TWM614717U - 工件外觀檢查裝置 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種工件外觀檢查裝置，其包括一旋轉平台，用以承接一工件而予以輸送；一送料元件，將該工件輸送至該旋轉平台；一導引元件，設置於該送料元件之一出料端，將該工件逐一整列輸送，其中該導引元件包含一出料軌道、一對稱式庫倫力生成器以及一導引平面，該出料軌道自該送料元件之一出料端朝該旋轉平台方向延伸，該導引平面設置鄰近於該出料軌道之一端，該對稱式庫倫力生成器設置於該旋轉平台之一側；一拍攝取像元件，設置於該導引元件之下游處且鄰近於該旋轉平台，以拍攝該工件整列後之影像；以及一分類元件，設置於該拍攝取像元件之下游處且鄰近於該旋轉平台，將該工件予以分類而吹離該旋轉平台。

Description

工件外觀檢查裝置

本創作係有關於一種工件外觀檢查裝置，尤指一種可用於微型元件之外觀檢查裝置，可去除其異常附著風險、降低檢測錯誤率與重檢率。

一般而言，電子元件於製作完成後會透過電子元件外觀檢查機來進行檢查，其透過電腦來判讀該電子元件之六面視圖而判斷該電子元件之外觀是否具有瑕疵或破損，進而取出屬於良品的電子元件而淘汰屬於劣品的電子元件。在電子元件的外觀檢查上，目前主流的檢查方式為利用一組振動供料系統，將該電子元件送上一旋轉平台後，透過多組拍攝系統對電子元件之六面進行取像，利用電腦演算法分析圖像以判斷電子元件外觀良窳，最後再以高速電磁閥利用瞬間氣壓將電子元件分類至對應的料盒中。由於利用振動供料系統至旋轉平台之轉移方式，電子元件基本上處於自由下落狀態，其姿態之不確定性極大，此對於後續的影像拍攝與吹料分類來說都會產生許多的干擾，且會降低系統的可靠度，因此許多姿態導正機制便因應而生。

然而，在電子元件進一步微小化時，因電子元件本身質量極輕，一些傳統接觸式導正機制反而會造成電子元件在接觸的同時，因受力過大而嚴重偏移。因此，非接觸式的庫倫力作用便相當適合應用於此類電子元件的導引。

目前有關庫倫力導引的習知技術都是利用高電場強度(高電壓)誘發電子元件及旋轉平台間產生互相吸引的庫倫力，儘可能確保電子元件在旋轉平台上姿態的一致性。然而，這些習知技術都有一共同的問題就是高電壓產生器都是單一電極，在高電場強度下電極必定會產生離子風，不平衡的離子會附著於電子元件及裝置而產生殘留靜電。此殘留靜電不僅會造成許多問題，包括對電子元件產生電性破壞或是擾亂電場，進而降低生產速度，而且也會干擾最終吹料分類時的控制精度。

本創作的工件外觀檢查裝置係採用對稱式庫倫力生成器所生成之電極，於每對電極上給予相同強度、但極性相反的電場來誘導產生庫倫吸引力，極性相反的相鄰電極所產生的離子會於近距離互相抵銷，可有效解決殘留靜電的問題。

本創作所提供之工件外觀檢查裝置，其包括一旋轉平台，用以承接一工件而予以輸送；一送料元件，將該工件輸送至該旋轉平台；一導引元件，設置於該送料元件之一出料端，將該工件逐一整列輸送，其中該導引元件包含一出料軌道、一對稱式庫倫力生成器以及一導引平面，該出料軌道自該送料元件之一出料端朝該旋轉平台方向延伸，該導引平面 設置鄰近於該出料軌道之一端，該對稱式庫倫力生成器設置於該旋轉平台之一側；一拍攝取像元件，設置於該導引元件之下游處且鄰近於該旋轉平台，以拍攝該工件整列後之影像；以及一分類元件，設置於該拍攝取像元件之下游處且鄰近於該旋轉平台，將該工件予以分類而送離該旋轉平台。

根據本發明之一構想，藉由該對稱式庫倫力生成器的吸引與該導引平面的整列後，該工件整齊排列於該旋轉平台的邊緣切線方向上，其軸向與旋轉中心呈近90度夾角。

較佳地，該拍攝取像元件包括複數個攝影器，對該工件的六面進行外觀檢查。

較佳地，該旋轉平台為一透明圓形旋轉平台，為順時針旋轉或逆時針旋轉。

較佳地，該工件於通過該導引元件後即與該旋轉平台共同行等速圓周運動。

根據本發明之另一構想，該導引平面為一單純的導引平面。較佳地，該導引平面為一額外施以負氣壓以吸引該工件之導引平面，或為一額外施以正氣壓以推導該工件之導引平面。又或者，該導引平面為一同時額外施以負氣壓和正氣壓之導引平面。當該導引平面為一額外施以正氣壓之導引平面時，該工件外觀檢查裝置更包括一正壓導引力產生器，其設置於該導引平面之一側。

根據本發明之再另一構想，該工件為一積層電容、一積層電感、一晶片電阻或一微型元件。

較佳地，該送料元件為一振動送料元件，該分類元件為一吹料分類元件，該出料軌道為一線性出料軌道或一振動出料軌道。

此外，本創作提供另一種工件外觀檢查裝置，其包括一旋轉平台，用以承接一工件而予以輸送；一送料元件，將該工件輸送至該旋轉平台；一導引元件，設置於該送料元件之一出料端，將該工件逐一整列輸送，其中該導引元件包含一出料軌道及一導引平面，該出料軌道自該送料元件之一出料端朝該旋轉平台方向延伸，該導引平面設置鄰近於該出料軌道之一端，該導引平面為額外施以一負氣壓或一正氣壓以吸引或推導該工件；一拍攝取像元件，設置於該導引元件之下游處且鄰近於該旋轉平台，以拍攝該工件整列後之影像；以及一分類元件，設置於該拍攝取像元件之下游處且鄰近於該旋轉平台，將該工件予以分類而送離該旋轉平台。較佳地，當該導引平面為一額外施以正氣壓之導引平面時，該工件外觀檢查裝置更包括一正壓導引力產生器，其設置於該導引平面之一側。

1:送料元件

2:導引元件

3:旋轉平台

4:拍攝取像元件

5:分類元件

6:料盒

W:工件

21:出料軌道

22:對稱式庫倫力生成器

23:導引平面

G:自身重力

N:正向力

f:靜摩擦力

Fc:向心力

C:圓周運動方向

F1:反作用力

F2:庫倫力

F3:負壓產生之引力

F4:正壓產生之推力

N2:反作用力

圖1係為本創作的工件外觀檢查裝置之上視圖。

圖2係為本創作的工件外觀檢查裝置之部分立體圖。

圖3係為圖1和圖2中虛線部分A所標示之局部放大立體圖。

圖4係為本創作的工件外觀檢查裝置運作時工件圓周運動受力分析示意圖。

圖5係為本創作的工件外觀檢查裝置運作時工件下落受力分析示意圖。

圖6係為本創作利用庫倫引力作用原理之示意圖。

圖7係為本創作的工件外觀檢查裝置包含正壓導引力產生器之立體圖。

圖8係為本創作的工件外觀檢查裝置之正負壓導引力分析示意圖。

請參閱圖1和圖2，本創作提供一種工件外觀檢查裝置的較佳實施例，該工件外觀檢查裝置包括有一送料元件1，一導引元件2、一旋轉平台3、一拍攝取像元件4以及一分類元件5。如圖1所示，自該送料元件1開始，依順時針方向依序配置該導引元件2、該拍攝取像元件4以及該分類元件5，中央則配置該旋轉平台3。該旋轉平台3係用以承接一工件W，並予以輸送之，該旋轉平台3可為一透明圓形旋轉平台。該工件W為一積層電容、一積層電感、一晶片電阻或一微型元件。該送料元件1係將該工件W往該旋轉平台3方向輸送之。該送料元件1較佳為一振動送料元件，透過振動方式將該工件W逐一輸送至該旋轉平台3之頂面外緣處。該導引元件2係設置於該送料元件1之一出料端，將該工件W逐一整列輸送。該導引元件2更包含一出料軌道21、一對稱式庫倫力生成器22以及一導引平面23。該出料軌道21較佳為一線性出料軌道或一振動出料軌道，自該送料元件1之出料端朝該旋轉平台3方向延伸，在此實施例中，該出料軌道21自該送料元件1之出料端延伸至該旋轉平台3之頂面上方。該導引平面23設置鄰近於延伸至該旋轉平台3頂面上方的出料軌道21之一端，該對稱式庫倫力生成器22則設置於該導引平面23之下方。該對稱式庫倫力生成器22與該導引平面23分別設置於該旋轉平台3的相反兩側，其詳細之配置如圖3所示，該導引平面23設置於該旋轉平台3之上方，而該對稱式庫倫力生成器22則設置於該旋轉平台3之下 方。如圖1至3所示，本創作之工件外觀檢查裝置於運作過程中，待檢測之工件W會依序排列在旋轉平台3之邊緣切線方向上。

請再參閱圖1，該拍攝取像元件4係設置於該導引元件2之下游處且鄰近於該旋轉平台3，以拍攝該工件W整列後之影像。該拍攝取像元件4係由複數個攝影器所構成，對該待檢測之工件W的六面進行外觀檢查。該分類元件5較佳為一吹料分類元件，係設置於該拍攝取像元件4之下游處且鄰近於該旋轉平台3，將該工件W予以分類而吹離該旋轉平台3。

本創作之工件外觀檢查裝置的工作流程如下：待檢測之工件W由該送料元件1送出之後，經由該出料軌道21下落至該旋轉平台3後，藉由該對稱式庫倫力生成器22的吸引與該導引平面23的整列後，待檢測之工件W可整齊排列於該旋轉平台3的邊緣切線方向上，其軸向與該旋轉平台3之旋轉中心呈近90度夾角，之後依序通過該拍攝取像元件4而對該待檢測之工件W的六面進行影像拍攝，並透過電腦演算分析以進行外觀檢查，最後移載至該分類元件5，並依檢查結果分送至對應的料盒6。本創作的旋轉平台3可以順時針旋轉作業，然因相關原理與旋轉方向無關，故亦適用於逆時針旋轉作業上。

如圖2和圖3所示，當待檢測之工件W由該出料軌道21下落至該旋轉平台3後，因慣性與該旋轉平台3帶動的關係，待檢測之工件W會受到一順時針前行的力，而下落的位能差則轉換為待檢測之工件W不規則彈跳的動能，於該對稱式庫倫力生成器22施以極高電壓後，待檢測之工件W的非導體部因感應極化而與該旋轉平台3間產生庫倫力而相互吸引，逐漸抵銷 彈跳動能並讓待檢測之工件W吸附於該旋轉平台3上，爾後透過該導引平面23將待檢測之工件W軸向導正為旋轉平台3的法線方向。待檢測之工件W周圍因高電壓電場而產生的離子因對稱式電極立即被中和，因此不會有殘留電荷附著干擾。待檢測之工件W與該旋轉平台3間的庫倫引力於待檢測之工件W離開電場後會逐漸消失，因無殘留電荷產生不確定引力的關係，該分類元件5的氣壓與作動時間可精確設定並準確排出待檢測之工件W。

另請參閱圖4，當該待檢測之工件W位於該旋轉平台3且與該旋轉平台3共同行等速圓周運動時，該待檢測之工件W主要受力包含自身重力G和該旋轉平台3施與該待檢測元件W的正向力N，承載之旋轉平台3與該待檢測元件W間保持相對靜止的靜摩擦力f，其中G+N=0，即物體於垂直方向呈現力平衡，而靜摩擦力f則做為該待檢測元件W行圓周運動(如圖4所示之方向C)所需的向心力Fc。

在本創作中，待檢測之工件W於通過該導引元件2後即與該旋轉平台3共同行等速圓周運動。如圖5所示，當該待檢測之工件W由該出料軌道21下落至該旋轉平台3的瞬間，下落的位能差於撞擊該旋轉平台3時會產生額外的反作用力F1，使該待檢測之工件W產生不規則彈跳而無法規律地排列在該旋轉平台3切線方向上。藉由該對稱式庫倫力生成器22施以極高電壓，如圖6所示，該旋轉平台3與該待檢測之工件W的非導體部位即受感應電場的極化而於表面處產生正負電位而生成相互吸引的庫倫力F2，逐漸抵銷彈跳動能並讓該待檢測之工件W吸附於該旋轉平台3上，再透過該導引平面23將該待檢測之工件W軸向導正為該旋轉平台3的切線方向，此時因受庫倫 力F2吸附，該待檢測之工件W於導引過程不會產生跳動而偏轉。由高電壓感應電場誘發的環境離子藉由對稱式電極封閉電場的引導立即被中和，不會殘留附著於該旋轉平台3和該待檢測之工件W上，確保該待檢測之工件W後續行等速圓周運動，最終該分類元件5的氣壓與作動時間亦可準確定義並確實排出該待檢測之工件W。

另外，請參閱圖6，本創作利用該對稱式庫倫力生成器22所產生感應電場(如圖6所示之虛線)來極化該旋轉平台3與該待檢測之工件W，使其產生引力相吸而抵銷跳動或振動等不規則作用力，再利用該對稱式庫倫力生成器22所產生的封閉電場於近距離瞬間中和離子，避免離子吸附產生干擾。利用該待檢測之工件W受庫倫力吸引時，以該導引平面23將該待檢測之工件W導正為該旋轉平台3切線方向。該導引平面23可為單純的導引平面，或是額外施以負氣壓將該工件W吸向該導引平面，又或者是額外施以正氣壓將該工件W推向導引平面。此外，亦可同時採用正氣壓和負氣壓以提高導引力，端視該待檢測之工件W的物理特徵而定。當額外施以負氣壓時，相關管路可施作於導引平面23上。若額外施以正氣壓時，則需加裝一正壓導引力產生器7，設置於該導引平面23之一側，如圖7所示。負氣壓與正氣壓皆是對該待檢測之工件W施以沿該旋轉平台3法線向外的力，如圖8所示，由負壓產生之引力F3與由正壓產生之推力F4，使該待檢測之工件W能有效貼附該導引平面23而移動，該導引平面23受力後則對該待檢測之工件W施以反作用力N2，使N2=F3+F4。

此外，本創作亦提供另一種工件外觀檢查裝置的較佳實施例，該工件外觀檢查裝置包括一旋轉平台，用以承接一工件而予以輸送；一送料元件，將該工件往該旋轉平台方向輸送之；一導引元件，設置於該送料元件之一出料端，將該工件逐一整列輸送，其中該導引元件包含一出料軌道及一導引平面，該出料軌道自該送料元件之一出料端朝該旋轉平台方向延伸，該導引平面設置鄰近於該出料軌道之一端，該導引平面為額外施以一負氣壓或一正氣壓以吸引或推導該工件；一拍攝取像元件，設置於該導引元件之下游處且鄰近於該旋轉平台，以拍攝該工件整列後之影像；以及一分類元件，設置於該拍攝取像元件之下游處且鄰近於該旋轉平台，將該工件予以分類而送離該旋轉平台。當該導引平面為一額外施以正氣壓之導引平面時，該工件外觀檢查裝置更包括一正壓導引力產生器，其設置於該導引平面之一側。因此一實施例之運作原理與前一實施例相似，故不另為贅述。

綜合以上所述，本創作主要採用一對稱式庫倫力生成器生成電極，於每對電極上給予相同強度、但極性相反的電場來誘導產生庫倫吸引力，極性相反的相鄰電極所產生的離子會於近距離互相抵銷，因此可有效解決殘留靜電的問題。此外，本創作之工件外觀檢查裝置可應用於微型元件之外觀檢查，可提高外觀檢查效率，去除異常附著風險以及降低檢測錯誤率與重檢率。

1:送料元件

2:導引元件

3:旋轉平台

4:拍攝取像元件

5:分類元件

6:料盒

W:工件

Claims (13)

1. 一種工件外觀檢查裝置，包括：一旋轉平台，用以承接一工件而予以輸送；一送料元件，將該工件輸送至該旋轉平台；一導引元件，設置於該送料元件之一出料端，將該工件逐一整列輸送，其中該導引元件包含一出料軌道、一對稱式庫倫力生成器以及一導引平面，該出料軌道自該送料元件之一出料端朝該旋轉平台方向延伸，該導引平面設置鄰近於該出料軌道之一端，該對稱式庫倫力生成器與該導引平面分別設置於該旋轉平台之相反兩側；一拍攝取像元件，設置於該導引元件之下游處且鄰近於該旋轉平台，以拍攝該工件整列後之影像；以及一分類元件，設置於該拍攝取像元件之下游處且鄰近於該旋轉平台，將該工件予以分類而送離該旋轉平台。
2. 如請求項1所述之工件外觀檢查裝置，其中藉由該對稱式庫倫力生成器的吸引與該導引平面的整列後，該工件整齊排列於該旋轉平台的邊緣切線方向上，其軸向與旋轉中心呈近90度夾角。
3. 如請求項1所述之工件外觀檢查裝置，其中該拍攝取像元件包括複數個攝影器，對該工件的六面進行外觀檢查。
4. 如請求項1所述之上件外觀檢查裝置，其中該旋轉平台為一透明圓形旋轉平台，為順時針旋轉或逆時針旋轉。
5. 如請求項1所述之工件外觀檢查裝置，其中該工件於通過該導引元件後與該旋轉平台共同行等速圓周運動。
6. 如請求項1所述之工件外觀檢查裝置，其中該導引平面為一單純的導引平面。
7. 如請求項1所述之工件外觀檢查裝置，其中該導引平面為一額外施以負氣壓以吸引該工件之導引平面，或為一額外施以正氣壓以推導該工件之導引平面。
8. 如請求項1所述之工件外觀檢查裝置，其中該導引平面為一同時額外施以負氣壓和正氣壓之導引平面。
9. 如請求項7或8所述之工件外觀檢查裝置，其中當該導引平面為一額外施以正氣壓之導引平面時，該工件外觀檢查裝置更包括一正壓導引力產生器，其設置於該導引平面之一側。
10. 如請求項1所述之工件外觀檢查裝置，其中該工件為一積層電容、一積層電感、一晶片電阻或一微型元件。
11. 如請求項1所述之工件外觀檢查裝置，其中該送料元件為一振動送料元件，該分類元件為一吹料分類元件，該出料軌道為一線性出料軌道或一振動出料軌道。
12. 一種工件外觀檢查裝置，包括：一旋轉平台，用以承接一工件而予以輸送；一送料元件，將該工件輸送至該旋轉平台；一導引元件，設置於該送料元件之一出料端，將該工件逐一整列輸送，其中該導引元件包含一出料軌道及一導引平面，該出料軌道自該送料元件之一出料端朝該旋轉平台方向延伸，該導引平面設置鄰近於該出料軌道之一端，該導引平面為額外施以一負氣壓或一正氣壓以吸引或推 導該工件；一拍攝取像元件，設置於該導引元件之下游處且鄰近於該旋轉平台，以拍攝該工件整列後之影像；以及一分類元件，設置於該拍攝取像元件之下游處且鄰近於該旋轉平台，將該工件予以分類而送離該旋轉平台。
13. 如請求項12所述之工件外觀檢查裝置，其中當該導引平面為一額外施以正氣壓之導引平面時，該工件外觀檢查裝置更包括一正壓導引力產生器，其設置於該導引平面之一側。

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