TWI799111B - 自動化生產線送料裝置 - Google Patents
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Abstract
一種自動化生產線送料裝置，包含一基座單元、一導引單元、一旋轉單元及一量測單元， 該基座單元包括一連接座及一軸座，該連接座具有一上下延伸且朝該軸座的延伸方向開放的導引槽，該軸座具有一橫向延伸的本體，及形成於該本體的一懸吊孔及一軸孔，該導引單元包括一穿過該懸吊孔的懸吊件，及一可移動地穿設於該導引槽並連接於該懸吊件的導引件，該旋轉單元包括一旋轉馬達，及一可受該旋轉馬達驅動而於該軸孔內轉動的中空軸，該量測單元包括一量測座，及一設置於該量測座且抵於該本體的底部的力感測器，藉此使該中空軸的受力可有效傳遞至該力感測器。
Description
本發明是有關於一種送料裝置，特別是指一種自動化生產線送料裝置。
一種現有的智能手機FPC綫自動組裝系統，如中國專利公開號碼CN112659169所示，透過一負壓吸嘴吸住一第一端子頭，再將該第一端子頭移動至一智能手機的一第一端子座上方後，透過一機械手帶動使該第一端子頭壓入該第一端子座內，並透過一力傳感器使下壓力控制在10N之內，再放開該負壓吸嘴的吸附，以完成該第一端子頭與該第一端子座的結合，其中該力傳感器是直接連接在該機械手與該負壓吸嘴之間。
然而，該專利中並未揭示該力傳感器的進一步技術，由於該力傳感器是直接連接在該機械手與該負壓吸嘴之間，因此該力傳感器除了用來量測力之外，還須負責作為該機械手與該負壓吸嘴之間的結構支撐，如此一來，該力傳感器的靈敏度必然會受到限制，且在該力傳感器的實際技術不明的情況下，一般使用者也無法根據該專利所揭露的技術實施，因此有需要進一步改良。
因此，本發明的目的，即在提供一種克服先前技術所述缺點的自動化生產線送料裝置。
於是，本發明自動化生產線送料裝置，包含一移動單元、一基座單元、一導引單元、一旋轉單元、一量測單元，及一控制單元。
該移動單元包括一可受驅動而移動的驅動件，該基座單元包括一設置於該驅動件並可受該驅動件帶動而移動的連接座，及一設置於該連接座並橫向延伸的軸座，該連接座具有一上下延伸且朝該軸座的延伸方向開放的導引槽，該軸座具有一設置於該連接座上方並橫向延伸的本體、一形成於該本體且對應於該導引槽並上下貫穿的懸吊孔，及一形成於該本體且與該懸吊孔間隔設置並上下貫穿的軸孔，該導引單元包括一穿過該懸吊孔的懸吊件，及一可移動地穿設於該導引槽並連接於該懸吊件底部且橫向穿出該導引槽的導引件，該旋轉單元包括一設置於該導引件的旋轉馬達、一呈管狀且上下延伸地穿設於該軸孔並可受該旋轉馬達驅動而於該軸孔內轉動的中空軸，及一設置於該導引件以量測該中空軸的旋轉角度的編碼器，該量測單元包括一設置於該導引件的量測座，及一設置於該量測座且抵於該本體的底部的力感測器，該控制單元電連接該移動單元、該旋轉馬達、該編碼器及該力感測器。
本發明的功效在於：由於該導引件受到該懸吊件的懸吊且可於該導引槽內移動，因此該中空軸的受力可有效傳遞至另一側的該力感測器，進而用於控制該中空軸內的真空與否而產生吸取或放下一料件的動作，而達成自動化取料及送件的效果。
參閱圖1、2、3，本發明自動化生產線送料裝置的一實施例，應用於一料件91（見圖6），包含一移動單元2、一基座單元3、一導引單元4、一旋轉單元5、一真空單元6、一量測單元7，及一控制單元8。
該移動單元2包括一可受驅動而移動的驅動件21。於本實施例中，該移動單元2可進行多方向移動，該驅動件21為線性馬達，由於多方向移動為一般機械元件的常見技術，因此不再進一步說明細部構件。
該基座單元3包括一設置於該驅動件21並可受該驅動件21帶動而移動的連接座31，及一設置於該連接座31並橫向延伸的軸座32，該連接座31具有一上下延伸且朝該軸座32的延伸方向開放的導引槽311。該軸座32具有一設置於該連接座31上方並橫向延伸的本體321、一形成於該本體321且對應於該導引槽311並上下貫穿的懸吊孔322，及一形成於該本體321且與該懸吊孔322間隔設置並上下貫穿的軸孔323。
參閱圖3、4、5，該導引單元4包括一穿過該懸吊孔322的懸吊件41，及一可移動地穿設於該導引槽311並連接於該懸吊件41底部且橫向穿出該導引槽311的導引件42。於本實施例中，該導引件42受到該連接座31的限位而僅能沿著該導引槽311滑動。
該懸吊件41具有一位於該本體321上方的大徑部411、一外徑小於該大徑部411的外徑且自該大徑部411朝下延伸穿過該懸吊孔322並連接該導引件42的小徑部412，及一頂抵於該本體321及該導引件42之間作為緩衝使用的彈性件413。於本實施例中，該彈性件413為環繞於該小徑部412的壓縮彈簧。
參閱圖2、5，該旋轉單元5包括一設置於該導引件42的旋轉馬達51、一呈管狀且上下延伸地穿設於該軸孔323並可受該旋轉馬達51驅動而於該軸孔323內轉動的中空軸52、一設置於該導引件42以量測該中空軸52的旋轉角度的編碼器53，及一攝影機54。於本實施例中，該編碼器53可根據該中空軸52的轉動而產生編碼，進而推算出旋轉角度，該攝影機54設置於該中空軸52被帶動移動的行進路線的下方。
該真空單元6用於連通該中空軸52以對該中空軸52內部進行抽氣或破真空。於本實施例中，該真空單元6為真空抽取機，由於透過真空抽取機的抽氣及排氣以達到真空或破真空的技術為常見技術，因此本說明書不再進一步說明。
該量測單元7包括一設置於該導引件42的量測座71，及一設置於該量測座71且抵於該本體321的底部的力感測器72。於本實施例中，該力感測器72為應變片，但並不以此為限。
該控制單元8電連接該移動單元2、該真空單元6、該旋轉馬達51、該編碼器53、該攝影機54及該力感測器72。
參閱圖6，使用時，是透過該自動化生產線送料裝置對該料件91進行運送，並透過該中空軸52的底部以真空方式吸取該料件91，並於破真空後放下料件。
參閱圖2、6、7，當要進行取料時，該控制單元8先控制使該移動單元2移動至使該中空軸52位於該料件91上方（見圖6），接著驅動該驅動件21向下移動，直到該中空軸52碰觸到該料件91時（見圖7），反作用力會使該中空軸52、該旋轉馬達51及該導引件42朝上偏移，該導引件42沿該導引槽311朝上偏移時會連動該量測座71及另一側的該力感測器72朝上偏移，此時該力感測器72會推抵該本體321並感測到受力，該控制單元8於該力感測器72的受力到達一預定夾取受力值時，控制使該真空單元6抽氣，使該中空軸52內形成真空而吸取該料件91。參閱圖2、8，最後該控制單元8控制使該移動單元2朝上移動，進而帶動該料件91一併朝上移動，以完成取料作業。於本實施例中，該預定夾取受力值為2N，但不以此為限。
接著，參閱圖2、9、10，該料件91可被帶動至該攝影機54上方，並由該攝影機54朝上對被該中空軸52所吸取的該料件91進行拍攝並產生一料件影像541，該控制單元8根據該料件影像541與一預設影像（圖未示）比對後判斷該料件91與該預設影像的角度是否有偏差，若有角度偏差（如圖10中所示），則控制使該旋轉馬達51驅動該中空軸52轉動，以帶動使該料件91轉動至與該預設影像相同而無偏差的角度（如圖11所示），在轉動過程中，是藉由該編碼器53進行回授控制，以增加轉動的精度。舉例來說，當該控制單元8判斷角度有偏差而要驅使該旋轉馬達51轉動至5度23分19秒這位置時，該編碼器53同時會反饋信號給該控制單元8，若是編碼器53判斷仍未到5度23分19秒的位置時，該控制單元8持續驅使讓該旋轉馬達51轉動至設定的位置。
參閱圖2、12、13，當該控制單元8控制使該料件91移動至要放下的預定位置時，該控制單元8驅動該驅動件21向下移動，直到該料件91碰觸位於下方的一基板92時（見圖12），反作用力會使該力感測器72推抵該本體321並感測到受力，該控制單元8於該力感測器72的受力到達一預定放下受力值時，控制使該真空單元6排氣，而使該中空軸52內破真空而不再吸取該料件91，最後該控制單元8控制使該移動單元2朝上移動（見圖13），此時該料件91停留於該基板92上，以完成放料作業，就能使該料件91繼續進行後續的加工程序。於本實施例中，該預定夾取受力值為2N，但不以此為限。
綜上所述，由於該導引件42受到該懸吊件41的懸吊且可於該導引槽311內移動，能確保結構上受到支撐，因此該中空軸52的受力可有效傳遞至另一側的該力感測器72，進而用於控制該中空軸52內的真空與否而產生吸取或放下該料件91的動作，而該力感測器72單純用來量測力而不參與結構支撐，因此感測靈敏度較高，相較於現有自動組裝系統並未揭示該力傳感器的詳細技術，而無法據以實施，本發明的該自動化生產線送料裝置能清楚達成自動化取料及送件的效果，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
2:移動單元
21:驅動件
3:基座單元
31:連接座
311:導引槽
32:軸座
321:本體
322:懸吊孔
323:軸孔
4:導引單元
41:懸吊件
411:大徑部
412:小徑部
413:彈性件
42:導引件
5:旋轉單元
51:旋轉馬達
52:中空軸
53:編碼器
54:攝影機
541:料件影像
6:真空單元
7:量測單元
71:量測座
72:力感測器
8:控制單元
91:料件
92:基板
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：
圖1是本發明自動化生產線送料裝置的一實施例的一不完整的前視圖；
圖2是該實施例的一電氣方塊圖；
圖3是圖1中省略部分元件的一視圖；
圖4是圖3的一俯視圖；
圖5是沿圖4中V-V直線所取得的一剖視示意圖；
圖6是一動作示意圖，說明該實施例中的一中空軸位於一料件上方的狀態；
圖7是一類似於圖6的視圖，說明該中空軸向下移動並碰觸該料件的狀態；
圖8是一類似於圖7的視圖，說明該中空軸吸取該料件並向上移動的狀態；
圖9是一類似於圖8的視圖，說明該料件移動至一攝影機上方的狀態；
圖10是一經由該攝影機拍攝的一料件影像圖，說明該料件角度有偏差的狀態；
圖11是一類似於圖10的視圖，說明該料件角度正確無偏差的狀態；
圖12是一動作示意圖，說明該中空軸下移使該料件碰觸一基板時的狀態；及
圖13是一類似於圖12的視圖，說明該中空軸脫離該料件並向上移動的狀態。
2:移動單元
21:驅動件
3:基座單元
31:連接座
311:導引槽
32:軸座
321:本體
322:懸吊孔
323:軸孔
4:導引單元
41:懸吊件
42:導引件
5:旋轉單元
51:旋轉馬達
52:中空軸
53:編碼器
7:量測單元
71:量測座
72:力感測器
Claims (5)
- 一種自動化生產線送料裝置，包含：一移動單元，包括一可受驅動而移動的驅動件；一基座單元，包括一設置於該驅動件並可受該驅動件帶動而移動的連接座，及一設置於該連接座並橫向延伸的軸座，該連接座具有一上下延伸且朝該軸座的延伸方向開放的導引槽，該軸座具有一設置於該連接座上方並橫向延伸的本體、一形成於該本體且對應於該導引槽並上下貫穿的懸吊孔，及一形成於該本體且與該懸吊孔間隔設置並上下貫穿的軸孔；一導引單元，包括一穿過該懸吊孔的懸吊件，及一可移動地穿設於該導引槽並連接於該懸吊件底部且橫向穿出該導引槽的導引件，該懸吊件具有一位於該本體上方的大徑部、一外徑小於該大徑部的外徑且自該大徑部朝下延伸穿過該懸吊孔並連接該導引件的小徑部，及一頂抵於該本體及該導引件之間的彈性件；一旋轉單元，包括一設置於該導引件的旋轉馬達、一呈管狀且上下延伸地穿設於該軸孔並可受該旋轉馬達驅動而於該軸孔內轉動的中空軸，及一設置於該導引件以量測該中空軸的旋轉角度的編碼器；一量測單元，包括一設置於該導引件的量測座，及一設置於該量測座且抵於該本體的底部的力感測器；及一控制單元，電連接該移動單元、該旋轉馬達、該 編碼器及該力感測器。
- 如請求項1所述的自動化生產線送料裝置，其中，該彈性件為環繞於該小徑部的壓縮彈簧。
- 如請求項1所述的自動化生產線送料裝置，還包含一電連接該控制單元的真空單元，該真空單元用於連通該中空軸以對該中空軸內部進行抽氣或破真空。
- 如請求項3所述的自動化生產線送料裝置，應用於一料件，其中，該料件可被該中空軸的底部真空吸取，該旋轉單元還包括一電連接該控制單元的攝影機，該攝影機用於對被該中空軸所吸取的該料件進行拍攝並產生一料件影像，該控制單元根據該料件影像與一預設影像比對後判斷該料件與該預設影像的角度，並控制使該旋轉馬達驅動該中空軸轉動，以使該料件轉動至與該預設影像相同的角度。
- 如請求項4所述的自動化生產線送料裝置，其中，在轉動過程中，是藉由該編碼器進行回授控制，以增加轉動的精度。
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