CN217585720U - 用于相对结合两物件的校对装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于相对结合两物件的校对装置，包括一用于摆放第二物件的组装区站，组装区站上方具有一空间面域，一用于撷取外来的第一物件移动至该空间面域止动的第一多轴驱动器，多个分别连结有检知器的第二多轴驱动器，以及一配置于该组装区站内用于驱动第二物件的第三多轴驱动器；其中，多个所述检知器能动态检知空间面域中第一物件四周端边的多个真实位置，该第三多轴驱动器能依多个所述真实位置而驱动第二物件和第一物件相互对位并且相对结合，用以消除移动第一物件过程中所易生成累积公差，进而提升两物件相对结合时的精确性。

Description

用于相对结合两物件的校对装置

技术领域

本实用新型涉及物件位置的校对技术，特别有关一种用于相对结合两物件的校对装置。

背景技术

一般产品，大多数都是由诸多零组件(以下简称物件)相对组装而成，其中产品的组装线，便扮演着重要的组装角色。且知产品组装线本身即具有单轴向或多轴向载运物件移动及定位的能力；产品组装线的周边，通常还会利用具有多轴向自由度的机械手臂(robot)或其它具有单轴向或多轴向移动能力的撷取机构来撷取及搬移其它待结合的物件，并且使得撷取而来的一物件能够在产品组装线上和另一已定位的物件彼此间相对地结合。其中，由于机械手臂的多轴向轨迹的适应能力甚强，且较不占据配置空间，因此已在产品组装线的周边被广为配置。然而，机械手臂及其它单轴或多轴移动机构却容易于载运物件移动的过程中生成累积公差，而影响两物件在相对组装结合时的对位精确性。

此外，现有技术已泛见在产品组装线的特定位置上安装雷射、电眼、电荷耦合元件(CCD)等检知器，来检知产品组装线上被移送到该特定位置的物件的真实位置，但是面对例如是机械手臂等载运而来、且容易生成累积公差的物件，在和另一物件作相对结合时，上述检知器的检测技术并未妥善的被应用，导致两物件相对结合时易受所述累积公差的影响，而仍然欠缺对位时的精确性。

如图1所示，上述待结合的两物件，可比拟是一般电视、电脑等产品都具有一后壳91(或称背壳)以及待组装在该后壳91上的玻璃面板92；在产品组装线上会先将后壳91定位于载具(图未示)上，取得后壳91的至少一定位点，随后利用机械手臂(图未示)来截取及载运玻璃面板92，在此过程中，机械手臂会依据该后壳91的定位点的真实位置，而将玻璃面板92移送至后壳91的正上方，随后依靠机械手臂上或者是产品组装线上安装电荷耦合元件(CCD)，用以校对玻璃面板92应移动到达的安装位置。

且知，由于后壳91四周的边框910上预先涂附有由UV胶或是双面胶带构成的粘着层93，使玻璃面板92能以粘着方式结合在后壳91的边框910上，但面对上述产品已经逐渐朝向薄形化、弧曲化的趋势，导致上述边框910可承载玻璃面板92的宽度愈来愈小，而且在后壳91和玻璃面板92相对结合时，为了避免粘着层93发生溢胶的瑕疵现象(即避免贴合时产出不良品)，该后壳91和玻璃面板92之间的对位精确度要求甚高；然而，现有用于撷取及载运玻璃面板92的机械手臂(或者其他等效的多轴机构)却容易于移动过程生成累积公差，而影响后壳91和玻璃面板92之间相对结合的对位精确性，而且上述检知器的应用，在后壳91和玻璃面板92的对位结合的场合，并没有办法用来克服所述累积公差的问题，故亟需加以改进。

实用新型内容

针对上述背景技术的课题，本实用新型所思及的技术手段，乃是依两欲结合的物件之中，需求移动距离较远而容易产生较大累积公差的一第一物件先行移动至一特定位置，而后使用可动式的检知器检知第一物件的真实位置，令移动距离相对较近的一第二物件，依据该真实位置信息微量移动而和第一物件进行对位及结合，避免因所述累积公差而影响两物件的结合精确性。

为此，本实用新型一较佳实施例在于提供一种用于相对结合两物件的校对方法，依序包括：先选定两物件所欲相对结合的一空间面域，随后移动两物件中之一第一物件至该空间面域中止动，接续使用多个检知器检知该空间面域之中该第一物件四周端边的多个真实位置，随后移动两物件中之一第二物件跟追多个所述真实位置进行对位而后相对结合该第一物件；其中，多个所述检知器以移动方式搜寻该第一物件四周的多个定位部，并于检知多个所述定位部时止动，用以定义多个所述真实位置。

在进一步实施中，该第一物件的移动、该第二物件的移动及多个所述检知器的移动，分别在多维空间内单独进行。该第一物件移动的距离大于该第二物件的移动距离。该第二物件的移动范围拘束于该空间面域的周缘及底层。该空间面域坐落于一组装区站的上方，该第二物件由该组装区站移动至该空间面域和多个所述真实位置进行对位及结合该第一物件。该组装区站的周边设有一第一物件集放站，该第一物件经由一机械手臂自该第一物件集放站撷取后移动至该空间面域中止动。

在进一步实施中，该第一物件为一多边形面板，所述多个真实位置为该多边形面板四周的多个端角。该第二物件具有结合该多边形面板用的一多边形边框，且该多边形边框四周具有多个框角，该第二物件以多个所述框角和该第一物件的多个所述端角进行对位。该第二物件为组装该多边形面板用的一后壳。

本实用新型的另一较佳实施例在于提供一种用于执行上述方法的校对装置，包括：该组装区站、该第一多轴驱动器、多个所述第二多轴驱动器及该第三多轴驱动器；其中，该组装区站用于摆放第二物件，且该空间面域选定于该组装区站的上方；该第一多轴驱动器配置于该组装区站的旁侧，用于撷取该组装区站外部的一第一物件，并且移动该第一物件至该空间面域；多个所述第二多轴驱动器间隔配置于该组装区站的上方，用以分别连结而驱动多个所述检知器，使多个所述检知器间隔坐落于该空间面域上方的四周；该第三多轴驱动器配置于该组装区站内，用于驱动该第二物件移动至该空间面域；其中，该第一物件接受该第一多轴驱动器的制动而于该空间面域中止动，多个所述检知器分别接受各该第二多轴驱动器的驱动，而检知该空间面域中止动的该第一物件的四周端边的多个真实位置，该第三多轴驱动器根据多个所述真实位置而驱动该第二物件和止动的该第一物件相互对位并且相对结合。

在进一步实施中，该组装区站坐落于一产品组装线之中。

在进一步实施中，该组装区站的周边设有一第一物件集放站，该第一物件经由该第一多轴驱动器自该第一物件集放站撷取后移动至该空间面域中止动。

依上述内容，本实用新型能实现的技术功效为：使用来移动第一物件而容易生成累积公差的多轴驱动器，先载运第一物件至布设有多个检知器的一空间面域内(此时第一物件的位置已生成累积公差)，并且微调式的移动多个检知器位置，搜寻并检知第一物件四周端角的真实位置，用以消除第一物件移动过程所生成的累积公差，随后依所述真实位置的信息微调式的移动第二物件至空间面域中和该第一物件对位及结合，用以提升两物件对位结合时的精确性。

为此，请进一步参阅详述于后的具体实施方式及图式，据以证明本实用新型的可实施性及其技术功效的可实践性。

附图说明

图1为传统两物件结合的动作解说图。

图2为本实用新型实施教对步骤的解说图。

图3为图2所示步骤S1至步骤S4的动作方块示意图。

图4a为图2所示步骤S3，检知第一物件四周端角的示意图。

图4b为图2所示步骤S4，检知第二物件四周框角而和第一物件对位的示意图。

图5为本实用新型装置一较佳实施例的立体配置示意图。

图6为图5中组装区站的另一较佳实施例的立体配置示意图。

图7为自图5中撷取的第三多轴驱动器的立体配置示意图。

图8为图5的侧视剖示图。

图9为图5的俯侧示意图。

附图标记说明：10-空间面域；11-第一物件；110-端角；12-第二物件；120-框角；31-第一多轴驱动器；32-撷取器；41-第二多轴驱动器；411-X轴伺服滑台；412-Y轴伺服滑台；413-Z轴伺服滑台；42-检知器；51-第三多轴驱动器；511-X轴伺服滑动器；512-Y轴伺服滑动器；513-Z轴升降器；61-组装区站；62-第一物件集放站；63-工装板台；L1、L2、L3-距离；S1至S4-步骤。

具体实施方式

在已知背景技术结合两物件的基础下(如图1所示)，请接续参阅图2至图5。其中，图2揭示本实用新型所欲校对结合的两物件为一第一物件11及一第二物件12，在实施中，该第一物件11及第二物件12可分别为多边形体(例如四边形体)或其他例如是圆形或弧形的形体；图3揭示本实用新型一较佳具体实施方式在于提供一种用于相对结合两物件的校对方法。

如图3所示，该校对方法包括依序执行下述步骤S1至步骤S4(动作解说请搭配图2所示)：

步骤S1：选定一空间面域

如图2所示，本实用新型定义该空间面域10为第一物件11及第二物件12要相对结合的一空间位置，可依两物件在空间上的轮廓形体而决定该空间面域10所概括的范围，并且设定于执行校对方法的一控制单元(图未示)内；另言的，该空间面域10为存在于空间中的面状区域，必须足以容纳所述两物件悬置其中并且相对结合，因此该空间面域10可以略大于两物件在空间中相对结合前(指对位)及结合后所需的容积，且该空间面域10不受限于是平面区域或曲面区域。在一实施中，该空间面域10可被视为是存在于一组装区站61(如图5所示)的上方(容后详述)。

步骤S2：移动第一物件至空间面域

本步骤可仰赖现有的多轴驱动器来执行移动第一物件11的工序，如图2及图5所示，该多轴驱动器被定义为一第一多轴驱动器31，且第一多轴驱动器31上附设有例如是吸爪、夹爪等制成的撷取器32，该第一物件11原先远作落于该第二物件12的远方。如图5所示，揭示所述远方，可为配置在图5所示组装区站61周边的一第一物件集放站62，该第一多轴驱动器31配置在图5所示组装区站61的旁侧，而坐落组装区站61和物件集放站62之间。依此，经由该第一多轴驱动器31的撷取而移动至该组装区站61该空间面域10中，并驱使第一物件11再该空间面域10中止动(即停止不动)。

由背景技术可知，由于传统的多轴驱动器(例如机械手臂)可在多维空间内载运物件移动并且定位该物件，使的能够够本步骤应用；且知，传统的多轴驱动器在载运物件移动时的路径、角度愈多、距离愈大时，所生成的累积公差就愈大，这是本实用新型的校对方法所要克服的问题；当然，本步骤中移动至该空间面域10中的第一物件11会于止动后生成累积公差，本实用新型后述的步骤S3至步骤S4可用于吸收该累积公差，而使两物件能精确的相互对位并相对结合。

步骤S3：检知第一物件端边的真实位置

本步骤可凭借现有的电荷耦合元件(CCD)、或能释放雷射光或红外光的光感测器作为检知器42，并且可使用例如是由多轴伺服滑台编制而成的多个多轴驱动器(容后详述)来载运多个检知器42移动，如图5所示，本步骤使用的多个动器被定义为一第二多轴驱动器41，使多个所述检知器42能间隔的布建于该空间面域10周边的上方，并使多个所述检知器42能多维移动式的由上往下搜寻该第一物件11四周的多个定位部；如图4a所示，举例该第一物件11为四边形物件，其周边具有四个端角110作为所述定位部，多个所述检知器42可分别多微移动式的搜寻各该端角110(即定位部)的影像，而检知该第一物件11四周端边的多个真实位置；随后，当多个所述检知器42同步检知并且确定多个所述定位部的真实位置之后，第二多轴驱动器41随即同步止动多个所述检知器42，用以定义多个所述真实位置，并且将多个所述真实位置的信息传递至控制单元内储存。

本步骤除上述情形外，当第一物件11的四周为弧形或圆形轮廓时，各该检知器42所搜寻的定位部，也可为使用者定义的弧边或圆边。且知，定义检知器搜寻的定位部的影像或基准点，可由控制单元及视觉镜头预先设定而成。再者，多个所述第二多轴驱动器41和多个所述检知器42的配置数量，可相同于第一物件11四周的定位部数量，且知一物件的面域形体至少需由三个定位部框围而成，因此所述定位部的数量不能少于三个。

再者，依上述步骤S1至步道S3所揭内容，还可定义该空间面域10是由多个所述检知器42框围形成的可视区建构而成。

步骤S4：移动第二物件对位贴合第一物件

本步骤可仰赖现有的多轴驱动器来执行移动第二物件12的工序，在图2中，该多轴驱动器被定义为一第三多轴驱动器51，该第三多轴驱动器51可装设于一独立的工作台内，或是一产品组装线中之一组装区站61(容后详述)内，而且，该空间面域10可被选定而形成于该独立工作台或组装区站61的上方；其中，该独立工作台或组装区站61是用于承放、组装或传输该第二物件12，因此安装在独立工作台或组装区站61内的第三多轴驱动器51，能够以较短的移动距离驱动第二物件12进行例如是抬升及左右微调式的移动动作，而使第二物件12移动至该空间面域10中和第一物件11进行相互对位，并于对位后，再由第三多轴驱动器51移动第二物件12朝向第一物件11进行相对贴合的工序。由此可知，该第二物件12的移动范围仅限于或可被拘束于该空间面域10的周缘及底层。

在本步骤中，如图4b所示，举例该第二物件12为四边形物件，具有结合该第一物件11用的一多边形边框，该多边形边框由第二物件12周边的四个框角120(或基准点)框围而成，使多个所述框角120能作为已经止动的检知器42投光照射或视觉时判定的基准点；再者，该第三多轴驱动器51可读取步骤S3中控制单元所储存的第一物件11的多个真实位置的信息，用以执行多微微调式移动该第二物件12，使该第二物件12和止动中的第一物件11进行对位，包括让第二物件12和第一物件11两者间的多个框角120彼此作对位，所述对位的工序可由所述检知器42视觉，并由控制单元进行比对和运算而完成。

此外，当步骤S3中多个所述第二多轴驱动器41和多个所述检知器42在检知第一物件11的多个真实位置而同步止动之后，在执行步骤S4时，多个所述第二多轴驱动器41也可再次驱动多个所述检知器42三微移动，来搜寻第二物件12的多个所述框角120的真实位置，并且命令第三多轴驱动器51微调移动第二物件12能和第一物件11相互对位，并于对位后相对贴合。

在上述步骤中，所述多维、多轴、空间，可由图式中标示的X轴、Y轴、Z轴座标线获得诠释；换言之，该第一物件11的移动、该第二物件12的移动及多个所述检知器42的移动，可分别在多维空间内单独进行。

此外，由于上述步骤S2中凭借的第一多轴驱动器31是将远方的第一物件11移动至该空间面域10内，上述步骤S3中凭借的第二多轴驱动器31只在空间面域10周边执行检知器42的微调移动动作，且上述步骤S4中凭借的第三多轴驱动器51只在空间面域10的底层执行第二物件的微调移动对位动，因此所述第一物件11、第二物件12及检知器42三者需求的移动距离为：第一物件11的移动距离>第二物件12的移动距离>检知器42的移动距离。由此可知，第一多轴驱动器31在移动第一物件11过程会生成的累积公差>第三多轴驱动器51在移动第二物件12过程会生成的累积公差>第二多轴驱动器41在移动检知器42过程会生成的累积公差。然而，本实用新型上述方法通过检知器42来检知已生成较大累积公差的第一物件11的真实位置，很显然的，确实有助于提升两物件在对位及结合时的精确性。

再者，上述步骤中，该第一物件11可视为是图1所示产品的玻璃面板92，该第二物件12可视为是图1所示产品的后壳91。

接着，请参阅图5至图9，揭示本实用新型另一较佳具体实施方式在于提供一种用于相对结合两物件的校对装置，本实用新型上述校对方法，可依本校对装置所揭示的下述内容而获得更具体的实施。

如图5所示，该校对装置包括有上述的组装区站61、第一多轴驱动器31、多个第二多轴驱动器41及第三多轴驱动器51，上述方法所选定的空间面域10(如图2所示)可坐落于该组装区站61的上方，且该组装区站61为提供该第二物件12先行摆放而后接受外来的第一物件11结合的处所。其中，所述外来的第一物件11，可意指在组装区站61周边适当位置配置的第一物件集放站62，并且使该第一物件11能事先集放在该第一物件集放站62上，等待第一多轴驱动器31前来撷取，而成为组装区站61以外撷取而来的第一物件11。

在图5中举例揭示该第一多轴驱动器31为可多轴向传动的机械手臂，使其能够配置于组装区站61的旁侧，而坐落组装区站61和第一物件集放站62之间，使得该第一多轴驱动器31能自该第一物件集放站62撷取第一物件11，随后经由经由第一多轴驱动器31的多维传动机能而载运第一物件11移动至该空间面域10中止动。请搭配图6所示，说明该组装区站61在一较佳的实施中可坐落于一产品组装线60之中，且产品组装线60上载运有多个工装板台63，每一个工装板台63能够稳定承载一个第二物件12，使得产品组装线60能传递各工装板台63及其承载的第二物件12逐一进入该组装区站61内，实施两物件相对结合的组装作。

请搭配图5及图7所示，其中图5揭示多个第二多轴驱动器41间隔配置于该组装区站61的上方，图7揭示多个所述第二多轴驱动器41分别连结驱动一检知器42，在本实施中，各该检知器42可由电荷耦合元件制成，使多个所述检知器42间隔坐落于2所示空间面域10上方的四周。其中，图7进一步揭示多个所述第二多轴驱动器41实质上可由多组各具动力的X轴伺服滑台411、Y轴伺服滑台412及Z轴伺服滑台413相互传动连接而成，用以传动各该检知器42进行多维的微量移动，以便于进行所述检知第一物件11的真实位置的操作；此外，通过各该检知器42的可视范围，还可在第二物件12和第一物件11对位时提供监测和检知的操作。

续请参阅图8，揭示该第三多轴驱动器51配置于该组装区站61内，用于驱动该第二物件12移动至该空间面域10内和图2中所示的第一物件11相互对位及相对结合。该第三多轴驱动器51可由相互动力连结的X轴伺服滑动器511、Y轴伺服滑动器512及Z轴升降器513组成，其中该Z轴升降器513能抬升第二物件12至该空间面域10内，随后通过X轴伺服滑动器511和Y轴伺服滑动器512载运空间面域10内的第二物件12进行多维的微量移动，以便第二物件12能第一物件11进行上述校对方法中所述的相互对位操作，当对位完成后，该Z轴升降器513能再次微量抬升第二物件12和第一物件11相对接合。

请进一步合并参阅图7及图9，其中如图7所示，由于检知器42无需远离空间面域10进行检测，因此第二多轴驱动器41驱动检知器42三维移动的距离L2远小于图9所示第一多轴驱动器31驱动及载运该第一物件11移动的距离L1。另外，再请合并参阅图8及图9，其中如图8所示，由于第二物件12三维移动的距离L3仅需求或可被拘束于该空间面域10的周缘及底层，因此第三多轴驱动器51驱动第二物件12三维移动的距离L3远小于图9所示第一多轴驱动器31驱动及载运该第一物件11移动的距离L1。再者，依检知器移动需求判定，也不难确知图7中第二多轴驱动器41驱动检知器42三维移动的距离L2也可小于图8所示第三多轴驱动器51驱动第二物件12三维移动的距离L3，并予叙明。

上述装置的配置，可据以实现上述方法的操作，其中特别是通过检知器42的微量移动来检知已生成较大累积公差的第一物件11的真实位置，很显然的，确实有助于提升两物件在对位及结合时的精确性。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于相对结合两物件的校对装置，其特征在于，包括：

一组装区站，用于摆放一第二物件，且该组装区站的上方具有一空间面域；

一第一多轴驱动器，配置于该组装区站的旁侧，用于撷取该组装区站外部的一第一物件，并且移动该第一物件至该空间面域；

多个第二多轴驱动器，间隔配置于该组装区站的上方，且多个所述第二多轴驱动器分别连结驱动一检知器，使多个所述检知器间隔坐落于该空间面域上方的四周；

一第三多轴驱动器，配置于该组装区站内，用于驱动该第二物件移动至该空间面域；

其中，该第一物件接受该第一多轴驱动器的制动而在该空间面域中止动，多个所述检知器分别接受各该第二多轴驱动器的驱动，而检知该空间面域中止动的该第一物件的四周端边的多个真实位置，该第三多轴驱动器根据多个所述真实位置而驱动该第二物件和止动的该第一物件相互对位并且相对结合。

2.如权利要求1所述用于相对结合两物件的校对装置，其特征在于：该组装区站坐落于一产品组装线之中。

3.如权利要求1所述用于相对结合两物件的校对装置，其特征在于：该组装区站的周边设有一第一物件集放站，该第一物件经由该第一多轴驱动器自该第一物件集放站撷取后移动至该空间面域中止动。

4.如权利要求1或3所述用于相对结合两物件的校对装置，其特征在于：该第一多轴驱动器驱动该第一物件移动的距离大于该第三多轴驱动器驱动该第二物件移动的距离。

5.如权利要求1所述用于相对结合两物件的校对装置，其特征在于：该第一物件为一多边形面板，所述多个真实位置为该多边形面板四周的多个端角。

6.如权利要求5所述用于相对结合两物件的校对装置，其特征在于：该第二物件具有结合该多边形面板用的一多边形边框，且该多边形边框四周具有多个框角，该第二物件以多个所述框角和该第一物件的多个所述端角进行对位。

7.如权利要求6所述用于相对结合两物件的校对装置，其特征在于：该第二物件为组装该多边形面板用的一后壳。

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