CN102236033A - 不需治具盘的自动定位设备及电性量测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定位设备，包括：一输送装置，用以输送工件至一准备位置，准备位置具有一定位中心点；一组X方向定位器，连接一第一对夹爪，沿输送装置的X方向设置，以对工件执行X方向的定位；一组Y方向定位器，连接一第二对夹爪，沿输送装置的Y方向设置，以对工件执行Y方向的定位；一控制台，具有一储存单元，用以储存一定位对照表，对照该定位对照表，独立控制该第一对定位夹爪及该第二对定位夹爪，向该定位中心点移动，并将该工件对称中心与该定位中心点对齐，以对该工件进行定位。本发明还公开了一种电性量测系统。本发明实施例的定位设备和电性量测系统可自动化定位，减短量测一片工件所费的时间，并适应于不同尺寸及外型的工件。

Description

不需治具盘的自动定位设备及电性量测系统

技术领域

本发明涉及一种电性量测系统，尤其涉及一种利用自动化定位设备来使工件固定后进行电性量测的系统。

背景技术

市面上的电子产品，比如：手机、笔记本电脑、随身听等五花八门。而由于工程塑料可以射出成形的方式制备成各种形状，因此，电子产品的外壳通常使用塑料外壳。电子产品的塑胶外壳通常必须镀上金属层，除了使电子产品的外壳具有良好的视觉美感与质感之外，也可防止电磁波任意穿透塑胶外壳，影响电子产品的使用。

当塑料工件进行镀膜工艺之后，对于各种的待测工件进行多点电阻值量测是非常重要的。特别是为了得知镀在塑胶工件上的金属镀膜层是否均匀，或者塑胶工件上有无断路，通常会量测工件上多个待测点的电阻值。

所述的工件可能是笔记本电脑或手机的外壳，外壳的内部通常包含多个凹陷区以分别容置如：硬盘、散热片、键盘等装置，并有多个螺丝柱用以锁固螺丝，甚至具有许多沟槽等。由于阴影效应的关系，这些地方的镀膜品质相较于平坦的区域而言，更需要被监控。因此，为了得知这些地方的镀膜状况，在量测电阻时，待测点常常会设置在螺丝柱或沟槽等地方。

在申请案号为97131338的中国台湾专利案中，提供一种可量测多点电阻值的量测系统及其方法。然而，在工件的定位上，现有技术仍是针对工件设计一符合工件外型的治具盘，定位承座或者是定位底盘。先由作业人员将工件放置在治具盘后，再放置到输送装置，传送至电阻量测站进行量测，量测完成后，由输送装置输出，再由作业人员将工件由治具盘取下。

利用此种方式所产生的问题是，面对多种不同形状及尺寸的工件，必须个别地依每一种工件的外型设计不同的治具盘，但此一方式会增加大量的成本。再者，使用人工作业也增加了人力的成本，且以人工方式由治具盘上装卸工件，也耗费了不少时间。

因此，为了省却治具盘及人力成本，使电阻量测的流程可以自动化进行，以加快量测速度，有必要开发一种针对不同形状的工件，甚至具有非对称外型的工件都可以精准定位的定位装置。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种定位设备，在不使用任何治具盘、定位承座或定位底盘的情况下，用以使不同尺寸的工件自动化定位。

本发明提供了一种定位设备，包括：一输送装置，用以输送工件至一准备位置，准备位置具有一定位中心点；一组X方向定位器，连接一第一对夹爪，沿输送装置的X方向设置，以对工件执行X方向的定位；一组Y方向定位器，连接一第二对夹爪，沿输送装置的Y方向设置，以对工件执行Y方向的定位；一控制台，具有一储存单元，用以储存一定位对照表，该定位对照表包括不同尺寸工件在X方向及Y方向，该些定位夹爪的预设位置x及y，控制台并连接于X及Y方向定位器，依照输入的工件的尺寸，对照定位对照表，独立控制第一对定位夹爪及第二对定位夹爪，向定位中心点移动，并将工件对称中心与定位中心点对齐，以对工件进行定位。

本发明的又一目的是提供一种电性量测设备，在不使用任何治具盘、定位承座或定位底盘的情况下，可自动化的对已镀金属膜的工件自动定位后进行电性量测，并可适用于不同尺寸工件的定位，包括：一输送装置，用以输送工件至一量测准备位置；一定位设备，设置于量测准备位置，定位设备包括一组X方向定位器、一Y方向定位器及一控制台，其中控制台连接于X及Y方向定位器，且控制台储存一定位对照表，定位对照表包括不同尺寸工件在X方向及Y方向，该些定位夹爪的预设位置x及y，控制台依照所输入的工件尺寸对照定位对照表，控制X及Y方向定位器对工件进行定位；及一电性量测设备，设置于量测准备位置，用以在工件定位后，对工件进行电性量测。

同时，本发明相对于先前技术的功效，除可自动化定位，减短量测一片工件所费的时间之外，本发明的定位设备也可适应于不同尺寸及外型的工件。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为显示本发明自动化电性量测系统的示意图；

图2A显示本发明实施例的电性量测设备；

图2B显示探针位于待测点的局部放大图；

图3显示本发明制作探针板的位置复刻机的示意图；

图4A及图4B显示本发明实施例定位器定位及松开工件的侧视图；及

图5A及图5B显示本发明另一实施例定位器定位及松开工件的侧视图。

附图标号：

1：自动化电性量测系统            10：输送装置

101：入口                        102：量测准备位置

1020：定位中心点                 103：出口

101’～103’、310：工件          11：自动化定位设备

110：X方向定位器                 112：Y方向定位器

1100：X方向定位器的定位夹爪      114：控制台

1120：Y方向定位器的定位夹爪      1140：储存单元

1140’：定位对照表               1142：控制单元

12：电性量测设备      120：操作机台

121：升降装置         1210：升降台

1212、320：探针板     1213：探针

1020：待测点          3：位置复刻机

30：主控基台          302：处理单元

31：第一承载台        32：第二承载台

33：调整装置          34：探测件

35：钻孔器            4、5：定位器

40：正反牙螺杆        401：左旋螺牙

402：右旋螺牙         41、51：伺服马达

42、52：定位夹爪      420、520：板状结构

53：驱动轮            55：连动机构

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文依本发明自动化定位设备及自动化电性量测系统，特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下，其中相同的元件将以相同的元件符号加以说明。

图1为本发明电性量测系统实施例的简单示意图，在不使用任何治具盘、定位承座或定位底盘的情况下，可使不同形状及尺寸的工件自动化定位之后进行量测。本发明的自动化电性量测系统1包括一输送装置10、一自动化定位设备11及一电性量测设备12。

输送装置10上具有三个定点，包括入口101、量测准备位置102及出口103，用来输送工件101’～103’完成一自动化定位及电性量测的流程。其中，入口101及出口103分别用来放入待测工件101’，及取出量测完成的工件103’。自动化定位设备11及电性量测设备12则设置于量测准备位置102，而量测准备位置102具有一定位中心点1020。本发明实施例中输送装置10为一输送带，并以输送带正交两边形成X方向及Y方向。

电性量测设备12用来对工件进行电性量测，在本发明实施例中，此一电性量测设备12为一多点电阻值量测设备，可用来同时量测工件表面上多个待测点的电阻值。

电性量测设备12的详细结构如图2A所示，本发明实施例中所述的电性量测设备为多点电阻值量测设备，包括一操作机台120及一升降装置121。升降装置121跨设在输送装置10两端，升降装置121包括一升降台1210及一探针板1212。升降台1210可带动探针板1212上升或下降，以对工件102’进行电阻量测，工件表面具有多个待测点1020。探针板1212上则设有多个探针1213，当探针板1212下降到距离工件102’一预定距离时，该些探针1213接触工件102’表面的待测点1020以进行电阻量测。

操作机台120并提供电压及电流以对工件102’进行量测。此外，探针板1212并依照工件客制化的需求，设置一组预定位置，以放置多个探针。

所述的工件可以是一镀着金属膜的笔记本电脑或手机外壳。而这些待测点通常会设置在工件外壳内部的多个螺丝柱、沟槽和凹陷区上，以监控镀膜的品质。举例来说，探针接触其中一待测点1020进行量测的局部放大图如图2B所示。待测点1020在螺丝柱上，探针需要跨设在一直径大约5mm的空心螺丝柱边缘来量测电阻值，而其边缘厚度仅仅大约1mm。

针对一个笔记本电脑的外壳来说，为了提供足够的参考数据，待测点会多达四十个，其中大部份的待测点会在这些螺丝柱上。因此，在量测电阻值之前，工件必须被精准定位，当探针板下降至工件表面进行量测时，才能使探针板上的探针正好位在预设的待测点上。

由于待测点的位置会随着不同的工件而有所改变，因此，需针对不同的工件来设置探针板1212上的预定位置。本发明采用一种位置复刻机，来制作不同工件所需使用的探针板，而位置复刻机的原理类似于钥匙复制技术。请参照图3，显示位置复刻机的示意图，位置复刻机3包括一主控基座30、一第一承载台31、一第二承载台32、一探测件34及一钻孔器35。

第一承载台31及第二承载台32分别用来承载工件310及探针板320，两个承载台皆设有调整装置33，以提供工件310及探针板320的位移。

主控基座30与探测件34及钻孔器35电性连接。主控基座30具有一处理单元302。探测件34置于第一承载台31的上方，用以探测工件上待测点的位置后，并提供给处理单元302转换成一组预定位置数据。

钻孔器35设置在第二承载台32上方，在接收处理单元302所提供的预定位置数据后，依序在探针板上相应待测点的位置钻孔，以设置探针。以此方式除了可迅速依不同工件的需要制作出量测用的探针板之外，在工件定位后要量测电阻时，可使探针落于待测点的精准度大幅提高。

请参照图1，自动化定位设备11，在不使用任何治具盘、定位承座或定位底盘的情况下，适用于不同尺寸的工件，使之自动化定位。自动化定位设备11包括一组X方向定位器110、一组Y方向112定位器及一控制台114。

X及Y方向定位器110、112沿输送装置的X及Y方向设置，分别用来对工件102’执行X及Y方向的定位，每一定位器并连接一对定位夹爪1100，1120，以在准备位置夹持工件来进行电阻量测。关于X及Y定位器的实施例将详细描述于后文。

为了达到省却人力及治具盘、定位承座或定位底盘，又能达到自动化定位工件的目的。本发明的X及Y方向定位器与一控制台114电性连接，使操作人员可透过控制台114控制X及Y方向定位器110、112对工件102’进行定位动作。

控制台114具有一储存单元1140及一控制单元1142，储存单元1140用以储存一定位对照表1140’，定位对照表1140’提供不同尺寸工件在X方向及Y方向，定位夹爪的预设位置x及y，以及一组使用者设定的预设公差值Δx及Δy，用以调整定位夹爪对工件的挟持松紧度。定位对照表1140’使控制台114存在至少一组以上的定位设定值。控制单元1142则和X及Y方向定位器110、112成控制关系。

如此一来，不论工件的尺寸或形状如何变化，只要操作人员在控制台114预先输入这批次工件102’的尺寸，当工件一一被输送装置10输送到量测准备位置102时，控制单元1142即依照该定位对照表1140’，依序控制X及Y方向定位器110、112的定位夹爪1100，1120，往内向定位中心点1020移动，并一边将工件102’对称中心与定位中心点1020对齐，以使工件自动地固定在准确的量测位置。此时，电性量测设备12的探针板1212才下降，对工件102’进行量测。由于不需要再利用人工作业将工件放置于治具盘上，在量测完成后也不需要人力将工件由治具盘取下，因此可节省整个测量流程所费的时间。

而使X及Y方向定位器110、112作动的方式在本发明实施例中是利用伺服马达来带动定位夹爪至预设的位置。图3及图4即为本发明定位器的两种不同的实施方式。

请参照图4A及图4B，显示本发明实施例定位器定位及松开工件的侧视图。定位器4包括一正反牙螺杆40及一伺服马达41，伺服马达41连接于正反牙螺杆40，用以带动正反牙螺杆40转动。正反牙螺杆40两端分别设有右旋螺牙402及左旋螺牙401，一对定位夹爪42各自螺合在右旋螺牙402及左旋螺牙401上。

图5A及图5B分别显示本发明另一实施例定位器定位及松开工件的侧视图。定位器5包括一伺服马达51、两个驱动轮53，二驱动轮之间并以一连动机构55相连接，连动机构53可为一皮带、齿条或链条。

伺服马达51用以带动驱动轮53转动。此时一对定位夹爪52设置在连动机构53，分别位于该二驱动轮53中心连线A的上方及下方，并分别位于两驱动轮中心连线A的垂直平分线B的左右两侧。

上述实施例中，伺服马达41、51都会连接于控制台214，当作业人员由控制台214输入工件202’的尺寸之后，控制台214会控制伺服马达41、51，带动驱动轮53或正反牙螺杆40同时以顺时针方向转动或同时以逆时针方向转动，以使定位夹爪42、52同时靠近或同时远离。定位夹爪42、52同时靠近时用来夹持工件202’，如图4A及图5A；在完成电阻量测后，即控制定位夹爪42、52同时远离以松开工件202’，如图4B及图5B。

此外，本发明实施例中的定位夹爪42、52用以夹持工件的部份具有一板状结构420、520，可适用于固定具有对称中心的工件。比如：对于圆形或方形等具有对称中心的工件，虽然尺寸大小可能不同，但只要改变控制台的输入数据也可达到自动化定位的效果。

利用本发明的自动定位设备，具有下列优点：

(1)使电阻量测的流程可以自动化地进行，节省了大量时间，一个工件从定位到量测完成只需要花费4秒，且定位又精准。但是在传统的电阻量测流程中，一片工件量测完成至少需要花费15秒。本发明相较于传统的量测流程而言，缩短了3倍以上的时间。

(2)作业人员取出工件投入生产线之后，不需要仔细定位，后续由机器完成定位即可进行量测。

(3)节省了制造治具盘、定位承座或定位底盘所需花费的成本。这是因为定位设备的控制台可以依据工件的尺寸控制X及Y方向定位器对工件作定位。因此，使用本发明的定位设备不需再花费额外的费用，一一的依照工件尺寸来制作治具盘。

本发明虽以较佳实例说明如上，然其并非用以限定本发明精神与发明实体仅止于上述实施例。凡熟悉此项技术者，当可轻易了解并利用其它元件或方式来产生相同的功效。是以，在不脱离本发明的精神与范畴内所作的修改，均应包含在权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种定位设备，其特征在于，所述定位设备在不使用任何治具盘、定位承座或定位底盘的情况下，用以使不同尺寸的工件自动化定位，包括：

一输送装置，用以输送所述工件至一准备位置，所述准备位置具有一定位中心点；

一组X方向定位器，连接一第一对夹爪，沿所述输送装置的X方向设置，以对工件执行X方向的定位；

一组Y方向定位器，连接一第二对夹爪，沿所述输送装置的Y方向设置，以对工件执行Y方向的定位；

一控制台，具有一储存单元，用以储存一定位对照表，所述定位对照表包括不同尺寸工件在X方向及Y方向，定位夹爪的预设位置，所述控制台并连接于所述X方向定位器及Y方向定位器，依照输入的工件的尺寸，对照所述定位对照表，独立控制所述第一对定位夹爪及所述第二对定位夹爪，向所述定位中心点移动，并将所述工件对称中心与所述定位中心点对齐，以对所述工件进行定位。

2.如权利要求1所述的定位设备，其特征在于，所述X方向定位器及Y方向定位器包括：

一正反牙螺杆，所述正反牙螺杆两端分别设有右旋螺牙及左旋螺牙，所述第一对定位夹爪或所述第二对定位夹爪分别螺合于所述正反牙螺杆两端；

一伺服马达，连接于所述控制台及所述正反牙螺杆，用以带动所述正反牙螺杆转动，当所述正反牙螺杆旋转时，螺牙上的定位夹爪可同时往内，向所述工件的对称中心移动，以对所述工件定位，或同时往外移动，以松开所述工件。

3.如权利要求1所述的定位设备，其特征在于，所述X方向定位器及Y方向定位器包括：

两个驱动轮，所述二驱动轮以一连动机构相连接；

其中，所述第一对定位夹爪或所述第二对定位夹爪设置于所述连动机构，并分别位于所述二驱动轮中心连线的上方及下方，及所述中心连线的垂直平分线左右两侧；

一伺服马达，连接于所述控制台及所述驱动轮其中之一，用以带动所述驱动轮旋转，当所述驱动轮旋转时，使所述连动机构上的定位夹爪可同时往内，向所述工件的对称中心移动，以对所述工件定位，或同时往外移动，以松开所述工件。

4.如权利要求1所述的定位设备，其特征在于，所述控制台的所述定位对照表更包括一组预设公差值Δx及Δy，来调整所述定位夹爪夹持所述工件的松紧程度，所述控制台更包括一控制单元，所述控制单元与所述X方向定位器及Y方向定位器成控制关系，并依照所述定位对照表调整所述定位夹爪的位置。

5.一种电性量测系统，其特征在于，所述电性量测系统在不使用任何治具盘、定位承座或定位底盘的情况下，可对不同尺寸的工件自动化定位后进行电性量测，包括：

一输送装置，用以输送工件至一量测准备位置，所述量测准备位置具有一定位中心点；

一定位设备，设置于所述量测准备位置，所述定位设备包括一组X方向定位器、一组Y方向定位器及一控制台，其中所述控制台连接于所述X方向定位器及Y方向定位器，且所述控制台具有一储存单元，用以储存一定位对照表，所述定位对照表包括不同尺寸工件在X方向及Y方向，定位夹爪的预设位置，所述控制台并依照所输入的工件尺寸对照所述定位对照表，控制所述X方向定位器及Y方向定位器，向所述定位中心点移动，对所述工件进行定位，并将所述工件对称中心与所述定位中心点对齐；及

一电性量测设备，设置于所述量测准备位置，用以在所述工件定位后，对所述工件进行电性量测。

6.如权利要求5所述的电性量测系统，其特征在于，所述X方向定位器及Y方向定位器包括：

一正反牙螺杆，所述正反牙螺杆两端分别设有右旋螺牙及左旋螺牙，所述第一对定位夹爪或所述第二对定位夹爪分别螺合于所述正反牙螺杆两端；

一伺服马达，连接于所述控制台及所述正反牙螺杆，用以带动所述正反牙螺杆转动，当所述正反牙螺杆旋转时，螺牙上的定位夹爪可同时往内，向所述工件的对称中心移动，以对所述工件定位，或同时往外移动，以松开所述工件。

7.如权利要求5所述的电性量测系统，其特征在于，所述X方向定位器及Y方向定位器包括：

两个驱动轮，所述二驱动轮以一连动机构相连接；

其中，所述第一对定位夹爪或所述第二对定位夹爪设置于所述连动机构，并分别位于所述二驱动轮中心连线的上方及下方，及所述中心连线的垂直平分线左右两侧；

一伺服马达，连接于所述控制台及所述驱动轮其中之一，用以带动所述驱动轮旋转，当所述驱动轮旋转时，使连动机构上的定位夹爪可同时往内，向所述工件的对称中心移动，以对所述工件定位，或同时往外移动，以松开所述工件。

8.如权利要求5所述的电性量测系统，其特征在于，所述电性量测设备为一多点电阻量测设备，包括一探针板，多个探针一一设置于所述探针板上的一组预定位置，用以同时量测所述工件上多个待测点的电阻值。

9.如权利要求8所述的电性量测系统，其特征在于，所述探针板上的所述预定位置，使用一位置复刻机来制作，所述位置复刻机包括：

一第一承载台及一第二承载台，分别用来承载所述工件及所述探针板；及

一主控基台，包括一处理单元；

一探测件，电性连接于所述主控基台，设置于所述第一承载台上方，用以探测所述工件上所述待测点的位置，并提供给所述处理单元转换成所述预定位置数据；

一钻孔器，电性连接于所述主控基台，设置于所述第二承载台上方，用以在接收所述处理单元所提供的所述预定位置数据后，依序对所述探针板钻孔，以形成所述预定位置。

10.如权利要求5所述的电性量测系统，其特征在于，所述控制台的所述定位对照表更包括一组预设公差值Δx及Δy，来调整所述定位夹爪夹持所述工件的松紧程度，所述控制台更包括一控制单元，所述控制单元与所述X方向定位器及Y方向定位器成控制关系，并依照所述定位对照表调整所述定位夹爪的位置。

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