TWI690704B - 柱狀元件外觀檢測設備 - Google Patents

Abstract

柱狀元件外觀檢測設備包含供料裝置、立料裝置、旋轉盤、複數個取像裝置、倒料裝置及集料裝置。供料裝置具有下料軌道，以推送複數個柱狀元件。立料裝置設置於下料軌道之末端，以使柱狀元件呈站立姿態滑落。旋轉盤承載並以磁力吸引由立料裝置落下之柱狀元件，以使柱狀元件隨旋轉盤之旋轉而沿環形輸送路徑移動。複數個取像裝置依序環繞旋轉盤設置，以擷取柱狀元件各視角的影像進行外觀檢測。倒料裝置設置於複數個取像裝置之最後一個的前端，以將柱狀元件撥倒，使柱狀元件由站立姿態改為平躺姿態。集料裝置根據外觀檢測結果收集柱狀元件。

Description

柱狀元件外觀檢測設備

本案係關於一種電子元件外觀檢測設備，尤指一種柱狀元件外觀檢測設備。

現有的電子元件外觀檢測設備，或稱外觀機，一般是藉由震動盤將電子元件整列後，排列至一旋轉盤上，旋轉盤將電子元件輸送至鏡頭前取像以供檢測外觀，再藉由一集料裝置依據檢測結果分類收集。

晶圓電阻(Metal Electrode Leadless Face Resistor，簡稱MELF Resistor)，又可稱為圓柱型電阻、無腳電阻、或無引線電阻，其外型呈圓柱狀，且利用表面黏著技術(Surface Mount Technology，SMT)固定在電路板上。由於晶圓電阻具有耐高壓、散熱佳、抗震、及不易變形等特性，故被廣泛應用在電源、通信、醫療、儀表、汽車、照明、工業自動化等領域。

而針對晶圓電阻此類柱狀元件，在進行外觀檢測時主要利用具磁鐵圓盤之外觀機來運送柱狀元件及進行檢測，以使柱狀元件之端面可藉由磁力吸引而站立於磁鐵圓盤上。第1圖即顯示柱狀元件利用傳統外觀機進行之外觀檢測示意圖。如第1圖所示，由於柱狀元件10係藉由磁力吸引而站立於磁鐵圓盤上，可針對柱狀元件10之圓柱四周與頂部端面進行五面視覺取像檢查，然而柱狀元件10之底部端面因與磁鐵圓盤磁吸接觸，且磁鐵圓盤並非採透明玻璃製成，故無法對底部端面進行第六面視覺取像檢查。換言之，傳統外觀機對於柱狀元件10之兩端面只有進行二分之一的檢查機會，無法達到全面檢查機制。即使再仰賴人工進行第六面檢查，由於柱狀元件10之尺寸可能小至1 mm，亦有檢查不易及疏漏的問題。

此習知技術對於柱狀元件材料一直有無法全面檢查的問題，對於出貨廠商而言，會有一定比例的瑕疵產品流入市場，因而容易造成最終產品效能與穩定性降低的問題。因此，為了改善習知技術之缺失，實有必要開發可進行全面檢查的外觀機架構，以強化外觀機設備的競爭力，同時提升柱狀元件材料的出貨品質管控。

本案之目的在於提供一種柱狀元件外觀檢測設備，以改善習知技術對於柱狀元件只能進行五面視覺取像檢查之缺失。

本案之另一目的在於提供一種柱狀元件外觀檢測設備，以達成柱狀元件的全面檢查，不但可強化外觀機設備的競爭力，提升柱狀元件的出貨品質管控，也同時提升採用柱狀元件之最終產品的效能與穩定性。

本案之再一目的在於提供一種柱狀元件外觀檢測設備，以達成柱狀元件的全面檢查，不但可省去人力檢查的成本，更增進外觀檢測設備的產能，進而提昇外觀檢測設備的工業應用價值。

為達上述目的，本案提供一種柱狀元件外觀檢測設備，包含供料裝置、立料裝置、旋轉盤、複數個取像裝置、倒料裝置及集料裝置。供料裝置具有下料軌道，架構於推送複數個柱狀元件。立料裝置設置於下料軌道之末端，架構於使柱狀元件呈站立姿態滑落。旋轉盤架構於承載並以磁力吸引由立料裝置落下之柱狀元件，以使柱狀元件隨旋轉盤之旋轉而沿環形輸送路徑移動。複數個取像裝置係依序環繞旋轉盤設置，並架構於擷取柱狀元件各視角的影像以進行外觀檢測。倒料裝置設置於複數個取像裝置之最後一個的前端，架構於將柱狀元件撥倒，使柱狀元件由站立姿態改為平躺姿態。集料裝置架構於根據外觀檢測結果收集柱狀元件。

在一實施例中，柱狀元件為可藉由磁力吸引而站立的電子元件。

在一實施例中，倒料裝置包含撥倒檔板，設置於旋轉盤之環形輸送路徑上，且撥倒檔板與環形輸送路徑之切線方向呈垂直設置。

在一實施例中，撥倒檔板之底緣距離旋轉盤之表面的水平高度係低於柱狀元件的總高度。

在一實施例中，撥倒檔板之底緣距離旋轉盤之表面的水平高度與柱狀元件的總高度比值在3/5~19/20之間。

在一實施例中，倒料裝置更包含高度調整元件，架構於調整撥倒檔板的高度。

在一實施例中，倒料裝置更包含支撐座，且撥倒檔板固定於支撐座上。

在一實施例中，複數個取像裝置包含第一取像裝置、第二取像裝置、第三取像裝置、第四取像裝置、第五取像裝置及第六取像裝置，且倒料裝置設置在第五取像裝置及第六取像裝置之間。第一取像裝置至第五取像裝置分別對柱狀元件之圓柱四周與頂部端面進行五面視覺取像檢查，且第六取像裝置對柱狀元件之底部端面進行第六面視覺取像檢查。

在一實施例中，旋轉盤為具磁性且非透明的環形轉盤。

在一實施例中，立料裝置包含弧形軌道，弧形軌道之第一端開口鄰接下料軌道之末端，且弧形軌道之第二端開口位於旋轉盤上。第一端開口處之弧形軌道的切線方向大致與下料軌道平行，且第二端開口處之弧形軌道的切線方向大致與旋轉盤的表面垂直。

在一實施例中，柱狀元件外觀檢測設備更包含導料裝置，其係設置於立料裝置之下游，且具有圓弧面。

在一實施例中，柱狀元件外觀檢測設備更包含導料裝置，其係設置於倒料裝置之下游，且具有圓弧面。

體現本案特徵與優點的一些實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖式在本質上為說明之用，而非用以限制本案。

本案主要提供一種柱狀元件外觀檢測設備，所述柱狀元件係指外型呈圓柱狀且可藉由磁力吸引而站立的電子元件，例如但不限於晶圓電阻(MELF Resistor)。第2圖及第3圖顯示本案之柱狀元件外觀檢測設備之不同視角示意圖。如第2圖及第3圖所示，柱狀元件外觀檢測設備1包含輸送裝置2、供料裝置3、立料裝置4、取像裝置5A至5F、倒料裝置6、以及集料裝置7，該等裝置皆設置於柱狀元件外觀檢測設備1之基座11上。

輸送裝置2包含旋轉盤21及中央馬達22。在一實施例中，旋轉盤21為具磁性且非透明的環形轉盤，例如但不限於磁鐵圓盤，其可由多顆磁鐵組合而成。旋轉盤21呈水平配置且動力連接於中央馬達22，藉此能夠被中央馬達22驅動而水平旋轉，且作為柱狀元件10之承載平台，經由旋轉使柱狀元件10沿著環形輸送路徑前進，進而移動至取像裝置5A至5F各站進行柱狀元件10之各表面的外觀檢測，以及移動至集料裝置7進行最後的集料作業。

供料裝置3包含震動盤31及下料軌道32。在一實施例中，震動盤31為一圓盤，架構於藉由環形震動將柱狀元件10自盤心依圓盤螺旋路徑移載，依序排列至最外緣路徑而進入下料軌道32。下料軌道32連接於震動盤31，且大致沿著旋轉盤21旋轉方向之切線方向配置。下料軌道32為一直線凹型溝槽，可承載柱狀元件10且使柱狀元件10呈平躺姿態，並以端面鄰接方式形成一直線排列，以及推送柱狀元件10直線前進落至立料裝置4中。

第4圖顯示柱狀元件外觀檢測設備之局部結構示意圖。如第4圖所示，立料裝置4設置於下料軌道32之末端，包含弧形軌道41，弧形軌道41之第一端開口411鄰接下料軌道32之末端，第二端開口412則位於旋轉盤21上。在一實施例中，第一端開口411處之弧形軌道41切線方向大致與下料軌道32平行，第二端開口412處之弧形軌道41切線方向則大致與旋轉盤21表面垂直。弧形軌道41由第一端開口411承接自下料軌道32之末端推送出來的柱狀元件10，此時柱狀元件10仍維持平躺姿態。接著，柱狀元件10會沿著弧形軌道41滑落而站立在旋轉盤21上，且受旋轉盤21之磁力吸引而穩定站立在旋轉盤21上，並隨旋轉盤21之旋轉而沿著環形輸送路徑前進，並往取像裝置5A至5F移動。

為了能有效取得柱狀元件10各視角的影像，柱狀元件10在旋轉盤21上須保持一定間距以方便取像裝置5A至5F進行攝影取像，故旋轉盤21之轉速必然會大於柱狀元件10的落料速度，以拉開柱狀元件10彼此的間距。

本案之柱狀元件外觀檢測設備1包含複數個取像裝置5A至5F，架構於擷取柱狀元件10各視角的影像以進行外觀檢測。在一實施例中，本案之柱狀元件外觀檢測設備1包含六組取像裝置，分別為第一取像裝置5A、第二取像裝置5B、第三取像裝置5C、第四取像裝置5D、第五取像裝置5E及第六取像裝置5F。取像裝置5A至5F係依序環繞旋轉盤21設置，且各取像裝置5A至5F分別依據不同的取像角度而以不同的角度鄰近旋轉盤21配置。各取像裝置5A至5F分別包含攝影鏡頭51及直立滑軌52，攝影鏡頭51係可滑動地設置於直立滑軌52上，並架構於擷取柱狀元件10各視角的影像以進行外觀檢測。

在一實施例中，取像裝置5A至5F也可以視需求而更包含反射鏡，其對應旋轉盤21配置藉以反映旋轉盤21上承載的柱狀元件10，以供攝影鏡頭51擷取柱狀元件10的影像。經取像裝置5A至5F取得的影像會進一步由視覺演算程式比對判別，並將結果提供給集料裝置7進行分類收集。

由於自供料裝置3推送出來並經立料裝置4落至旋轉盤21，且受旋轉盤21之磁力吸引的柱狀元件10係以其中一端面吸附於旋轉盤21表面之方式站立在旋轉盤21上，故在旋轉盤21輸送站立的柱狀元件10過程中，第一取像裝置5A至第五取像裝置5E可分別針對柱狀元件10之圓柱四周與頂部端面進行五面視覺取像檢查。而為了進一步對柱狀元件10之底部端面進行第六面視覺取像檢查，本案之柱狀元件外觀檢測設備1更在第五取像裝置5E之後端增設倒料裝置6及第六取像裝置5F，來達成全面檢查的目的。

第5圖及第6圖顯示柱狀元件外觀檢測設備之局部結構示意圖。如第5圖及第6圖所示，倒料裝置6架構於將站立的柱狀元件10撥倒，使得柱狀元件10由站立姿態改為平躺姿態，以使底部端面外露而進行第六面視覺取像檢查，故倒料裝置6係設置在最後一個取像裝置之前端，亦即設置在第五取像裝置5E及第六取像裝置5F之間。

在一實施例中，倒料裝置6包含撥倒檔板61、支撐座62及高度調整元件63，其中撥倒檔板61固定於支撐座62上，且可藉由高度調整元件63來調整撥倒檔板61的高度。撥倒檔板61係設置於旋轉盤21之環形輸送路徑上，且撥倒檔板61係與環形輸送路徑之切線方向呈垂直設置。撥倒檔板61之底緣距離旋轉盤21表面的水平高度係低於柱狀元件10的總高度，故當站立的柱狀元件10行經撥倒檔板61時，會碰撞到撥倒檔板61而被撥倒，使得柱狀元件10由站立姿態改為平躺姿態(第6圖將站立姿態的柱狀元件以10’標示，並將經撥倒檔板61撥倒而呈平躺姿態的柱狀元件以10’’標示)。一旦柱狀元件10呈平躺姿態，原本磁吸於旋轉盤21的底部端面便會外露，使得後端的第六取像裝置5F即可進一步對底部端面進行第六面視覺取像檢查，達成柱狀元件10全面檢查的功能。

第7圖顯示撥倒擋板與柱狀元件相對高度示意圖。如第7圖所示，撥倒檔板61之底緣611靠近柱狀元件10頂端，且該底緣611距離旋轉盤21表面的水平高度h範圍在柱狀元件10總高度H的3/5~19/20之間。經測試，撥倒檔板61之底緣611距離旋轉盤21表面的水平高度在前述範圍內時，可將柱狀元件10推倒而平躺於旋轉盤21之環形輸送路徑之切線方向上，且不會自原來路徑上偏移，故有助於後端的第六取像裝置5F之取像以及集料裝置7之收集。

在一實施例中，高度調整元件63包含但不限於調整滑台，例如Z軸滑台，並可透過手動旋轉Z軸滑台之旋鈕來調整撥倒檔板61的高度，以控制撥倒檔板61之底緣611距離旋轉盤21表面的水平高度h與柱狀元件10總高度H的比值在3/5~19/20之間。此外，當檢測不同尺寸的柱狀元件10時，更可透過高度調整元件63來對應調整撥倒檔板61的高度，以順利將不同尺寸的柱狀元件10推倒，藉此進行第六面視覺取像檢查。

如第2圖所示，集料裝置7包含複數個集料盒71以及對應複數個集料盒71的複數個吹嘴72，各吹嘴72朝向相對應的集料盒71配置，且分別連接可調整壓力之穩定正壓氣源。各吹嘴72上分別設置有電磁閥，各電磁閥分別電性連接控制器，故控制器能夠藉由電磁閥控制各吹嘴72吹氣之時間點，藉此依據各柱狀元件10的檢測結果將各柱狀元件10分別吹入對應的集料盒71中。

在一實施例中，集料裝置7包含四個集料盒71，其中兩個集料盒71係收集檢測為不良的柱狀元件10，且可設定為收集不良程度不同的柱狀元件10，一個集料盒71係收集檢測為合格的柱狀元件10，另一個集料盒71則收集需要重測的柱狀元件10，例如未成功取像的柱狀元件10。舉例來說，收集不良程度不同的柱狀元件10的兩個集料盒71可分為NG1及NG2，NG1用來收集中柱有孔洞或是色碼不完全的不良品，NG2用來收集錯料或鐵帽打歪的不良品，亦可藉此提供製程改善之參考。當然，集料盒71之數量及用途配置可依不同需求調整而不受限於前述實施例。

在一實施例中，柱狀元件外觀檢測設備1可選擇性包含導料裝置8。如第4圖所示，導料裝置8設置於立料裝置4之下游。導料裝置8設置於旋轉盤21之上方且位於環形輸送路徑之內側。導料裝置8於面向環形輸送路徑之一側具有光滑的圓弧面81，當柱狀元件10邊緣碰觸導料裝置8之圓弧面81時，亦可進一步使柱狀元件10導正於一切線方向上。另一方面，由於自立料裝置4落下的柱狀元件10會立即受旋轉盤21之磁力吸引而站立在旋轉盤21上，使得絕大部分之柱狀元件10皆已導正排列於環形輸送路徑上，故在另一實施例中，柱狀元件外觀檢測設備1可無須於立料裝置4之下游設置導料裝置8。

又，在一實施例中，導料裝置8亦可設置於倒料裝置6之撥倒檔板61之下游，且設置於旋轉盤21之上方及位於環形輸送路徑之內側，當撥倒檔板61將站立的柱狀元件10撥倒而呈平躺姿態，且平躺之柱狀元件10邊緣碰觸導料裝置8之圓弧面81時，可進一步使平躺之柱狀元件10導正於一切線方向上。另一方面，藉由本案撥倒擋板61之高度及方位設置，可將絕大部分之柱狀元件10推倒而平躺於旋轉盤21之環形輸送路徑之切線方向上，且不會自原來路徑上偏移，故在另一實施例中，柱狀元件外觀檢測設備1可無須於倒料裝置6之下游設置導料裝置8。

綜上所述，為了改善習知技術對於柱狀元件只能進行五面視覺取像檢查之缺失，本案之柱狀元件外觀檢測設備1更在第五取像裝置5E之後端增設倒料裝置6及第六取像裝置5F，藉由倒料裝置6的撥倒檔板61將站立的柱狀元件10撥倒而呈平躺姿態，進而使得後端的第六取像裝置5F可對因平躺而外露的底部端面進行第六面視覺取像檢查，達成柱狀元件10的各表面之全面檢查的功能。因此，本案所提供的柱狀元件外觀檢測設備1可達成柱狀元件10的全面檢查，不但可強化外觀機設備的競爭力，也同時提升柱狀元件10的出貨品質管控，當然也提升了採用柱狀元件10之最終產品的效能與穩定性。另一方面，由於本柱狀元件外觀檢測設備1可自動全面檢查，不但省去人力檢查的成本，更增進外觀檢測設備1的產能，例如一分鐘可檢測達2000顆以上的材料，大大地提昇了外觀檢測設備1的工業應用價值。

縱使本發明已由上述實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1:柱狀元件外觀檢測設備

10、10’、10’’:柱狀元件

11:基座

2:輸送裝置

21:旋轉盤

22:中央馬達

3:供料裝置

31:震動盤

32:下料軌道

4:立料裝置

41:弧形軌道

411:第一端開口

412:第二端開口

5A:第一取像裝置

5B:第二取像裝置

5C:第三取像裝置

5D:第四取像裝置

5E:第五取像裝置

5F:第六取像裝置

51:攝影鏡頭

52:直立滑軌

6:倒料裝置

61:撥倒檔板

611:底緣

62:支撐座

63:高度調整元件

7:集料裝置

71:集料盒

72:吹嘴

8:導料裝置

81:圓弧面

H、h:高度

第1圖顯示柱狀元件利用傳統外觀機進行之外觀檢測示意圖。 第2圖及第3圖顯示本案之柱狀元件外觀檢測設備之不同視角示意圖。 第4圖顯示柱狀元件外觀檢測設備之局部結構示意圖。 第5圖及第6圖顯示柱狀元件外觀檢測設備之局部結構示意圖。 第7圖顯示撥倒擋板與柱狀元件相對高度示意圖。

1:柱狀元件外觀檢測設備

10:柱狀元件

11:基座

21:旋轉盤

22:中央馬達

31:震動盤

32:下料軌道

4:立料裝置

5A:第一取像裝置

5B:第二取像裝置

5C:第三取像裝置

5D:第四取像裝置

5E:第五取像裝置

5F:第六取像裝置

51:攝影鏡頭

52:直立滑軌

61:撥倒檔板

71:集料盒

72:吹嘴

Claims (12)

1. 一種柱狀元件外觀檢測設備，包含：一供料裝置，具有一下料軌道，架構於推送複數個柱狀元件；一立料裝置，設置於該下料軌道之末端，架構於使該柱狀元件呈站立姿態滑落；一旋轉盤，架構於承載並以磁力吸引由該立料裝置落下之該柱狀元件，以使該柱狀元件隨該旋轉盤之旋轉而沿一環形輸送路徑移動；複數個取像裝置，係依序環繞該旋轉盤設置，並架構於擷取該柱狀元件各視角的影像以進行外觀檢測；一倒料裝置，設置於該複數個取像裝置之最後一個的前端，架構於將該柱狀元件撥倒，使該柱狀元件由站立姿態改為平躺姿態，其中該倒料裝置包含一撥倒檔板，設置於該旋轉盤之該環形輸送路徑上，該撥倒檔板與該環形輸送路徑之切線方向呈垂直設置，且該撥倒檔板之底緣距離該旋轉盤之表面的水平高度係低於該柱狀元件的總高度；以及一集料裝置，架構於根據外觀檢測結果收集該柱狀元件。
2. 如請求項1所述之柱狀元件外觀檢測設備，其中該柱狀元件為一可藉由磁力吸引而站立的電子元件。
3. 如請求項1所述之柱狀元件外觀檢測設備，其中該撥倒檔板之底緣距離該旋轉盤之表面的水平高度與該柱狀元件的總高度比值在3/5~19/20之間。
4. 如請求項1所述之柱狀元件外觀檢測設備，其中該倒料裝置更包含一高度調整元件，架構於調整該撥倒檔板的高度。
5. 如請求項1所述之柱狀元件外觀檢測設備，其中該倒料裝置更包含一支撐座，且該撥倒檔板固定於該支撐座上。
6. 如請求項1所述之柱狀元件外觀檢測設備，其中該複數個取像裝置包含一第一取像裝置、一第二取像裝置、一第三取像裝置、一第四取像裝置、一第五取像裝置及一第六取像裝置，且該倒料裝置設置在該第五取像裝置及該第六取像裝置之間。
7. 如請求項6所述之柱狀元件外觀檢測設備，其中該第一取像裝置至該第五取像裝置分別對該柱狀元件之圓柱四周與頂部端面進行五面視覺取像檢查，且該第六取像裝置對該柱狀元件之底部端面進行第六面視覺取像檢查。
8. 如請求項1所述之柱狀元件外觀檢測設備，其中該旋轉盤為一具磁性且非透明的環形轉盤。
9. 如請求項1所述之柱狀元件外觀檢測設備，其中該立料裝置包含一弧形軌道，該弧形軌道之一第一端開口鄰接該下料軌道之末端，且該弧形軌道之一第二端開口位於該旋轉盤上。
10. 如請求項9所述之柱狀元件外觀檢測設備，其中該第一端開口處之該弧形軌道的切線方向大致與該下料軌道平行，且該第二端開口處之該弧形軌道的切線方向大致與該旋轉盤的表面垂直。
11. 如請求項1所述之柱狀元件外觀檢測設備，更包含一導料裝置，其係設置於該立料裝置之下游，且具有一圓弧面。
12. 如請求項1所述之柱狀元件外觀檢測設備，更包含一導料裝置，其係設置於該倒料裝置之下游，且具有一圓弧面。

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