TWI790830B - 自動化拆裝系統 - Google Patents

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TWI790830B
TWI790830B TW110143699A TW110143699A TWI790830B TW I790830 B TWI790830 B TW I790830B TW 110143699 A TW110143699 A TW 110143699A TW 110143699 A TW110143699 A TW 110143699A TW I790830 B TWI790830 B TW I790830B
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    • B23Q7/00—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
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Abstract

一種自動化拆裝系統，其包含：一承載單元、一取料單元、一翻轉單元、一拆裝單元以及一控制模組。取料單元用以將一治具單元及/或一物料移動至承載單元。翻轉單元連接於承載單元，並用以翻轉承載單元。拆裝單元用以將治具單元組裝於承載單元或將治具單元自承載單元拆卸，以及用以將物料組裝於承載單元或治具單元。控制模組信號連接於取料單元、翻轉單元及拆裝單元。自動化拆裝系統經編程以執行物料的組裝及/或拆卸。

Description

自動化拆裝系統
本發明關於一種拆裝系統，特別是一種可用於自動化加工的自動化拆裝系統。
目前的加工機台、倉儲系統以及加工前置的物料、工件以及治具的組裝缺乏系統化的整合，造成製造及加工時的排程困難。此外，不同物料通常需透過不同治具組裝以形成工件，且治具需先裝設在一翻轉台上，故須先行排定工序，並在翻轉台上裝設治具。因此，當裝設在翻轉台上的治具與欲組裝的物料不對應時，需先將治具自翻轉台拆卸，再另行裝設對應的治具。
然而，目前的自動化加工的前置作業就需要頻繁的人為介入以更換、拆裝治具以及物料，大幅增加人事成本、加工成本以及加工時間，並嚴重降低加工效率。並且由於人為介入的程度過高，難以系統化整合的自動化拆裝系統。
因此，本發明揭露一種可用於自動化加工且系統化的自動化拆裝系統，以解決上述問題。
為解決上述問題，本發明一實施例揭露一種自動化拆裝系統，其包含：一承載單元、一取料單元、一翻轉單元、一拆裝單元以及一控制模組。取料單元用以將一治具單元及/或一物料移動至承載單元。翻轉單元，連接於承載單元，翻轉單元用以翻轉承載單元。拆裝單元用以將治具單元組裝於承載單元或將治具單元自承載單元拆卸，拆裝單元另用以將物料組裝於承載單元或治具單元。控制模組信號連接於取料單元、翻轉單元及拆裝單元。其中，自動化拆裝系統經編程以執行：控制模組接收一拆裝請求，其中拆裝請求包含用以將物料組裝成一工件的資訊或用以將工件拆卸的資訊；控制模組根據拆裝請求判斷對應物料的治具單元是否組裝於承載單元及判斷治具單元是否為空；當對應物料的治具單元組裝於承載單元上且治具單元為空時，取料單元將對應拆裝請求的物料輸送至承載單元，且拆裝單元將物料組裝於治具單元，以形成工件。
綜上所述，本發明的自動化拆裝系統能夠透過「控制模組接收一拆裝請求，其中拆裝請求包含「用以將物料組裝成一工件的資訊或用以將工件拆卸的資訊」、「控制模組根據拆裝請求判斷對應物料的治具單元是否組裝於承載單元及判斷治具單元是否為空」以及「當對應物料的治具單元組裝於承載單元上且治具單元為空時，取料單元將對應拆裝請求的物料輸送至承載單元，且拆裝單元將物料組裝於治具單元，以形成工件」的技術特徵，以降低人為介入、加工成本以及加工時間，並提升加工效率。
Sys:自動化拆裝系統
10:自動化拆裝模組
101:取料單元
102:承載單元
102A:治具單元
102B,102B’:物料
103:翻轉單元
104:拆裝單元
11:控制模組
12:倉儲模組
13:加工模組
S,S’:拆裝請求
IN,IN’:入料訊號
S101,S103,S104,S105,S106,S107,S107’,S109,S109’,S199:步驟
第1圖為本發明的一自動化拆裝系統的功能方塊圖。
第2圖為本發明的自動化拆裝系統的示意圖。
第3圖為第2圖的部分放大示意圖。
第4圖為本發明一實施例的自動化拆裝系統的流程示意圖。
第5圖為本發明另一實施例的自動化拆裝系統的流程示意圖。
為使本領域技術人員能更進一步瞭解本發明，以下特列舉本發明的優選實施例，並配合附圖詳細說明本發明的構成內容及所欲達成的功效。須注意的是，附圖均為簡化的示意圖，因此，僅顯示與本發明有關的元件與組合關係，以對本發明的基本架構或實施方法提供更清楚的描述，而實際的元件與佈局可能更為複雜。另外，為了方便說明，本發明的各附圖中所示的組件並非以實際實施的數目、形狀、尺寸做等比例繪製，其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。
以下用語「信號連接」包含但不限於，兩元件/組立間以有線的方式或無線的方式連接，使兩元件/組立彼此間能進行訊號傳遞。
請參閱第1圖及第2圖所示，第1圖為本發明的一自動化拆裝系統Sys的功能方塊圖。第2圖為本發明的自動化拆裝系統Sys的示意圖。本發明揭露一種自動化拆裝系統Sys，其包含一自動化拆裝模組10以及一控制模組11，控制模組11信號連接自動化拆裝模組10。自動化拆裝模組10包括一承載單元102、一取料單元101、一翻轉單元103以及一拆裝單元104。取料單元101用以將一治具單元102A及/或一物料102B移動至承載單元102。翻轉單元103連接於承載單元102，且翻轉單元103用以翻轉承載單元102。拆裝單元104可以用以將治具單元 102A組裝於承載單元102或將治具單元102A自承載單元102拆卸，或是用以將物料102B組裝於承載單元102或治具單元102A。也就是說，物料102B可以是直接組裝於承載單元102上以進行拆裝，或組裝於治具單元102A，且治具單元102A組裝於承載單元102上以進行拆裝，但本發明不以此為限。具體而言，控制模組11透過信號連接於取料單元101、翻轉單元103及拆裝單元104而信號連接於自動化拆裝模組10。
如第2圖所示，在一實施例中，取料單元101以及拆裝單元104可以分別為一機械手臂，取料單元101透過抓取或夾取移動治具單元102A及/或物料102B，拆裝單元104則可以是透過鎖固或鉗夾以拆裝治具單元102A及/或物料102B，以及將物料102B組裝為工件，但本發明並不以取料單元101以及拆裝單元104是機械手臂為限。此外，承載單元102可以具有一檯面形狀或一平坦狀的頂部，或是具有能與治具單元102A及/或物料102B配合的連接結構(圖未示)，以穩定承載治具單元102A以及物料102B，以利組裝及拆卸，而治具單元102A則可以是治具、模具或其他用以固定或容置物料102B的元件。
請參閱第3圖並配合第2圖所示，其為第2圖的部分放大示意圖。在一實施例中，翻轉單元103可以包含一翻轉檯面。承載單元102可轉動地設置於翻轉檯面上，翻轉檯面的兩側分別連接一馬達以帶動並轉動翻轉檯面，且承載單元102可以透過一馬達或一轉軸連接於翻轉檯面(翻轉單元103)，以實現承載單元102在立體空間中的翻轉或旋轉。在一實施例中，控制模組11根據一拆裝請求S控制翻轉單元103及/或拆裝單元104的翻轉或旋轉，使承載單元102及拆裝單元104間呈一特定角度(圖未示)，以利治具單元102A及/或物料102B的拆裝，其中特定角度為介於0度至180度(相對於水平面)之間。在本實施例中，可依實際需求調 整特定角度(調整拆裝單元104及翻轉單元103)。在一較佳實施例中，拆裝單元104是一鎖固機械手臂，以利拆裝單元104鎖固或拆卸治具單元102A及/或物料102B，但本發明並不以特定角度以及拆裝單元104的作動方式為限。
如第3圖所示，治具單元102A可以是包含至少一治具單元102A的組合，物料102B則可以是包含至少一物料102B的組合，且治具單元102A以及物料102B的數量及形狀可以根據實際需求而定，也可以彼此配合、互相嵌合及/或互相卡掣(例如第3圖中，物料102B彼此對應的凸起及凹陷，以及治具單元102A是包含二治具單元102A的組合)。
如第1圖所示，控制模組11以及自動化拆裝模組10可以進一步信號連接於一加工模組13及/或一倉儲模組12。在一實施例中，控制模組11可以是可程式化邏輯控制器(Programmable Logic Controller；PLC)、工業電腦或其組合，且控制模組11是經編程以控制該加工模組13加工物料102B及/或由物料102B所組合的工件，其中程式是PLC語言或是其他可運行於控制模組11中的程式。倉儲模組12可以是一自動化倉儲系統，包括彼此信號連接的PLC及/或工業電腦、儲存區(圖未示)以及至少一配送單元(圖未示)，物料102B(以及另一物料102B’)以及治具單元102A可以儲存在儲存區中，並透過至少一配送單元進行儲存區以及加工模組13之間的移動及配送。具體而言，配送單元可以是堆高機、輸送帶、機器手臂或其組合，而儲存區可以是倉儲區、複數個貨架、貨櫃，或其他用以放置或儲存治具單元102A及物料102B,102B’者，本發明並不以上述配送單元或儲存區的舉例為限。
本發明的自動化拆裝系統Sys經編程以執行下列步驟： 步驟S101：控制模組接收一拆裝請求，其中拆裝請求包含用以將物料組裝成一工件的資訊或用以將工件拆卸的資訊；步驟S105：控制模組根據拆裝請求判斷對應物料的治具單元是否組裝於承載單元；以及步驟S107：控制模組判斷治具單元是否為空(available)。
在步驟S101中，控制模組11所接收的拆裝請求S除了將物料102B組裝成工件的資訊或用以將工件拆卸的資訊外，可另包含物料102B、工件及/或對應物料102B的治具單元102A的數量、種類、優先度、拆裝方式以及儲存位置等資訊，本發明不以此為限。另外，拆裝請求S可以是透過一使用者輸入，或由加工模組13形成並傳送至控制模組11，本發明不以此為限。在步驟S105以及步驟S107中，控制模組11根據拆裝請求S判斷對應物料102B的治具單元102A是否組裝於承載單元102以及判斷治具單元102A是否為空。當控制模組11判斷對應物料102B的治具單元102A組裝於承載單元102且治具單元102A為空時，本發明的自動化拆裝系統Sys另編程以執行： 步驟S109：取料單元將對應拆裝請求的物料輸送至承載單元，且拆裝單元將物料組裝於治具單元，以形成工件。
在步驟S109中，當控制模組11判斷對應物料102B的治具單元102A組裝於承載單元102上且治具單元102A未組裝有其他物料102B也並非正在使用中(即治具單元102A為空)時，取料單元101將對應拆裝請求S的物料102B輸送至承載單元102，且拆裝單元104將物料102B組裝於治具單元102A上，以形成工件。藉此，組裝成工件的物料102B可以再輸送至加工模組13進行加工。
在步驟S105以及步驟S107中，控制模組11根據拆裝請求S判斷時，可以是透過回饋訊號的方式確認物料102B及治具單元102A的設置或承載單元102的一作動狀態。例如，當控制模組11傳送取料請求至倉儲模組12以將對應的物料102B及/或治具單元102A輸送至取料單元101時，倉儲模組12回饋一入料訊號IN至控制模組11；或是，也可以是由取料單元101將物料102B及/或治具單元102A移動至承載單元102後，回饋入料訊號IN至控制模組11。因此，控制模組11可以透過經回饋的入料訊號IN判斷承載單元102上的治具單元102A是否對應拆裝請求S，以及判斷物料102B是否已組裝或設置於治具單元102A上，進而判斷治具單元102A是否為空。在另一實施例中，控制模組11也可以是透過設置在承載單元102、取料單元101或自動化拆裝模組10中其他地方的感測器，或是透過設置在承載單元102、取料單元101上或自動化拆裝模組10中其他地方的定位點感應，以判斷物料102B及/或治具單元102A的是否組裝或是否為空，但本發明並不以此為限。
在另一實施例中，當對應物料102B的治具單元102A組裝於承載單元102上且治具單元102A為空時，拆裝單元104將工件自治具單元102A拆卸。例如，當組裝為工件的物料102B經加工模組13加工並輸送至自動化拆裝模組10時，拆裝單元104將工件組裝於治具單元102A上，並將組成前述工件的物料102B自治具單元102A拆卸，並將物料輸送至倉儲模組12儲存。加工模組13可以傳送另一入料訊號IN’至控制模組11，控制模組11根據另一入料訊號IN’控制取料單元101移動工件至治具單元102A。
在本發明一實施例中，當控制模組11判斷自動化拆裝模組10當前的作動狀態為異常時，控制模組11發出一異常訊號。舉例而言，異常訊號可以是 透過物理警報器及/或顯示於一顯示介面上而發出，顯示介面可以是設置於一機台(加工模組13)或工業電腦(控制模組11)上，但本發明不以此為限。藉此，使用者或操作人員能夠透過異常訊號即時發現並排解。
在步驟S105中，當控制模組11根據拆裝請求S判斷對應物料102B的治具單元102A未組裝於承載單元102時，本發明的自動化拆裝系統Sys另編程以執行： 步驟S106：取料單元將對應拆裝請求的治具單元輸送至承載單元。
在步驟S106中，當控制模組11判斷承載單元102上未組裝有對應的治具單元102A時，控制模組11可以控制取料單元101將對應的治具單元102A輸送至承載單元102，並接續執行步驟S109。例如，控制模組11可以傳送一取料請求至倉儲模組12，倉儲模組12根據前述取料請求透過配送單元自儲存區將對應的治具單元102A輸送至取料單元101，取料單元101再自配送單元上將物料102B及/或治具單元102A移動至承載單元102。
此外，在步驟S105中，當控制模組11判斷組裝於承載單元102的治具單元102A不對應拆裝請求S時，本發明的自動化拆裝系統Sys另編程以執行：步驟S199：取料單元不將物料輸送至承載單元；以及步驟S107’：控制模組判斷治具單元是否對應另一拆裝請求。
在步驟S199中，當承載單元102上雖有治具單元102A但不對應拆裝請求時，取料單元101不將物料102B輸送至承載單元102，且控制模組11另判斷治具單元102A是否對應另一拆裝請求S’(步驟S107’)。
當控制模組11判斷治具單元102A對應另一拆裝請求S’取料單元101時，本發明的自動化拆裝系統Sys另編程以執行：步驟S109’：取料單元將對應另一拆裝請求的另一物料輸送至承載單元。
在步驟S109’中，取料單元101將對應另一拆裝請求S’的另一物料102B’輸送至承載單元102。須說明的是，另一物料102B’與前述物料102B不同，且另一物料102B’適於組裝於前述已設置於承載單元102上的治具單元102A。例如，在實際應用時，控制模組11可以同時接收複數個拆裝請求S,S’，在治具單元102A不對應其中一拆裝請求S時，進一步判斷治具單元102A是否對應除前述其中一拆裝請求S之外的另一拆裝請求S’。如此，本發明的自動化拆裝系統Sys可以減少不同治具單元102A拆裝時間的消耗，並提升拆裝速度，同時降低加工成本。反之，當控制模組11判斷治具單元102A不對應另一拆裝請求S’取料單元101時，則接續執行步驟S199，取料單元101不將另一物料102B’輸送至承載單元102。
在一實施例中，在步驟S105前，本發明的自動化拆裝系統Sys可以另編程以執行： 步驟S103：控制模組判斷拆裝請求對應的物料是否應由自動化拆裝模組拆裝。
在步驟S103中，當控制模組11判斷拆裝請求S對應的物料102B應由自動化拆裝模組10拆裝時，則接續執行步驟S105。反之，當控制模組11判斷拆裝請求S對應的物料102B不應由自動化拆裝模組10拆裝時，本發明的自動化拆裝系 統Sys另編程以執行： 步驟S104：將對應拆裝請求的物料輸送至一人工拆裝站，以進行人工拆裝。
在步驟S103以及S104中，物料102B於儲存入倉儲模組12時即預設一對應的拆裝方式。舉例而言，特定物料102B及/或治具單元102A不適於自動化拆裝模組10(例如組裝面或鎖固位置位於拆裝單元104以及承載單元102無法形成的特定角度)，而人工拆裝站可以由操作人員對物料102B及/或治具單元102A進行拆裝，並可接續輸送至加工模組13以進行加工或輸送至倉儲模組12儲存。藉此，本發明的自動化拆裝系統Sys能夠將適用不同拆裝方式的物料102B分別由人工或自動化拆裝，以克服特定物料102B及/或治具單元102A不適於自動化拆裝的問題。
請參閱第5圖所示，其為本發明另一實施例的自動化拆裝系統Sys的流程示意圖。本實施例與第4圖中的自動化拆裝系統Sys的差別在於，執行步驟S105以及S107的順序。也就是說，控制模組11可以先判斷治具單元102A是否為空，再根據拆裝請求S判斷對應物料102B的治具單元102A是否組裝於承載單元102。本實施例的其他執行方式及順序已於前述實施例說明，故於此不再贅述。
相較於先前技術，本發明的自動化拆裝系統能夠透過「控制模組接收一拆裝請求，其中拆裝請求包含用以將物料組裝成一工件的資訊或用以將工件拆卸的資訊」、「控制模組根據拆裝請求判斷對應物料的治具單元是否組裝於承載單元及判斷治具單元是否為空」以及「當對應物料的治具單元組裝於承載單元上且治具單元為空時，取料單元將對應拆裝請求的物料輸送至承載單元，且 拆裝單元將物料組裝於治具單元，以形成工件」的技術特徵，以降低人為介入、加工成本以及加工時間，並提升加工效率。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
Sys:自動化拆裝系統
10:自動化拆裝模組
101:取料單元
102:承載單元
103:翻轉單元
104:拆裝單元
11:控制模組
12:倉儲模組
13:加工模組
S,S’:拆裝請求
IN,IN’:入料訊號

Claims (9)

  1. 一種自動化拆裝系統，其包含：一承載單元；一取料單元，用以將一治具單元及/或一物料移動至該承載單元；一翻轉單元，連接於該承載單元，該翻轉單元用以翻轉該承載單元；一拆裝單元，用以將該治具單元組裝於該承載單元或將該治具單元自該承載單元拆卸，該拆裝單元另用以將該物料組裝於該承載單元或該治具單元；及一控制模組，信號連接於該取料單元、該翻轉單元及該拆裝單元；其中，該自動化拆裝系統經編程以執行：該控制模組接收一拆裝請求，其中該拆裝請求包含用以將該物料組裝成一工件的資訊或用以將該工件拆卸的資訊；該控制模組根據該拆裝請求判斷對應該物料的該治具單元是否組裝於該承載單元及判斷該治具單元是否為空；當對應該物料的該治具單元組裝於該承載單元上且該治具單元為空時，該取料單元將對應該拆裝請求的該物料輸送至該承載單元，且該拆裝單元將該物料組裝於該治具單元，以形成該工件。
  2. 如請求項1所述的自動化拆裝系統，其中當對應該物料的該治具單元組裝於該承載單元上且該治具單元為空時，該拆裝單元將該工件自該治具單元拆卸。
  3. 如請求項1所述的自動化拆裝系統，其中，該自動化拆裝系統另編程以執行： 當該控制模組根據該拆裝請求判斷對應該物料的該治具單元未組裝於該承載單元時，該取料單元將對應該拆裝請求的該治具單元輸送至該承載單元。
  4. 如請求項1所述的自動化拆裝系統，其中，該自動化拆裝系統另編程以執行：該控制模組另判斷組裝於該承載單元的該治具單元是否對應該拆裝請求；當該控制模組判斷組裝於該承載單元的該治具單元不對應該拆裝請求時，該取料單元不將該物料輸送至該承載單元，且該控制模組另判斷該治具單元是否對應另一拆裝請求。
  5. 如請求項4所述的自動化拆裝系統，其中當該控制模組判斷該治具單元對應該另一拆裝請求時，該自動化拆裝系統另編程以執行：該取料單元將對應該另一拆裝請求的另一物料輸送至該承載單元。
  6. 如請求項1所述的自動化拆裝系統，其中該控制模組根據該拆裝請求控制該翻轉單元及/或該拆裝單元，使該承載單元及該拆裝單元間呈一特定角度。
  7. 如請求項1所述的自動化拆裝系統，適於與一倉儲模組信號連接，該倉儲模組用以儲存該物料以及該治具單元，其中該自動化拆裝系統另編程以執行：接收該倉儲模組所傳來的一入料訊號；及該控制模組根據該入料訊號判斷該治具單元是否對應該物料。
  8. 如請求項1所述的自動化拆裝系統，其中，在該控制模組根據該拆裝請求判斷對應該物料的該治具單元是否組裝於該承載單元及判斷該治具單元是否為空前，該自動化拆裝系統另編程以執行：該控制模組判斷該拆裝請求對應的該物料是否由該拆裝單元拆裝；當該物料應由該拆裝單元拆裝時，另根據該拆裝請求判斷對應該物料的該治具單元是否組裝於該承載單元及判斷該治具單元是否為空；及當該物料不應由該拆裝單元拆裝時，將對應該拆裝請求的該物料輸送至一人工拆裝站，以進行人工拆裝。
  9. 如請求項1所述的自動化拆裝系統，其中該自動化拆裝系統另編程以執行：當該控制模組判斷當前的一作動狀態為異常時，發出一異常訊號。
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