TWI834106B - 摺箱模組與裝箱系統 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種摺箱模組,適用於一箱體且包括一固持單元、一摺箱單元以及一承載單元。固持單元包括二固持件,這些固持件適於選擇性地固持箱體的二側板而使箱體懸空;摺箱單元包括至少一摺箱件,且摺箱件適於自箱體的底部摺疊箱體的至少一翼板;承載單元配置於固持件之間且包括一承載平台,承載平台適於承載容置於箱體內的一物體且沿一裝箱方向相對於固持件移動。此外,本發明還提供一種包括上述摺箱模組的裝箱系統。
Description
本發明提供一種摺箱模組與裝箱系統,且特別是關於一種可在不翻轉或傾倒箱體的情況下摺疊箱體翼板的摺箱模組,以及防止箱中物體在裝箱過程中掉落的裝箱系統。
晶圓是一種在半導體產業中被高度利用的電子元件。一般而言,裝配有晶圓的晶圓盒可大致分為前開式通用晶圓盒(front opening unified pod,FOUP)以及前開式晶圓運輸盒(front opening shipping box,FOSB)兩大種類,在運送過程中,晶圓盒會被放入包裝晶圓盒的專用袋體內,以避免運輸過程中外界的雜質混入從而汙染晶圓。之後,為了防止晶圓盒在運送過程中產生碰撞,會將裝有晶圓盒的袋體以保麗龍等緩衝材包覆並加以組裝,再將組裝後的內容物裝入紙箱中進行運送。
過往,上述的裝箱作業程序大多以人力進行從而相當曠日廢時。為此,部份業者試著採用自動化方式進行裝箱,例如以機械手臂將箱體展開後,再透過提取晶圓盒用的提取機構將晶圓盒置入箱體中。然而,基於結構承載的穩定性考量以及紙箱的既有規格,需要將紙箱相鄰於上下開口的翼板摺疊後才能承載晶圓盒的重量。倘若先將空紙箱底側的翼板摺疊後再將晶圓盒從上方的開口置入紙箱,那麼晶圓盒將不免會離開地面一段高度,進而可能從紙箱底部的開口掉出而受損,不僅如此,搬運用的移動機構將十分複雜,且難以精密地將重量
極重的晶圓盒妥善地裝入箱中。倘若先將晶圓盒倒置,在摺疊頂部翼板後再一次性翻轉整個箱體的方法解決上述問題,則在翻轉箱體的過程當中晶圓盒內部的晶圓則有可能碰撞受損,嚴重影響晶圓的良率。
發明人遂竭其心智悉心研究,進而研發出一種可在不翻轉或傾倒箱體的情況下摺疊箱體翼板的摺箱模組,以期達到改善自動化進程的效果。
本發明提供一種摺箱模組,適用於一箱體且包括一固持單元、一摺箱單元以及一承載單元。固持單元包括二固持件,這些固持件適於選擇性地固持箱體的二側板而使箱體懸空;摺箱單元包括至少一摺箱件,且摺箱件適於自箱體的底部摺疊箱體的至少一翼板;承載單元配置於固持件之間且包括一承載平台,承載平台適於承載容置於箱體內的一物體且沿一裝箱方向相對於固持件移動。
在一實施例中,上述的摺箱件為複數個,這些摺箱件包括一第一摺箱件,第一摺箱件包括一吸附部以及一推抵部,其中吸附部上形成有複數個開口,且推抵部相對於吸附部突出。
在一實施例中,這些摺箱件還包括一第二摺箱件,第一摺箱件以及第二摺箱件分別沿一第一方向以及一第二方向摺疊箱體底部的一第一翼板以及一第二翼板,其中第一方向垂直於裝箱方向,且第二方向相對於裝箱方向傾斜。
在一實施例中,上述的第二摺箱件為輥件或滾輪。
在一實施例中,上述的固持件為板件,這些板件彼此相對配置且分別沿裝箱方向延伸一導引長度。
在一實施例中,上述的承載單元還包括一摺箱輸送件以及一定位件,摺箱輸送件適於沿一輸送方向輸送物體,且定位件位於物體在輸送方向的移動路徑上。
在一實施例中,摺箱模組還包括一壓合單元,壓合單元包括一壓合輸送件以及一壓合件,其中壓合輸送件相鄰於摺箱輸送件配置且適於承載物體,且壓合件適於沿裝箱方向相對於壓合輸送件移動。
在一實施例中,摺箱模組還包括一摺箱感測器,且摺箱感測器對位於翼板的一預摺位置。
在一實施例中,摺箱模組還包括一擴箱單元,擴箱單元相鄰於摺箱單元配置且包括一擴箱件。擴箱件包括一擴箱本體以及複數個擴箱翼部,其中擴箱本體的大小對應於箱體擴展後的容積,擴箱翼部配置於擴箱本體的周緣上且相對於擴箱本體傾斜。
此外,本發明還提供一種可防止箱中物體在裝箱過程中掉落的裝箱系統,以期達到提高物體良率的效果。
本發明提供一種裝箱系統,包括一進料模組以及一摺箱模組。進料模組適於提供一箱體以及一物體。摺箱模組相鄰於進料模組配置且包括一固持單元、一摺箱單元以及一承載單元,固持單元包括二固持件,這些固持件適於選擇性地固持箱體的二側板而使箱體懸空;摺箱單元包括至少一摺箱件,且摺箱件適於自箱體的底部摺疊箱體的至少一翼板;承載單元配置於固持件之間且包括一承載平台,承載平台適於承載物體且沿一裝箱方向相對於固持件移動。
在一實施例中,上述的進料模組包括一緩衝材進料單元,緩衝材進料單元適於提供一緩衝材且包括一進料基座、一進料升降平台、一進料輸送件
以及一進料容置件。進料升降平台沿一升降方向可動地連接於進料基座;進料輸送件配置於進料基座上且適於沿一進料方向輸送緩衝材,且升降方向與進料方向彼此線性獨立;進料容置件架設於進料基座上且適於容置緩衝材,進料容置件形成有一進料開口,且進料開口對位於進料升降平台。
在一實施例中,裝箱系統還包括一廢料回收模組,廢料回收模組包括一緩衝材回收單元,緩衝材回收單元包括一回收基座、一回收升降平台、一回收輸送件以及一廢料容置件。回收升降平台沿升降方向可動地連接於回收基座;回收輸送件配置於回收基座上且適於沿一回收方向輸送緩衝材,且升降方向與回收方向彼此線性獨立;廢料容置件架設於回收基座上且適於容置緩衝材,廢料容置件形成有一回收開口,且回收開口對位於回收升降平台。
在一實施例中,上述的緩衝材回收單元還包括一廢料承載平台、一廢料止擋部、一廢料止擋部抵頂件以及一廢料止擋部固定件。廢料承載平台可動地相鄰於廢料容置件配置;廢料止擋部可動地配置於廢料容置件上且選擇性地遮擋回收開口的至少一部份;廢料止擋部抵頂件配置於回收基座上且對位於廢料止擋部,且廢料止擋部抵頂件的至少一部份選擇性地伸入回收開口;廢料止擋部固定件配置於廢料容置件上且選擇性地固定廢料止擋部。
在一實施例中,上述的緩衝材回收單元還包括一廢料止擋磁吸部,廢料止擋部樞接於廢料容置件,廢料止擋磁吸部配置於廢料止擋部上且選擇性地磁吸於廢料止擋部固定件。
在一實施例中,上述的緩衝材回收單元還包括一廢料抵頂驅動機構,廢料抵頂驅動機構適於驅動廢料止擋部抵頂件沿一復位方向抵頂廢料止擋部,且復位方向與升降方向彼此正交。
在一實施例中,上述的廢料回收模組還包括一廢料提取單元,其中廢料提取單元包括一廢料提取件,廢料提取件可動地配置於進料輸送件以及回收輸送件之間且包括一廢料提取部,且廢料提取部適於選擇性地提取緩衝材。
在一實施例中,裝箱系統還包括一提取模組,提取模組包括一緩衝材提取件,緩衝材提取件適於提取緩衝材且包括一影像感測器。
在一實施例中,上述的緩衝材進料單元還包括一進料承載平台、一進料止擋部、一進料止擋部抵頂件以及一進料止擋部固定件。進料承載平台可動地相鄰於進料容置件配置;進料止擋部可動地配置於進料容置件上且選擇性地遮擋進料開口的至少一部份;進料止擋部抵頂件配置於進料基座上且對位於進料止擋部,且進料止擋部抵頂件的至少一部份選擇性地伸入進料開口;進料止擋部固定件配置於進料容置件上且選擇性地固定進料止擋部。
在一實施例中,上述的緩衝材進料單元還包括一進料止擋磁吸部,進料止擋部樞接於進料容置件,進料止擋磁吸部配置於進料止擋部上且選擇性地磁吸於進料止擋部固定件。
在一實施例中,上述的緩衝材進料單元還包括一進料抵頂驅動機構,進料抵頂驅動機構適於驅動進料止擋部抵頂件沿一復位方向抵頂進料止擋部,且復位方向與升降方向彼此正交。
在一實施例中,上述的緩衝材進料單元還包括一進料升降機構,進料升降機構連接於進料升降平台且包括一可編程電動缸。
藉此,本發明的摺箱模組能藉由固持件固持箱體側板使其懸空,同時透過摺箱件自箱體的底部摺疊翼板,因此可在不翻轉或傾倒箱體的情況下摺疊箱體,從而改善自動化進程。另一方面,本發明的裝箱系統能藉由固持件固
持箱體側板使其懸空,藉由承載平台將物體裝入箱體內,再透過摺箱件自箱體的底部摺疊翼板,因此在整個裝箱過程中,物體受到固持件、摺箱件以及承載平台的保護而不會有掉落的風險,進而達到提高物體良率的效果。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
1:裝箱系統
100:進料模組
110:物體進料單元
112:物體進料機構
112a:物體進料架體
112b:物體進料輸送件
114:物體整平機構
114a:整平基座
114b:第一整平件
114c:第二整平件
114d:第二整平移動機構
116:物體貼標機構
116a:標籤生成件
116b:標籤提取件
120、120’:緩衝材進料單元
121:進料基座
122:進料升降平台
122a:進料感測器
123:進料升降機構
123a:可編程電動缸
124:進料承載平台
124a:容置件固定機構
125:進料止擋部抵頂件
125a:進料抵頂驅動機構
126:進料輸送件
127:進料容置件
127a:進料導引部
128:進料止擋部
128a:進料止擋磁吸部
129:進料止擋部固定件
130:箱體進料單元
132:箱體進料機構
132a:箱體進料架體
132b:箱體進料輸送件
134:箱體貼標機構
200:廢料回收模組
210:物體回收單元
212:物體回收機構
212a:物體回收架體
212b:物體回收輸送件
220、220’:緩衝材回收單元
221:回收基座
222:回收升降平台
224:廢料承載平台
226:回收輸送件
227:廢料容置件
230、230’:廢料提取單元
232:廢料提取件
232a:廢料提取平台
232b:廢料提取部
234:廢料提取移動機構
300:提取模組
310:物體提取單元
312:物體提取件
314:物體提取移動機構
320、320’:緩衝材提取單元
322:緩衝材提取件
322a:影像感測器
324:緩衝材提取移動機構
330:箱體提取單元
332:箱體提取件
332a:影像感測器
334:箱體提取移動機構
400:摺箱模組
410:摺箱單元
411:第一摺箱件
411a:吸附部
411b:推抵部
412:第一摺箱移動機構
413:第二摺箱件
414:第二摺箱移動機構
415:摺箱感測器
420:固持單元
422:第一固持件
424:第一固持移動機構
426:第二固持件
428:第二固持移動機構
430:承載單元
432:承載平台
434:定位件
436:摺箱輸送件
438:摺箱輸送感測器
440:壓合單元
442:壓合件
444:壓合機構
446:壓合輸送件
450:擴箱單元
452:擴箱件
452a:擴箱本體
452b:擴箱翼部
454:擴箱感測器
500:暫存模組
510:物體暫存區
520、520’:緩衝材暫存區
530:箱體暫存區
540:組裝區
542:第一組裝部
542a:第一組裝輸送件
544:第二組裝部
544a:第二組裝輸送件
2、2’:物體
3、3’:緩衝材
4:箱體
41:第一側板
42:第二側板
43:第三側板
46:第一翼板
47:第二翼板
48:第三翼板
49:第四翼板
DA:升降方向
DC:輸送方向
DI:進料方向
DP:裝箱方向
DR:回收方向
D1:第一方向
D2:第二方向
L:導引長度
O:開口
OI:進料開口
圖1為本發明的裝箱系統的一實施例的俯視示意圖。
圖2為圖1中的物體進料機構以及物體回收機構的立體示意圖。
圖3為圖1中的物體整平機構的立體示意圖。
圖4為圖1中的第一緩衝材進料單元的立體示意圖。
圖5為圖4中的進料容置件的俯視示意圖。
圖6為圖4的第一緩衝材進料單元的局部放大示意圖。
圖7為圖4的第一緩衝材進料單元部份元件的俯視示意圖。
圖8為圖7的右側視示意圖。
圖9為圖1中的第一緩衝材進料單元、第一緩衝材回收單元以及第一廢料提取單元的立體示意圖。
圖10為圖9中的第一廢料提取單元以及緩衝材暫存區的俯視示意圖。
圖11為圖10中的第一廢料提取件的立體示意圖。
圖12為圖1中的物體進料單元、物體提取單元、物體回收單元、緩衝材進料單元、緩衝材提取單元、緩衝材回收單元、廢料提取單元以及暫存模組的立體示意圖。
圖13為圖12中的第一緩衝材提取單元的立體示意圖。
圖14為圖1中的箱體進料單元、箱體提取單元以及部份元件的立體示意圖。
圖15為圖1中的摺箱模組的立體示意圖。
圖16為圖15中的第一摺箱件的立體示意圖。
圖17為圖15中的組裝區以及壓合單元的俯視示意圖。
圖18為圖15中的壓合單元的前視示意圖。
圖19為圖15的摺箱模組部份元件的前視示意圖。
圖20為圖19中的擴箱件的立體示意圖。
圖21為圖19中的第一固持件、第一固持移動機構、第二摺箱件以及第二摺箱移動機構的前視示意圖。
圖22為圖19中的承載單元的立體示意圖。
圖23為圖1中的物體提取件將物體提取至物體整平機構整平時的前視示意圖。
圖24為圖4的第一緩衝材進料單元當進料容置件配置於進料基座上時的俯視示意圖。
圖25為圖4的第一緩衝材進料單元當進料容置件完成配置並預備進料時的右側視示意圖。
圖26為圖25放大後部份元件的右側視示意圖。
圖27為圖4的第一緩衝材進料單元透過進料升降平台進料第一緩衝材時的右側視示意圖。
圖28為圖4的第一緩衝材進料單元將第一緩衝材透過進料輸送件輸送至緩衝材暫存區時的俯視示意圖。
圖29為箱體透過圖20的擴箱件進行擴箱時的立體示意圖。
圖30為壓合後的物體及緩衝材輸送至裝箱作業初始位置時的右側剖視示意圖。
圖31為圖19中的承載平台將物體及緩衝材裝入箱體時的正剖視示意圖。
圖32為圖19中的第一摺箱件對翼板進行預摺時的右側剖視示意圖。
圖33為圖19中的第二摺箱件摺疊翼板時的正剖視示意圖。
圖34為圖19中的第一摺箱件以及第二摺箱件完成翼板摺疊時的正剖視示意圖。
圖35為圖19中的承載平台以及固持件共同固持完成翼板摺疊的箱體的前視示意圖。
圖36為圖19中的摺箱輸送件承載完成翼板摺疊的箱體的前視示意圖。
有關本發明之前述及其它技術內容、特點與功效,在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中,將可清楚地呈現。值得一提的是,以下實施例所提到的方向用語,例如:上、下、左、右、前或後等,僅是參考附加圖式的方向。因此,使用的方向用語是用以說明,而非對本發明加以限制。此外,在下列的實施例中,相同或相似的元件將採用相同或相似的標號。
請參考圖1,圖1為本發明的裝箱系統的一實施例的俯視示意圖。本實施例的裝箱系統1用以將一物體2裝入展開後的箱體4,並且對箱體4至少一側的翼板進行摺疊以完成初步封箱作業,其中物體2例如是容置有晶圓的一晶圓盒,而箱體4例如是一紙箱。詳細而言,裝箱系統1包括一進料模組100以及一摺
箱模組400,其中進料模組100適於提供箱體4以及物體2,而摺箱模組400相鄰於進料模組100配置,用以對裝入物體2後的箱體4的翼板進行摺疊。
請一併參考圖1至圖3,其中圖2為圖1中的物體進料機構以及物體回收機構的立體示意圖,而圖3為圖1中的物體整平機構的立體示意圖。在本實施例中,進料模組100包括一物體進料單元110,物體進料單元110包括一物體進料機構112,且物體進料機構112包括一物體進料架體112a以及一物體進料輸送件112b,其中物體進料架體112a例如是一固定台架,而物體進料輸送件112b則例如是配置於固定台架上的輸送帶。因此,物體2可藉由物體進料輸送件112b自封裝作業的上游區進入裝箱系統1。為了將物體2移動至裝箱作業區域,如圖1所示,裝箱系統1較佳地還包括一提取模組300,提取模組300包括一物體提取單元310,用以將物體2提取至裝箱作業位置或等待裝箱作業的預備位置。
較佳地,物體進料單元110還包括一物體整平機構114以及一物體貼標機構116,由於晶圓盒通常會包覆於可防止灰塵及外部雜質污染的包裝袋內,若包裝袋有破損或不正常的摺角,將有可能會影響內部晶圓盒的品質。為此,物體提取單元310可將物體2提取至物體整平機構114以進行整袋作業。如圖3所示,物體整平機構114包括一整平基座114a、二第一整平件114b以及二第二整平件114c,其中第一整平件114b例如是輥件且可轉動地間隔配置於整平基座114a上;而第二整平件114c例如是壓板,且分別透過一第二整平移動機構114d可動地連接於整平基座114a。
另一方面,物體貼標機構116包括一標籤生成件116a以及一標籤提取件116b,其中標籤生成件116a適於生成或提供一識別用標籤,而標籤提取件116b例如是配置於機械手臂上的一氣吸元件,用以提取標籤生成件116a生成的
標籤並將其貼附至完成整袋作業的物體2上。較佳地,標籤提取件116b上還配置有一影像感測器,且裝箱系統1較佳地還包括一廢料回收模組200,其中廢料回收模組200包括一物體回收單元210,當物體2經由物體進料輸送件112b進料後,標籤提取件116b可透過影像感測器掃描物體2的影像,進一步透過人工智慧或神經網路與資料庫中預先建立好的正常狀況影像進行比對及辨識。若物體2的狀態良好則可續行下一步的作業;若物體2的辨識結果為不良,物體提取單元310會將物體2提取至物體回收單元210以進行回收作業。如圖2所示,物體回收單元210包括一物體回收機構212,且物體回收機構212包括一物體回收架體212a以及一物體回收輸送件212b,其中物體回收架體212a以及物體回收輸送件212b例如是與物體進料架體112a以及物體進料輸送件112b類似的固定台架以及輸送帶。當物體提取單元310將物體2提取至物體回收單元210時,物體回收輸送件212b會自動將判定為不良的物體2輸送至廢料回收區。值得一提的是,上述的物體2不良情形並不限定於包裝袋破損或表面狀況不佳,例如在運送過程中理應伴隨著物體2的乾燥包缺漏,或者是內容物缺片、破損等等,且檢測方式並不限定於影像感測,也可以使用超音波、重量量測等方式進行辨識。
值得一提的是,其它裝箱作業中可能用到的元件所對應的貼標機構均具備上述的標籤生成元件以及提取貼附元件,因此在下文中將僅以對應的貼標機構代稱。
如圖1所示,裝箱系統1較佳地還包括一暫存模組500,暫存模組500包括一物體暫存區510以及一組裝區540,其中物體暫存區510配置於物體進料單元110以及組裝區540之間。當物體2完成貼標流程後,物體提取單元310可將
貼標完成的物體2提取至物體暫存區510置放,從而能在等待組裝的同時不會妨礙封裝作業的上游區持續進料。
請一併參考圖1及圖4至圖8,其中圖4為圖1中的第一緩衝材進料單元的立體示意圖,圖5為圖4中的進料容置件的俯視示意圖,圖6為圖4的第一緩衝材進料單元的局部放大示意圖,圖7為圖4的第一緩衝材進料單元部份元件的俯視示意圖,而圖8為圖7的右側視示意圖。詳細而言,為了防止物體2在輸送以及裝箱過程中受到巨大震盪或不慎傾倒而受損,在本實施例中,進料模組100較佳地還包括一第一緩衝材進料單元120以及一第二緩衝材進料單元120’,其中第一緩衝材進料單元120以及第二緩衝材進料單元120’分別適於提供一第一緩衝材3以及一第二緩衝材3’,且第一緩衝材3以及第二緩衝材3’例如是在裝箱流程中包覆於物體2底部及頂部並一同封入箱體4中的保麗龍元件。由於第一緩衝材進料單元120以及第二緩衝材進料單元120’在結構上完全相同,因此下文中僅針對第一緩衝材進料單元120進行說明。
如圖4至圖8所示,第一緩衝材進料單元120包括一進料基座121、一進料升降平台122、至少一進料輸送件126以及一進料容置件127,其中進料升降平台122沿一升降方向DA可動地連接於進料基座121。進料輸送件126在本實施例中例如是耦合於馬達及傳動軸上的一輸送帶,數量例如為兩個且彼此平行地配置於進料基座121上,但在其它可能的實施例中,進料輸送件126也可以僅配置一個或配置三個以上,本發明對此不加以限制。更進一步而言,進料輸送件126適於沿一進料方向DI輸送第一緩衝材3,且升降方向DA與進料方向DI彼此線性獨立,較佳為彼此正交。
另一方面,進料容置件127例如是沿升降方向DA延伸的一中空框架,架設於進料基座121上且適於容置第一緩衝材3,且進料容置件127形成有一進料開口OI,進料開口OI對位於進料升降平台122。透過這樣的配置,使用者可將第一緩衝材3自進料容置件127後側的閘門置入進料容置件127中,使第一緩衝材3因自身重量經由進料開口OI滑至進料升降平台122上。較佳地,暫存模組500還包括至少一第一緩衝材暫存區520,且進料輸送件126連接於進料基座121以及第一緩衝材暫存區520之間,當進料升降平台122進一步下降至較進料輸送件126更低的位置時,由於進料升降平台122與進料輸送件126彼此錯位配置,因此第一緩衝材3可改由進料輸送件126承載,並透過進料輸送件126的驅動自進料基座121沿進料方向DI移動至緩衝材暫存區520,達到第一緩衝材3自動進料的效果。較佳地,如圖4至圖6所示,進料容置件127包括複數個進料導引部127a,其中進料導引部127a例如是沿升降方向DA延伸的一肋部,配置於進料容置件127的前側且一部份伸入進料容置件127容置第一緩衝材3的容置空間中。藉此,當第一緩衝材3自進料容置件127的後側置入時,第一緩衝材3的一部份將抵靠於進料導引部127a上並沿著升降方向DA落下,如此一來可防止第一緩衝材3在進料容置件127中翻轉或偏移而導致進料中斷的情形發生。
事實上,在實際使用時,使用者可能會一次性將複數個第一緩衝材3置入進料容置件127中,為了能將即將進料的第一緩衝材3與其它的第一緩衝材3隔開以實現逐一進料的功能,較佳地,第一緩衝材進料單元120還包括至少一進料承載平台124、至少一進料止擋部抵頂件125、至少一進料止擋部128以及至少一進料止擋部固定件129。在本實施例中,進料承載平台124的數量例如是兩個,分別可動地相鄰於進料容置件127配置且透過一氣缸配置於進料容置件127
的兩側。此外,進料止擋部抵頂件125例如是一滾輪或一輥件,數量例如是兩個,配置於進料基座121上且對位於進料止擋部128,當進料容置件127架設於進料基座121上時,進料止擋部抵頂件125會隨著進料基座121上升並伸入進料開口OI,而進料止擋部128的數量對應於進料止擋部抵頂件125且可動地配置於進料容置件127上。在本實施例中,進料止擋部128例如是樞接於進料容置件127相鄰於進料開口OI的底部兩側的底板,且選擇性地遮擋進料開口OI的至少一部份。另一方面,進料止擋部固定件129配置於進料容置件127上且選擇性地固定進料止擋部128。關於進料承載平台124、進料止擋部抵頂件125、進料止擋部128以及進料止擋部固定件129如何作動以實現逐一進料的功能,將於下文中詳述。
請參考圖9至圖11,其中圖9為圖1中的第一緩衝材進料單元、第一緩衝材回收單元以及第一廢料提取單元的立體示意圖,圖10為圖9中的第一廢料提取單元以及緩衝材暫存區的俯視示意圖,而圖11為圖10中的第一廢料提取件的立體示意圖。由於第一緩衝材進料單元120所提供的第一緩衝材3可能有表面破損而不適合承載物體2的情形,且裝箱產線理想上最好能夠不間斷地提供第一緩衝材3以維持自動化流程的進行,因此,本實施例的進料模組100實際上包括複數個第一緩衝材進料單元120,且廢料回收模組200包括至少一第一緩衝材回收單元220。與第一緩衝材進料單元120相似,第一緩衝材回收單元220包括一回收基座221、一回收升降平台222、至少一回收輸送件226以及一廢料容置件227,其中回收升降平台222沿升降方向DA可動地連接於回收基座221;回收輸送件226配置於回收基座221上且適於沿一回收方向DR輸送判定結果為不良廢料的第一緩衝材3,且升降方向DA與回收方向DR彼此線性獨立,較佳為彼此正交;而廢料容置件227架設於回收基座221上且適於容置第一緩衝材3的廢料,廢料容置件
227形成有一回收開口,且回收開口對位於回收升降平台222。藉此,當被判定為不良廢料的第一緩衝材3被置於回收輸送件226鄰近於緩衝材暫存區520的一端時,回收輸送件226可沿著回收方向DR將第一緩衝材3輸送至回收升降平台222的上方,並由回收升降平台222沿升降方向DA移動進一步地將第一緩衝材3經由回收開口輸送至廢料容置件227內部,達到第一緩衝材3廢料回收自動化的功效。
更進一步而言,第一緩衝材回收單元220還包括一廢料承載平台224、至少一廢料止擋部抵頂件、至少一廢料止擋部以及至少一止擋部固定件,由於這些元件與第一緩衝材進料單元120完全相同,在此不加以贅述。當廢料容置件227架設於回收基座221上時,廢料止擋部抵頂件可選擇性地伸入回收開口;而廢料止擋部可動地配置於廢料容置件227上,在本實施例中例如是樞接於廢料容置件227相鄰於回收開口的底部兩側的底板,且選擇性地遮擋回收開口的至少一部份。此外,止擋部固定件配置於廢料容置件227上且選擇性地固定廢料止擋部。透過這樣的配置,第一緩衝材回收單元220可實現將回收的第一緩衝材3儲存多個後再一次回收的功效,具體細節將於下文中詳述。
在完成對第一緩衝材進料單元120所提供的第一緩衝材3的檢測後,為了能夠快速的續行接續的裝箱作業或是將其移動至第一緩衝材回收單元220,較佳地,廢料回收模組200還包括一第一廢料提取單元230。如圖10所示,第一廢料提取單元230包括一廢料提取件232以及一廢料提取移動機構234,其中廢料提取移動機構234例如包括一滑軌以及一電動缸,且廢料提取件232透過廢料提取移動機構234可動地配置於進料輸送件126以及回收輸送件226之間,用以將第一緩衝材進料單元120所提供的不良的第一緩衝材3提取至第一緩衝材回收單元220。
具體而言,如圖11所示,廢料提取件232包括一廢料提取平台232a以及至少一廢料提取部232b,在本實施例中廢料提取部232b例如是連接於負壓源的吸嘴且數量有四個,間隔地配置於廢料提取平台232a上。另一方面,廢料提取平台232a透過一氣缸或一電動缸能在升降方向DA上滑動,藉此,當廢料提取件232透過廢料提取移動機構234移動至進料輸送件126輸出的第一緩衝材3上方時,廢料提取件232將驅動廢料提取平台232a沿著升降方向DA下降,再驅動廢料提取部232b提取第一緩衝材3離開進料輸送件126一段距離,並進一步帶著第一緩衝材3一起移動至回收輸送件226的位置,此時可解除連接於廢料提取部232b的負壓使得第一緩衝材3落在回收輸送件226,並由回收輸送件226將其輸送至廢料容置件227內部。
請一併參考圖1、圖12及圖13,其中圖12為圖1中的物體進料單元、物體提取單元、物體回收單元、緩衝材進料單元、緩衝材提取單元、緩衝材回收單元、廢料提取單元以及暫存模組的立體示意圖,而圖13為圖12中的第一緩衝材提取單元的立體示意圖。以下將對本實施例中物體2、第一緩衝材3以及第二緩衝材3’的進料及回收流程進行介紹:首先,第一緩衝材進料單元120透過進料輸送件126將第一緩衝材3輸送至對應的緩衝材暫存區520,較佳地,提取模組300還包括一第一緩衝材提取單元320以及一第二緩衝材提取單元320’,第一緩衝材提取單元320以及第二緩衝材提取單元320’分別相鄰於第一緩衝材進料單元120以及第二緩衝材進料單元120’配置,由於第一緩衝材提取單元320以及第二緩衝材提取單元320’在本實施例中為完全相同的結構,因此在下文中僅對第一緩衝材提取單元320進行說明。如圖13所示,第一緩衝材提取單元320包括一緩衝材提取件322以及一緩衝材提取移動機構324,其中緩衝材提取移動機構324例如是具有六
軸運動自由度的一機械手臂,而緩衝材提取件322例如是具有吸附功能的吸附頭,配置於緩衝材提取移動機構324上且適於提取第一緩衝材3。較佳地,緩衝材提取件322包括一影像感測器322a,因此上文中第一緩衝材3的表面破損狀況,或者是擺放相位可由影像感測器322a進行偵測並判別。倘若第一緩衝材3承載物體2的表面有破損情形,將由第一廢料提取單元230的廢料提取件232提取至第一緩衝材回收單元220的回收輸送件226上;倘若第一緩衝材3的表面狀況良好,第一緩衝材提取單元320會在偵測其擺放相位後,將第一緩衝材3以正確的相位提取至組裝區540置放。
與第一緩衝材提取單元320類似,物體提取單元310包括一物體提取件312以及一物體提取移動機構314,其中物體提取移動機構314例如是一機械手臂,且物體提取件312例如是連接至伺服滑台的一夾爪。在確認物體2的狀況良好且完成整袋、貼標等作業後,物體提取件312會將物體2提取至組裝區540並配置於第一緩衝材3上。
值得一提的是,由於第二緩衝材3’在配置時預設為頂面朝上,且需以底面接觸物體2,因此當第二緩衝材提取單元320’確認第二緩衝材3’的頂面狀況良好後,可利用第二緩衝材提取單元320’提取第二緩衝材3’的頂面,並將第二緩衝材3’提取至第一緩衝材提取單元320的影像感測器322a的辨識範圍內,由第一緩衝材提取單元320對第二緩衝材3’覆蓋物體2的底面狀況進行偵測。為了達到上述目的,第一緩衝材提取單元320較佳地與第二緩衝材提取單元320’相鄰配置。此外,第一緩衝材進料單元120較佳地還包括一緩衝材貼標機構,在第一緩衝材提取單元320確認第二緩衝材3’的底面狀況良好,並由第二緩衝材提取單元320’將其配置於物體2上後,可透過第一緩衝材提取單元320或第二緩衝材提取單
元320’將識別用的標籤貼附於第二緩衝材3’上,使得物體2後續在拆箱流程時容易辨識其資訊。
請一併參考圖1及圖14,其中圖14為圖1中的箱體進料單元、箱體提取單元以及部份元件的立體示意圖。詳細而言,進料模組100還包括一箱體進料單元130,箱體進料單元130包括一箱體進料機構132以及一箱體貼標機構134,且箱體進料機構132包括一箱體進料架體132a以及一箱體進料輸送件132b,其中箱體進料架體132a適於承載複數個未展開的箱體4,而箱體進料輸送件132b例如透過一滑軌選擇性地相對於箱體進料架體132a移動。另一方面,提取模組300還包括一箱體提取單元330,箱體提取單元330包括一箱體提取件332以及一箱體提取移動機構334,而暫存模組500還包括一箱體暫存區530。與緩衝材提取件322相似,箱體提取件332例如是具備吸附功能的吸附頭,箱體提取移動機構334例如是一機械手臂且配置於箱體進料輸送件132b上。較佳地,箱體提取件332還包括一影像感測器332a,當箱體提取件332將箱體4提取至箱體暫存區530上後,影像感測器332a可用以偵測箱體4的表面狀況以及擺放相位,在確認表面狀況沒有破損等情形後,箱體提取件332會將箱體貼標機構134產生的標籤貼在箱體4上,並由摺箱模組400的第一摺箱件411以及第一摺箱移動機構412自箱體暫存區530提取箱體4以進行後續的摺箱作業。但本發明並不限定於此,根據作業環境的配置需求,也可以直接將第一摺箱件411相鄰於箱體進料單元130配置,且箱體暫存區530的配置位置亦不限訂於圖式中的位置,可依據廠區規劃安排適當的配置區域。
請參考圖15,圖15為圖1中的摺箱模組的立體示意圖。本實施例的摺箱模組400適於對上述箱體4的翼板進行摺疊,以及進一步地將組裝好的物
體2、第一緩衝材3以及第二緩衝材3’裝入箱體4中。詳細而言,摺箱模組400包括一摺箱單元410以及一固持單元420,其中摺箱單元410包括至少一摺箱件;固持單元420適於將箱體4固持於空中,以利於摺箱件自箱體4的底部摺疊箱體4的翼板,進而能在不翻轉或傾倒箱體4的情況下摺疊箱體4。在本實施例中,摺箱件的數量為複數個,這些摺箱件包括至少一第一摺箱件411。如圖14所示,第一摺箱件411的數量例如是兩個,且分別配置於一第一摺箱移動機構412上,其中第一摺箱移動機構412例如是一機械手臂。藉此,第一摺箱件411得以在三維空間中自由移動及轉動以利於摺疊箱體4。
請參考圖16,圖16為圖15中的第一摺箱件的立體示意圖。具體而言,第一摺箱件411包括一吸附部411a以及一推抵部411b,其中吸附部411a上形成有複數個開口O,這些開口O連通於一負壓源,用以選擇性地吸附箱體4的側板;另一方面,推抵部411b例如是一剛性板件且相對於吸附部突出,用以推抵箱體4的翼板並可於箱體4的底部支撐內部的物體2、第一緩衝材3以及第二緩衝材3’。
請參考圖17及圖18,其中圖17為圖15中的組裝區以及壓合單元的俯視示意圖,而圖18為圖15中的壓合單元的前視示意圖。詳細而言,由於晶圓盒內部容置的晶圓價值極高且容易受損,因此在物體提取件312將物體2配置於第一緩衝材3上後,物體2、第一緩衝材3以及第二緩衝材3’所形成的裝箱物需避免懸空提取或產生劇烈的位移擾動,為此,組裝區540與裝箱作業的作業區域間配置著無相對高度變化的輸送機構。如圖17所示,組裝區540包括一第一組裝部542以及一第二組裝部544,其中第一組裝部542包括至少一第一組裝輸送件542a,而第二組裝部544沿水平方向可滑動地相鄰於第一組裝部542配置且包括至少一第
二組裝輸送件544a。在本實施例中,第一組裝輸送件542a以及第二組裝輸送件544a例如是耦合於傳動機構上的輸送帶,數量各為兩個且分別相對於第一組裝部542以及第二組裝部544的中央部份對稱配置,當第一緩衝材提取單元320、物體提取單元310以及第二緩衝材提取單元320’依序將第一緩衝材3、物體2以及第二緩衝材3’配置於組裝區540時,實質上是藉由第一組裝輸送件542a支撐著裝箱物,由於第一組裝輸送件542a套設於剛性大的金屬所製成的基座上,加上第一組裝輸送件542a以及第二組裝輸送件544a相接的末端緊密相鄰且彼此間沒有高度差,因此可在不產生鉛直位移的情況下將裝箱物輸送至第二組裝部544。此外,當第二組裝部544沿第二組裝輸送件544a延伸的前端因為某些原因而無法直接配置另一組裝部(例如像圖15所示需配置第一摺箱件411以及第一摺箱移動機構412)時,第二組裝部544可如圖17所示沿著與第二組裝輸送件544a延伸方向水平正交的滑軌連同裝箱物滑移至另一區塊上,再驅動第二組裝輸送件544a繼續將裝箱物朝下游輸送,從而達到維持固定鉛直高度穩定輸送裝箱物的功效。
另一方面,為了防止裝箱物在裝入箱體4後相對於箱體4滑動,裝箱物的尺寸大小較佳地與箱體4展開後的容積大致相等,使得裝箱物裝入箱體4後形成緊配的狀態。而為了完全達到上述功效,第一緩衝材3、物體2以及第二緩衝材3’彼此之間也需緊密結合,才能避免其中一側的緩衝材與箱體4形成緊配,但物體2卻相對於另一側的緩衝材脫落的情形發生。因此,本實施例的摺箱模組400還包括一壓合單元440,如圖18所示,壓合單元440包括一壓合件442、一壓合機構444以及至少一壓合輸送件446,其中壓合輸送件446例如是類似於第一組裝輸送件542a以及第二組裝輸送件544a的輸送帶,數量例如是兩個且相鄰於第二組裝輸送件544a配置;而壓合件442例如是一壓板,連接於壓合機構444且相對於壓
合輸送件446配置,且壓合機構例如包括一氣缸。當裝箱物自第二組裝部544輸送至壓合單元440的內部空間時,壓合輸送件446會由裝箱物的底部承載第一緩衝材3、物體2以及第二緩衝材3’,且壓合機構444可驅動壓合件442沿鉛直方向朝壓合輸送件446移動,透過壓合件442以及壓合輸送件446的共同壓合,使第一緩衝材3、物體2以及第二緩衝材3’彼此緊配。值得一提的是,如圖18所示,第一緩衝材3以及第二緩衝材3’分別包括複數個抵接於箱體4翼板的直立部,而壓合件442以及壓合輸送件446的位置及形狀等配置較佳地避讓上述直立部而直接抵接於第一緩衝材3的底面以及第二緩衝材3’的頂面,可獲得更加緊密的壓合效果。
請參考圖19,圖19為圖15的摺箱模組部份元件的前視示意圖。詳細而言,固持單元420包括二固持件,在下文中將分別以第一固持件422以及第二固持件426加以描述,這些固持件選擇性地固持箱體4的二側板而使箱體4懸空。另一方面,摺箱模組400還包括一承載單元430,承載單元430配置於第一固持件422以及第二固持件426之間且包括一承載平台432,其中承載平台432適於承載自壓合單元440輸送來的第一緩衝材3、物體2以及第二緩衝材3’且沿一裝箱方向DP相對於第一固持件422以及第二固持件426移動。
此外,為了確保箱體4不會因為堆放時的攤平狀態而在裝箱過程中蜷縮或自摺,較佳地,摺箱模組400還包括一擴箱單元450,其中擴箱單元450相鄰於摺箱單元410配置且包括一擴箱件452。當其中一個第一摺箱件411自箱體提取件332提取攤平後的箱體4時,兩個第一摺箱件411可分別透過吸附部411a吸附箱體4相對的二側板,並且透過第一摺箱移動機構412相互遠離從而將箱體4展開為預定裝箱的形狀,此時第一摺箱件411可進一步地將箱體4套設於擴箱件452上,從而暫時性地將箱體4維持在展開後的裝箱形狀,以利於後續的裝箱作業。
較佳地,擴箱單元450還包括一擴箱感測器454,其中擴箱感測器454例如是一光學感測器,當箱體4套設於擴箱件452時可判斷套入的深度是否足以維持形狀,更進一步地確保自動化流程能順利執行。
請參考圖20,圖20為圖19中的擴箱件的立體示意圖。如圖所示,擴箱件452包括一擴箱本體452a以及複數個擴箱翼部452b,其中擴箱本體452a的大小對應於箱體4擴展後的容積;而擴箱翼部452b的數量對應於箱體4翼板的數量,在本實施例中例如是四個,配置於擴箱本體452a的周緣上且相對於擴箱本體452a傾斜。較佳地,擴箱本體452a以及擴箱翼部452b均以鋁擠型製成,可在確保強度的同時節省成本,且擴箱翼部452b相對於擴箱本體452a的俯角約為45度,但本發明對此不加以限制。此外,如圖19所示,擴箱本體452a的上方形成有複數個通孔,這些通孔的設置不僅可以減輕擴箱件452的重量,且當箱體4套設於擴箱件452後需移除時,可避免箱體4與擴箱本體452a間形成氣密造成箱體4難以脫離擴箱件452。除此之外,在通孔的裏側或通孔之間可以設置複數個輔助感測器,這些輔助感測器例如是光學感測器,用以確認套設於擴箱件452上的箱體4其內部容積是否與即將進行裝箱的裝箱物大小相同。
請一併參考圖19及圖21,其中圖21為圖19中的第一固持件、第一固持移動機構、第二摺箱件以及第二摺箱移動機構的前視示意圖。詳細而言,摺箱單元410還包括至少一第二摺箱件413以及至少一第二摺箱移動機構414,其中第二摺箱件413例如是輥件或滾輪,數量為兩個且彼此相對配置;另一方面,固持單元420還包括一第一固持移動機構424以及一第二固持移動機構428,其中第一固持移動機構424以及第二固持移動機構428例如是電動缸,且第一固持件422以及第二固持件426分別透過第一固持移動機構424以及第二固持移動機構428
滑設於承載單元430兩側的架體上。在本實施例中,第一固持件422與第二固持件426,以及第一固持移動機構424與第二固持移動機構428分別為完全相同的元件,但在實施上視實際需要也可針對其中一側設定不同的滑動行程或採用不同的機構設計,本發明對此不加以限制。
除此之外,如圖21所示,本實施例的第一固持件422以及第二固持件426均為板件,這些板件彼此相對配置且分別沿裝箱方向DP延伸一導引長度L。透過這樣的配置,當箱體4完成底部翼板的摺疊流程後,第一固持件422以及第二固持件426可作為導引元件,防止裝有裝箱物的箱體4隨著承載平台432下降的過程中不慎傾倒。
請參考圖22,圖22為圖19中的承載單元的立體示意圖。詳細而言,承載單元430還包括一定位件434以及至少一摺箱輸送件436,其中摺箱輸送件436例如是與壓合輸送件446相同的輸送帶,在本實施例中數量為兩個且相鄰於壓合輸送件446配置,且承載單元430適於選擇性地透過承載平台432以及摺箱輸送件436承載裝箱物以及容置裝箱物的箱體4。另一方面,定位件434相鄰於承載平台432配置,且定位件434位於摺箱輸送件436輸送第一緩衝材3、物體2以及第二緩衝材3的移動路徑上,用以協助定位裝箱物。較佳地,摺箱模組400還包括至少一摺箱感測器415以及至少一摺箱輸送感測器438,其中摺箱感測器415配置於承載單元430的兩側且對位於箱體4的翼板的一預摺位置,而摺箱輸送感測器438同樣配置於承載單元430的兩側,用以偵測裝箱物是否確實被輸送至工作位置。
以下將針對本發明的裝箱系統1如何將物體2裝入箱體4,以及如何摺疊箱體4進行詳細的說明。請參考圖23,圖23為圖1中的物體提取件將物體提取至物體整平機構整平時的前視示意圖。具體而言,物體整平機構114的第一整
平件114b的間距設計為對應於物體2下緣的尺寸,因此當物體提取件312將物體2置入第一整平件114b的間距時,第一整平件114b會順應物體2的形狀滾動,從而沿切線方向將物體2表面的包裝袋體緊密地貼附於物體2上。除此之外,當物體2的下緣進入第一整平件114b的間距後,第二整平件114c會透過第二整平移動機構114d沿法線方向將包裝袋體更進一步地壓合至物體2的表面,如此一來可確保包覆包裝袋的物體2依然能順利置入第一緩衝材3的容置凹槽中。
接著對於第一緩衝材進料單元120如何進料加以說明,請參考圖24,圖24為圖4的第一緩衝材進料單元當進料容置件配置於進料基座上時的俯視示意圖。承上所述,除了使用者從進料容置件127的後側補充第一緩衝材3以外,更常見的情況是進料時直接補充裝滿第一緩衝材3的進料容置件127,當進料容置件127尚未架設於進料基座121上時,進料容置件127兩側的進料止擋部128會維持在水平狀態而遮擋進料開口OI的一部分,且由於最下層的第一緩衝材3的一部份受進料止擋部128止擋,因此第一緩衝材3不會經由進料開口OI掉落至進料升降平台122上。
請一併參考圖24至圖26,其中圖25為圖4的第一緩衝材進料單元當進料容置件完成配置並預備進料時的右側視示意圖,而圖26為圖25放大後部份元件的右側視示意圖。較佳地,第一緩衝材進料單元120還包括一進料升降機構123以及一容置件固定機構124a,其中進料基座121以及進料升降平台122連接於進料升降機構123且可透過進料升降機構123沿升降方向DA相對於進料容置件127移動,而容置件固定機構124a例如是附有壓塊的一旋轉氣壓缸,數量例如是兩個且配置於進料容置件127的右側。當進料容置件127架設於進料基座121上時,兩側的容置件固定機構124a會分別朝進料容置件127的方向旋轉,在旋轉至
與進料容置件127彼此干涉的相位後,會進一步地朝圖24的下方移動,從而將進料容置件127固定於進料基座121上方的一側。另一方面,進料升降機構123同步驅動進料基座121以及進料升降平台122沿升降方向DA接近進料容置件127,較佳地,進料升降平台122上配置有一進料感測器122a,其中進料感測器122a例如是一光學感測器,可判斷進料升降平台122是否確實承載第一緩衝材3。當進料升降平台122上升並抵接於最下層的第一緩衝材3的底側時,進料止擋部抵頂件125也如圖26所示同步抵頂進料止擋部128並使其旋轉至接近鉛直狀態,此時進料容置件127內的所有第一緩衝材3僅受到進料升降平台122的承載。因此,當進料升降機構123單獨驅動進料升降平台122沿升降方向DA遠離進料容置件127時,第一緩衝材3即可經由進料開口OI脫離進料容置件127並隨著進料升降平台122同步移動。
值得一提的是,在本實施例中,第一緩衝材進料單元120還包括一進料止擋磁吸部128a,其中進料止擋磁吸部128a配置於進料止擋部128上且選擇性地磁吸於進料止擋部固定件129。具體而言,當進料止擋部抵頂件125如圖26所示抵頂進料止擋部128使其旋轉至接近鉛直狀態後,由於進料止擋磁吸部128a與進料止擋部固定件129兩者適於相互磁吸,因此進料止擋部128將透過進料止擋磁吸部128a磁吸於進料止擋部固定件129並固定於進料容置件127的側壁上,而不至於在後續的進料過程中阻礙第一緩衝材3下降。此外,第一緩衝材進料單元120較佳地還包括一進料抵頂驅動機構125a,其中進料抵頂驅動機構125a例如是一氣缸。當進料容置件127內的第一緩衝材3全部提取完畢後,進料抵頂驅動機構125a適於驅動進料止擋部抵頂件125沿一復位方向,即朝向進料止擋部128的水平方向抵頂進料止擋部128,如此一來進料止擋磁吸部128a將過壓進料止擋部
固定件129並解除兩者間的磁吸狀態,使得進料止擋部128因自重而再度樞轉至水平狀態。
請再參考圖27,圖27為圖4的第一緩衝材進料單元透過進料升降平台進料第一緩衝材時的右側視示意圖。為了避免一次多個第一緩衝材3隨著進料升降平台122掉出,較佳地,進料升降機構123包括一可編程電動缸123a,使用者可預先設定可編程電動缸123a的位移行程,例如一次下降一個第一緩衝材3的高度。藉此,當進料升降平台122承載最下層的第一緩衝材3並透過可編程電動缸123a的行程設定下降一個第一緩衝材3的高度時,最下層的第一緩衝材3的高度低於進料承載平台124,而倒數第二層的第一緩衝材3則位於進料承載平台124之上,因此進料承載平台124僅需透過汽缸自進料容置件127的兩側伸入進料容置件127並承載倒數第二層的第一緩衝材3,即可將倒數第二層以上的第一緩衝材3均透過進料承載平台124固持於進料容置件127中,而使得最下層的第一緩衝材3與進料升降平台122同步移動,達到逐一進料的功效。
請再參考圖28,圖28為圖4的第一緩衝材進料單元將第一緩衝材透過進料輸送件輸送至緩衝材暫存區時的俯視示意圖。當最下層的第一緩衝材3隨著進料升降平台122同步移動後,進料升降機構123可驅動進料升降平台122沿升降方向DA下降至較進料輸送件126更低的位置,且由於進料升降平台122與進料輸送件126彼此錯位配置,因此第一緩衝材3會落至進料輸送件126上而改由進料輸送件126承載,之後進料輸送件126沿著進料方向DI移動,即可將第一緩衝材3輸送至緩衝材暫存區520,形成如圖所示的狀態。
由於第二緩衝材進料單元120’的作動機制與第一緩衝材進料單元120完全相同,在此不加以贅述。
另一方面,第一緩衝材回收單元220回收第一緩衝材3的流程可視為上述第一緩衝材進料單元120作動的流程倒轉。具體而言,第一緩衝材回收單元220的廢料容置件227初始為未容置任何第一緩衝材3的淨空狀態,且第一緩衝材回收單元220較佳地還包括一回收升降機構。當回收輸送件226沿回收方向DR將判定為廢料的第一緩衝材3輸送至回收基座221以及回收升降平台222上時,回收升降機構會驅動回收基座221以及回收升降平台222沿著升降方向DA接近廢料容置件227,此時廢料止擋部抵頂件同樣會將廢料止擋部抵頂並樞轉至接近鉛直狀態,並由廢料止擋磁吸部以及廢料止擋部固定件加以固定。之後,當回收升降機構驅動回收升降平台222將第一緩衝材3抬升至較廢料承載平台224更高的位置時,廢料承載平台224可滑入廢料容置件227中並承載第一緩衝材3。之後,當廢料承載平台224抬升其它判定為廢料的第一緩衝材3時,廢料承載平台224可再度滑出廢料容置件227,而由回收升降平台222將全部的第一緩衝材3抬升至較廢料承載平台224更高的位置,廢料承載平台224再滑入廢料容置件227並固持第一緩衝材3,達到逐一回收廢料的功效。
請參考圖29及圖30,其中圖29為箱體透過圖20的擴箱件進行擴箱時的立體示意圖,而圖30為壓合後的物體及緩衝材輸送至裝箱作業初始位置時的右側剖視示意圖。詳細而言,箱體4包括相對排列的一第一側板41、一第二側板42(請參考圖31)一第三側板43以及依序排列的一第一翼板46、一第二翼板47、一第三翼板48與一第四翼板49,當鄰近於箱體進料單元130的第一摺箱件411透過吸附部411a吸附箱體4的其中一側板時,另一第一摺箱件411會透過對應的吸附部411a吸附與該側板相對的另一側板,從而將箱體4展開並套設於擴箱件452上,使得第一翼板46、第二翼板47、第三翼板48以及第四翼板49均相對於箱體4
的側板進行預展。另一方面,於組裝區540組裝完成的第一緩衝材3、物體2以及第二緩衝材3’經過壓合單元440緊密壓合後,會藉由摺箱輸送件436承載而沿著一輸送方向DC移動至承載平台432的上方。當第一緩衝材3、物體2以及第二緩衝材3’等裝箱物移動至定位時會抵接於定位件434,此時箱體4以及裝箱物均為可進行裝箱作業的預備狀態。
請參考圖31,圖31為圖19中的承載平台將物體及緩衝材裝入箱體時的正剖視示意圖。當裝箱物維持在由摺箱輸送件436穩定承載的狀態下,兩個第一摺箱件411會分別透過對應的吸附部411a吸附箱體4相對的兩側板(例如是第三側板43以及與其相對的一側板),並將箱體4移動至裝箱物的上方。此時,兩個第一摺箱件411會在維持吸附箱體4側板的狀態下,將箱體4沿著相反於裝箱方向DP的方向套設於裝箱物上,使得箱體4四個側板的下緣內側與第二緩衝材3產生緊配,由於第一翼板46、第二翼板47、第三翼板48以及第四翼板49已經過擴箱件452擴展,因此不會朝箱體4內部彎折而與裝箱物、摺箱輸送件436或承載平台432發生干涉。
此時,在這些第一摺箱件411依然在箱體4的兩側固持第三側板43及相對側板的同時,承載平台432開始沿著裝箱方向DP朝箱體4移動,進而將承載平台432上的第一緩衝材3、物體2以及第二緩衝材3推抵進入箱體4的內部。由於第一緩衝材3承載於承載平台432上,箱體4兩側的側板由第一摺箱件411固持著,且第二緩衝材3維持與箱體4內側緊配的狀態移動,因此裝箱物不會有傾倒或自箱體4開口滑落的風險,直到承載平台432將裝箱物推抵至第一固持件422以及第二固持件426之間的位置。
請再參考圖32,圖32為圖19中的第一摺箱件對翼板進行預摺時的右側剖視示意圖。當裝箱物移動至第一固持件422以及第二固持件426之間的位置後,第一固持移動機構424以及第二固持移動機構428會分別驅動第一固持件422以及第二固持件426朝箱體4移動,並緊密地抵接於第一側板41以及第二側板42以固持箱體4。在第一固持件422以及第二固持件426穩定固持箱體4以及箱體4內部的裝箱物後,兩側的第一摺箱件411不再透過吸附部411a吸附箱體4的另外兩個側板,而改由透過推抵部411b沿著第一方向D1推抵箱體4底部的第一翼板46以及第三翼板48使其預摺一角度。在本實施例中,第一翼板46以及第三翼板48例如是紙箱的短邊翼板(由於尺寸較短,於摺箱時需先行摺疊於內部的翼板),且第一翼板46以及第三翼板48預摺後與鉛直方向的夾角為20~25度,較佳為22度,且可透過摺箱感測器415偵測第一翼板46以及第三翼板48是否確實超過預摺角度。這麼做的目的可使得第二翼板47以及第四翼板49在後續摺疊時,不會與未預摺的第一翼板46以及第三翼板48錯開,進一步使得箱體4摺疊底部翼板的自動化流程成功率達到99.9%以上。
除此之外,由於裝箱物此時同時受到承載平台432以及第一固持件422與第二固持件426來自三個方向的固持,因此不會有傾倒或掉落的風險。
請接著參考圖33,圖33為圖19中的第二摺箱件摺疊翼板時的正剖視示意圖。當第一翼板46以及第三翼板已達預摺角度後,箱體4兩側的第二摺箱移動機構414將驅動對應的第二摺箱件413沿第二方向D2靠近箱體4,並分別摺疊第二翼板47以及第四翼板49。在本實施例中,由於第一摺箱件411配置於機械手臂上,因此第一方向D1較佳地垂直於裝箱方向DP,可快速地使第一翼板46以及第三翼板48產生預摺;而第二摺箱件413為配置於氣缸上的輥件,因此第二方向
D2較佳地相對於裝箱方向DP傾斜,這樣的作法具有以下兩個技術優勢:(1)以傾斜角度推抵第二翼板47以及第四翼板49,可取得離翼板樞轉點較大的力臂,進而能有效減輕第二摺箱移動機構414的負載;(2)在後續需以第一摺箱件411以及第二摺箱件413暫時地固持箱體4底部時,裝箱物的重量可分解為平行於氣缸移動方向的分力以及垂直於氣缸移動方向的分力,相較於以水平方式推抵並由側向承受上述重量負載,傾斜方向的推抵方式可避免第二摺箱移動機構414因懸臂樑效應而受損。
當第一摺箱件411以及第二摺箱件413共同將第一翼板46、第二翼板47、第三翼板48以及第四翼板49摺疊至一定角度後,承載平台432將會沿著相反於裝箱方向DP的方向逐漸遠離箱體4,而第一摺箱件411以及第二摺箱件413持續摺疊箱體4底部的各個翼板,此時箱體4的兩側由第一固持件422以及第二固持件426固持,而裝箱物的重量則由第一摺箱件411以及第二摺箱件413共同負擔,從而達到在不翻轉且不傾倒箱體4的狀態下摺疊箱體4底部翼板的功效。
更進一步而言,如圖34所示,由於推抵部411b為板件且相對於吸附部411a突出,因此當第二摺箱件413將第二翼板47以及第四翼板49摺疊蓋於第一摺箱件411上時,第一摺箱件411實質上僅有扁平的推抵部411b覆蓋於第二翼板47以及第四翼板49,因此第一摺箱件411僅需沿相反於第一方向D1的方向移動即可輕易從翼板內部抽出,且第二翼板47以及第四翼板49依然維持於摺疊完成的位置及狀態。
請參考圖35,圖35為圖19中的承載平台以及固持件共同固持完成翼板摺疊的箱體的前視示意圖。在第一摺箱件411以及第二摺箱件413將箱體4底部的翼板摺疊完畢後,承載平台432會再度沿著裝箱方向DP靠近箱體4的底部。當
承載平台432即將抵接於箱體4底部時,第一摺箱件411以及第二摺箱件413將會同步離開箱體4的底部,並改由承載平台432、第一固持件422以及第二固持件426共同固持摺疊完畢的箱體4。
請參考圖36,圖36為圖19中的摺箱輸送件承載完成翼板摺疊的箱體的前視示意圖。為了使摺疊完畢的箱體4能輸送至下一個工作區,在承載平台432維持承載箱體4的狀態下,第一固持件422以及第二固持件426將分別相對於箱體4遠離約2~3毫米的間距,由於第一固持件422以及第二固持件426分別為板件且沿裝箱方向DP延伸有一導引長度L,這樣子的間距可使箱體4在具有沿相反於裝箱方向DP的方向的移動自由度的同時,依然受到第一固持件422以及第二固持件426的安全防護而免於傾倒使得物體2受損。之後,承載平台432會承載著箱體4下降至較摺箱輸送件436更低的位置,且定位件434也會下降至與箱體4不會彼此干涉的高度。藉此,在整個流程中,箱體4於任何時刻均受到摺箱模組400元件來自至少二方向的固持,因此不但無需翻轉或傾倒箱體4,箱中物體在裝箱過程中也不會不慎掉落,大幅改善了自動化進程並減少意外發生的風險。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露,然熟習本項技術者應理解的是,上述實施例僅用於描繪本發明,而不應解讀為限制本發明之範圍。且應注意的是,舉凡與上述實施例等效之變化與置換,均應視為涵蓋於本發明之範疇內。因此,本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
400:摺箱模組
410:摺箱單元
411:第一摺箱件
412:第一摺箱移動機構
440:壓合單元
540:組裝區
3:緩衝材
4:箱體
Claims (21)
- 一種摺箱模組,適用於一箱體且包括:一固持單元,包括二固持件,該二固持件適於選擇性地固持該箱體的二側板而使該箱體懸空;一摺箱單元,包括至少一摺箱件,且該至少一摺箱件適於自該箱體的底部摺疊該箱體的至少一翼板;以及一承載單元,配置於該二固持件之間且包括一承載平台,該承載平台適於承載容置於該箱體內的一物體且沿一裝箱方向相對於該二固持件移動。
- 如請求項1所述的摺箱模組,其中該至少一摺箱件為複數個,該複數個摺箱件包括一第一摺箱件,該第一摺箱件包括一吸附部以及一推抵部,該吸附部上形成有複數個開口,且該推抵部相對於該吸附部突出。
- 如請求項2所述的摺箱模組,其中該複數個摺箱件還包括一第二摺箱件,該第一摺箱件以及該第二摺箱件分別沿一第一方向以及一第二方向摺疊該箱體底部的一第一翼板以及一第二翼板,該第一方向垂直於該裝箱方向,且該第二方向相對於該裝箱方向傾斜。
- 如請求項3所述的摺箱模組,其中該第二摺箱件為輥件或滾輪。
- 如請求項1所述的摺箱模組,其中該二固持件為板件,該二板件彼此相對配置且分別沿該裝箱方向延伸一導引長度。
- 如請求項1所述的摺箱模組,其中該承載單元還包括一摺箱輸送件以及一定位件,該摺箱輸送件適於沿一輸送方向輸送該物體,且該定位件位於該物體在該輸送方向的移動路徑上。
- 如請求項6所述的摺箱模組,還包括一壓合單元,該壓合單元包括一壓合輸送件以及一壓合件,該壓合輸送件相鄰於該摺箱輸送件配置且適於承載該物體,且該壓合件適於沿該裝箱方向相對於該壓合輸送件移動。
- 如請求項1所述的摺箱模組,還包括一摺箱感測器,且該摺箱感測器對位於該至少一翼板的一預摺位置。
- 如請求項1所述的摺箱模組,還包括一擴箱單元,該擴箱單元相鄰於該摺箱單元配置且包括:一擴箱件,包括一擴箱本體以及複數個擴箱翼部,該擴箱本體的大小對應於該箱體擴展後的容積,該複數個擴箱翼部配置於該擴箱本體的周緣上且相對於該擴箱本體傾斜。
- 一種裝箱系統,包括:一進料模組,適於提供一箱體以及一物體;以及一摺箱模組,相鄰於該進料模組配置且包括:一固持單元,包括二固持件,該二固持件適於選擇性地固持該箱體的二側板而使該箱體懸空;一摺箱單元,包括至少一摺箱件,且該至少一摺箱件適於自該箱體的底部摺疊該箱體的至少一翼板;以及 一承載單元,配置於該二固持件之間且包括一承載平台,該承載平台適於承載該物體且沿一裝箱方向相對於該二固持件移動。
- 如請求項10所述的裝箱系統,其中該進料模組包括一緩衝材進料單元,該緩衝材進料單元適於提供一緩衝材且包括:一進料基座;一進料升降平台,沿一升降方向可動地連接於該進料基座;一進料輸送件,配置於該進料基座上且適於沿一進料方向輸送該緩衝材,且該升降方向與該進料方向彼此線性獨立;以及一進料容置件,架設於該進料基座上且適於容置該緩衝材,該進料容置件形成有一進料開口,且該進料開口對位於該進料升降平台。
- 如請求項11所述的裝箱系統,還包括一廢料回收模組,該廢料回收模組包括一緩衝材回收單元,該緩衝材回收單元包括:一回收基座;一回收升降平台,沿該升降方向可動地連接於該回收基座;一回收輸送件,配置於該回收基座上且適於沿一回收方向輸送該緩衝材,且該升降方向與該回收方向彼此線性獨立;以及 一廢料容置件,架設於該回收基座上且適於容置該緩衝材,該廢料容置件形成有一回收開口,且該回收開口對位於該回收升降平台。
- 如請求項12所述的裝箱系統,其中該緩衝材回收單元還包括:一廢料承載平台,可動地相鄰於該廢料容置件配置;一廢料止擋部,可動地配置於該廢料容置件上且選擇性地遮擋該回收開口的至少一部份;一廢料止擋部抵頂件,配置於該回收基座上且對位於該廢料止擋部,且該廢料止擋部抵頂件的至少一部份選擇性地伸入該回收開口;以及一廢料止擋部固定件,配置於該廢料容置件上且選擇性地固定該廢料止擋部。
- 如請求項13所述的裝箱系統,其中該緩衝材回收單元還包括一廢料止擋磁吸部,該廢料止擋部樞接於該廢料容置件,該廢料止擋磁吸部配置於該廢料止擋部上且選擇性地磁吸於該廢料止擋部固定件。
- 如請求項13所述的裝箱系統,其中該緩衝材回收單元還包括一廢料抵頂驅動機構,該廢料抵頂驅動機構適於驅動該廢料止擋部抵頂件沿一復位方向抵頂該廢料止擋部,且該復位方向與該升降方向彼此正交。
- 如請求項12所述的裝箱系統,其中該廢料回收模組還包括一廢料提取單元,該廢料提取單元包括: 一廢料提取件,可動地配置於該進料輸送件以及該回收輸送件之間且包括一廢料提取部,且該廢料提取部適於選擇性地提取該緩衝材。
- 如請求項12所述的裝箱系統,還包括一提取模組,該提取模組包括一緩衝材提取件,該緩衝材提取件適於提取該緩衝材且包括一影像感測器。
- 如請求項11所述的裝箱系統,其中該緩衝材進料單元還包括:一進料承載平台,可動地相鄰於該進料容置件配置;一進料止擋部,可動地配置於該進料容置件上且選擇性地遮擋該進料開口的至少一部份;一進料止擋部抵頂件,配置於該進料基座上且對位於該進料止擋部,且該進料止擋部抵頂件的至少一部份選擇性地伸入該進料開口;以及一進料止擋部固定件,配置於該進料容置件上且選擇性地固定該進料止擋部。
- 如請求項18所述的裝箱系統,其中該緩衝材進料單元還包括一進料止擋磁吸部,該進料止擋部樞接於該進料容置件,該進料止擋磁吸部配置於該進料止擋部上且選擇性地磁吸於該進料止擋部固定件。
- 如請求項18所述的裝箱系統,其中該緩衝材進料單元還包括一進料抵頂驅動機構,該進料抵頂驅動機構適於驅動該進料止擋 部抵頂件沿一復位方向抵頂該進料止擋部,且該復位方向與該升降方向彼此正交。
- 如請求項11所述的裝箱系統,其中該緩衝材進料單元還包括一進料升降機構,該進料升降機構連接於該進料升降平台且包括一可編程電動缸。
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TW111101435A TWI834106B (zh) | 2022-01-13 | 2022-01-13 | 摺箱模組與裝箱系統 |
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US20190071196A1 (en) * | 2016-03-01 | 2019-03-07 | Ishida Co., Ltd. | Boxing device |
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-
2022
- 2022-01-13 TW TW111101435A patent/TWI834106B/zh active
Patent Citations (5)
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