可调整吸附面积的真空吸平装置、料片检测设备及料片移载设备的制造方法
【专利摘要】一种可调整吸附面积的真空吸平装置，包含吸附载台、真空气室、以及数组式调整装置。该吸附载台具有真空吸附平面以及数个设置于该真空吸附平面上的吸孔。该真空气室设置于该吸附载台相对该真空吸附平面的另一侧。该真空气室具有相邻于该吸附载台的吸孔一侧的气体导流面、以及一个或数个提供负压的真空吸引单元。该数组式调整装置具有控制盘、及设置于该控制盘上并分别对应至数个该吸孔的数个顶针，该控制盘依据所输入的指令控制部分该顶针覆盖于部分该吸孔上以界定一料片吸附区域。
【专利说明】
可调整吸附面积的真空吸平装置、料片检测设备及料片移 载设备
技术领域
[0001] 本发明有关于一种真空吸平装置，尤指一种数组调整吸附面积的真空吸平装置， 同时还涉及装有该真空吸平装置的料片检测设备，以及移载该真空吸平装置的料片移载设 备。
【背景技术】
[0002] 自动光学检查（Automated Optical Inspection, Α0Ι)泛指运用机器视觉做为检 测标准的技术，比起现有的人眼检测具有高速高精密度的优点。应用层面可涵盖至高科技 产业的研发、制造品管，以至国防、民生、医疗、环保、电力等或其它的相关领域。
[0003] 在自动光学检测的领域中，欲对料片进行检测，常见的方式是将料片装设于载台 上，藉由抽真空的手段对该载台提供负压，使载台上的气孔将料片吸附于载台上。然而，部 分特殊材质的料片经由气孔吸持后，于料片的边缘常会产生翘曲，导致影像侦测时所拍摄 的料片影像常有失真的情形。
[0004] 是以，为解决上述问题，中国台湾第M449343号专利揭示了一种用于平整料片的 真空吸平装置，该真空吸平装置主要包含气室、载台、及遮蔽治具。所述的气室包含气体导 流面及真空吸引单元，所述的载台包含数个第一吸孔。其中载台设置于气室上而相邻于气 体导流面，且第一吸孔连通于气体导流面。所述的遮蔽治具包含承载区。其中遮蔽治具设置 于载台上，承载区是对应料片的面积设置，而用以承载料片。遮蔽治具遮蔽一部分的第一吸 孔，承载区包含数个第二吸孔，第二吸孔对应于另一部分的第一吸孔而连通于气体导流面， 真空吸引单元对气体导流面抽气，而吸持承载区上的料片。藉由上述的配置，可增进真空吸 附设备整平料片的效果，解决现有容易发生料片边缘翘曲的问题。
[0005] 惟，上述的真空吸平装置虽可有效地解决料片边缘翘曲的问题，然而，所述的遮蔽 治具常需要针对不同尺寸的料片个别进行客制化的设计，于实际操作时常有不便之处。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的，在于解决现有技术中对应不同料片需客制化不同遮蔽治具而导致 于实际操作上常有不便的问题，而提供一种可调整吸附面积的真空吸平装置。
[0007] 为解决上述问题，本发明提供一种可调整吸附面积的真空吸平装置，用以吸附并 整平料片，该真空吸平装置包含吸附载台及真空气室，该吸附载台具有真空吸附平面、以及 数个设置于该真空吸附平面上的吸孔；该真空气室设置于该吸附载台相对该真空吸附平面 的另一侧，该真空气室具有相邻于该吸附载台的吸孔一侧的气体导流面、以及一个或数个 对该气体导流面提供负压的真空吸引单元；其特征在于，该真空吸平装置还包括数组式调 整装置，该数组式调整装置设置于该吸附载台对应于该真空吸附平面或该气体导流面的一 侦牝该数组式调整装置具有控制盘、及设置于该控制盘并分别对应至数个该吸孔的数个顶 针，该控制盘控制部分该顶针覆盖于部分该吸孔上以界定一料片吸附区域。
[0008] 进一步地，该控制盘包含数个对应于该顶针的顶出机构，该顶出机构推抵该顶针 至该吸孔上使该吸孔关闭、或收回该顶针使该吸孔开启。
[0009] 进一步地，该顶针包含略大于该吸孔的孔径的平面部、以及设置于该平面部一侧 并连动于该顶出机构的筒状本体。
[0010] 进一步地，该吸孔相互间呈等间隔排列，该吸孔由二侧延伸而略呈狭长型。
[0011] 本发明的另一目的，在于提供一种料片检测设备，其包含输料履带及影像撷取装 置，该输料履带用以将该料片沿一传送路径移动，该输料履带具有一转动辊以带动该输料 履带移动，该影像撷取装置位于该输料履带的一侧，并于该输料履带上决定一取像区域，用 以拍摄该取像区域上的该料片；其特征在于，该料片检测设备还包括权利要求1至4中任 一项所述的真空吸平装置，所述该真空吸平装置于该料片透过输料履带移动至该取像区域 时，该真空吸平装置吸平该料片，以供该影像撷取装置拍摄，且该输料履带表面布设有数个 导风孔。进一步地，该转动辊包含供该输料履带绕设的滚轮、设置于该滚轮中以带动该滚轮 旋转的枢轴、以及设置于该枢轴一侧以带动该枢轴旋转的驱动装置。
[0012] 进一步地，该吸孔的面积大于该导风孔的面积，该吸孔的二侧沿该传送路径的方 向延伸而略呈狭长型。
[0013] 进一步地，该吸孔相互间中心位置的间距等于该导风孔相互间中心位置的间距。
[0014] 本发明的又一目的，在于提供一种料片移载设备，其包含机座、一个或数个连接 臂、以及驱动装置，该连接臂藉由枢转手段、多轴移动手段或水平移动手段结合于该机座 上；该驱动装置连接于该枢转手段、该多轴移动手段或该水平移动手段以操作该连接臂沿 至少一传送路径移动；其特征在于，所述料片移载设备配置有权利要求1至4中任一项所述 的真空吸平装置，该真空吸平装置设置于该连接臂上，用以吸附该料片，该驱动装置带动该 连接臂将该料片沿该传送路径移载至目标位置。是以，本发明比起现有技术具有以下的优 势效果： 1.本发明藉由可调整治具，可弹性控制料片吸附区域的面积，可对应不同尺寸的料片 进行调整，省去客制化遮蔽治具产生的不便。
[0015] 2.本发明的吸附载台上的吸孔大于该输料履带上的导风孔，且该吸孔呈狭长型 的设计，使吸孔得以与该导风孔相互重合。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明真空吸平装置的上侧示意图。
[0017] 图2是本发明真空吸平装置的剖面示意图。
[0018] 图3A至图3B是表示料片吸附区域的调节方式示意图。
[0019] 图4A至图4B是表示料片吸附区域的调节方式示意图。
[0020] 图5是本发明料片检测设备实施例的上侧示意图。
[0021] 图5A是图5中A的放大图。
[0022] 图6是图5所示实施例的侧面示意图。
[0023] 图7是本发明料片移载设备实施例的上侧示意图。
[0024] 图8是图7所示实施例的侧面示意图。
[0025] 符号说明： 100真空吸平装置 10 吸附载台 11吸孔 20 真空气室 21真空吸引单元 30 数组式调整装置 31控制盘 32 顶针 321平面部 322 筒状本体 33顶出机构 P 料片 R1料片吸附区域 T1 真空吸附平面 T2气体导流面 TL1 长度方向的间距 TL2宽度方向的间距 XI X轴方向的长度 Y1 Y轴方向的宽度 NL1 长度方向的半径 NL2宽度方向的半径 Su 实体区域 Em空泛区域 200 料片检测设备 40输料履带 41 转动辊 411滚轮 412 枢轴 413驱动装置 42 导风孔 50影像撷取装置 A1 传送路径 B 取像区域 300 料片移载设备 60机座 61 连接臂 62驱动装置 63 抽真空装置 64气流通道 65 枢轴 A2传送路径。
【具体实施方式】
[0026] 兹就本案的结构特征与操作方式，举较佳实施例，并配合图示说明，谨述于后，以 提供审查参阅。
[0027] 为了说明方便，在此使用的用语，例如"上方"、"下方"、"左侧"、"右侦『是指相对图 式中的该水平面来定义。
[0028] 本发明是提供一种可弹性调整吸附面积的真空吸平装置100,用以吸附并整平料 片P。所述的真空吸平装置100可应用于自动光学检测（Automated Optical Inspection, ΑΟΙ)领域，配合传送履带及影像撷取装置设置，亦或是可应用于料片P的移载装置上，用于 吸附料片P并将料片P移载至不同的平台上，于本发明中并不限制所述真空吸平装置100 应用的方式。所述的真空吸平装置100较佳可用以吸附一般工业上的软性料件，例如：软性 印刷电路板（Flexible Print Circuit, FPC)、软性显示器（Flexible Displays)、偏光片 (polarizer)或其它软性工业料片，于本发明中并不予限制。以下是针对本发明真空吸平装 置的结构进行的说明。
[0029] 请参阅图1至图2,是本发明真空吸平装置的上侧示意图、及剖面示意图，如图所 示： 本发明的真空吸平装置100可弹性地对应料片P的尺寸及形状调整吸附面积或吸附区 域的形状，藉由对吸附载台10提供适当的负压用以吸附并整平该料片P。所述的真空吸平 装置100包含有吸附载台10、设置于该吸附载台10相对于真空吸附平面T1另一侧的真空 气室20、以及设置于该吸附载台10相对该真空吸附平面Τ1另一侧的数组式调整装置30。 于另一较佳实施例中，所述的数组式调整装置30亦可设置于该真空吸附平面Τ1的一侧，于 本发明中不予以限制。
[0030] 所述的吸附载台10包含有上述的真空吸附平面Τ1、以及数个设置于该真空吸附 平面Τ1上的吸孔11，该真空气室20设置于该吸附载台10相对该真空吸附平面Τ1的另一 侦牝包含有相邻于该吸附载台10的吸孔11 一侧的气体导流面Τ2、以及一个或数个对该气体 导流面Τ2提供负压的真空吸引单元21。所述的真空吸附平面Τ1，是指该吸附载台10相应 于该料片Ρ位置的该侧，用以吸附该料片Ρ并供该料片Ρ置放于其上。所述的气体导流面 Τ2,是指该吸附载台10相对该料片Ρ位置的另一侧，对应至该真空气室20的内侧，藉由该 真空吸引单元21对该气体导流面Τ2提供负压。藉此，透过吸附载台10上的数个吸孔11， 使该料片Ρ得以被吸附于该真空吸附平面Τ1上。于一较佳实施例中，所述的吸孔11相互 间呈等间隔排列，使吸孔11得以均匀地分布于该真空吸附平面Τ1上。
[0031] 该数组式调整装置30设置于该吸附载台10对应于该真空吸附平面Τ1或该气体 导流面Τ2的一侧。该数组式调整装置30包含有控制盘31、及数个设置于该控制盘31上的 顶针32。所述的顶针32依照数组排序，并分别逐一对应至上述的数个吸孔11。所述的控 制盘31上具有数个顶出机构33,该顶出机构33分别对应于该顶针32设置。该顶出机构 33包含有一推抵该顶针32至该吸孔11上，使该吸孔11关闭的关闭状态、以及一收回该顶 针32使该吸孔11开启的开启状态。所述的顶针32包含有略大于该吸孔11的孔径的平面 部321、以及设置于该平面部321 -侧并连动于该顶出机构33的筒状本体322。于该顶出 机构33操作于关闭状态时，所述的顶出机构33向上方推抵使该顶针32上的平面部321覆 盖于该吸孔11靠近气体导流面Τ2的一侧，藉以隔绝吸孔11与真空气室20。于该顶出机构 33操作于开启状态时，该顶出机构33是将该顶针32向下方收合，使该吸孔11连通于该真 空气室20内的气体导流面Τ2,藉以对该真空吸附平面Τ1提供负压。
[0032] 具体而言，有关于基于料片Ρ尺寸调整吸附面积或吸附区域的形状的技术，以下 举一【具体实施方式】进行说明，请参阅图3Α至图3Β、图4Α至图4Β所示。所述的控制盘31依 据控制单元(例如PLC，图未示）所输入的指令分别移动部分该顶针32覆盖于该吸孔11上 以界定一料片吸附区域R1。
[0033] 请先参阅图3Α至图3Β，预先设定对应于真空吸附平面Τ1的矩阵为Α[Ν1] [Ν2]，于 矩阵内的元素分别对应至该顶出机构33,每个吸孔11之间长度方向的间距为TL1，每个吸 孔11之间宽度方向的间距为TL2,每个吸孔11于长度方向的半径为NL1，每个吸孔11于宽 度方向的半径为NL2。藉由人机接口（图未示）输入料片Ρ的尺寸，其中料片Ρ于X轴方向 的长度为XI、料片Υ轴方向的宽度为Υ1。
[0034] 使用者于输入对应的料片Ρ尺寸后，连接于该控制盘31的控制单元（图未示)进行 以下的运算，藉以决定对应位置的顶针32操作于开启状态或关闭状态。
[0035] 真空吸平装置100是先由所输入的料片Ρ尺寸，决定该吸附载台10上对应位置所 应开启的吸孔11。输入的料片Ρ尺寸长度为XI、宽度为Υ1，分别将该料片Ρ尺寸的长度XI 及宽度Υ1减去吸孔于长度方向的半径NL1及宽度方向的半径NL2 (用以修正），并分别除以 每个吸孔11之间的长度间距TL1、宽度间距TL2,并加上1/2(边界修正)，得到吸附区域常数 Wl=l/2+(X1-NL1)/TL1及W2=l/2+(Y1-NL2)/TL2,并将所得的吸附区域常数W1及W2取其整 数部分取得吸附范围R(nl，n2)，其中nl对应至矩阵A[N1] [N2]的行数值（nl< (X1-NL1)/ TL1)，n2对应至矩阵A[N1][N2]的列数值（n2< (Y1-NL2)/TL2)，于吸附区域数组的数字 设定为1 (开启状态)，其余均设定为〇 (关闭状态)，可得类似如下的矩阵(对应至图3A，以 nl=12, n2=6的情况为例），
上述的矩阵每一元素分别对应至各吸孔11所对应的顶出机构33,藉此，可透过上述矩 阵设定料片P吸附区域的尺寸。
[0036] 以下再举另一实施方式进行说明，请参阅图4A至图4B。除藉由上述的方式调整 料片吸附区域的尺寸外，亦可藉由点数组的方式针对料片P的形状界定对应的料片吸附区 域。
[0037] 预先设定右上角位置为原始坐标0(0，0)，及真空吸附平面T1的矩阵A[Nl] [N2]。 将每一吸孔11的位置设定为数组元素，每一单位数组元素的长度为KR1 (单位为_)，每一 单位数组元素的宽度为KR2 (单位为_)。藉由取像装置撷取该不规则料片的影像，并藉由 二值化处理或藉由色差区中出影像中的实体区域Su及空泛区域Em，藉此取得该不规则料 片的尺寸。于取得该不规则料片的尺寸后，将实体区域Su所占去的数组元素设定为1 (开 启状态)，将空泛区域Em所占去的数组元素设定为0(关闭状态)，其余未重复的区域均设定 为〇 (关闭状态)。可得类似如下的矩阵，
上述的矩阵每一元素分别对应至各吸孔11所对应的顶出机构33,藉此，可透过上述矩 阵设定料片吸附区域的尺寸。
[0038] 于另一较佳实施例中，可透过设备工程师以手动方式输入图形化信息，以控制该 料片吸附区域的形状及尺寸，于本发明中并不欲限制。
[0039] 请参阅图5、图5A及图6,是本发明料片检测设备实施例的上侧示意图及侧面示意 图，如图所示： 于本实施例中，所述的真空吸平装置1〇〇可配置于一料片检测设备200上，用以吸附 并整平料片P，以供影像撷取装置50对该料片取像藉以对该料片P的表面进行检测。所述 的料片检测设备200主要包含有输料履带40、影像撷取装置50、以及前述的真空吸平装置 100〇
[0040] 所述的输料履带40供该料片P摆设并将该料片P沿一传送路径A1移动。该真空 吸平装置100设置于该输料履带40的下侧，该影像撷取装置50则设置于该输料履带40的 上侧(该输料履带40相对该真空吸平装置100的另一侧)，藉由该真空吸平装置100决定一 对应于该输料履带40表面的取像区域B，所述的影像撷取装置50对应设置于该取像区域B 的上方或一侧，藉以拍摄该取像区域B上经整平后的料片P的表面影像。
[0041] 该输料履带40具有设置于该输料履带40 -侧或二侧带动该输料履带40前进的 转动辊41，并于该输料履带40的表面上布设有数个导风孔42。该转动辊41包含有供该输 料履带40绕设的滚轮411、设置于该滚轮411中以带动该滚轮411旋转的枢轴412、以及 设置于该枢轴412 -侧以带动该枢轴412旋转的驱动装置413。在此所述的驱动装置413 可为同步马达（synchronous motor)、感应马达（induction motor)、可逆马达（reversible motor)、步进马达（stepping motor)、伺月艮马达（servo motor)、线f生马达（linear motor) 等，于本发明中并不欲予以限制所述驱动装置的种类。
[0042] 所述的真空吸平装置100设置于该输料履带40相对该取像区域B的另一侧。于 前侧加工设备所取得的料片P将透过移载设备或作业员送至该输料履带40上，并藉由该输 料履带40沿该传送路径A1输送，藉以将该料片P移动至该取像区域B。当该料片P移动至 该取像区域B时，所述的真空吸平装置100将启动并藉由数个吸孔11将该料片P整平于该 取像区域B上，使该料片P的表面趋于平整，以利另一侧的该影像撷取装置50拍摄取像。
[0043] 于检测完成后，于输料履带40的另一端可设有一移载装置（图未示)，将经检测过 后的料片P进行分类。例如将料片移载至0K类别、可修补类别、NG类别等。
[0044] 为避免输料履带40于移动时，因组装、制程、或长期使用产生公差的问题，导致导 风孔42与吸孔11未能重合，本实施态样中所述吸孔11的面积大于该导风孔42的面积。于 另一较佳实施例中，为避免导风孔42与导风孔42间的间隙与该吸孔11重迭，导致吸孔11 堵塞，所述的吸孔11二侧是沿该传送路径A1的方向延伸而略呈狭长型，藉此缩短吸孔11 至吸孔11间的间隙。所述的吸孔11相互间中心位置的间距等于该导风孔42相互间中心 位置的间距，使同一面积范围内的每一导风孔42均能对应至一吸孔11。
[0045] 请一并参阅图7及图8,是本发明料片移载设备实施例的侧面示意图，如图所示： 于本实施例中，所述的真空吸平装置1〇〇可配置于一料片移载设备300上。所述的料 片移载设备300包含有机座60、一个或数个连接臂61、设置于该机座60上的驱动装置62、 以及前述的真空吸平装置100。该连接臂61藉由枢转手段、多轴移动手段或水平移动手段 结合于该机座60上。所述的真空吸平装置100设置于该连接臂61上，用以吸附该料片，于 吸附该料片P时，经由该枢转手段、多轴移动手段或水平移动手段，该驱动装置62可带动该 连接臂61将该料片P沿该传送路径A2移载至目标位置。
[0046] 上述的枢转手段可为但不限定为例如用以固定连接臂并藉由驱动装置带动枢转 的枢轴。上述的多轴移动手段可为但不限定为例如多轴机械臂。上述的水平移动手段可为 但不限定为例如具有轨道的皮带轮、或传送带等。
[0047] 于本实施例中，所述的连接臂61上设置有气流通道64。于机座60上设置有一连 接至该气流通道64的抽真空装置63,用以连接至该真空吸平装置100上的真空吸引单元 21，藉以透过该气流通道64对该真空吸平装置100的吸附载台10提供负压。于另一较佳 实施例中，可透过外接的管线连接该真空吸引单元及机座上的抽真空装置。藉此，可将料片 移至目标位置。
[0048] 于本实施例中，是藉由枢轴65连接连接臂61及机座60。所述的驱动装置62设置 于该枢轴65的一侧。当驱动装置62启动时，该驱动装置62透过该枢轴65带动该连接臂 61以该枢轴65为中心翻转，以控制该连接臂61沿传送路径A2移动，其中，所述的真空吸平 装置1〇〇设置于该连接臂61上，用以吸附该料片P使该料片P固定于该真空吸平装置1〇〇 上。于该料片P经由该传送路径A2移载至目标位置时，该抽真空装置63可关闭气阀以解 除该料片P的吸附状态。
[0049] 综上所述，本发明藉由可调整治具，可弹性控制料片吸附区域的面积，可对应不同 尺寸的料片进行调整，省去客制化遮蔽治具产生的不便。本发明的吸附载台上的吸孔大于 该输料履带上的导风孔，且该吸孔呈狭长型的设计，使吸孔得以与该导风孔相互重合。
[0050] 本发明已藉上述较佳具体例进行了更详细说明，惟本发明并不限定于上述所举例 的实施例，凡在本发明所揭示的技术思想范围内，对该等结构作各种变化及修饰，该等变化 及修饰仍属本发明的范围。
【主权项】
1. 一种可调整吸附面积的真空吸平装置，用以吸附并整平料片，该真空吸平装置包含 吸附载台及真空气室，该吸附载台具有真空吸附平面、以及数个设置于该真空吸附平面上 的吸孔；该真空气室设置于该吸附载台相对该真空吸附平面的另一侧，该真空气室具有相 邻于该吸附载台的吸孔一侧的气体导流面、以及一个或数个对该气体导流面提供负压的真 空吸引单元；其特征在于，该真空吸平装置还包括数组式调整装置，该数组式调整装置设置 于该吸附载台对应于该真空吸附平面或该气体导流面的一侧，该数组式调整装置具有控制 盘、及设置于该控制盘并分别对应至数个该吸孔的数个顶针，该控制盘控制部分该顶针覆 盖于部分该吸孔上以界定一料片吸附区域。2. 如权利要求1所述的可调整吸附面积的真空吸平装置，其特征在于，所述控制盘包 含数个对应于该顶针的顶出机构，该顶出机构推抵该顶针至该吸孔上使该吸孔关闭、或收 回该顶针使该吸孔开启。3. 如权利要求2所述的可调整吸附面积的真空吸平装置，其特征在于，所述顶针包含 略大于该吸孔的孔径的平面部、以及设置于该平面部一侧并连动于该顶出机构的筒状本 体。4. 如权利要求1所述的可调整吸附面积的真空吸平装置，其特征在于，所述吸孔相互 间呈等间隔排列，该吸孔由二侧延伸而略呈狭长型。5. -种料片检测设备，其包含输料履带及影像撷取装置，该输料履带用以将该料片沿 一传送路径移动，该输料履带具有一转动辊以带动该输料履带移动，该影像撷取装置位于 该输料履带的一侧，并于该输料履带上决定一取像区域，用以拍摄该取像区域上的该料片； 其特征在于，该料片检测设备还包括权利要求1至4中任一项所述的真空吸平装置，所述该 真空吸平装置于该料片透过输料履带移动至该取像区域时，该真空吸平装置吸平该料片， 以供该影像撷取装置拍摄，且该输料履带表面布设有数个导风孔。6. 如权利要求5所述的料片检测设备，其特征在于，所述转动辊包含供该输料履带绕 设的滚轮、设置于该滚轮中以带动该滚轮旋转的枢轴、以及设置于该枢轴一侧以带动该枢 轴旋转的驱动装置。7. 如权利要求5所述的料片检测设备，其特征在于，所述吸孔的面积大于该导风孔的 面积，该吸孔的二侧沿该传送路径的方向延伸而略呈狭长型。8. 如权利要求5所述的料片检测设备，其特征在于，所述吸孔相互间中心位置的间距 等于该导风孔相互间中心位置的间距。9. 一种料片移载设备，其包含机座、 一个或数个连接臂、以及驱动装置，该连接臂藉由枢转手段、多轴移动手段或水平移动 手段结合于该机座上；该驱动装置连接于该枢转手段、该多轴移动手段或该水平移动手段 以操作该连接臂沿至少一传送路径移动；其特征在于，所述料片移载设备配置有权利要求 1至4中任一项所述的真空吸平装置，该真空吸平装置设置于该连接臂上，用以吸附该料 片，该驱动装置带动该连接臂将该料片沿该传送路径移载至目标位置。
【文档编号】G01N21/88GK106033050SQ201510103707
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月10日
【发明人】邹嘉骏, 蔡鸿儒, 王人杰, 徐志宏
【申请人】由田新技股份有限公司