專利名稱：視覺辨識組裝設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是有關(guān)于一種設(shè)備，且特別是有關(guān)于一種可以視覺辨識料件的視覺辨識組裝設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前的電子零件組裝到電路基板上都還需要仰賴人工組裝。詳細(xì)而言，通常一個(gè)電路基板上面會(huì)裝設(shè)多個(gè)異形的電子零件，此處的異形是指電子零件的形狀不完全相同，所以需要使用人工來辨識這些形狀不同的電子零件，以將電子零件組裝至正確的位置。此外，又根據(jù)電性關(guān)系，電子零件組裝至電路基板上是有固定的腳位，而電子零件插接至電路基板上的腳位方向也需要使用人工辨識。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種可應(yīng)用于全自動(dòng)組裝的視覺辨識組裝設(shè)備。本實(shí)用新型提出一種視覺辨識組裝設(shè)備，包括一機(jī)臺、多個(gè)整料模塊、一機(jī)械手臂、一第一辨識元件以及一處理單元。整料模塊設(shè)置于機(jī)臺上，用以處理多種形狀不同的料件。機(jī)械手臂設(shè)置于機(jī)臺上，用以抓取整料模塊所處理的料件。第一辨識元件設(shè)置于機(jī)械手臂上，用以辨識機(jī)械手臂所抓取的料件的形狀。處理單元設(shè)置于機(jī)臺，并與機(jī)械手臂及第一辨識元件電連接。在本實(shí)用新型的視覺辨識組裝設(shè)備的一實(shí)施例中，每一整料模塊包括一震料盤以及一料件整合元件，震料盤設(shè)置于機(jī)臺上，并盛裝其中一種料件，而料件整合元件與震料盤相連，且位于機(jī)械手臂及震料盤之間。在本實(shí)用新型的視覺辨識組裝設(shè)備的一實(shí)施例中，更包括設(shè)置于機(jī)臺上的一第二辨識元件，此第二辨識元件用以辨識機(jī)械手臂所抓取的料件的腳位。在本實(shí)用新型的視覺辨識組裝設(shè)備的一實(shí)施例中，更包括位于整料模塊的一側(cè)的一基板運(yùn)送單元，此基板運(yùn)送單元與機(jī)臺整合在一起或獨(dú)立設(shè)置于機(jī)臺旁，以運(yùn)送一基板?；暹\(yùn)送單元可為一輸送帶。視覺辨識組裝設(shè)備更包括一止擋元件，設(shè)置于基板運(yùn)送單元傳送基板的傳送路徑上，并用以止擋基板。視覺辨識組裝設(shè)備更包括一定位元件，設(shè)置于基板單元旁，用以將基板定位于基板單元上，其中此定位元件為一汽缸。在本實(shí)用新型的視覺辨識組裝設(shè)備的一實(shí)施例中，其中機(jī)械手臂包括一旋轉(zhuǎn)座以及一抓取手臂，旋轉(zhuǎn)座設(shè)置于機(jī)臺上，用以相對機(jī)臺旋轉(zhuǎn)，而抓取手臂設(shè)置于旋轉(zhuǎn)座上。在本實(shí)用新型的視覺辨識組裝設(shè)備的一實(shí)施例中，其中整料模塊環(huán)繞機(jī)械手臂排列。基于上述，本實(shí)用新型的視覺辨識組裝設(shè)備具有料件的形狀及腳位的辨識功能，所以可應(yīng)用于自動(dòng)組裝。為讓本實(shí)用新型的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說明如下。
圖I為本實(shí)用新型一實(shí)施例的視覺辨識組裝設(shè)備的示意圖。圖2為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的視覺辨識組裝設(shè)備的示意圖。主要元件符號說明100:視覺辨識組裝設(shè)備110:機(jī)臺112:承載臺面114:側(cè)面 120:整料模塊122 :震料盤124 :料件整合元件130 :機(jī)械手臂132 :旋轉(zhuǎn)座134 :抓取手臂140 :第一辨識元件150 :處理單元160 :第二辨識元件170、170’ 基板運(yùn)送單元180 :定位元件190 :止擋元件200 :基板202 :視覺辨識基準(zhǔn)點(diǎn)204:凹槽300 :料件N:法線方向
具體實(shí)施方式
在現(xiàn)今的社會(huì)中，工廠無不希冀可以推動(dòng)全自動(dòng)化組裝，以將產(chǎn)品的組裝這種繁雜且重復(fù)的動(dòng)作可以利用機(jī)械設(shè)備來取代，以進(jìn)而將人力運(yùn)用在設(shè)計(jì)及研發(fā)產(chǎn)品等更具有經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造價(jià)值的方面上。有鑒于此，申請人便提出了如下述的一種可用于全自動(dòng)化組裝的視覺辨識組裝設(shè)備。圖I為本實(shí)用新型一實(shí)施例的視覺辨識組裝設(shè)備的示意圖。請參考圖1，視覺辨識組裝設(shè)備100包括一機(jī)臺110、多個(gè)整料模塊120(圖I中繪示6個(gè))、一機(jī)械手臂130、一第一辨識元件140以及一處理單元150。整料模塊120、機(jī)械手臂130及處理單元150皆設(shè)置于機(jī)臺110，其中整料模塊120及機(jī)械手臂130位于機(jī)臺110的一承載臺面112上，且整料模塊120環(huán)繞機(jī)械手臂130排列。整料模塊120用以處理多種形狀不同的料件，且于本實(shí)施例中為了方便說明因此將這些料件分別以常見且簡單的幾何形狀表示，并非用以局限用于組裝的料件的真正形狀。機(jī)械手臂130設(shè)置于機(jī)臺110上，用以從其中一個(gè)整料模塊120上抓取其中一種形狀的料件，而設(shè)置在機(jī)械手臂130上的第一辨識元件140則用以辨識機(jī)械手臂130所抓取的料件的形狀。處理單元150設(shè)置在機(jī)臺110的側(cè)面114，并與機(jī)械手臂130及第一辨識元件140電連接，以處理第一辨識元件140回傳的料件的影像數(shù)據(jù)并且控制機(jī)械手臂130抓取料件。在其他實(shí)施例中處理單元150的位置可以依照實(shí)際需求而改變，例如將處理單元150整合于機(jī)臺110內(nèi)部，或是將處理單元150設(shè)置在承載臺面112上皆可。詳細(xì)而言，每一整料模塊120包括設(shè)置于機(jī)臺110上的一震料盤122以及一料件整合元件124，每一個(gè)震料盤122用以盛裝其中一種料件，而料件整合元件124與震料盤122相連，且位于機(jī)械手臂130及震料盤122之間，其中震料盤122利用振動(dòng)的方式將料件依序地排列并且傳送至料件整合元件124的前端，以供機(jī)械手臂130抓取。機(jī)械手臂130包括一旋轉(zhuǎn)座132以及一抓取手臂134，旋轉(zhuǎn)座132設(shè)置于機(jī)臺110上，而旋轉(zhuǎn)座132的軸向垂直于承載臺面112，換言之旋轉(zhuǎn)座132平行于承載臺面112而相對機(jī)臺110旋轉(zhuǎn)，而抓取手臂134即是設(shè)置于旋轉(zhuǎn)座132上，可通過旋轉(zhuǎn)座132的轉(zhuǎn)動(dòng)而對 應(yīng)地抓取位于不同位置的整料模塊120中的料件。此外，視覺辨識組裝設(shè)備100更包括設(shè)置于機(jī)臺110上的一第二辨識元件160，此第二辨識元件160設(shè)置在上述的多個(gè)整料模塊120的一側(cè)，用以辨識機(jī)械手臂130所抓取的料件的腳位。又，視覺辨識組裝設(shè)備100還包括位于整料模塊120的一側(cè)的一基板運(yùn)送單元170，本實(shí)施例的基板運(yùn)送單元170獨(dú)立設(shè)置于機(jī)臺110旁，且是由多列的自由滾輪排列而成，以運(yùn)送一基板200。而在另一實(shí)施例中，基板運(yùn)送單元170’也可以是與機(jī)臺110整合在一起的，且基板運(yùn)送單元170’可為一輸送帶，如圖2示。請繼續(xù)參考圖1，為了將基板200定位基板運(yùn)送單元170上，視覺辨識組裝設(shè)備100還包括一定位元件180，設(shè)置于基板單元170傳送基板200的傳送路徑旁，其中此定位元件180可為一汽缸。另外，為了視覺辨識組裝設(shè)備100可更包括一止擋元件190，設(shè)置于基板運(yùn)送單元170傳送基板200的傳送路徑上，以在基板200到達(dá)組裝位置時(shí)，止擋元件190止擋基板200。此止擋元件190可以是以沿著承載臺面112的法線方向N而往復(fù)移動(dòng)以突出于基板運(yùn)送單元170或低于基板運(yùn)送單元170 ;或者也可以是以旋轉(zhuǎn)的方式以突出于基板運(yùn)送單元170或低于基板運(yùn)送單元170。以下將說明如何使用本實(shí)施例的視覺辨識組裝設(shè)備100進(jìn)行組裝。請繼續(xù)參考圖1，當(dāng)欲使用此視覺辨識組裝設(shè)備100開始進(jìn)行組裝，料件300會(huì)經(jīng)由整料模塊120的震料盤122整序，其中震料盤122是經(jīng)由輕微震動(dòng)的方式讓料件300在震料盤122中依序排列，并且傳送至料件整合元件124的前端以供機(jī)械手臂130方便抓取。如圖I示，6個(gè)不同的整料模塊120中盛裝了 6種不同形狀的料件300，如三角形、正方形、圓形、棱形、星形及五角形。如前述，圖I中這些料件300的形狀僅為方便說明而選擇這些形狀繪示，料件300的原形以實(shí)際使用的電子零件形狀為主。承上述，處理單元150中預(yù)先儲存了各個(gè)整料模塊120于機(jī)臺110上的位置、各個(gè)整料模塊120所盛裝的料件300的形狀、組裝至基板200時(shí)的正確腳位等數(shù)據(jù)。處理單元150傳遞信號給機(jī)械手臂130，以通知機(jī)械手臂130抓取哪一個(gè)整料模塊120中的料件，所以此信號至少包含了整料模塊120于機(jī)臺110上的相對座標(biāo)位置以及所欲抓取的料件300的形狀。以抓取圓形的料件300而言，處理單元150傳遞盛裝圓形的料件300的整料模塊120于機(jī)臺110上的相對座標(biāo)位置以及所欲抓取的料件300的形狀信號，機(jī)械手臂130接受到信號之后，旋轉(zhuǎn)座132會(huì)根據(jù)整料模塊120于機(jī)臺110上的相對座標(biāo)位置而轉(zhuǎn)動(dòng)，然后抓取手臂134便可以抓取位于料件整合元件124的前端的料件300。以本實(shí)施例而言，抓取手臂134是用吸取的方式將料件300抓取起來。當(dāng)然，抓取手臂134抓取料件300的方式并不局限于此種方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需求而改變抓取手臂134的設(shè)計(jì)。當(dāng)抓取手臂134抓取料件300時(shí)，裝設(shè)在機(jī)械手臂130上的第一辨識元件140會(huì)將抓取手臂134所抓取到的料件300的信號回傳至處理單元150并加以辨識被抓取的料件300的形狀，其中第一辨識元件140是經(jīng)由影像(圖像)處理的方式來辨識料件300的形狀。當(dāng)?shù)谝槐孀R元件140辨識到被抓取的料件300的形狀錯(cuò)誤時(shí)，處理單元150再控制機(jī)械手臂130將錯(cuò)誤的料件300置回正確的震料盤122中，并重新抓取料件300。當(dāng)?shù)谝槐孀R元件140辨識到被抓取的料件300的形狀正確時(shí)，處理單元150通知機(jī)械手臂130進(jìn)行下一步的組裝步驟。 附帶一提，處理單元150中還預(yù)先儲存了基板200于基板運(yùn)送單元170上的組裝位置、基板200的尺寸以及各個(gè)料件300于基板200上的對應(yīng)組裝位置及腳位等數(shù)據(jù)。需特別注意的是，處理單元150中欲先儲存的數(shù)據(jù)是做為參考用，第一辨識元件140及第二辨識元件160會(huì)再依據(jù)實(shí)際情況而通知處理單元150操作機(jī)械手臂130進(jìn)行組裝時(shí)的調(diào)整。在機(jī)械手臂130抓取料件300的同時(shí)，置于基板運(yùn)送單元170上的基板200受到定位元件180的挾持而平穩(wěn)地沿著基板運(yùn)送單元170的傳送路徑被傳送至組裝位置，而為了避免基板200錯(cuò)過組裝位置，此時(shí)止擋元件190會(huì)凸出于基板運(yùn)送單元170以止擋基板200繼續(xù)沿著傳送路徑移動(dòng)，且基板運(yùn)送單元170亦停止運(yùn)送基板200。值得一提的是，基板200有一個(gè)視覺辨識基準(zhǔn)點(diǎn)202，用以讓第二辨識元件160通過此視覺辨識基準(zhǔn)點(diǎn)202來辨識基板200是否位于正確的組裝位置及角度；若基板200并未位于正確的組裝位置及角度，則第二辨識元件160將信號傳回給處理單元150，而處理單元150可以通知機(jī)械手臂130來調(diào)整基板200的正確的組裝位置及角度，或是處理單元150再傳遞警示信號通知線上人員以人工的方式來調(diào)整基板200的正確的組裝位置及角度，其中此警示信號可以是警示燈發(fā)光、揚(yáng)聲器發(fā)出聲響或是監(jiān)控面板顯示需要調(diào)整基板200的組裝位置及角度等字樣。請繼續(xù)參考圖I，基板200上有多個(gè)料件300的對應(yīng)組裝位置，其中為了方便表示，因此圖I中以與這些料件300形狀相對應(yīng)的凹槽204表示。而通過第二辨識元件160辨識視覺辨識基準(zhǔn)點(diǎn)202的位置并將信號回傳給處理單元150，由于定位時(shí)難免會(huì)有組裝公差，此時(shí)處理單元150可更通過儲存于其中的有關(guān)于基板200的組裝數(shù)據(jù)與第二辨識元件160所回傳的數(shù)據(jù)再經(jīng)過計(jì)算、比對及調(diào)校等處理程序，將這些凹槽204于基板200上的相對位置的信號(如料件組裝的角度及腳位)傳遞給機(jī)械手臂130。特別的是，當(dāng)機(jī)械手臂130抓取料件300經(jīng)過第二辨識元件160時(shí)，第二辨識元件160可以通過影像處理以更精確地將料件300的腳位辨識出來。例如，SMT元件是利用針腳的長短與基板200上的極性相配合組裝。當(dāng)?shù)诙孀R元件160辨識出依照機(jī)械手臂130的組裝方向，料件300的腳位是錯(cuò)誤的導(dǎo)致料件組裝于基板200上會(huì)無法作用時(shí)，第二辨識元件160會(huì)將信號傳給處理單元150，而處理單元150可控制機(jī)械手臂130的旋轉(zhuǎn)座132旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)抓取手臂134改變料件300的腳位的組裝方向，可讓料件300正確地組裝至基板200上。當(dāng)基板200上的料件300都正確地組裝完畢之后，止擋元件190移動(dòng)以低于基板運(yùn)送單元170，基板運(yùn)送單元170繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)以將基板200傳送至下一站。附帶一提的是，雖然上述實(shí)施例的第一辨識元件140、第二辨識元件160是經(jīng)由影像(圖像)處理的方式來辨識料件300的形狀，但是該領(lǐng)域人員也可以選用其他種類的感測元件作為辨識元件。例如，可以選用觸覺感測元件作為第一辨識元件140或第二辨識元件160，以利用機(jī)械手臂130抓取料件300時(shí)，設(shè)置在機(jī)械手臂130的觸覺感測元件會(huì)與料件300接觸，以通過觸覺感測元件感測料件300的堅(jiān)硬程度來確認(rèn)機(jī)械手臂130所抓取的料件300的正確性。當(dāng)然，也還可以是其他種類的感測元件，依照實(shí)際需求選用。綜上所述，本實(shí)用新型的視覺辨識組裝設(shè)備中使用辨識元件搭配機(jī)械手臂，所以在將料件組裝至基板的組裝制程中，可以不需要人工的使用而達(dá)到全自動(dòng)化的組裝。雖然本實(shí)用新型已以實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，故本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種視覺辨識組裝設(shè)備，其特征在于，包括 一機(jī)臺； 多個(gè)整料模塊，設(shè)置于該機(jī)臺上，用以處理多種形狀不同的料件； 一機(jī)械手臂，設(shè)置于該機(jī)臺上，用以抓取所述多個(gè)整料模塊所處理的所述多個(gè)料件； 一第一辨識元件，設(shè)置于該機(jī)械手臂上，用以辨識該機(jī)械手臂所抓取的該料件的形狀；以及 一處理單元，設(shè)置于該機(jī)臺，并與該機(jī)械手臂及該第一辨識元件電連接。
2.如權(quán)利要求I所述的視覺辨識組裝設(shè)備，其特征在于，每一整料模塊包括 一震料盤，設(shè)置于該機(jī)臺上，并盛裝所述多個(gè)料件的其中一種；以及 一料件整合元件，與該震料盤相連，且位于該機(jī)械手臂及該震料盤之間。
3.如權(quán)利要求I所述的視覺辨識組裝設(shè)備，其特征在于，更包括一第二辨識元件，設(shè)置于該機(jī)臺上，用以辨識該機(jī)械手臂所抓取的該料件的腳位。
4.如權(quán)利要求I所述的視覺辨識組裝設(shè)備，其特征在于，更包括一基板運(yùn)送單元，位于所述多個(gè)整料模塊的一側(cè)，用以運(yùn)送一基板。
5.如權(quán)利要求4所述的視覺辨識組裝設(shè)備，其特征在于，該基板運(yùn)送單元為一輸送帶。
6.如權(quán)利要求4所述的視覺辨識組裝設(shè)備，其特征在于，更包括一止擋元件，設(shè)置于該基板運(yùn)送單元傳送該基板的一傳送路徑上，用以止擋該基板。
7.如權(quán)利要求4所述的視覺辨識組裝設(shè)備，其特征在于，更包括一定位元件，設(shè)置于該基板單元旁，用以將該基板定位于該基板單元上。
8.如權(quán)利要求7所述的視覺辨識組裝設(shè)備，其特征在于，該定位元件為一汽缸。
9.如權(quán)利要求4所述的視覺辨識組裝設(shè)備，其特征在于，該基板運(yùn)送單元與該機(jī)臺整合在一起或獨(dú)立設(shè)置于該機(jī)臺旁。
10.如權(quán)利要求I所述的視覺辨識組裝設(shè)備，其特征在于，該機(jī)械手臂包括 一旋轉(zhuǎn)座，設(shè)置于該機(jī)臺上，用以相對該機(jī)臺旋轉(zhuǎn)；以及 一抓取手臂，設(shè)置于該旋轉(zhuǎn)座上。
11.如權(quán)利要求I所述的視覺辨識組裝設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)整料模塊環(huán)繞該機(jī)械手臂排列。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種視覺辨識組裝設(shè)備，包括一機(jī)臺、多個(gè)整料模塊、一機(jī)械手臂、一第一辨識元件以及一處理單元。整料模塊設(shè)置于機(jī)臺上，用以處理多種形狀不同的料件。機(jī)械手臂設(shè)置于機(jī)臺上，用以抓取整料模塊所處理的料件。第一辨識元件設(shè)置于機(jī)械手臂上，用以辨識機(jī)械手臂所抓取的料件的形狀。處理單元設(shè)置于機(jī)臺，并與機(jī)械手臂及第一辨識元件電連接。
文檔編號B25J18/00GK202634896SQ20122024112
公開日2012年12月26日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者陳忠賢 申請人:金寶電子(中國)有限公司, 金寶電子工業(yè)股份有限公司