可實施於步驟S3及步驟S4之間，亦即實施於所述散熱板件11仰臥於框架10上(散熱板件11的粘貼面11a係朝上閒置狀態)之後，並且在貼黏所述LED燈板12之前。
具體的說，請參閱圖8，說明本步驟包括在承接台面24與貼膠台面25之間還規劃一配置有清潔台面27的清潔區站，該清潔台面27同樣歸屬於本發明所稱加工台面的一部分，且清潔台面27同樣可以是由多個滾輪或皮帶構成，用以取代步驟S4的貼膠台面25而直接接收來自承接台面24所傳遞而至已經翻面的散熱板件11及框架10鎖接體(粘貼面11a朝上閒置狀態)。
該清潔台面27上方可配置至少一具有沿X-Y軸向移動能力或固定式的清潔刷27a，所述清潔刷27a在實施上可以是刷洗用滾輪(或稱滾刷)或板刷；依普通知識可知，當所
述清潔刷27a接觸各粘貼面11a時，所述清潔刷27a能經由與各粘貼面11a之間的相對運動，進而刷洗暨清潔各粘貼面11a上的灰塵或污垢，且清潔刷27a可持續沾附並供應有一種清潔劑(例如酒精)，藉由清潔劑來提升清潔刷27a在刷洗暨清潔各粘貼面11a時的效果。本步驟可確保LED燈板12黏貼前(即步驟S4前)，亦即在黏附膠帶25a及塗附散熱膏25b之前，各粘貼面11a能夠事先被清潔乾淨，以提升LED燈板12黏貼後的牢固性。
本步驟除了提供清潔刷27a進行所述粘貼面11a的清潔動作之外，還可附加配置同具有沿X-Y軸向移動能力或固定式的空氣吹管27b；依普通知識可知，所述空氣吹管27b能提供高壓空氣，並藉由與各粘貼面11a之間的相對運動，用以噴吹各粘貼面11a上的灰塵或污垢，用以提升LED燈板12黏貼後的牢固性。
必須說明的是，上述清潔刷27a可以和空氣吹管27b同時配置於清潔台面27的上方，或者將清潔刷27a、空氣吹管27b擇一配置於清潔台面27的上方。
步驟SB：黏貼面塗覆黏膠
具體的說，請參閱圖9，說明本步驟可實施於步驟S3及步驟S4之間，亦即實施於所述散熱板件11仰臥於框架10上(散熱板件11的粘貼面11a係朝上閒置狀態)之後，並且在貼黏所述LED燈板12之前，其中可以省略上述清潔散熱板件11之黏貼面11a的步驟SA。
本步驟包括在承接台面24與貼膠台面25之間還規劃一配置有塗膠台面28的塗膠區站，該塗膠台面28同樣歸屬於本發明所稱加工台面的一部分，且塗膠台面28同樣可以是由多個滾輪或皮帶構成，用以取代步驟S4的貼膠台面25而直接接收來自承接台面24所傳遞而至已經翻面的散熱板件11及框架10鎖接體(粘貼面11a朝上閒置狀態)。
該塗膠台面28上方可配置至少一具有沿X-Z軸向移動能力或固定式的塗膠刷28a，所述塗膠刷28a在實施上可以是塗膠用滾輪(或稱滾刷)或板刷，塗膠刷28a可持續沾附並供應有一種增黏劑，並藉由與各粘貼面11a之間的相對運動，將增黏劑塗附於粘貼面11a上要黏貼膠帶25a的既定位置(如步驟S4)。本步驟SB可確保後續在執行步驟S4中的黏貼膠帶25a動作之前，各粘貼面11a能夠事先具備較佳的黏著性提供膠帶25a牢固的黏貼，以提升膠帶25a(雙面膠帶)在LED燈板12與粘貼面11a之間能發揮較佳的牢固黏著性。其中，該膠帶25a可事先依粘貼面11a的寬度而裁切成既定長度，然後利用一多軸向移動的沾粘輪自外界擷取該膠帶25a，並移動至粘貼面11a貼附該膠帶25a。
此外，上述黏貼面11a塗覆黏膠的步驟SB，亦可實施於步驟SA及步驟S4之間，亦即實施於所述散熱板件11的粘貼面11a接受清潔刷27a、空氣吹管27b的至少其中之一清潔之後，並且在貼黏所述LED燈板12之前(亦即不省略上述散熱板件11之黏貼面11a的清潔步驟SA)。
步驟SC：LED燈板高度檢測
本步驟實施於步驟S4之後，亦即實施於貼黏所述LED燈板12之後。
具體的說，請參閱圖10，說明本步驟包括在貼膠台面25之後還規劃一配置有高度檢測台面26的高度檢測區站，該高度檢測台面26同樣歸屬於本發明所稱加工台面的一部分，且高度檢測台面26同樣可以是由多個滾輪或皮帶構成，用以接收來自貼膠台面25所傳遞之已貼黏固定有LED燈板12的散熱板件11及框架10鎖接體。
該高度檢測台面26上方可配置至少一具有沿X-Y-Z軸向移動的探針26a；依普通知識可知，所述探針可為市售的機械式探針，電連接控制器以檢知針頭之壓觸物的高
度者；本實施以配置兩支機械式探針26a及26b為例，說明所述探針26a、26b可逐次的移動至所述LED燈板12周邊的交接端緣，使兩探針26a、26b的針頭分別垂直壓觸兩相鄰LED燈板12的端邊，用以檢知所述LED燈板12彼此之間鎖組後的高度是否一致，當高度不在既定可容許的誤差範圍內時(即高度不一致時)，可排除不良品，當高度落在可容許的誤差範圍內時(即高度一致時)，判斷為良品。在所述散熱板件11、LED燈板12的厚度均各自一致的情況下，本步驟可確保LED燈板12黏貼後，能夠具備平整度較高的釋光表面。
在上述實施例中，本發明所稱的加工台面，已概括包含了分設於各步驟之組裝區站中的輸送台面20、22及翻轉台面23、承接台面24、清潔台面27、塗膠台面28、高度檢測台面26及貼膠台面25，且該等台面可依序串接構成LED燈箱的自動或半自動加工生產線，進一步的說，根據本發明所提供之方法，有助於實現LED燈箱的自動化生產暨組裝設備的建置，進而提升LED燈箱的組裝品質、組裝效率及組裝產能。
以上實施例僅為表達了本發明的較佳實施方式，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。因此，本發明應以申請專利範圍中限定的請求項內容為準。
S1至S4‧‧‧實施例之步驟說明
Claims (9)
- 一種LED燈箱的自動組裝方法，包括執行下列步驟：先定位複數散熱板件呈陣列排置於一加工台面上，續覆蓋一框架於所述複數散熱板件的頂部，並於該框架上穿鎖複數螺絲，固定所述散熱板件於框架的底部，接著翻轉該加工台面，令所述散熱板件仰臥於框架上，而後依所述散熱板件的位置逐一貼黏LED燈板固定。
- 如申請專利範圍第1項所述LED燈箱的自動組裝方法，其中該加工台面提供一具有複數陣列槽位的治具，所述複數散熱板件係經由該治具的複數陣列槽位而排置定位於加工台面上。
- 如申請專利範圍第1或2項所述LED燈箱的自動組裝方法，其中該加工台面係翻轉180度。
- 如申請專利範圍第1項所述LED燈箱的自動組裝方法，其中在貼黏所述LED燈板之後，還包括一檢測所述貼黏固定後之LED燈板高度的步驟。
- 如申請專利範圍第4項所述LED燈箱的自動組裝方法，其中係使用至少一探針探測所述LED燈板彼此之間的平整高度。
- 如申請專利範圍第1項所述LED燈箱的自動組裝方法，其中在所述散熱板件仰臥於框架上之後，並且在貼黏所述LED燈板之前，還包括一清潔所述散熱板件上之黏貼面的步驟。
- 如申請專利範圍第6項所述LED燈箱的自動組裝方法，其中所述的清潔步驟包括以空氣噴吹、滾輪刷洗的至少一種方式清潔該黏貼面。
- 如申請專利範圍第1或6項所述LED燈箱的自動組裝方法，其中在所述散熱板件仰臥於框架上之後，並且在貼黏 所述LED燈板之前，還包括一塗覆黏膠於該黏貼面的步驟。
- 如申請專利範圍第8項所述LED燈箱的自動組裝方法，其中塗覆黏膠於黏貼面的步驟係在清潔黏貼面步驟之後進行。
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