TWI580982B - Optical alignment device - Google Patents

Description

光學對位插拔裝置

本發明為一種機板插槽測試裝置，尤指具有辨識功能的光學對位插拔裝置。

現今桌上型電腦、筆記型電腦或平板電腦的主機板上設有多個傳輸介面，如通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)、網路線插槽等，於主機板的品檢流程中，為測試該主機板的各類傳輸介面是否故障，通常以數個測試人員拿著相應傳輸介面的插頭進行插拔測試，當訊號未連接傳遞時即為不良品，反之則為良品，然而，採用人力測試的缺點在於，各製造廠需耗費較多的人力成本，因此具有可供改善之處。

進一步為節省人力成本，製造模組場使用個別的氣缸模組連接插頭進行傳輸介面的拔插測試，但因不同廠家所生產的主機板，其傳輸介面於焊接時的位置會有少許的變動，因而導致該氣缸模組於拔插測試時，容易因位置方位的偏移而撞壞該主機板。

有鑑於前述現有人力插拔之成本高的缺點，本發明提出一種光學對位插拔裝置，且具有方位微調功能，以達到節省成本及精確定位之目的。

為達到上述發明之目的，本發明所採用之技術手段為提供一種光學對位插拔裝置，其包含： 一底板；一平移單元，其位在該底板上方，且包含有至少一固定板、至少一連接板至少一平移驅動組，該至少一連接板可滑動地設在該至少一固定板上且設有一連接部，該至少一平移驅動組固設在該至少一固定板的一側且連接帶動該連接部，使該至少一連接板進行橫向位移；一辨識單元，其設在該底板上；至少一動力組固設在該平移單元的至少一連接板上且該至少一動力組的位移方向垂直於該至少一平移驅動組移動連接板的位移方向；以及一控制單元電性連接該平移單元、該辨識單元及該至少一動力組，且透過辨識單元的辨識使該平移單元進行相對應的移動。

為達到上述發明之目的，本發明所採用之技術手段為提供一種光學對位插拔裝置，其包含：一底板；一升降單元，其位在該底板上，且包含有至少一升降板及至少一升降驅動組，該至少一升降板間隔設在該底板上，該至少一升降驅動組固設在該底板上且連接帶動該至少一升降板，使該至少一升降板可相對該底板上下移動。

一辨識單元，其設在該底板上；至少一動力組固設在該升降單元的至少一升降板上且該至少一動力組的位移方向垂直於該至少一升降驅動組移動升降板的位移方向；以及一控制單元電性連接該升降單元、該辨識單元及該至少一動力組，且透過辨識單元的辨識使該升降單元進行相對應的移動。

本發明之光學對位插拔裝置可應用於主機板之傳輸介面的插拔測試，於實際使用時，待測試的主機板由外部機台運送到該插拔裝置前，將該主機板的傳輸介面對齊該動力組，該動力組上安裝有相對應的插頭元件，首 先，由該辨識單元拍攝該主機板的傳輸介面，以判別該傳輸介面的方位，當該傳輸介面與動力組的方位有誤差時，則啟動該平移驅動組，以調整該動力組的水平位置，使該插頭元件吻合該傳輸介面的方位，對位完畢後，啟動該動力組將該插頭元件推出並***連接該傳輸介面，而達到節省人力成本及精確定位提升工作效率之目的，此外透過該平移驅動組的位置調整，而能適用在不同焊接方位的主機板上，以避免造成拔插測試時主機板的損壞。

進一步而言，前述之光學對位插拔裝置，其中該光學對位插拔裝置進一步設有一升降單元，該升降單元包含有至少一升降板及至少一升降驅動組，該至少一升降板間隔設在該底板上，該至少一升降驅動組固設在該底板上且連接帶動該至少一升降板，使該至少一升降板可相對該底板上下移動。

進一步而言，前述之光學對位插拔裝置，其中該升降單元包含有數個升降驅動組，各升降驅動組包含有一驅動馬達、一螺桿、一第一齒輪及一第二齒輪，該驅動馬達固設在該底板上，該螺桿固設在該底板上且設有一升降軸，該升降軸連接帶動該升降板，該第一齒輪套固在該驅動馬達的轉軸，該第二齒輪套設在該螺桿上且咬合連接該第一齒輪。

進一步而言，前述之光學對位插拔裝置，其中該升降單元包含有數個升降驅動組，各升降驅動組設有一齒條組，該齒條組包含有一帶動齒輪及一齒條連接座，該帶動齒輪套設在該驅動馬達的傳動軸心上，該齒條連接座囓合該帶動齒輪且連接帶動該升降單元的升降板。

進一步而言，前述之光學對位插拔裝置，其中該升降單元包含有數個升降驅動組，各升降驅動組設有一螺桿組，該螺桿組包含有一滾珠螺桿、一螺母及一連接座，該滾珠螺桿受到該驅動馬達的帶動，該螺母可移動地套設在該滾珠螺桿上，該連接座固設在該螺母底部且連接帶動該升降單元的升降板。

進一步而言，前述之光學對位插拔裝置，其中該升降單元包含有數個線性座及數個升降板，該數個線性座分別間隔設置在該底板的頂面上且各線性座成形有一線性滑軌，該數個升降板可移動地套設在該底板上且各升降板設有一限位座，該限位座固設在該升降板的底面且套接該線性座的線性滑軌。

進一步而言，前述之光學對位插拔裝置，其中該平移單元包含數個連接板及數個直向間隔設置的平移驅動組，該數個連接板橫向間隔設置，且為直向長度不同的長板體，該數個平移驅動組分別設於該數個連接板上，該光學對位插拔裝置設有數個動力組，該數個動力組分別固設在該數個連接板上。

進一步而言，前述之光學對位插拔裝置，其中該平移單元包含數個連接板及數個直向間隔設置的平移驅動組，該數個連接板橫向間隔設置，且為直向長度不同的長板體，該數個平移驅動組分別設於該數個連接板上，該光學對位插拔裝置設有數個動力組，該數個動力組分別固設在該數個連接板上。

進一步而言，前述之光學對位插拔裝置，其中該平移單元包含有數個固定板，各固定板上設有平行相對的兩滑軌，各連接板設有兩滑塊，該兩滑塊設在該連接板的底面且分別套接各固定板的兩滑軌。

進一步而言，前述之光學對位插拔裝置，其中各連接板設有一軸承座，各平移驅動組包含一驅動馬達、一螺桿，該驅動馬達固設在升降板上，該螺桿固設在該升降板上且設有一平移軸，該平移軸固設在該連接板的軸承座中，該驅動馬達的轉軸連接帶動該螺桿。

進一步而言，前述之光學對位插拔裝置，其中該辨識單元包含一安裝架及數個光學攝影機，該安裝架的兩側固設在升降單元的底板上且橫跨在該平移單元上方，該數個光學攝影機固設在該安裝架的頂部中央處。

進一步而言，前述之光學對位插拔裝置，其中該底板上成形有數個導桿，該升降板可移動地套設在該底板的數個導桿且包含有數個支柱，該數個支柱平行排列在該升降板上，該固定板固設在該升降板的數個支柱上且間隔位在該升降板上方。

進一步而言，前述之光學對位插拔裝置，其中該辨識單元採用數個紅外線感測器以判別傳輸介面的方位，並使該平移單元進行相對應的移動。

10‧‧‧升降單元

11‧‧‧底板

111‧‧‧導桿

12‧‧‧線性座

121‧‧‧線性滑軌

13‧‧‧升降板

131‧‧‧傳動座

132‧‧‧限位座

133‧‧‧支柱

14‧‧‧升降驅動組

141‧‧‧驅動馬達

1411‧‧‧固定座

142‧‧‧螺桿

1421‧‧‧升降軸

143‧‧‧第一齒輪

144‧‧‧第二齒輪

145A‧‧‧螺桿組

1451A‧‧‧滾珠螺桿

1452A‧‧‧螺母

1453A‧‧‧連接座

142B‧‧‧齒條組

1421B‧‧‧帶動齒輪

1422B‧‧‧齒條連接座

20‧‧‧平移單元

21‧‧‧固定板

211‧‧‧滑軌

22‧‧‧連接板

221‧‧‧連接部

222‧‧‧滑塊

223‧‧‧軸承座

23‧‧‧平移驅動組

231‧‧‧驅動馬達

232‧‧‧螺桿

2321‧‧‧平移軸

30‧‧‧辨識單元

31‧‧‧安裝架

32‧‧‧光學攝影機

40‧‧‧動力組

50‧‧‧控制單元

圖1為本發明的外觀立體圖。

圖2為本發明另一方向的外觀立體圖。

圖3為本發明的元件分解圖。

圖4為本發明的俯視平面圖。

圖5為本發明之驅動馬達及螺桿的立體外觀圖。

圖6為本發明之驅動馬達及螺桿的連接關係平面圖。

圖7為本發明水平方向的位移動作圖。

圖8為本發明垂直方向的位移動作圖。

圖9為本發明之升降單元的滾珠螺桿式實施例圖。

圖10為本發明之升降單元的齒條式實施例圖。

以下配合圖式及本發明之較佳實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取之技術手段。

請參閱圖1及圖2所示，本發明之光學對位插拔裝置包含一底板11、一升降單元10、一平移單元20、一辨識單元30、數個動力組40及一控制單元50。

前述之底板11上成形有數個導桿111。

請參閱圖1至圖4所示，前述之升降單元10包含有數個線性座12、數個升降板13及數個升降驅動組14，該數個線性座12分別間隔設置在該底板11的頂面上且各線性座12成形有一線性滑軌121，該數個升降板13間隔設在底板11上，該數個升降板13分別可移動地套設在該底板11的數個導桿111上且各升降板13設有一傳動座131、一限位座132及數個支柱133，該傳動座131固設在該升降板13的邊緣面上，該限位座132固設在該升降板13的底面且套接該線性座12的線性滑軌121，其中一線性座12穿設於該升降板13，該數個支柱133平行排列在該升降板13上；請配合參閱圖6所示，該數個升降驅動組14分別固設在該底板11上且連接帶動該等升降板13，使該等升降板13可相對底板11上下移動，各升降驅動組14包含有一驅動馬達141、一螺桿142、一第一齒輪143及一第二齒輪144，該驅動馬達141透過一固定座1411而固設在底板11上，該螺桿142固設在該底板11上且設有一升降軸1421，該升降軸1421連接帶動該升降板13的一傳動座131，該第一齒輪143套固在該驅動馬達141的轉軸，該第二齒輪144套設在該螺桿142上且咬合連接該第一齒輪143，當該驅動馬達141啟動時，透過該第一齒輪143旋轉帶動該第二齒輪144以使該螺桿142的升降軸1421產生伸長或收縮，藉此帶動該升降板13沿著該數個導桿111及該線性滑軌121上下移動。

請參閱圖2至圖4所示，前述之平移單元20連接該升降單元10且包含有數個固定板21、數個連接板22及數個平移驅動組23，該數個固定板21分別固設在各升降板13的數個支柱133上且間隔位在各升降板13上方，各固定板21上設有平行相對的兩滑軌211，該數個連接板22橫向間隔設置且分別可滑動地套設在該數個固定板21上，各連接板22為直向長度不同的長板體且設有一連接部221、兩滑塊222及一軸承座223，該兩滑塊222設在該連接板22的底面且分別套接各固定板21的兩滑軌211，該軸承座223設置在該連接板22的底面上；請配合參閱圖5所示，該數個平移驅動組23直向間隔設置且分別對應於不同直向長度的連接板22並連接該連接板22的連接部221，並相互平行地固設在該升降板13上，各平移驅動組23包含一驅動馬達231、一螺桿232，該驅動馬達231透過一固定座而固設在升降板13上，該螺桿232固設在該升降板13上且設有一平移軸2321，該平移軸2321固設在該連接板22的軸承座223中，該驅動馬達231的轉軸連接帶動該螺桿232，當該驅動馬達231啟動時，透過該驅動馬達231旋轉帶動，以使該螺桿232的平移軸2321產生伸長或收縮，則各連接板22可沿著該固定板21的兩滑軌211進行橫向位移。

於較佳實施例中，前述之螺桿142、232為現有技術之裝置，其大致結構為採用調節螺帽連接一動力源(馬達)並螺合該平移軸2321或升降軸1421，當該動力源帶動該調節螺帽時，透過螺合關係即可使該平移軸2321或升降軸1421產生直線運動。

請參閱圖3及圖4所示，前述之數個動力組40分別固設在該數個連接板22上且隨著各連接板22產生橫向位移，各動力組40用於安裝測試用的插頭元件，各動力組40之壓桿的位移方向垂直於各平移驅動組23移動連接板22的方向，於較佳實施例中，該動力組40可以氣缸或馬達做為動力源。

請參閱圖1及圖3所示，前述之辨識單元30連接該升降單元10且包含一安裝架31及數個光學攝影機32，該安裝架31的兩側固設在升降單元10的底板11上且橫跨在該平移單元20上方或下方，該數個光學攝影機32固設在該安裝架31的頂部中央處，於較佳實施例中該辨識單元30包含一光學攝影機32。

該控制單元50設置在該升降單元10的底板11上且電性連接各升降驅動組14、各平移驅動組23、各光學攝影機32，且透過該辨識單元30的光學攝影機32所獲得的影像資訊以使該升降單元10及該平移單元20進行相對應的移動，於較佳實施例中，該辨識單元30可採用數個紅外線感測器以判別傳輸介面的方位，並使該升降單元10及該平移單元20進行相對應的移動。

請參閱圖1、圖7及圖8所示，本發明之光學對位插拔裝置為應用於主機板之傳輸介面的插拔測試，於實際使用時，將待測試的主機板藉由外部運輸機台運送至該本發明之數個動力組40的前方，並將該主機板的傳輸介面對齊各動力組40，於各動力組40上安裝有相對應的插頭元件，首先，透過該辨識單元30的光學攝影機32拍攝該主機板的傳輸介面，以判別該傳輸介面的方位，當該傳輸介面與各動力組40的方位有偏差時，則透過該控制單元50分別啟動各升降驅動組14及各平移驅動組23，以此調整各動力組40的高度位置及水平位置，使安裝在各動力組40上的插頭元件能吻合待測試傳輸介面的方位，當對位完畢後，啟動各動力組40將其插頭元件推出並***連接該主機板的傳輸介面，以判別該傳輸介面是否故障。測試完畢後，各動力組40將插頭元件拔出並送入下一個待測試的主機板，而達到節省人力成本及精確定位並提升工作效率之目的，此外透過該平移驅動組的位置調整，而能適用在不同焊接方位的主機板上，以避免造成拔插測試時主機板的損壞。

本發明的各升降驅動組14分別推動相連接的升降板13，即各升降驅動組14為單獨運作，且各升降驅動組14為配合帶動該平移單元20的各連接 板22，當各連接板22產生上下位移，則各動力組40亦隨之產生位移，此外各連接板22受到相連接之平移驅動組23的帶動而產生橫向位移，故本發明具有一組以上可獨立上下及橫向位移的動力組40。

請配合參閱圖9所示，於其他實施例中，該升降單元10的升降驅動組14設有一螺桿組145A，該螺桿組145A包含有一滾珠螺桿1451A、一螺母1452A及一連接座1453A，該滾珠螺桿1451A連接一齒盤，且該齒盤受到該驅動馬達141的帶動以使該滾珠螺桿1451A產生旋轉，該螺母1452A可移動地套設在該滾珠螺桿1451A上，該連接座1453A固設在該螺母1452A底部且連接帶動該升降單元10的升降板13，當該驅動馬達141轉動時，該滾珠螺桿1451A產生相對應的轉動，使連接該升降板13而無法轉動的該螺母1452A及該連接座1453A於滾珠螺桿1451A上產生線性的位移，使該升降單元10進行相對應的移動，於較佳實施例中，該平移單元20亦可採用該螺桿組以達到平移調整的目的。

請配合參閱圖10所示，於其它實施例中，該升降單元10的升降驅動組14設有一齒條組142B，該齒條組142B包含有一帶動齒輪1421B及一齒條連接座1422B，該帶動齒輪1421B套設在該驅動馬達141的傳動軸心上，該齒條連接座1422B囓合該帶動齒輪1421B且連接帶動該升降單元10的升降板13，當該驅動馬達141轉動時，該帶動齒輪1421B隨之轉動，並透過該帶動齒輪1421B及齒條連接座1422B的囓合使該齒條連接座1422B產生線性升降，以此可帶動該升降單元10的升降板13產上下位移，於較佳實施例中，該平移單元20亦可採用該齒條組以達到平移調整的目的。

10‧‧‧升降單元

11‧‧‧底板

13‧‧‧升降板

131‧‧‧傳動座

14‧‧‧升降驅動組

20‧‧‧平移單元

21‧‧‧固定板

22‧‧‧連接板

23‧‧‧平移驅動組

30‧‧‧辨識單元

40‧‧‧動力組

Claims (14)

1. 一種光學對位插拔裝置，其包含：一底板；一平移單元，其位在該底板上方，且包含有至少一固定板、至少一連接板至少一平移驅動組，該至少一連接板可滑動地設在該至少一固定板上且設有一連接部，該至少一平移驅動組固設在該至少一固定板的一側且連接帶動該連接部，使該至少一連接板進行橫向位移；一辨識單元，其設在該底板上；至少一動力組固設在該平移單元的至少一連接板上且該至少一動力組的位移方向垂直於該至少一平移驅動組移動連接板的位移方向；以及一控制單元電性連接該平移單元、該辨識單元及該至少一動力組，且透過辨識單元的辨識使該平移單元進行相對應的移動。
2. 如請求項1所述之光學對位插拔裝置，其中該光學對位插拔裝置進一步設有一升降單元，該升降單元包含有至少一升降板及至少一升降驅動組，該至少一升降板間隔設在該底板上，該至少一升降驅動組固設在該底板上且連接帶動該至少一升降板，使該至少一升降板可相對該底板上下移動。
3. 如請求項2所述之光學對位插拔裝置，其中該升降單元包含有數個升降驅動組，各升降驅動組包含有一驅動馬達、一螺桿、一第一齒輪及一第二齒輪，該驅動馬達固設在該底板上，該螺桿固設在該底板上且設有一升降軸，該升降軸連接帶動該升降板，該第一齒輪套固在該驅動馬達的轉軸，該第二齒輪套設在該螺桿上且咬合連接該第一齒輪。
4. 如請求項2所述之光學對位插拔裝置，其中該升降單元包含有數個升降驅動組，各升降驅動組設有一齒條組，該齒條組包含有一帶動齒輪及一 齒條連接座，該帶動齒輪套設在該驅動馬達的傳動軸心上，該齒條連接座囓合該帶動齒輪且連接帶動該升降單元的升降板。
5. 如請求項2所述之光學對位插拔裝置，其中該升降單元包含有數個升降驅動組，各升降驅動組設有一螺桿組，該螺桿組包含有一滾珠螺桿、一螺母及一連接座，該滾珠螺桿受到該驅動馬達的帶動，該螺母可移動地套設在該滾珠螺桿上，該連接座固設在該螺母底部且連接帶動該升降單元的升降板。
6. 如請求項2至5中任一項所述之光學對位插拔裝置，其中該升降單元包含有數個線性座及數個升降板，該數個線性座分別間隔設置在該底板的頂面上且各線性座成形有一線性滑軌，該數個升降板可移動地套設在該底板上且各升降板設有一限位座，該限位座固設在該升降板的底面且套接該線性座的線性滑軌。
7. 如請求項1至5中任一項所述之光學對位插拔裝置，其中該平移單元包含數個連接板及數個直向間隔設置的平移驅動組，該數個連接板橫向間隔設置，且為直向長度不同的長板體，該數個平移驅動組分別設於該數個連接板上，該光學對位插拔裝置設有數個動力組，該數個動力組分別固設在該數個連接板上。
8. 如請求項6所述之光學對位插拔裝置，其中該平移單元包含數個連接板及數個直向間隔設置的平移驅動組，該數個連接板橫向間隔設置，且為直向長度不同的長板體，該數個平移驅動組分別設於該數個連接板上，該光學對位插拔裝置設有數個動力組，該數個動力組分別固設在該數個連接板上。
9. 如請求項8所述之光學對位插拔裝置，其中該平移單元包含有數個固定板，各固定板上設有平行相對的兩滑軌，各連接板設有兩滑塊，該兩滑塊設在該連接板的底面且分別套接各固定板的兩滑軌。
10. 如請求項8所述之光學對位插拔裝置，其中各連接板設有一軸承座，各平移驅動組包含一驅動馬達、一螺桿，該驅動馬達固設在升降板上，該螺桿固設在該升降板上且設有一平移軸，該平移軸固設在該連接板的軸承座中，該驅動馬達的轉軸連接帶動該螺桿。
11. 如請求項1至5中任一項所述之光學對位插拔裝置，其中該辨識單元包含一安裝架及數個光學攝影機，該安裝架的兩側固設在升降單元的底板上且橫跨在該平移單元上方，該數個光學攝影機固設在該安裝架的頂部中央處。
12. 如請求項2至5中任一項所述之光學對位插拔裝置，其中該底板上成形有數個導桿，該升降板可移動地套設在該底板的數個導桿且包含有數個支柱，該數個支柱平行排列在該升降板上，該固定板固設在該升降板的數個支柱上且間隔位在該升降板上方。
13. 如請求項1至5中任一項所述之光學對位插拔裝置，其中該辨識單元採用數個紅外線感測器以判別傳輸介面的方位，並使該平移單元進行相對應的移動。
14. 一種光學對位插拔裝置，其包含：一底板；一升降單元，其位在該底板上，且包含有至少一升降板及至少一升降驅動組，該至少一升降板間隔設在該底板上，該至少一升降驅動組固設在該底板上且連接帶動該至少一升降板，使該至少一升降板可相對該底板上下移動；一辨識單元，其設在該底板上；至少一動力組固設在該升降單元的至少一升降板上且該至少一動力組的位移方向垂直於該至少一升降驅動組移動升降板的位移方向；以及 一控制單元電性連接該升降單元、該辨識單元及該至少一動力組，且透過辨識單元的辨識使該升降單元進行相對應的移動。