TW201420998A - 組裝設備、自動組裝系統及超聲波傳感器的自動組裝方法 - Google Patents

Abstract

一種自動組裝系統，用於組裝多個超聲波傳感器，並配合多個載具使用。自動組裝系統包含一組裝設備及一熱固設備。組裝設備包括一平台，以及裝設於平台的一輸送裝置、一殼體分料裝置、一點膠裝置、一振盪片置放裝置及一下料裝置。輸送裝置用於傳輸載具。殼體分料裝置分別將超聲波傳感器的殼體置放於載具中。點膠裝置分別在殼體中注入一黏著膠。振盪片置放裝置分別將超聲波傳感器的振盪片置放於殼體中。下料裝置將經由熱固設備進行熱處理的超聲波傳感器從載具取出。依據上述裝置，可實現超聲波傳感器的自動組裝流程。

Description

組裝設備、自動組裝系統及超聲波傳感器的自動組裝方法

本發明是有關於一種自動組裝系統，特別是指一種車用超聲波傳感器的自動組裝系統。

目前常見的汽車防撞、倒車雷達大多採用超聲波感測技術，如美國專利證書號第US 8104351號專利即揭露一種車用超聲波感測器(Ultrasonic sensor)。該超聲波感測器包含一中空基座及一設置於該基座內底面的振盪片。該振盪片通常是藉由黏著膠貼合於基座內，其中包含點膠、放置振盪片、加熱固著與成品檢驗等步驟。但目前上述組裝步驟通常是藉由手動組裝或半自動設備進行，需耗費大量人力與時間，且難以精準控制加工品質，而影響生產效率及生產良率。

因此，本發明之目的，即在提供一種可執行超聲波傳感器之自動組裝程序的自動組裝系統，以提升超聲波傳感器的生產效率與生產良率。

於是，本發明自動組裝系統，用於組裝多個超聲波傳感器，並配合多個載具使用。該等超聲波傳感器各包含一中空殼體及一設置於該殼體內的振盪片，該等載具分別供該等殼體容裝其中。

該自動組裝系統包含一組裝設備及一熱固設備。該組裝設備包括一平台、一輸送裝置、一殼體分料裝置、一點 膠裝置、一振盪片置放裝置及一下料裝置。

該輸送裝置設置於該平台，供該等載具放置其上，並沿一輸送路徑傳輸該等載具。

該殼體分料裝置設置於該平台鄰近該輸送裝置處，並具有一分料固持器。該分料固持器受控依序持取各該殼體，並將該等殼體分別置放於該等載具中。

該點膠裝置與該殼體分料裝置沿該輸送路徑相間隔地設置於該平台鄰近該輸送裝置處，並具有一點膠器。該點膠器受控在被放置於該等載具的該等殼體中，分別注入一黏著膠。

該振盪片置放裝置與該點膠裝置沿該輸送路徑相間隔地設置於該平台鄰近該輸送裝置處，並具有一振盪片固持器。該振盪片固持器受控依序持取各該振盪片，並將該等振盪片分別放置於已注入黏著膠的該等殼體內，而形成多個未經熱處理的超聲波傳感器。

該下料裝置設置於該平台，且位於該輸送路徑末端處，並具有一下料固持器。

該熱固設備包括一箱體、一熱固輸送裝置及一加熱器。該箱體設置於該輸送路徑上，且位於該振盪片置放裝置與該下料裝置之間。該熱固輸送裝置設置於該箱體，且與該組裝設備的輸送裝置相互配合連接，沿該輸送路徑傳輸容裝該等超聲波傳感器的載具。該加熱器設置於該箱體中，以控制該箱體內的溫度，而對該等超聲波傳感器進行熱處理。

其中，該熱固輸送裝置與該輸送裝置相互配合，將經過熱處理的該等超聲波傳感器傳輸至該下料裝置處，且該下料裝置的下料固持器受控將該等超聲波傳感器取出。

較佳地，該組裝設備還包括一容納多個殼體的殼體供料裝置及一容納多個振盪片的振盪片供料裝置，且該輸送裝置包括一設於該殼體供料裝置與該殼體分料裝置之間的殼體傳輸機構。該殼體供料裝置設置於該平台且連接於該輸送裝置，並藉由該輸送裝置將該等殼體分別傳輸至該殼體分料裝置處。該振盪片供料裝置設置於該平台鄰近該振盪片置放裝置處，以提供該振盪片置放裝置所需的振盪片。該殼體傳輸機構具有一頂面凹陷，以供該等殼體容納並依序傳輸的輸送桿。

較佳地，該組裝設備還包括一點膠檢驗裝置。該點膠檢驗裝置沿該輸送路徑設置於該平台鄰近該輸送裝置處，且介於該點膠裝置與該振盪片置放裝置之間，並具有一膠體檢驗鏡頭。該膠體檢驗鏡頭分別取得該等殼體內的黏著膠影像，以供判斷各該黏著膠的成型正確性。

較佳地，該等載具各包含一供容裝該等殼體的下治具，以及一可卸除地對接組裝於該下治具的上治具，且各該下治具容裝的該等殼體係間隔地排列；該組裝設備還包括一上治具拆裝機構，該上治具拆裝機構沿該輸送路徑設置於該平台鄰近該輸送裝置處，且介於該振盪片置放裝置與該下料裝置之間，並具有一上治具固持器及一梳狀分隔板。該上治具固持器受控將各該上治具裝設於對應的下治具 ，或將各該上治具自對應的下治具卸除。該梳狀分隔板具有多個間隔並排且分別穿過各該下治具容裝的殼體之間的梳部，並可退出地伸入各該成組的下治具與上治具之間，而使各該上治具可從對應的下治具處被卸除。

較佳地，該組裝設備還包括一振盪片檢驗裝置，該振盪片檢驗裝置沿該輸送路徑設置於該平台鄰近該輸送裝置處，且介於該熱固設備與該下料裝置之間，並具有一振盪片檢驗鏡頭。該振盪片檢驗鏡頭分別取得已熱處理之該等超聲波傳感器的振盪片影像，以供判斷該等振盪片的完整性。

較佳地，該振盪片置放裝置還具有一振盪片篩選鏡頭，該振盪片篩選鏡頭設置於該平台鄰近該振盪片固持器處，並於該振盪片固持器持取各該振盪片時取得該等振盪片的影像，以供判斷該等振盪片的完整性。

較佳地，該輸送裝置包括一進料傳輸機構、一出料傳輸機構及一載具供料機構。該進料傳輸機構至少設於該殼體分料裝置與該振盪片置放裝置之間，且對應該熱固輸送裝置位置，以將該等載具沿該輸送路徑傳輸至該熱固設備。該出料傳輸機構設於該熱固設備與該下料裝置之間，且對應該熱固輸送裝置位置，以將該等已熱處理的超聲波傳感器沿該輸送路徑傳輸至該下料裝置。該載具供料機構可在該殼體分料裝置與該下料裝置之間往來移動，以提供未容裝該等殼體的載具於該殼體分料裝置。

較佳地，該熱固設備的熱固輸送裝置具有沿該輸送路 徑依序設置的一進料平移機構、一進料移載機構、一熱固平移機構、一出料移載機構及一出料輸送機構。該進料平移機構可在對應該組裝設備之輸送裝置以及對應該進料移載機構的位置之間移動，而將該輸送裝置傳輸的各該載具移轉傳輸至該進料移載機構。該進料移載機構位置對應該進料平移機構與該熱固平移機構，並收集該進料平移機構傳輸來的各該載具至一特定的移載數量，而將該等載具沿該輸送路徑同時傳輸至該熱固平移機構。該熱固平移機構位置對應該進料移載機構與該出料移載機構，並將該進料移載機構傳輸來的各該載具在一特定的熱固時間中沿該輸送路徑傳送至該出料移載機構。該出料移載機構位置對應該熱固平移機構與該出料輸送機構，並將各該載具依序傳輸至該出料輸送機構。該出料輸送機構位置對應該出料移載機構與該組裝設備之輸送裝置，並將該出料移載機構傳輸來的各該載具依序傳回該輸送裝置。

更佳地，該熱固設備還包括一升降裝置，該升降裝置設置於該熱固設備的箱體中，並具有一進料起降機構、一出料起降機構及一導軌起降機構。該進料起降機構、該出料起降機構及該導軌起降機構各包括一裝設於該箱體的升降機以及一裝設於該升降機而受該升降機帶動升降的載座。該進料起降機構的載座供承載該進料平移機構，且受控帶動該進料平移機構升降。該出料起降機構的載座供承載該出料輸送機構，且受控帶動該出料輸送機構升降；該導軌起降機構的載座供承載該進料移載機構、該熱固平移機 構與該出料移載機構，並受控帶動該進料移載機構、該熱固平移機構與該出料移載機構升降。

本發明的另一目的，在提出一種配合前述熱固設備及載具，用於同時組裝多個超聲波傳感器的組裝設備。

本發明的再一目的，在提出一種藉由前述自動組裝系統執行的超聲波傳感器的自動組裝方法。

於是，本發明超聲波傳感器的自動組裝方法，藉由一組裝設備及一熱固設備組裝多個超聲波傳感器，該等超聲波傳感器各包括一中空殼體及一設置於該殼體內的振盪片，該組裝方法包含以下步驟：(A)該組裝設備的一殼體分料裝置以其分料固持器分別持取各該殼體，且將該等殼體分別置放於該組裝設備的一輸送裝置傳輸的多個載具中，而後藉由該輸送裝置將容裝該等殼體的該等載具沿一輸送路徑傳輸至該組裝設備的一點膠裝置處；(B)該點膠裝置的一點膠器受控在該等殼體中分別注入一黏著膠，而後藉由該輸送裝置將該等載具以及已注入黏著膠的該等殼體沿該輸送路徑，往該組裝設備的一振盪片置放裝置傳輸；(C)該振盪片置放裝置的一振盪片固持器分別持取各該振盪片，且將該等振盪片放置於已注入黏著膠的該等殼體內，並藉由該輸送裝置將該等載具以及已放置振盪片的該等殼體沿該輸送路徑往該熱固設備傳輸；(D)該等已放置振盪片的殼體與該等載具於該熱固 設備內進行熱處理，完成後藉由該輸送裝置，沿該輸送路徑往該組裝設備的一下料裝置傳輸；(E)該下料裝置的一下料固持器受控將已熱處理的該等超聲波傳感器取出。

較佳地，於步驟(A)中該等殼體是由該組裝設備的一殼體供料裝置提供，並藉由該輸送裝置傳輸至該分料固持器處。

較佳地，該步驟(B)與該步驟(C)之間還包含一步驟(F)：該組裝設備的一點膠檢驗裝置以其膠體檢驗鏡頭分別取得該等殼體內之黏著膠的影像，以供判斷各該黏著膠的成型正確性。

較佳地，該等載具各包含一供容裝該等殼體的下治具，以及一可卸除地對接組裝於該下治具的上治具。於該步驟(A)、該步驟(B)、該步驟(C)與該步驟(E)各該下治具未裝設對應的上治具，於該步驟(C)與該步驟(D)之間還包含一步驟(G)：該組裝設備的一上治具拆裝機構以其上治具固持器分別將該等上治具裝設於對應的下治具，而後藉由該輸送裝置將該等載具以及已放置振盪片的該等殼體沿該輸送路徑往該熱固設備傳輸。於該步驟(D)與該步驟(E)之間還包含一步驟(H)：該上治具拆裝機構的上治具固持器分別將各該上治具從對應的下治具卸除，而後藉由該輸送裝置將該等載具以及已熱處理的該等殼體沿該輸送路徑往該下料裝置傳輸。

較佳地，於該步驟(D)與該步驟(E)之間還包含 一步驟(I)：該組裝設備的一振盪片檢驗裝置以其振盪片檢驗鏡頭分別取得各該已熱處理的殼體中的振盪片影像，以供判斷該等振盪片的完整性。

較佳地，於該步驟(E)該等超聲波傳感器被取出後，該組裝設備的輸送裝置將未容裝該等超聲波傳感器的各該載具沿該輸送路徑往該殼體分料裝置傳輸。

較佳地，於步驟(C)該振盪片置放裝置的一振盪片篩選鏡頭先取得各該振盪片的影像，以供判斷該等振盪片的完整性，而後該振盪片固持器再將該等振盪片放置於對應的殼體中。

本發明之功效在於：自動組裝系統可執行超聲波傳感器的全自動組裝、檢驗與熱固程序，而大幅提升超聲波傳感器的生產效率及生產良率。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現。

參閱圖1、圖2與圖3，為本發明自動組裝系統100的較佳實施例。自動組裝系統100包含相互配合的一組裝設備1與一熱固設備4，可全自動化地同步組裝多個如圖6的超聲波傳感器5，於組裝過程中需配合多個如圖7~圖9的載具6使用。

參閱圖6，超聲波傳感器5可運用於車用倒車雷達，但不以此為限，並包含一中空金屬殼體51及一藉由黏著膠 (圖中未繪製)貼合於殼體51內底面的振盪片52。此處，殼體51是以鋁製成，振盪片52以壓電材料製成且能產生超聲波，並依據鄰近物體反射的超聲波產生可供測距的訊號。但上述殼體51、振盪片52的材質與構造僅用於本實施例的說明，不能以此限制本發明的範圍。也就是說，視需要本發明自動組裝系統100還可組裝不同材質、構造的超聲波傳感器5，而不限於此處揭露的超聲波傳感器5類型。

參閱圖7至圖9，載具6供多個超聲波傳感器5或超聲波傳感器5的殼體51容裝其中，可作為超聲波傳感器5在組裝、加熱固化過程中的運輸載台。

具體來說，載具6的整體形狀概為長方體，並包含一上治具61及一對接組裝於上治具61的下治具62。

下治具62的頂面凹陷形成十個間隔排列且位於一直線上的收容槽621，並於頂面鄰近四個角落處凹陷形成四個對稱的定位孔622。於超聲波傳感器5的組裝過程中，收容槽621可供超聲波傳感器5或殼體51容裝其中，定位孔622則供上治具61組裝定位。

上治具61包括四根可分離地插設於定位孔622中的定位銷611，以及十根分別對應收容槽621位置以對超聲波傳感器5產生限位效果的頂銷612。

據此，超聲波傳感器5容裝於上治具61與下治具62組裝而成的載具6時，上治具61的頂銷612分別伸入殼體51中，並抵壓於振盪片52而產生限位固定效果。定位銷611則分別插設卡固於定位孔622中，而將上治具61可分離地 裝設於下治具62。依此設置方式，載具6可提供超聲波傳感器5或殼體51於組裝、熱固過程中的承載、定位與保護功效。

但要說明的是，上述收容槽621、定位孔622、定位銷611與頂銷612的設置位置與數量可依需要而彈性調整，不以此處揭露的內容為限。此外，依據生產過程需要，本發明自動組裝系統100也可配合不同類型的載具以盛裝超聲波傳感器5或殼體51，因此上述載具6僅用於說明本實施例的實施態樣，不能以此限制本發明的實施範圍。

以下配合圖6~圖9以及相關圖式，說明本發明自動組裝系統100的實施態樣。

參閱圖1至圖3，本發明自動組裝系統100的組裝設備1包括一平台2，以及設置於平台2的一輸送裝置3、一殼體供料裝置11、一殼體分料裝置12、一點膠裝置13、一點膠檢驗裝置14、一振盪片供料裝置15、一振盪片置放裝置16、一上治具拆裝機構17、一振盪片檢驗裝置18及一下料裝置19。

其中，超聲波傳感器5是藉由輸送裝置3，先沿+y的輸送路徑進行點膠、振盪片52置放程序，並於完成點膠、置放步驟後傳輸至熱固設備4進行熱固黏合處理，而後再由熱固設備4沿-y的輸送路徑取出下料。在此過程中，超聲波傳感器5或其殼體51均是藉由載具6承載，並藉由輸送裝置3傳輸至前述各項裝置依序進行組裝、熱固與檢驗程序。

進一步來說，輸送裝置3包括一殼體傳輸機構31、一進料傳輸機構32、一出料傳輸機構33及一載具供料機構34，上述傳輸機構各以輸送帶的方式傳輸載具6，並配合熱固設備4內部的輸送裝置形成一沿y方向與x方向(於圖3中為逆時針方向)行進的輸送迴路，而使超聲波傳感器5的組裝程序能不間斷地進行。

具體而言，殼體傳輸機構31將殼體供料裝置11供應的多個殼體51沿+y方向的輸送路徑依序傳輸至殼體分料裝置12處，以供殼體分料裝置12分裝於載具供料機構34承載的各個下治具62中。

隨後，載具供料機構34將裝滿殼體51(本實施例為10個)的下治具62沿+y的輸送路徑傳輸至鄰接的進料傳輸機構32處，以進行後續的組裝、檢驗程序。

進料傳輸機構32由點膠裝置13開始，沿+y方向的輸送路徑將下治具62連同下治具62容裝的殼體51或未熱處理的超聲波傳感器5，依序傳輸至點膠裝置13執行點膠程序、點膠檢驗裝置14檢驗點膠結果、振盪片置放裝置16執行振盪片52置放程序，最後傳輸至上治具拆裝機構17執行上治具61組裝程序，並將組裝好的載具6連同超聲波傳感器5傳輸至熱固設備4中進行熱固處理，以將各個超聲波傳感器5的振盪片52確實黏合於殼體51中。

出料傳輸機構33由上治具拆裝機構17開始，沿-y方向的輸送路徑將已熱處理的超聲波傳感器5以及載具6依序傳輸經過振盪片檢驗裝置18及下料裝置19。其中，上治具 拆裝機構17先將各個上治具61拆卸分離，而後振盪片檢驗裝置18執行振盪片52的檢驗程序，以確認已熱處理的振盪片52是否完好。最後，下料裝置19將已熱處理的超聲波傳感器5自下治具62取出下料，而完成超聲波傳感器5的自動組裝程序。

以下配合圖6至圖9，說明組裝設備1的各項裝置的具體實施態樣。

參閱圖1、圖2、圖3與圖10，殼體供料裝置11裝設於平台2遠離上治具拆裝機構17的另一側，供應自動組裝系統100於組裝過程中所需要的殼體51。

本實施例中，殼體供料裝置11為一容納多個殼體51的震動供料機，並具有一底壁111、一由底壁111周緣向上延伸的周壁112及一由底壁111沿周壁112向上迴旋延伸的螺旋傳輸部113。螺旋傳輸部113連接於殼體傳輸機構31，而可將容納於殼體供料裝置11中的殼體51依序傳輸於外。但要說明的是，殼體供料裝置11可採用其他類型的供料機，不限於本實施例使用的震動供料機，只要能穩定供應殼體51即可。

殼體傳輸機構31裝設於平台2介於殼體供料裝置11與殼體分料裝置12之間，並具有一基座311及一裝設於基座311並連接於螺旋傳輸部113的輸送桿312。輸送桿312頂面形成一沿y方向延伸的凹溝313，以供殼體51容裝於內，並依序往+y方向的輸送路徑傳輸至殼體分料裝置12處。

殼體分料裝置12裝設於平台2，可在殼體傳輸機構31與載具供料機構34之間沿y方向來回移動，以將殼體51分裝於載具供料機構34承載的下治具62中。

具體來說，殼體分料裝置12具有一可在y方向水平移動的導軌121、一裝設於導軌121並朝殼體傳輸機構31與載具供料機構34所在的-x方向延伸的延伸臂122，以及一裝設於延伸臂122並對應輸送桿312與殼體傳輸機構31位置的分料固持器123。

分料固持器123移動至輸送桿312處時，其持取位於輸送桿312末端的一中空殼體51，而後沿+y方向移動至載具供料機構34承載的下治具62處，並將其持取的殼體51放置於下治具62的收容槽621中。

參閱圖1、圖2、圖3與圖11，進料傳輸機構32具有一在y方向延伸的基座321，以及多個裝設於基座321的傳送帶322，藉以輸送載具6及下治具62進行組裝程序。

點膠裝置13裝設於平台2，可在y方向來回移動，以依序在下治具62容裝的殼體51中注入黏著振盪片52的黏著膠。具體來說，點膠裝置13具有一沿y方向移動的導軌131、一裝設於導軌131並往進料傳輸機構32所在的-x方向延伸的延伸臂132及一裝設於延伸臂132的點膠器133。點膠器133具有一管部134，並受控依序沿+y方向對準各殼體51裝設振盪片52的凹槽，而執行點膠程序。

參閱圖2、圖3、圖12與圖13，點膠檢驗裝置14裝設於平台2，具有一固定架141及一裝設於固定架141的膠 體檢驗鏡頭142。膠體檢驗鏡頭142的鏡頭方向為朝下(圖中的-z方向)，用於取得各個殼體51中的黏著膠影像，並配合電腦儲存的標準黏著膠影像，以判斷黏著膠的成型是否合於規範，而確保後續組裝程序能正確執行。

振盪片供料裝置15可容裝多個振盪片52，提供振盪片置放裝置16執行組裝步驟所需的振盪片52。此處，振盪片供料裝置15是一震動供料機，具有一底壁151、一沿底壁151周緣向上延伸的周壁152，以及一由底壁111沿周壁112向上迴旋延伸的螺旋傳輸部113。螺旋傳輸部113將振盪片52分別傳輸至周壁112鄰近振盪片置放裝置16的頂緣，以供振盪片置放裝置16持取。

振盪片置放裝置16設置於平台2，具有一可沿y方向的輸送路徑來回移動的第一導軌161、一裝設於第一導軌161的支架162、一裝設於支架162並可沿x方向來回移動的第二導軌163、一受第二導軌163帶動並於x方向延伸的延伸臂164、一裝設於延伸臂164末端且可分別對準進料傳輸機構32及下治具62位置的振盪片固持器165，以及一設於振盪片供料裝置15與振盪片固持器165之間的振盪片篩選鏡頭167。

振盪片固持器165具有一可吸取振盪片52的嘴部166，並受控於第一導軌161與第二導軌163，而能在振盪片供料裝置15與進料傳輸機構32之間的區域進行x方向與y方向的移動，以進行振盪片52的置放步驟。

具體來說，振盪片固持器165的嘴部166從振盪片供 料裝置15處吸取一振盪片52，並移動至鏡頭方向朝上(圖13中的+z方向)的振盪片篩選鏡頭167處，藉由振盪片篩選鏡頭167取得待放置振盪片52的影像，用於預先判斷振盪片52的完整性，以確定安裝於殼體51中的振盪片52完整無受損。接著，振盪片固持器165將已確認完整性的振盪片52移動至下治具62處，並置放於對應的殼體51中，而完成振盪片52的放置程序。

參閱圖2、圖3與圖14，出料傳輸機構33具有一在y方向延伸的基座331，以及多個裝設於基座331的傳送帶322，藉以將載具6及下治具62往-y方向運輸。

上治具拆裝機構17裝設於平台2且位於振盪片置放裝置16與熱固設備4之間，用於將上治具61組裝於進料傳輸機構32輸送的下治具62，或將上治具61從出料傳輸機構33輸送的下治具62卸除。

參閱圖3、圖14、圖15與圖16，具體來說，上治具拆裝機構17具有一橫跨進料傳輸機構32與出料傳輸機構33的支架171、一設於支架171並可在x方向往復移動的導軌172、一受導軌172帶動並可進一步在z方向升降的上治具固持器173，以及一裝設於出料傳輸機構33的分離器175。

具體來說，上治具固持器173具有兩個用於夾持上治具61的夾板174，以進行上治具61的組裝或拆卸步驟。分離器175具有多個長條狀間隔並排的梳部177，可受控***成組的上治具61與下治具62之間，並對準殼體51之間的 位置，而初步將上治具61自對應的下治具62分離。據此，當一盛裝未熱處理之超聲波傳感器5的下治具62，被進料傳輸機構32輸送進入熱固設備4執行熱處理程序前，夾持一上治具61的上治具固持器173會先受控往+x方向移動至該下治具62處，並將其夾持的上治具61往-z方向降下而組裝於下治具62，以便執行後續的熱處理程序。

另一方面，容裝已熱處理之超聲波傳感器5的上治具61、下治具62，由熱固設備4經出料傳輸機構33沿-y方向的輸送路徑傳輸至上治具拆裝機構17時，分離器175先***成組的上治具61與下治具62之間以將上治具61初步分離，而後上治具固持器173往-x方向移動至上治具61處，並往-z方向降下，以透過夾板174將上治具61向上夾取分離。

參照圖2、圖3與圖17，振盪片檢驗裝置18設置於平台2，且介於上治具拆裝機構17與下料裝置19之間，並具有一支架181及一裝設於支架181且鏡頭方向朝下(圖17中的-z方向)的振盪片檢驗鏡頭182。

當下治具62藉由出料傳輸機構33輸送至振盪片檢驗裝置18時，振盪片檢驗鏡頭182分別拍攝已熱處理之超聲波傳感器5的振盪片52影像，並與標準規格的振盪片52影像進行比對，以判斷振盪片52於熱處理後是否產生損傷或裂痕。

參閱圖2、圖3、圖18與圖19，下料裝置19裝設於平台2，並位於出料傳輸機構33位於-y方向的輸送路徑末端 ，用於將振盪片檢驗裝置18檢驗過的超聲波傳感器5取出下料。

具體來說，振盪片檢驗裝置18具有一支架191、一裝設於支架191並可沿x方向來回移動的導軌192、一樞設於支架191並可在y-z平面上轉動的樞轉臂193、一裝設於導軌192並連結於樞轉臂193而受兩者帶動的乘載座194，以及多個裝設於乘載座194且各自對應於下治具62中的超聲波傳感器5位置的下料固持器195。

據此，出料傳輸機構33將下治具62傳輸至下料裝置19後，導軌192與樞轉臂193帶動下料固持器195移動至超聲波傳感器5處，隨後各個下料固持器195同時吸取對應位置的超聲波傳感器5，而將完成組裝、熱處理與檢驗程序的超聲波傳感器5自下治具62中取出下料。

參閱圖2、圖3、圖21與圖22，載具供料機構34具有一在x方向延伸的滑軌341、一裝設於滑軌341的基座342，以及一裝設於基座342的傳送帶343。

據此，載具供料機構34受控沿x方向在對應殼體分料裝置12、下料裝置19的位置之間切換，將已取出超聲波傳感器5的下治具62從下料裝置19處輸送至殼體分料裝置12處，以進行下一次的組裝流程。

如上所述，組裝設備1以其各項裝置配合熱固設備4進行超聲波傳感器5的自動組裝、檢驗程序，以下說明熱固設備4用於超聲波傳感器5的熱處理程序部分。

參閱圖3、圖4與圖5，熱固設備4包括一箱體41、 一升降裝置42、一熱固輸送裝置43、一加熱器44與一熱風循環裝置45。

加熱器44裝設於箱體41內，用於控制箱體41內的環境溫度。熱風循環裝置45讓箱體41內的加熱空氣產生對流循環，而使箱體41內各位置的溫度趨於一致。

熱固輸送裝置43設置於箱體41，且與組裝設備1的輸送裝置3相互配合連接，用於沿輸送路徑傳輸容裝超聲波傳感器5的載具6。

具體來說，熱固輸送裝置43具有沿輸送路徑依序設置的一進料平移機構431、一進料移載機構432、一熱固平移機構433、一出料移載機構434及一出料輸送機構435。

進料平移機構431可在對應組裝設備1之進料傳輸機構32以及對應進料移載機構432的位置之間沿x方向移動，而將進料傳輸機構32傳輸來的載具6依序轉移傳輸至進料移載機構432。

進料移載機構432的位置對應進料平移機構431與熱固平移機構433，並收集進料平移機構431傳輸來的載具6至一特定的移載數量(本實施例為8個，但不以此為限)，而將該等載具6同時往+x方向傳輸至熱固平移機構433。

熱固平移機構433位置對應進料移載機構432與出料移載機構434，並將進料移載機構432傳輸來的載具6在一特定的熱固時間中，沿+x方向的輸送路徑並排傳送至出 料移載機構434。

出料移載機構434位置對應熱固平移機構433與出料輸送機構435，並將熱固平移機構433傳輸來的載具6依序往+y方向傳輸至出料輸送機構435。

出料輸送機構111概呈L狀且位置對應出料移載機構111與組裝設備1的出料傳輸機構11，並將出料移載機構111傳輸來的載具1先沿-x方向傳輸，再轉往-y方向傳送至出料傳輸機構11。

也就是說，熱固輸送裝置43將容裝超聲波傳感器5的載具6依序沿+x方向、+y方向、+x方向、+y方向、-x方向及-y方向輸送，在此輸送路徑中同時對超聲波傳感器5進行熱處理，使超聲波傳感器5內的黏著膠產生固著效果。

另一方面，熱固設備4的升降裝置42具有一進料起降機構421、一出料起降機構422及一導軌起降機構423。

進料起降機構421裝設於箱體41內對應進料平移機構431的位置，具有一升降機(未見於圖中)及一裝設於升降機並承載進料平移機構431的載座(未見於圖中)，可帶動進料平移機構431於z方向升降。

出料起降機構422裝設於箱體41內對應出料輸送機構435末端的位置，具有一升降機426及一裝設於升降機426並承載出料輸送機構435的載座427，可帶動出料輸送機構435的末端於z方向升降。

導軌起降機構423裝設於箱體41內，具有多個升降機428，及裝設於升降機428並承載進料移載機構432、熱 固平移機構433與出料移載機構434的載座429，以帶動進料移載機構432、熱固平移機構433與出料移載機構434於z方向升降。

本實施例中，容裝超聲波傳感器5的載具6藉由熱固輸送裝置43傳輸以進行熱處理時，熱固輸送裝置43於z方向的位置高於組裝設備1的輸送裝置3。因此，進料傳輸機構32將載具6轉移至進料平移機構431前，進料平移機構431受進料起降機構421帶動，沿-z方向下降至與進料傳輸機構相同的高度，並於承接載具6後沿+z方向上升且往+x方向水平移動，而將載具6依序傳輸至進料移載機構432。類似地，出料輸送機構435要將載具6傳輸至出料傳輸機構33時，其末端受控於出料起降機構422往-z方向下降至與出料傳輸機構33相同的高度，而將載具6傳輸至出料傳輸機構33。

但要說明的是，熱固輸送裝置43的高度也可設計為與進料傳輸機構32、出料傳輸機構33一致，當視需要而調整，不以前述內容為限。

以下配合圖6、圖7、圖20及相關圖式，說明自動組裝系統100對超聲波傳感器5的自動組裝、檢驗與熱處理流程。

步驟S1、S2：參照圖3與10，殼體供料裝置11供應組裝超聲波傳感器5所需的殼體51。殼體51透過殼體傳輸機構31沿+y方向的輸送路徑輸送至殼體分料裝置12處，並藉由殼體分料裝置12裝設於下治具62中。隨後，下治具62藉 由進料傳輸機構32，沿+y方向傳輸至點膠裝置13處。

步驟S3：參照圖3與圖11，點膠裝置13依序對殼體51執行點膠程序，完成後藉由進料傳輸機構32沿+y方向傳輸至點膠檢驗裝置14處。

步驟S4、S5：參照圖3、圖12與圖13，點膠檢驗裝置14依序執行殼體51的黏著膠檢驗程序，隨後沿+y方向傳輸至振盪片置放裝置16處，執行振盪片52的置放程序，完成後沿+y方向傳輸至上治具拆裝機構17處。

步驟S6：參照圖3、圖14與圖16，上治具拆裝機構17將上治具61裝設於待熱處理的下治具62，隨後藉由進料傳輸機構32將組裝好的上治具61、下治具62沿+y方向輸送至熱固設備4。

步驟S7：參照圖3、圖4與圖5，熱固設備4藉由熱固輸送裝置43輸送載具6，並於輸送過程中對超聲波傳感器5進行熱處理，完成後藉由出料傳輸機構33沿-y方向傳輸至上治具拆裝機構17處。

步驟S8：參照圖3、圖15與圖16，上治具拆裝機構17將上治具61卸除，並藉由出料傳輸機構33將下治具62與已熱處理的超聲波傳感器5沿-y方向傳輸至振盪片檢驗裝置18處。

步驟S9：參照圖3與圖17，振盪片檢驗裝置18依序檢驗超聲波傳感器5的振盪片52經熱處理後是否完好，完成後藉由出料傳輸機構33沿-y方向傳輸至下料裝置19處。

步驟S10：參照圖3、圖18與圖19，下料裝置19將完 成組裝、檢驗與熱固處理程序的超聲波傳感器5自下治具62中取出，而完成超聲波傳感器5的自動組裝程序。

參照圖3、圖21與圖22。隨後，空的下治具62藉由出料傳輸機構33沿-y方向傳輸至載具供料機構34，載具供料機構34再把下治具62往+x方向輸送至殼體分料裝置12處，以備下一次組裝程序使用。

綜上所述，自動組裝系統100藉由組裝設備1與熱固設備4進行超聲波傳感器5的組裝、檢測與熱固處理步驟，而實現超聲波傳感器5的自動組裝流程。此外，自動組裝系統100可同時組裝多個超聲波傳感器5，而實現超聲波傳感器5的大量生產製程。再者，藉由自動組裝流程，可有效控制組裝超聲波傳感器5的精確性與穩定性，而提升生產良率。因此，本發明自動組裝系統100確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

100‧‧‧自動組裝系統

1‧‧‧組裝設備

11‧‧‧殼體供料裝置

111‧‧‧底壁

112‧‧‧周壁

113‧‧‧螺旋傳輸部

12‧‧‧殼體分料裝置

121‧‧‧導軌

122‧‧‧延伸臂

123‧‧‧分料固持器

13‧‧‧點膠裝置

131‧‧‧導軌

132‧‧‧延伸臂

133‧‧‧點膠器

134‧‧‧管部

14‧‧‧點膠檢驗裝置

141‧‧‧固定架

142‧‧‧膠體檢驗鏡頭

15‧‧‧振盪片供料裝置

151‧‧‧底壁

152‧‧‧周壁

153‧‧‧螺旋傳輸部

16‧‧‧振盪片置放裝置

161‧‧‧第一導軌

162‧‧‧支架

163‧‧‧第二導軌

164‧‧‧延伸臂

165‧‧‧振盪片固持器

166‧‧‧嘴部

167‧‧‧振盪片篩選鏡頭

17‧‧‧上治具拆裝機構

171‧‧‧支架

172‧‧‧導軌

173‧‧‧上治具固持器

174‧‧‧夾板

175‧‧‧分離器

176‧‧‧梳狀分隔板

177‧‧‧梳部

18‧‧‧振盪片檢驗裝置

181‧‧‧支架

182‧‧‧振盪片檢驗鏡頭

19‧‧‧下料裝置

191‧‧‧支架

192‧‧‧導軌

193‧‧‧樞轉臂

194‧‧‧乘載座

195‧‧‧下料固持器

2‧‧‧平台

3‧‧‧輸送裝置

31‧‧‧殼體傳輸機構

311‧‧‧基座

312‧‧‧輸送桿

313‧‧‧凹溝

32‧‧‧進料傳輸機構

321‧‧‧基座

322‧‧‧傳送帶

33‧‧‧出料傳輸機構

331‧‧‧基座

332‧‧‧傳送帶

34‧‧‧載具供料機構

341‧‧‧導軌

342‧‧‧基座

343‧‧‧傳送帶

4‧‧‧熱固設備

41‧‧‧箱體

42‧‧‧升降裝置

421‧‧‧進料起降機構

422‧‧‧出料起降機構

423‧‧‧導軌起降機構

426‧‧‧升降機

427‧‧‧載座

428‧‧‧升降機

429‧‧‧載座

43‧‧‧熱固輸送裝置

431‧‧‧進料平移機構

432‧‧‧進料移載機構

433‧‧‧熱固平移機構

434‧‧‧出料移載機構

435‧‧‧出料輸送機構

44‧‧‧加熱器

45‧‧‧熱風循環裝置

5‧‧‧超聲波傳感器

51‧‧‧殼體

52‧‧‧振盪片

6‧‧‧載具

61‧‧‧上治具

611‧‧‧定位銷

612‧‧‧頂銷

62‧‧‧下治具

621‧‧‧收容槽

622‧‧‧定位孔

S1~S10‧‧‧流程步驟

圖1是一立體圖，說明本發明自動組裝系統的組裝設備的實施態樣；圖2是一立體圖，以相反於圖1的視角說明該組裝設備的實施態樣；圖3是該組裝設備配合一熱固設備使用的上視圖； 圖4是該熱固設備的側示意圖；圖5是該熱固設備的上視示意圖；圖6是一立體分解圖，說明一超聲波傳感器的實施態樣；圖7是一立體組合圖，說明一載具的實施態樣；圖8是一立體分解圖，說明該載具容裝多個超聲波傳感器的實施態樣；圖9是該載具與容裝於該載具的超聲波傳感器的剖視示意圖；圖10是一立體圖，說明該組裝設備的一殼體供料裝置、一殼體分料裝置、一殼體傳輸機構及一載具供料機構的實施態樣；圖11是一立體圖，說明該組裝設備的一點膠裝置的實施態樣；圖12是一立體圖，說明該組裝設備的一點膠檢驗裝置、一振盪片供料裝置及一振盪片置放裝置的實施態樣；圖13是圖12的另一角度視圖；圖14、圖15與圖16是立體圖，說明該組裝設備的一上治具拆裝機構的實施態樣；圖17是一立體圖，說明該組裝設備的一振盪片檢驗裝置的實施態樣；圖18與圖19是立體圖，說明該組裝設備的一下料裝置的實施態樣；圖20是一流程圖，說明本發明自動組裝系統的自動組 裝流程；及圖21與圖22是立體圖，說明該組裝設備的載具供料機構的實施態樣。

1‧‧‧組裝設備

11‧‧‧殼體供料裝置

12‧‧‧殼體分料裝置

13‧‧‧點膠裝置

14‧‧‧點膠檢驗裝置

15‧‧‧振盪片供料裝置

16‧‧‧振盪片置放裝置

17‧‧‧上治具拆裝機構

18‧‧‧振盪片檢驗裝置

19‧‧‧下料裝置

2‧‧‧平台

3‧‧‧輸送裝置

31‧‧‧殼體傳輸機構

32‧‧‧進料傳輸機構

33‧‧‧出料傳輸機構

34‧‧‧載具供料機構

51‧‧‧殼體

61‧‧‧上治具

62‧‧‧下治具

Claims (17)

1. 一種自動組裝系統，用於組裝多個超聲波傳感器，並配合多個載具使用，該等超聲波傳感器各包含一中空殼體及一設置於該殼體內的振盪片，該等載具分別供該等殼體容裝其中，該自動組裝系統包含：一組裝設備，包括一平台，一輸送裝置，設置於該平台，供該等載具放置其上，並沿一輸送路徑傳輸該等載具，一殼體分料裝置，設置於該平台鄰近該輸送裝置處，並具有一分料固持器，該分料固持器受控依序持取各該殼體，並將該等殼體分別置放於該等載具中，一點膠裝置，與該殼體分料裝置沿該輸送路徑相間隔地設置於該平台鄰近該輸送裝置處，並具有一點膠器，該點膠器受控在被放置於該等載具的該等殼體中，分別注入一黏著膠，一振盪片置放裝置，與該點膠裝置沿該輸送路徑相間隔地設置於該平台鄰近該輸送裝置處，並具有一振盪片固持器，該振盪片固持器受控依序持取各該振盪片，並將該等振盪片分別放置於已注入黏著膠的該等殼體內，而形成多個未經熱處理的超聲波傳感器，及一下料裝置，設置於該平台且位於該輸送路徑末端處，並具有一下料固持器；及 一熱固設備，包括一箱體，設置於該輸送路徑上且位於該振盪片置放裝置與該下料裝置之間，一熱固輸送裝置，設置於該箱體，且與該組裝設備的輸送裝置相互配合連接，沿該輸送路徑傳輸容裝該等超聲波傳感器的載具，及一加熱器，設置於該箱體中，以控制該箱體內的溫度，而對該等超聲波傳感器進行熱處理；其中，該熱固輸送裝置與該輸送裝置相互配合，將經過熱處理的該等超聲波傳感器傳輸至該下料裝置處，且該下料裝置的下料固持器受控將該等超聲波傳感器自該等載具中取出。
2. 如請求項1所述之自動組裝系統，其中，該組裝設備還包括一容納多個殼體的殼體供料裝置及一容納多個振盪片的振盪片供料裝置，且該輸送裝置包括一設於該殼體供料裝置與該殼體分料裝置之間的殼體傳輸機構；該殼體供料裝置設置於該平台且連接於該輸送裝置，並藉由該輸送裝置將該等殼體分別傳輸至該殼體分料裝置處；該振盪片供料裝置設置於該平台鄰近該振盪片置放裝置處，以提供該振盪片置放裝置所需的振盪片；該殼體傳輸機構具有一頂面凹陷，以供該等殼體容納並依序傳輸的輸送桿。
3. 如請求項1所述之自動組裝系統，其中，該組裝設備還包括一點膠檢驗裝置，該點膠檢驗裝置沿該輸送路徑設置於該平台鄰近該輸送裝置處，且介於該點膠裝置與該振盪片 置放裝置之間，並具有一膠體檢驗鏡頭，該膠體檢驗鏡頭分別取得該等殼體內的黏著膠影像，以供判斷各該黏著膠的成型正確性。
4. 如請求項1所述之自動組裝系統，其中，該等載具各包含一供容裝該等殼體的下治具，以及一可卸除地對接組裝於該下治具的上治具，且各該下治具容裝的該等殼體係間隔地排列；該組裝設備還包括一上治具拆裝機構，該上治具拆裝機構沿該輸送路徑設置於該平台鄰近該輸送裝置處，且介於該振盪片置放裝置與該下料裝置之間，並具有一上治具固持器及一梳狀分隔板，該上治具固持器受控將各該上治具裝設於對應的下治具，或將各該上治具自對應的下治具卸除；該梳狀分隔板具有多個間隔並排且分別穿過各該下治具容裝的殼體之間的梳部，並可退出地伸入各該成組的下治具與上治具之間，而使各該上治具可從對應的下治具處被卸除。
5. 如請求項1所述之自動組裝系統，其中，該組裝設備還包括一振盪片檢驗裝置，該振盪片檢驗裝置沿該輸送路徑設置於該平台鄰近該輸送裝置處，且介於該熱固設備與該下料裝置之間，並具有一振盪片檢驗鏡頭，該振盪片檢驗鏡頭分別取得已熱處理之該等超聲波傳感器的振盪片影像，以供判斷該等振盪片的完整性。
6. 如請求項1所述之自動組裝系統，其中，該振盪片置放裝置還具有一振盪片篩選鏡頭，該振盪片篩選鏡頭設置於該平台鄰近該振盪片固持器處，並於該振盪片固持器持取各 該振盪片時取得該等振盪片的影像，以供判斷該等振盪片的完整性。
7. 如請求項1所述之自動組裝系統，其中，該輸送裝置包括一進料傳輸機構、一出料傳輸機構及一載具供料機構，該進料傳輸機構至少設於該殼體分料裝置與該振盪片置放裝置之間，且對應該熱固輸送裝置位置，以將該等載具沿該輸送路徑傳輸至該熱固設備；該出料傳輸機構設於該熱固設備與該下料裝置之間，且對應該熱固輸送裝置位置，以將該等已熱處理的超聲波傳感器沿該輸送路徑傳輸至該下料裝置；該載具供料機構可在該殼體分料裝置與該下料裝置之間往來移動，以提供未容裝該等殼體的載具於該殼體分料裝置。
8. 如請求項1所述之自動組裝系統，其中，該熱固設備的熱固輸送裝置具有沿該輸送路徑依序設置的一進料平移機構、一進料移載機構、一熱固平移機構、一出料移載機構及一出料輸送機構，該進料平移機構可在對應該組裝設備之輸送裝置以及對應該進料移載機構的位置之間移動，而將該輸送裝置傳輸來的各該載具移轉傳輸至該進料移載機構；該進料移載機構位置對應該進料平移機構與該熱固平移機構，並收集該進料平移機構傳輸來的各該載具至一特定的移載數量，而將該等載具沿該輸送路徑同時傳輸至該熱固平移機構；該熱固平移機構位置對應該進料移載機構與該出料移載機構，並將該進料移載機構傳輸來的各該載具在一特定的熱固時間中沿該輸送路徑傳送至該出料移載機 構；該出料移載機構位置對應該熱固平移機構與該出料輸送機構，並將各該載具依序傳輸至該出料輸送機構；該出料輸送機構位置對應該出料移載機構與該組裝設備之輸送裝置，並將該出料移載機構傳輸來的各該載具依序傳回該輸送裝置。
9. 如請求項8所述之自動組裝系統，其中，該熱固設備還包括一升降裝置，該升降裝置設置於該熱固設備的箱體中，並具有一進料起降機構、一出料起降機構及一導軌起降機構，該進料起降機構、該出料起降機構及該導軌起降機構各包括一裝設於該箱體的升降機以及一裝設於該升降機而受該升降機帶動升降的載座，該進料起降機構的載座供承載該進料平移機構，且受控帶動該進料平移機構升降；該出料起降機構的載座供承載該出料輸送機構，且受控帶動該出料輸送機構升降；該導軌起降機構的載座供承載該進料移載機構、該熱固平移機構與該出料移載機構，並受控帶動該進料移載機構、該熱固平移機構與該出料移載機構升降。
10. 一種如請求項1至7項中任一項所述之自動組裝系統的組裝設備，配合一熱固設備及多個載具使用，用於組裝多個超聲波傳感器。
11. 一種超聲波傳感器的自動組裝方法，藉由一組裝設備及一熱固設備組裝多個超聲波傳感器，該等超聲波傳感器各包括一中空殼體及一設置於該殼體內的振盪片，該組裝方法包含以下步驟： (A)該組裝設備的一殼體分料裝置以其分料固持器分別持取各該殼體，且將該等殼體分別置放於該組裝設備的一輸送裝置傳輸的多個載具中，而後藉由該輸送裝置將容裝該等殼體的該等載具沿一輸送路徑傳輸至該組裝設備的一點膠裝置處；(B)該點膠裝置的一點膠器受控在該等殼體中分別注入一黏著膠，而後藉由該輸送裝置將該等載具以及已注入黏著膠的該等殼體沿該輸送路徑，往該組裝設備的一振盪片置放裝置傳輸；(C)該振盪片置放裝置的一振盪片固持器分別持取各該振盪片，且將該等振盪片放置於已注入黏著膠的該等殼體內，而後藉由該輸送裝置將該等載具以及已放置振盪片的該等殼體沿該輸送路徑往該熱固設備傳輸；(D)該等已放置振盪片的殼體與該等載具於該熱固設備內進行熱處理，完成後藉由該輸送裝置沿該輸送路徑，往該組裝設備的一下料裝置傳輸；及(E)該下料裝置的一下料固持器受控將已熱處理的該等超聲波傳感器取出。
12. 如請求項11所述之超聲波傳感器的自動組裝方法，其中，於步驟(A)中該等殼體是由該組裝設備的一殼體供料裝置提供，並藉由該輸送裝置傳輸至該分料固持器處。
13. 如請求項11所述之超聲波傳感器的自動組裝方法，其中，該步驟(B)與該步驟(C)之間還包含一步驟(F)：該組裝設備的一點膠檢驗裝置以其膠體檢驗鏡頭分別取得 該等殼體內之黏著膠的影像，以供判斷各該黏著膠的成型正確性。
14. 如請求項11所述之超聲波傳感器的自動組裝方法，其中，該等載具各包含一供容裝該等殼體的下治具，以及一可卸除地對接組裝於該下治具的上治具；於該步驟(A)、該步驟(B)、該步驟(C)與該步驟(E)各該下治具未裝設對應的上治具，且於該步驟(C)與該步驟(D)之間還包含一步驟(G)：該組裝設備的一上治具拆裝機構以其上治具固持器分別將該等上治具裝設於對應的下治具，而後藉由該輸送裝置將該等載具以及已放置振盪片的該等殼體沿該輸送路徑往該熱固設備傳輸；於該步驟(D)與該步驟(E)之間還包含一步驟(H)：該上治具拆裝機構的上治具固持器分別將各該上治具從對應的下治具卸除，而後藉由該輸送裝置將該等載具以及已熱處理的該等殼體沿該輸送路徑往該下料裝置傳輸。
15. 如請求項11所述之超聲波傳感器的自動組裝方法，其中，於該步驟(D)與該步驟(E)之間還包含一步驟(I)：該組裝設備的一振盪片檢驗裝置以其振盪片檢驗鏡頭分別取得各該已熱處理的殼體中的振盪片影像，以供判斷該等振盪片的完整性。
16. 如請求項11所述之超聲波傳感器的自動組裝方法，其中，於該步驟(E)該等超聲波傳感器被取出後，該組裝設備的輸送裝置將未容裝該等超聲波傳感器的各該載具沿該輸送路徑往該殼體分料裝置傳輸。
17. 如請求項11所述之超聲波傳感器的自動組裝方法，其中，於步驟(C)該振盪片置放裝置的一振盪片篩選鏡頭先取得各該振盪片的影像，以供判斷該等振盪片的完整性，而後該振盪片固持器再將該等振盪片放置於對應的殼體中。