专利名称：视觉辨识组装设备的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关于一种设备，且特别是有关于一种可以视觉辨识料件的视觉辨识组装设备。
背景技术：
目前的电子零件组装到电路基板上都还需要仰赖人工组装。详细而言，通常一个电路基板上面会装设多个异形的电子零件，此处的异形是指电子零件的形状不完全相同，所以需要使用人工来辨识这些形状不同的电子零件，以将电子零件组装至正确的位置。此外，又根据电性关系，电子零件组装至电路基板上是有固定的脚位，而电子零件插接至电路基板上的脚位方向也需要使用人工辨识。
实用新型内容本实用新型提供一种可应用于全自动组装的视觉辨识组装设备。本实用新型提出一种视觉辨识组装设备，包括一机台、多个整料模块、一机械手臂、一第一辨识元件以及一处理单元。整料模块设置于机台上，用以处理多种形状不同的料件。机械手臂设置于机台上，用以抓取整料模块所处理的料件。第一辨识元件设置于机械手臂上，用以辨识机械手臂所抓取的料件的形状。处理单元设置于机台，并与机械手臂及第一辨识元件电连接。在本实用新型的视觉辨识组装设备的一实施例中，每一整料模块包括一震料盘以及一料件整合元件，震料盘设置于机台上，并盛装其中一种料件，而料件整合元件与震料盘相连，且位于机械手臂及震料盘之间。在本实用新型的视觉辨识组装设备的一实施例中，更包括设置于机台上的一第二辨识元件，此第二辨识元件用以辨识机械手臂所抓取的料件的脚位。在本实用新型的视觉辨识组装设备的一实施例中，更包括位于整料模块的一侧的一基板运送单元，此基板运送单元与机台整合在一起或独立设置于机台旁，以运送一基板。基板运送单元可为一输送带。视觉辨识组装设备更包括一止挡元件，设置于基板运送单元传送基板的传送路径上，并用以止挡基板。视觉辨识组装设备更包括一定位元件，设置于基板单元旁，用以将基板定位于基板单元上，其中此定位元件为一汽缸。在本实用新型的视觉辨识组装设备的一实施例中，其中机械手臂包括一旋转座以及一抓取手臂，旋转座设置于机台上，用以相对机台旋转，而抓取手臂设置于旋转座上。在本实用新型的视觉辨识组装设备的一实施例中，其中整料模块环绕机械手臂排列。基于上述，本实用新型的视觉辨识组装设备具有料件的形状及脚位的辨识功能，所以可应用于自动组装。为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
图I为本实用新型一实施例的视觉辨识组装设备的示意图。图2为本实用新型另一实施例的视觉辨识组装设备的示意图。主要元件符号说明100:视觉辨识组装设备110:机台112:承载台面114:侧面 120:整料模块122 :震料盘124 :料件整合元件130 :机械手臂132 :旋转座134 :抓取手臂140 :第一辨识元件150 :处理单元160 :第二辨识元件170、170’ 基板运送单元180 :定位元件190 :止挡元件200 :基板202 :视觉辨识基准点204:凹槽300 :料件N:法线方向
具体实施方式
在现今的社会中，工厂无不希冀可以推动全自动化组装，以将产品的组装这种繁杂且重复的动作可以利用机械设备来取代，以进而将人力运用在设计及研发产品等更具有经济创造价值的方面上。有鉴于此，申请人便提出了如下述的一种可用于全自动化组装的视觉辨识组装设备。图I为本实用新型一实施例的视觉辨识组装设备的示意图。请参考图1，视觉辨识组装设备100包括一机台110、多个整料模块120(图I中绘示6个)、一机械手臂130、一第一辨识元件140以及一处理单元150。整料模块120、机械手臂130及处理单元150皆设置于机台110，其中整料模块120及机械手臂130位于机台110的一承载台面112上，且整料模块120环绕机械手臂130排列。整料模块120用以处理多种形状不同的料件，且于本实施例中为了方便说明因此将这些料件分别以常见且简单的几何形状表示，并非用以局限用于组装的料件的真正形状。机械手臂130设置于机台110上，用以从其中一个整料模块120上抓取其中一种形状的料件，而设置在机械手臂130上的第一辨识元件140则用以辨识机械手臂130所抓取的料件的形状。处理单元150设置在机台110的侧面114，并与机械手臂130及第一辨识元件140电连接，以处理第一辨识元件140回传的料件的影像数据并且控制机械手臂130抓取料件。在其他实施例中处理单元150的位置可以依照实际需求而改变，例如将处理单元150整合于机台110内部，或是将处理单元150设置在承载台面112上皆可。详细而言，每一整料模块120包括设置于机台110上的一震料盘122以及一料件整合元件124，每一个震料盘122用以盛装其中一种料件，而料件整合元件124与震料盘122相连，且位于机械手臂130及震料盘122之间，其中震料盘122利用振动的方式将料件依序地排列并且传送至料件整合元件124的前端，以供机械手臂130抓取。机械手臂130包括一旋转座132以及一抓取手臂134，旋转座132设置于机台110上，而旋转座132的轴向垂直于承载台面112，换言之旋转座132平行于承载台面112而相对机台110旋转，而抓取手臂134即是设置于旋转座132上，可通过旋转座132的转动而对 应地抓取位于不同位置的整料模块120中的料件。此外，视觉辨识组装设备100更包括设置于机台110上的一第二辨识元件160，此第二辨识元件160设置在上述的多个整料模块120的一侧，用以辨识机械手臂130所抓取的料件的脚位。又，视觉辨识组装设备100还包括位于整料模块120的一侧的一基板运送单元170，本实施例的基板运送单元170独立设置于机台110旁，且是由多列的自由滚轮排列而成，以运送一基板200。而在另一实施例中，基板运送单元170’也可以是与机台110整合在一起的，且基板运送单元170’可为一输送带，如图2示。请继续参考图1，为了将基板200定位基板运送单元170上，视觉辨识组装设备100还包括一定位元件180，设置于基板单元170传送基板200的传送路径旁，其中此定位元件180可为一汽缸。另外，为了视觉辨识组装设备100可更包括一止挡元件190，设置于基板运送单元170传送基板200的传送路径上，以在基板200到达组装位置时，止挡元件190止挡基板200。此止挡元件190可以是以沿着承载台面112的法线方向N而往复移动以突出于基板运送单元170或低于基板运送单元170 ;或者也可以是以旋转的方式以突出于基板运送单元170或低于基板运送单元170。以下将说明如何使用本实施例的视觉辨识组装设备100进行组装。请继续参考图1，当欲使用此视觉辨识组装设备100开始进行组装，料件300会经由整料模块120的震料盘122整序，其中震料盘122是经由轻微震动的方式让料件300在震料盘122中依序排列，并且传送至料件整合元件124的前端以供机械手臂130方便抓取。如图I示，6个不同的整料模块120中盛装了 6种不同形状的料件300，如三角形、正方形、圆形、棱形、星形及五角形。如前述，图I中这些料件300的形状仅为方便说明而选择这些形状绘示，料件300的原形以实际使用的电子零件形状为主。承上述，处理单元150中预先储存了各个整料模块120于机台110上的位置、各个整料模块120所盛装的料件300的形状、组装至基板200时的正确脚位等数据。处理单元150传递信号给机械手臂130，以通知机械手臂130抓取哪一个整料模块120中的料件，所以此信号至少包含了整料模块120于机台110上的相对座标位置以及所欲抓取的料件300的形状。以抓取圆形的料件300而言，处理单元150传递盛装圆形的料件300的整料模块120于机台110上的相对座标位置以及所欲抓取的料件300的形状信号，机械手臂130接受到信号之后，旋转座132会根据整料模块120于机台110上的相对座标位置而转动，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。以本实施例而言，抓取手臂134是用吸取的方式将料件300抓取起来。当然，抓取手臂134抓取料件300的方式并不局限于此种方法，本领域技术人员可以根据实际需求而改变抓取手臂134的设计。当抓取手臂134抓取料件300时，装设在机械手臂130上的第一辨识元件140会将抓取手臂134所抓取到的料件300的信号回传至处理单元150并加以辨识被抓取的料件300的形状，其中第一辨识元件140是经由影像(图像)处理的方式来辨识料件300的形状。当第一辨识元件140辨识到被抓取的料件300的形状错误时，处理单元150再控制机械手臂130将错误的料件300置回正确的震料盘122中，并重新抓取料件300。当第一辨识元件140辨识到被抓取的料件300的形状正确时，处理单元150通知机械手臂130进行下一步的组装步骤。 附带一提，处理单元150中还预先储存了基板200于基板运送单元170上的组装位置、基板200的尺寸以及各个料件300于基板200上的对应组装位置及脚位等数据。需特别注意的是，处理单元150中欲先储存的数据是做为参考用，第一辨识元件140及第二辨识元件160会再依据实际情况而通知处理单元150操作机械手臂130进行组装时的调整。在机械手臂130抓取料件300的同时，置于基板运送单元170上的基板200受到定位元件180的挟持而平稳地沿着基板运送单元170的传送路径被传送至组装位置，而为了避免基板200错过组装位置，此时止挡元件190会凸出于基板运送单元170以止挡基板200继续沿着传送路径移动，且基板运送单元170亦停止运送基板200。值得一提的是，基板200有一个视觉辨识基准点202，用以让第二辨识元件160通过此视觉辨识基准点202来辨识基板200是否位于正确的组装位置及角度；若基板200并未位于正确的组装位置及角度，则第二辨识元件160将信号传回给处理单元150，而处理单元150可以通知机械手臂130来调整基板200的正确的组装位置及角度，或是处理单元150再传递警示信号通知线上人员以人工的方式来调整基板200的正确的组装位置及角度，其中此警示信号可以是警示灯发光、扬声器发出声响或是监控面板显示需要调整基板200的组装位置及角度等字样。请继续参考图I，基板200上有多个料件300的对应组装位置，其中为了方便表示，因此图I中以与这些料件300形状相对应的凹槽204表示。而通过第二辨识元件160辨识视觉辨识基准点202的位置并将信号回传给处理单元150，由于定位时难免会有组装公差，此时处理单元150可更通过储存于其中的有关于基板200的组装数据与第二辨识元件160所回传的数据再经过计算、比对及调校等处理程序，将这些凹槽204于基板200上的相对位置的信号(如料件组装的角度及脚位)传递给机械手臂130。特别的是，当机械手臂130抓取料件300经过第二辨识元件160时，第二辨识元件160可以通过影像处理以更精确地将料件300的脚位辨识出来。例如，SMT元件是利用针脚的长短与基板200上的极性相配合组装。当第二辨识元件160辨识出依照机械手臂130的组装方向，料件300的脚位是错误的导致料件组装于基板200上会无法作用时，第二辨识元件160会将信号传给处理单元150，而处理单元150可控制机械手臂130的旋转座132旋转，进而带动抓取手臂134改变料件300的脚位的组装方向，可让料件300正确地组装至基板200上。当基板200上的料件300都正确地组装完毕之后，止挡元件190移动以低于基板运送单元170，基板运送单元170继续运转以将基板200传送至下一站。附带一提的是，虽然上述实施例的第一辨识元件140、第二辨识元件160是经由影像(图像)处理的方式来辨识料件300的形状，但是该领域人员也可以选用其他种类的感测元件作为辨识元件。例如，可以选用触觉感测元件作为第一辨识元件140或第二辨识元件160，以利用机械手臂130抓取料件300时，设置在机械手臂130的触觉感测元件会与料件300接触，以通过触觉感测元件感测料件300的坚硬程度来确认机械手臂130所抓取的料件300的正确性。当然，也还可以是其他种类的感测元件，依照实际需求选用。综上所述，本实用新型的视觉辨识组装设备中使用辨识元件搭配机械手臂，所以在将料件组装至基板的组装制程中，可以不需要人工的使用而达到全自动化的组装。虽然本实用新型已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本实用新型的保护范围当以权利要求所界定的为准。
权利要求1.一种视觉辨识组装设备，其特征在于，包括 一机台； 多个整料模块，设置于该机台上，用以处理多种形状不同的料件； 一机械手臂，设置于该机台上，用以抓取所述多个整料模块所处理的所述多个料件； 一第一辨识元件，设置于该机械手臂上，用以辨识该机械手臂所抓取的该料件的形状；以及 一处理单元，设置于该机台，并与该机械手臂及该第一辨识元件电连接。
2.如权利要求I所述的视觉辨识组装设备，其特征在于，每一整料模块包括 一震料盘，设置于该机台上，并盛装所述多个料件的其中一种；以及 一料件整合元件，与该震料盘相连，且位于该机械手臂及该震料盘之间。
3.如权利要求I所述的视觉辨识组装设备，其特征在于，更包括一第二辨识元件，设置于该机台上，用以辨识该机械手臂所抓取的该料件的脚位。
4.如权利要求I所述的视觉辨识组装设备，其特征在于，更包括一基板运送单元，位于所述多个整料模块的一侧，用以运送一基板。
5.如权利要求4所述的视觉辨识组装设备，其特征在于，该基板运送单元为一输送带。
6.如权利要求4所述的视觉辨识组装设备，其特征在于，更包括一止挡元件，设置于该基板运送单元传送该基板的一传送路径上，用以止挡该基板。
7.如权利要求4所述的视觉辨识组装设备，其特征在于，更包括一定位元件，设置于该基板单元旁，用以将该基板定位于该基板单元上。
8.如权利要求7所述的视觉辨识组装设备，其特征在于，该定位元件为一汽缸。
9.如权利要求4所述的视觉辨识组装设备，其特征在于，该基板运送单元与该机台整合在一起或独立设置于该机台旁。
10.如权利要求I所述的视觉辨识组装设备，其特征在于，该机械手臂包括 一旋转座，设置于该机台上，用以相对该机台旋转；以及 一抓取手臂，设置于该旋转座上。
11.如权利要求I所述的视觉辨识组装设备，其特征在于，所述多个整料模块环绕该机械手臂排列。
专利摘要本实用新型公开了一种视觉辨识组装设备，包括一机台、多个整料模块、一机械手臂、一第一辨识元件以及一处理单元。整料模块设置于机台上，用以处理多种形状不同的料件。机械手臂设置于机台上，用以抓取整料模块所处理的料件。第一辨识元件设置于机械手臂上，用以辨识机械手臂所抓取的料件的形状。处理单元设置于机台，并与机械手臂及第一辨识元件电连接。
文档编号B25J18/00GK202634896SQ20122024112
公开日2012年12月26日 申请日期2012年5月25日 优先权日2012年5月25日
发明者陈忠贤 申请人:金宝电子(中国)有限公司, 金宝电子工业股份有限公司