真空吸平装置及含其的料片检测/移载设备的制作方法

本发明有关于一种真空吸平装置，以及含有该真空吸平装置的料片检测设备和料片移载设备。

背景技术：

自动光学检查(Automated Optical Inspection,AOI)泛指运用机器视觉做为检测标准的技术，比起公知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、电力或其它的相关领域。

在自动光学检测领域中，欲对料片进行检测，常见的方式是藉由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，藉由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的问题，导致影像侦测时所拍摄的料片影像常有失真的情形。

因此，为解决上述问题，中国台湾第M449343号专利揭示一种用于平整料片的真空吸平装置，该真空吸平装置主要具有气室、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，所述的载台具有多数第一吸孔。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。所述的遮蔽治具具有承载区。其中遮蔽治具设置于载台上，承载区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，承载区具有多数第二吸孔，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。藉由上述配置，可增进真空吸附设备整平料片的效果，解决公知容易发生料片边缘翘曲的问题。

但，上述真空吸平装置虽可有效的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，于实务上操作时常有不便之处。

技术实现要素：

本发明目的在于解决公知技术中对应不同料片需客制化不同遮蔽治具而导致于实务操作上常有不便的问题。

本发明提供一种真空吸平装置，用以吸附并整平料片，该真空吸平装置具有一吸附载台，一真空气室，以及一可调整治具。该吸附载台具有一真空吸附平面，以及多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，该真空气室具有一相邻于该吸附载台的吸孔一侧的气体导流面，以及一或多数个对该气体导 流面提供负压的真空吸引单元。该可调整治具具有对应设置于该真空吸附平面或设置于该气体导流面一侧的第一遮板及第二遮板，该第一遮板可藉由第一调整机构调整并沿第一方向移动，该第二遮板可藉由第二调整机构调整并沿第二方向移动，遮蔽该真空吸附平面上的吸孔，以界定一料片吸附区域。

进一步地，该第一遮板及该第二遮板分别相对地设置于该吸附载台的该真空吸附平面及该气体导流面的一侧。

进一步地，该第一调整机构具有一或多数个固定该第一遮板的定位机构，一设置于该定位机构一侧以限制该定位机构沿一路径移动的轨道部，以及一设置于该轨道部一侧以带动该定位机构沿该路径移动的驱动装置。

进一步地，该轨道部成对设置于该第一遮板的两侧，该定位机构具有设于二轨道上的定位块，以及一设置于成对的该定位块间并锁固该第一遮板的固定板。

进一步地，该第二调整机构具有一或多数个固定该第二遮板的定位机构，一设置于该定位机构一侧以限制该定位机构沿一路径移动的轨道部，以及一设置于该轨道部一侧以带动该定位机构沿该路径移动的驱动装置。

进一步地，该轨道部成对设置于该第二遮板的两侧，该定位机构具有设于二轨道上的定位块，以及一设置于成对的该定位块间并锁固该第二遮板的固定板。

进一步地，该驱动装置具有至少二个以上的皮带轮，一绕设于该皮带轮上并供该定位机构一端固定的皮带，以及一带动该皮带轮枢转的马达。

进一步地，该吸孔相互间呈等间隔排列。

进一步地，该吸孔由二侧延伸而略呈狭长型。

本发明另一目的，在于提供一种料片检测设备，其配置有如上所述的真空吸平装置，该料片检测设备包含有一输料履带，一影像撷取装置，以及该真空吸平装置。该输料履带供该料片沿一传送路径移动。该输料履带具有一设置于该输料履带一或二侧，带动该输料履带前进的转动辊，以及多数个布设于该输料履带表面上的导风孔。该影像撷取装置设置于该输料履带的一侧，用以拍摄一取像区域上的该料片。其中，所述的真空吸平装置设置于该输料履带相对该影像撷取装置的另一侧，于该料片透过该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另一侧的该影像撷取装置拍摄。

进一步地，该转动辊具有一供该输料履带绕设的滚轮，一设置于该滚轮中以带动该滚轮旋转的枢轴，以及一设置于该枢轴一侧以带动该枢轴旋转的驱动装置。

进一步地，该吸孔的面积大于该导风孔的面积。

本发明另一目的，在于提供一种料片移载设备，配置有如上所述的真空吸平装置，该料片移载设备具有一机座，一或多数个连接臂，一驱动装置，以及该真空吸平装置。该连接臂藉由一枢转手段、一多轴移动手段或一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。其中，所述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。

因此，本发明比起公知技术具有以下优势效果：

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。

2.本发明的吸附载台上的吸孔大于该输料履带上导风孔，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

图1，本发明真空吸平装置的上侧示意图。

图2，本发明真空吸平装置的侧面示意图。

图3，本发明真空吸平装置的剖面示意图。

图4，本发明真空吸平装置的局部放大示意图。

图5-1至图5-2，表示料片吸附区域的调节方式。

图6-1至图6-2，表示料片吸附区域的调节方式。

图7，本发明第一实施态样的上侧示意图。

图8，本发明第一实施态样的侧面示意图。

图9，表示输料履带的局部放大示意图。

图10，本发明第二实施态样的上侧示意图。

图11，本发明第二实施态样的侧面示意图。

符号说明：

100 真空吸平装置； 10 吸附载台；

20 真空气室； 21 真空吸引单元；

30 可调整治具； 31 第一调整机构；

311 第一遮板； 312 定位机构；

3121 定位块； 3122 固定板；

313 轨道部； 314 驱动装置；

3141 皮带轮； 3142 皮带；

3143 马达； 32 第二调整机构；

321 第二遮板； 322 定位机构；

3221 定位块； 3222 固定板；

323 轨道部； 324 驱动装置；

3241 皮带轮； 3242 皮带；

3243 马达； R1 料片吸附区域；

R2 料片吸附区域； P 料片；

H 吸孔； T1 真空吸附平面；

T2 气体导流面； D1 第一方向；

D2 第二方向； L1 间隔；

O1 起始位置坐标； Lo1 长度；

Wi1 宽度； O2 起始位置坐标；

Lo2 长度； Wi2 宽度；

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

兹就本案的结构特征暨操作方式举一较佳实施态样，并配合图示说明，谨述于后，仅提供审查参阅。

为了说明方便，在此使用的用语，例如“上方”、“下方”、“左侧”、“右侧”指相对图式中的该水平面来定义。

如图1-图11，本发明提供一种真空吸平装置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, AOI)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，于本发明中并不欲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，于本发明中并不欲限制。以下针对本发明真空吸平装置的结构进行说明,请参阅图1至图3，本发明真空吸平装置的上侧示意图、侧面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的尺寸调整吸附面积，藉此对吸附载台10提供适当的负压以吸附并整平该料片P。所述的真空吸平装置100包含有一吸附载台10，一对应设置于该吸附载台10相对该真空吸附平面T1的另一侧的真空气室20，以及一对应设置于该真空吸附平面T1或对应设置于该气体导流面T2一侧的可调整治具30。

请一并参阅图3，该吸附载台10包含有一真空吸附平面T1，以及多数个设置于该真空吸附平面T1上的吸孔H。该真空气室20包含有一相邻于该吸附载台10的吸孔H一侧的气体导流面T2，以及一或多数个对该气体导流面T2提供负压的真空吸引单元21。所述的真空吸附平面T1，系指该吸附载台10相应于该料片P位置的一侧，用以吸附该料片P并供该料片P靠置。所述的气体导流面T2，系指该吸附载台10相对该料片P位置的另一侧，其对应至该真空气室20的内侧，藉由该真空吸引单元21对该气体导流面T2提供负压，藉此，透过该吸附载台10上的多数个吸孔H，使该料片P得以被吸附于该真空吸附平面T1上。请一并参阅图4，于一较佳实施例中，所述的吸孔H相互间呈等间隔排列，使该吸孔H得以均匀地分布于该真空吸附平面T1上。于另一较佳实施例中，所述的吸孔H由二侧延伸而呈狭长型。

该可调整治具30包含有一可藉由第一调整机构31调整并沿第一方向D1移动的第一遮板311，以及一可藉由第二调整机构32调整并沿第二方向D2移动的第二遮板321。该第一遮板311及该第二遮板321分别于该第一方向D1的位置及该第二方向D2的位置遮蔽部分吸孔H，以界定一料片吸附区域。于本实施态样中，为使该第一遮板311、该第二遮板321与该吸孔H的表面紧密结合，所述的第一遮板311、该第二遮板321可分别相对设置于该真空吸附平面T1及该气体导流面T2的一侧。

所述的第一调整机构31包含有一或多数个固定该第一遮板311的定位机构312，一或多数个设置于该定位机构312一侧以限制该定位机构312沿该第一方向D1移动的轨道部313，以及一设置于该轨道部313一侧以带动该定位机构312沿该第一方向D1移动的驱动 装置314。该轨道部313成对设置于该第一遮板311的二侧，该定位机构312具有二分设于二轨道部313上的定位块3121，以及一设置于成对的该定位块3121间并锁固该第一遮板311的固定板3122。该驱动装置314具有至少二个以上的皮带轮3141，一绕设于该皮带轮3141上并供该定位机构312一端固定的皮带3142，以及一带动该皮带轮3141枢转的马达3143。于该马达3143接收到指令时，该马达3143带动该皮带轮3141枢转，藉由该皮带轮3141带动该皮带3142移动，使固定于该皮带3142上的该定位机构312沿着该轨道部313所界定的路径(第一方向D1)上移动，藉此带动该第一遮板311。

所述的第二调整机构32与第一调整机构31的结构大致相同，主要具有一或多数个固定该第二遮板321的定位机构322，一设置于该定位机构322一侧以限制该定位机构322沿一路径(第二方向D2)移动的轨道部323，以及一设置于该轨道部323一侧以带动该定位机构322沿该路径移动的驱动装置324。该轨道部323成对设置于该第二遮板321的二侧，该定位机构322具有二分设于二轨道部323上的定位块3221，以及一设置于成对的该定位块3221间并锁固该第二遮板321的固定板3222。该驱动装置324包含有至少二个以上的皮带轮3241，一绕设于该皮带轮3241上并供该定位机构322一端固定的皮带3242，以及一带动该皮带轮3241枢转的马达3243。于该马达3243接收到指令时，该马达3243带动该皮带轮3241枢转，藉由该皮带轮3241带动该皮带3242移动，使固定于该皮带3242上的该定位机构322沿着该轨道部323所界定的路径(第二方向D2)上移动，藉此带动该第二遮板321。

所述的可调整治具30可连接至可程序逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)，藉由人机接口(Man-Machine Interface)输入料片P的尺寸，控制该第一遮板311及第二遮板321的行程以决定该料片吸附区域的面积。于另一较佳实施例中，所述的料片吸附区域的面积亦可藉由手动方式对应不同尺寸的料片P进行调整。

具体而言，有关于基于料片P尺寸自动调整料片吸附区域面积的技术，以下举一具体情况进行说明，请参阅图5-1至图5-2、图6-1至图6-2所示。于本实施态样中，所述的第一遮板311可藉由第一调整机构31控制，沿Y轴方向移动。所述的第二遮板321可藉由第二调整机构32控制，沿X轴方向移动。其移动的方向及距离可藉由驱动装置314、324控制，所述的移动方向及距离可藉由以下演算式进行计算。请先参阅图5-1至图5-2，设定吸附载台10右下角的位置为原点Q(0,0)，所述的原点Q(0,0)为相对于机械原点的相对原点。以该相对原点Q(0,0)取得第一遮板311于Y轴方向的位置Y1，并取得第二遮板321于X轴方向的位置X1，藉此取得起始位置坐标O1(X1,Y1)。接续，藉由人机接口输入所欲设置的 料片P尺寸，例如长度为Lo1、宽度为Wi1，藉由可程序逻辑控制器计算，将起始位置坐标O1减去料片P尺寸参数(长度Lo1，宽度Wi1)，得到调整向量参数M(X1-Lo1,Y1-Wi1)。如图5-1所示，所取得的调整向量数值X1-Lo1＜0时，控制该第二遮板321朝图式中的右侧方向移动|X1-Lo1|的距离，所取得的调整向量参数Y1-Wi1＞0时，控制该第一遮板311朝图式中的下方方向移动|Y1-Wi1|的距离。于调整至定位时，于图式中所表示，未被第一遮板311及第二遮板321所遮蔽的平面区域即为所述的料片吸附区域R1(如图5-2所示)。

以下再举另一具体情况进行说明，请参阅图6-1至图6-2。藉由人机接口输入所欲设置的料片P尺寸，例如长度为Lo2、宽度为Wi2，藉由可程序逻辑控制器计算，将起始位置坐标O2(X2,Y2)减去料片P尺寸参数(长度Lo2，宽度Wi2)，得到调整向量参数N(X2-Lo2,Y2-Wi2)。所取得的调整向量数值X2-Lo2＞0时，控制该第二遮板321朝图式中的左侧方向移动|X2-Lo2|的距离。所取得的调整向量参数Y2-Wi2＜0时控制该第一遮板311朝图式中的上方方向移动|Y2-Wi2|的距离。于调整至定位时，于图式中所表示，未被第一遮板311及第二遮板321所遮蔽的平面区域即为所述的料片吸附区域R2。

请参阅图7及图8，系本发明第一实施态样的上侧示意图及侧面示意图，如图所示：于本实施态样中，所述的真空吸平装置100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P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主要包含有一输料履带40，一影像撷取装置50，以及前述的真空吸平装置100。

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。

该输料履带40具有一设置于该输料履带40一或两侧带动该输料履带40前进的转动辊41，并于该输料履带40的表面上布设有多数个导风孔42。该转动辊41具有一供该输料履带40绕设的滚轮411，一设置于该滚轮411中以带动该滚轮411旋转的枢轴412，以及一设置于该枢轴412一侧以带动该枢轴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)、伺服马达(servo motor)、线性马达(linear motor)等，于本发明中并不欲予以限制所述驱动装置的种类。

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将启动并藉由多数个吸孔H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。

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P移载至OK类别、可修补类别、NG类别等。

请一并参阅图9，表示输料履带的局部放大示意图，如图所示：

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H未能重合，本实施态样中所述吸孔H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H重叠，导致吸孔H堵塞，所述的吸孔H二侧沿该传送路径A1的方向延伸而略呈狭长型，藉此缩短吸孔H至吸孔H间的间隙。所述的吸孔H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H。

请一并参阅图10及图11，系本发明第二实施态样的上侧及侧面示意图，如图所示：于本实施态样中，所述的真空吸平装置100可配置于一料片移载设备300上。所述的料片移载设备300包含有一机座60、一或多数个连接臂61、一设置于该机座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藉由一枢转手段、一多轴移动手段或一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P，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。

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。

于本实施态样中，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。于另一较佳实施态样中，可透过外接的管线连接该真空吸引单元21及机座60上的抽真空装置63。藉此，可将料片P由第一位置移动至第二位置。

于本实施态样中，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100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100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。

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。

本发明已藉上述较佳具体例进行更详细说明，但本发明并不限定于上述所举例的实施态样，凡在本发明所揭示的技术思想范围内，对这些结构作各种变化及修饰，这些变化及修饰仍属本发明的范围。