TWI458587B - 位置校正裝置 - Google Patents

Description

位置校正裝置

本發明係有關於一種印刷電路板的生產設備，特別關係於印刷電路板的移動與定位。

印刷電路板的生產中，需要在基底板材進行鑽孔以及曝光等印刷製程，由於孔洞與曝光照射位置與電路的連接及分佈情形息息相關，需要將基底板材適當定位後才能進行。

傳統電路板的生產主要以逐片連續製作為主，於基底板材製作完成後即進入後續鑽孔及印刷的製造程序，也因此，傳統印刷電路板的生產設備主要係因應連續製作而設，基底板材未大量堆疊，使每張板材在定位前的高度位置相差不大，定位所需的設備，例如攝影裝置，只需固定對準或手動調整對準板材進料處，即可持續進行精確定位。

然而，由於製造業型態及使用者消費習慣的改變，使印刷電路板的製造需求變得並非持續穩定，基底板材製作完成後未必直接進入鑽孔與印刷的製造程序，而有暫時堆疊存放的可能，當板材堆疊數量增加，將使一開始取用的最上層板材高度過高，而使其距離定位所使用的攝影裝置距離過近，造成攝影裝置所擷取的影像成像不清晰，而影響定位與校正的精確度。相對地，當堆疊的板材持續取出使用而降低高度時，板材的表面又距離攝影裝置過遠，同樣造成成像不清晰以及影響精確度的困擾。

本發明之主要目的在於提供一種位置校正裝置，可對應使用於堆疊的板材，持續提供精確的定位效果。

為達成上述目的，本發明提供一種位置校正裝置，包括有一滑座、一攝影裝置、一升降裝置、一移動裝置與一取板裝置。

該滑座具有一主滑座與一副滑座，該副滑座可滑動地設於該主滑座。該攝影裝置固定地設於該副滑座，該攝影裝置朝向一攝影方向擷取影像，該攝影裝置的攝影方向與該副滑座的滑動方向平行。該升降裝置設於該主滑座，該升降裝置可帶動該副滑座滑動。該取板裝置設於該移動裝置使該移動裝置可帶動該取板裝置垂直移動，且其移動方向與各該攝影方向平行，使該取板裝置可垂直移動而觸及一板材。

其中，該取板裝置觸及板材時該升降裝置依該板材及該副滑座的位置帶動該副滑座移動。

藉此，本發明可利用升降裝置自動地調整攝影裝置的位置，再利用攝影裝置朝向取板裝置所提取的板材擷取影像，進行定位，不論取板裝置所取用板材堆疊數量多或少，板材的位置高或低，攝影裝置仍可以獲得清晰的影像，從而提供精確的定位效果。

以下僅以實施例說明本發明可能之實施態樣，然並非用以限制本發明所欲保護之範疇，合先敘明。

本發明提供一種位置校正裝置，主要可供使用於印刷電路板的製造程序中，用以校正所提取的印刷電路板的位置，以供其他機械或設備進行鑽孔、曝光或其他加工作業，提高鑽孔與印刷電路位置的精密度與準確度，然而，本發明也可供適用於其他類似需要精確定位的加工作業中。

請參考圖1至圖3，本實施例所提供的位置校正裝置主要係供裝設於一出納庫1上方，該出納庫1中則堆疊置放有多個準備製作為印刷電路板的板材11、11’，各該板材具有二辨識點111，該辨識點111是與電路板其他部分具有不同視覺效果的部分，具體而言，可以是穿孔或類似的鏤空部分，或者也可以是塗佈漆料或其他材料所形成的辨識點。位置校正裝置則包括有一調整基座2、二滑座3、3’、二升降裝置4、一驅動裝置5、二攝影裝置6、一移動裝置7與一取板裝置8，依實際使用需求，各部件的數量可供調整任意增減。

該調整基座2係延伸為橫樑狀，並於其同一表面的靠近兩端部處分設有相互平行且水平延伸的兩組滑軌，較佳者，每一組滑軌包括相互平行且並列的兩道滑軌21、22。

該二滑座3、3’分別設於調整基座2的兩組滑軌，使滑座3、3’可各自相對於調整基座2滑動，且兩滑座3、3’的滑動方向彼此平行，其中，各該滑座可包括有一主滑座31與一副滑座32，主滑座31可滑動地設於調整基座2的滑軌，副滑座32則可滑動地設於主滑座31，較佳者，副滑座32與主滑座31之間也具有滑軌，使副滑座32可穩定地相對於主滑座31滑動，其中由於本發明位在出納庫1的上方，副滑座32的滑動方向係垂直向下，而與滑座3整體相對於調整基座2的滑動方向垂直。

該二升降裝置4分別設於該二滑座3，使各個升降裝置4可帶動滑座3中的副滑座32上下移動，較佳者，可依訊號指示而帶動副滑座32上下移動到特定高度，具體而言，該升降裝置4可包括螺桿41以及馬達42，利用螺桿41與副滑座32螺合，並將馬達42固設於主滑座31，以馬達42帶動螺桿41轉動進而使副滑座32移動，作為替代的實施方案，該馬達42也可改換為其他類似可產生轉動動力的裝置，同時，也可以改將馬達42固設於副滑座32，並將螺桿41改與主滑座31螺合，仍可以獲得相似的使用功能。本實施例的各個圖示中，各個升降裝置中的螺桿41僅以簡單桿體表示，屬工程製圖中常用的簡略表現方式，唯需注意，各個升降裝置中的螺桿41應具有螺紋，然而，在本發明其他可能的實施例中，將馬達與螺桿改設為推桿與氣壓缸或油壓缸者，不具有螺紋，仍屬可行。

該驅動裝置5固設於該調整基座2並連接於該二滑座3，該驅動裝置5可帶動該二滑座3沿相反方向滑動而相互靠近或遠離，具體而言，該驅動裝置5可包括二螺桿51、51’以及馬達52或類似的動力裝置，該二螺桿51、51’分別與該二滑座3、3’螺合，馬達52則固設於調整基座2，以馬達52帶動二螺桿51、51’轉動進而使各個滑座3、3’移動，其中應注意的是，馬達52帶動螺桿51、51’轉動的方向應與各個螺桿51、51’的螺紋方向配合，藉以適當地帶動兩滑座3、3’沿相反方向滑動。在本發明另一實施例中，該驅動裝置的螺桿亦可於同一桿體上設置兩段相反的螺紋，亦可轉動桿體而使螺紋反方向螺旋帶動滑座移動，此時，由於兩段螺紋相異，而仍將此種情形視為具有二螺桿。與升降裝置相似的是，該驅動裝置5的各個螺桿51、51’在圖示中僅以簡單桿體表示，應具有螺紋，而驅動裝置5的馬達52與螺桿51、51’也可以改換為適當數量的推桿與氣壓缸或油壓缸，獲得相似的使用效果。

該二攝影裝置6分別固設於該二滑座3、3’，並朝一攝影方向擷取影像，更明確地說，各個攝影裝置6係固設於副滑座32，各個攝影裝置6的攝影方向相同，各攝影方向平行於副滑座32的滑動方向且垂直於各滑座3、3’整體的滑動方向，具體而言，各個攝影裝置6可包括鏡頭以及設置於鏡頭上方的光學感應器，使各個攝影裝置可朝下擷取影像。各個攝影裝置6並具有一定位點61，該定位點可以是直接繪製或成型於鏡頭的標記，或者可以是影像成像並擷取後再加入於影像中固定位置的標記，如圖4所示，而使定位點61從攝影裝置所擷取的影像62中顯現出來，該定位點61可以是十字標記抑或是圓形或其他形狀的標記。

該移動裝置7包括一垂直移動裝置71與一移動平台72。該垂直移動裝置71與該調整基座2一同固定，所述的一同固定，可直接將垂直移動裝置71與調整基座2相互固定，或者亦可將垂直移動裝置71與調整基座2固定設置於同一基座或無法相對移動的兩個不同基座上，使垂直移動裝置71與調整基座2之間不會出現預期外的相對移動。

該移動平台72設於該垂直移動裝置71而可受該垂直移動裝置帶動而垂直移動，其中，該垂直移動裝置71可具有氣壓缸或油壓缸，而可用以將設置於垂直移動裝置的移動平台72及其他部件抬升或下降，且該垂直移動裝置71可進一步具有高度感測器711(Z軸光學尺)或是利用旋轉編碼器，可用以感測該垂直移動裝置71將其他部件抬升或下降的高度。該移動平台72可具有橫向與縱向的滑軌(X軸及Y軸滑軌)及對應的驅動裝置，使該移動平台72可帶動部件在水平方向任意移動，較佳者，亦可利用橫向與縱向的滑軌搭配移動，或另外具有轉動滑軌(θ軸滑軌)，而可帶動部件轉動。

該取板裝置8設於該移動平台72而可受該移動平台帶動而水平地移動，具體而言，該取板裝置8可為真空吸盤，於其下表面分佈設置多個孔洞，且該些孔洞於該取板裝置內部或經由其他裝置相互連通，可利用其他裝置自孔洞抽取空氣，進一步利用真空吸引力或大氣壓力的原理，將板材11吸附於取板裝置8表面，用以提取板材11，然而，改用機械臂或其他方式提取板材者，亦無不可。

由上述裝置，請參考圖1與圖5，本發明進一步利用以下位置校正方法說明本發明的使用情形，該位置校正方法係包括有以下步驟：初取板91、攝影92、定位93與校正94，此外，於校正94之後還可進一步包括卸除95與再取板96的步驟。

所述的初取板91是利用取板裝置8取一板材11，為取得板材11，該垂直移動裝置71可配合將移動平台72與取板裝置8向下移動，使取板裝置8觸及板材11，該垂直移動裝置並可於此時利用高度感測器711產生一位置訊號。

所述的攝影92是利用攝影裝置6朝向板材11攝影，取得該二辨識點111的位置資訊，由於板材11具有辨識點，攝影裝置具有定位點，如圖6所示，攝影裝置6所擷取獲得的影像62中即出現辨識點111與定位點61。為提高辨識點111與定位點61的識別情形，進而提高後續步驟的精確度，可於取板裝置8觸及板材11時利用升降裝置4依板材11及副滑座32的位置帶動副滑座32移動，進一步使攝影裝置6上下移動，而將攝影裝置6與板材11之間的距離調整適當，提高影像擷取時對焦的準確度以及成像的清晰度；較佳者，該升降裝置4可依該移動裝置7所產生的位置訊號帶動該副滑座32移動。依一定的計算進行，該二攝影裝置6在本發明位置校正方法完整的過程中，僅需要進行一次攝影，然而，在本發明其他步驟進行的同時也利用攝影裝置6攝影，藉以確定板材11與攝影裝置6移動的情形，亦屬可行。

所述的定位93是依該二辨識點111與該二定位點61的相對位置，利用移動平台72帶動取板裝置8水平移動，連帶使板材11水平移動，從而調整該二辨識點111的位置，使得由該二攝影裝置觀之時，板材的二辨識點111以及攝影裝置的二定位點61連成一直線，如圖7所示，並且再進一步使各該辨識點111至鄰近的定位點61的距離彼此相同，形成如圖8所示的排列情形。就現實而言，二辨識點111與二定位點61各自分別出現於兩個攝影裝置6所產生的兩個影像62中，而無所謂一直線的產生，然而，依直觀而論，兩攝影裝置本就有左右的位置關係，將其所產生的兩個影像一同對齊並排放置，即可將兩個影像結合，使二辨識點111與二定位點61一同並置，形成如圖6至圖9的排列情形，可識別其是否處於同一直線上。其中，需注意的是，將兩攝影裝置的影像並排放置時應直接並列，而不可經過非360度整數倍的任意角度旋轉。

所述的校正94是利用驅動裝置5帶動攝影裝置6朝相反方向移動，彼此接近或遠離，進而改變攝影裝置的定位點61與辨識點111的相對位置關係，使該二辨識點111在攝影裝置所得影像中分別與該二定位點61重合，形成如圖9所示的排列情形。由於辨識點111與定位點61可能有其各自的外形，此處所述的重合並不以完全重疊吻合為限，而是指辨識點111與定位點61的圖形中心重疊。

所述的卸除95是利用該垂直移動裝置71移動帶動該取板裝置8向下移動，並使取板裝置8釋放板材11，隨後將移動平台72復位至初始位置。藉此步驟可將移動平台72的位置回正，有利於維持移動平台72的操作性能。

所述的再取板96是在移動平台72復位後利用取板裝置8再次拿取板材11，由於卸除步驟與再取板步驟中並未將板材11水平移動，使板材11可維持在定位與校正後的位置，再取板後板材的辨識點111在攝影裝置所得影像中仍然與圖9所示情形相同，分別與攝影裝置的定位點61重合。

利用上述的裝置與方法，本發明可以準確地將板材的位置定位，以利於進一步進行其他加工作業，提高產品生產的精準度，獲得較高的產品良率，甚至可因降低印刷電路失準的情形而縮小印刷電路的體積，而對印刷電路板製程的改進負有重大意義。

更詳細地說，本發明可在攝影裝置攝影前或攝影的同時，利用升降裝置自動調整攝影裝置與板材之間的距離，將其距離調整到攝影裝置的鏡頭最佳的成像距離，從而獲得較佳的成像品質，提高所獲得影像的清晰度，進而提高定位與校正的精準度。

在前述實施例中，該升降裝置主要係利用垂直移動裝置所提供的訊號進行移動與調整，然而在本發明其他可能的實施例中，也可能利用電腦計算出納庫中板材的堆疊數量，進而推測出板材的表面高度，並計算獲得攝影裝置最佳的位置，又或者可以利用影像對焦成像系統或紅外線偵測系統偵測板材表面與攝影裝置之間的距離。

總結以上實施方式，本發明的位置校正裝置可適用於堆疊板材的取用、定位及校正，可自動調整攝影裝置的位置，進而在板材堆疊較多較高或較少較低情形下，仍然可以維持極佳的影像清晰度，獲取精準的定位效果，實為具有進步之功效，符合本國專利法規定之專利要件，爰依法提起專利申請，鑑請鈞局早日核予專利，實感德便。

1．．．出納庫

11、11’．．．板材

111．．．辨識點

2．．．調整基座

21、22．．．滑軌

3、3’．．．滑座

31．．．主滑座

32．．．副滑座

4．．．升降裝置

41．．．螺桿

42．．．馬達

5．．．驅動裝置

51、51’．．．螺桿

52．．．馬達

6．．．攝影裝置

61．．．定位點

62．．．影像

7．．．移動裝置

71．．．垂直移動裝置

711．．．高度感測器

72．．．移動平台

8．．．取板裝置

91．．．初取板

92．．．攝影

93．．．定位

94．．．校正

95．．．卸除

96．．．再取板

圖1為本發明位置校正裝置之立體圖。

圖2為本發明位置校正裝置之局部立體圖。

圖3為本發明位置校正裝置之動作示意圖。

圖4為本發明中攝影裝置所得影像之示意圖。

圖5為本發明位置校正方法之流程圖。

圖6至圖9為本發明位置校正方法連續步驟中辨識點與定位點的相對位置關係示意圖。

1．．．出納庫

11、11’．．．板材

111．．．辨識點

2．．．調整基座

21、22．．．滑軌

3、3’．．．滑座

31．．．主滑座

32．．．副滑座

4．．．升降裝置

41．．．螺桿

42．．．馬達

5．．．驅動裝置

51、51’．．．螺桿

52．．．馬達

6．．．攝影裝置

7．．．移動裝置

71．．．垂直移動裝置

711．．．高度感測器

72．．．移動平台

8．．．取板裝置

Claims (6)

1. 一種位置校正裝置，包含：一滑座，具有一主滑座與一副滑座，該副滑座可滑動地設於該主滑座；一攝影裝置，固定地設於該副滑座，該攝影裝置朝向一攝影方向擷取影像，該攝影裝置的攝影方向與該副滑座的滑動方向平行；一升降裝置，設於該主滑座，該升降裝置可帶動該副滑座滑動；一移動裝置；一取板裝置，設於該移動裝置使該移動裝置可帶動該取板裝置垂直移動，且其移動方向與各該攝影方向平行，使該取板裝置可垂直移動而觸及一板材；其中，該取板裝置觸及板材時該升降裝置依該板材及該副滑座的位置帶動該副滑座移動；其中該取板裝置觸及板材時產生一位置訊號，該升降裝置依該位置訊號帶動該副滑座移動，以調整該攝影裝置與該板材之間的距離。
2. 如請求項1所述之位置校正裝置，其中更包含一調整基座與一驅動裝置，該滑座可滑動地設於該調整基座，該驅動裝置固設於該調整基座並連接於該二滑座，使該驅動裝置可帶動該滑座水平移動。
3. 如請求項1所述之位置校正裝置，其中該移動裝置包含一垂直 移動裝置與一移動平台，該移動平台設於該垂直移動裝置而可受該垂直移動裝置帶動而垂直移動，該取板裝置設於該移動平台而可受該移動平台帶動而水平移動。
4. 如請求項2所述之位置校正裝置，其中該移動裝置包含一垂直移動裝置與一移動平台，該移動平台設於該垂直移動裝置而可受該垂直移動裝置帶動而垂直移動，該取板裝置設於該移動平台而可受該移動平台帶動而水平移動。
5. 如請求項1所述之位置校正裝置，其中該垂直移動裝置具有一高度感測器，該取板裝置觸及板材時該高度感測器產生該位置訊號。
6. 如請求項1所述之位置校正裝置，其中該垂直移動裝置具有一旋轉編碼器，該取板裝置觸及板材時該旋轉編碼器產生該位置訊號。