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TWI866681B - 同向式多軸作業設備 - Google Patents

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TWI866681B
TWI866681B TW112147814A TW112147814A TWI866681B TW I866681 B TWI866681 B TW I866681B TW 112147814 A TW112147814 A TW 112147814A TW 112147814 A TW112147814 A TW 112147814A TW I866681 B TWI866681 B TW I866681B
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石敦智
高為翰
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均華精密工業股份有限公司
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Abstract

本發明公開一種同向式多軸作業設備，其包含一承載裝置、位於所述承載裝置的多個二維刻度區及一作業機構。所述承載裝置包括一移動機構及安裝於所述移動機構的一承載台，所述承載台用以供一目標物件設置，多個所述二維刻度區平行於所述目標物件。所述作業機構包含一工作部件及多個位置感測器。當所述同向式多軸作業設備執行一預設作業時，所述作業機構能通過多個所述位置感測器，而分別由多個所述二維刻度區確認所述目標物件的即時位置，以供所述工作部件朝所述目標物件的預設區域實施一預設步驟。

Description

同向式多軸作業設備
本發明涉及一種作業設備，尤其涉及一種同向式多軸作業設備。
由於電子產品的構造越來越複雜，因而也衍生出各式元件在生產製造的過程中面臨越來越高的精準度要求，以使得現有作業設備需要準確知道所述元件的位置才能進行相關的作業；也就是說，現有的作業設備也需要符合越來越高的精準度要求。
於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。
本發明實施例在於提供一種同向式多軸作業設備，能有效地改善現有作業裝置所可能產生的缺陷。
本發明實施例公開一種同向式多軸作業設備，其包括：一承載裝置，包含有：一移動機構，其能沿相互垂直的一第一方向與一第二方向作動；及一承載台，用以供一目標物件設置；其中，所述承載台安裝於所述移動機構，以使所述承載台能通過所述移動機構而於所述第一方向與所述第二方向所共同定義的一位移平面移動；多個二維刻度區，其位於所述承載台且平行於所述目標物件，並且多個所述二維刻度區位於所述目標物件的外側；以及一作業機構，沿垂直所述位移平面的一間隔方向對應於所述承載台呈間隔配置，並且所述作業機構包含有：一工作部件，其沿所述間隔方向而面向所述目標物件；及多個位置感測器，沿所述間隔方向而分別面向多個所述二維刻度區；其中，當所述同向式多軸作業設備執行一預設作業時，所述作業機構能通過多個所述位置感測器，而分別由多個所述二維刻度區確認所述目標物件的即時位置，以供所述工作部件沿所述間隔方向朝所述目標物件的預設區域實施一預設步驟。
綜上所述，本發明實施例所公開的同向式多軸作業設備，其能通過多個所述二維刻度區相對於所述目標物件的配置、並分別搭配於多個所述位置感測器，據以精準地確認出所述目標物件的即時位置，進而利於所述工作部件對於所述目標物件的所述預設區域準確地實施所述預設步驟。
為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的保護範圍作任何的限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“同向式多軸作業設備”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[實施例一]
請參閱圖1至圖6所示，其為本發明的實施例一。如圖1至圖3所示，本實施例公開一種同向式多軸作業設備100，其能用以執行一預設作業，而所述預設作業可依據設計需求而加以調整變化。舉例來說，所述同向式多軸作業設備100於本實施例的圖式之中是以進行檢測作業來說明，但在本發明未繪示的其他實施例中，所述同向式多軸作業設備100也可以依據設計需求而用來進行一取晶作業、一置晶作業、或一黏晶作業。
所述同向式多軸作業設備100包含有一承載裝置1、位於所述承載裝置1的多個二維刻度區2、及沿一間隔方向H對應所述承載裝置1間隔配置的一作業機構3，並且所述間隔方向H於本實施例中是以鉛錘方向來說明，但本發明不受限於此。
需先說明的是，為了便於理解本實施例，所以本實施例的圖式僅呈現所述同向式多軸作業設備100的局部構造，以便於清楚地呈現所述同向式多軸作業設備100的各個組件構造與連接關係，但本發明不以該些圖式為限。以下將分別介紹所述同向式多軸作業設備100於本實施例中的各個組件及其連接關係。
如圖1至圖4所示，所述承載裝置1包含有一移動機構11及安裝於所述移動機構11的一承載台12。詳細的說，為便於說明下述組件的構造，所述移動機構11於本實施例依據其移動方向定義有垂直於所述間隔方向H且彼此相互垂直的一第一方向D1與一第二方向D2，而所述第一方向D1與所述第二方向D2能共同定義出垂直於所述間隔方向H的一位移平面；也就是說，所述移動機構11於能沿相互垂直的所述第一方向D1與所述第二方向D2作動，但本發明不受限於此。舉例來說，於本發明未示出的其他實施例中，所述第一方向D1與所述第二方向D2的定義也可以是無關於所述移動機構11的移動方向。於本實施例中，所述移動機構11例如是XY軸移動平台或空氣軸承定位移動平台等。
所述承載台12用以供所述目標物件T設置，並且所述承載台12能通過所述移動機構11而於所述位移平面移動；也就是說，所述移動機構11於本實施例中並未能轉動所述承載台12、也未能沿所述間隔方向H移動所述承載台12，但本發明不以此為限。舉例來說，於本發明未繪示的實施例中，所述移動機構11也可以依據設計需求而採用能夠轉動或沿所述間隔方向H移動所述承載台12的構造。
多個所述二維刻度區2彼此間隔地配置於所述承載台12且平行所述目標物件T，每個所述二維刻度區2的尺寸不小於所述目標物件T的尺寸。於本實施例中，每個所述二維刻度區2是採用一個二維編碼器（two-dimensional encoder）來說明，並且每個所述二維刻度區2的外輪廓較佳是等同於所述目標物件T的外輪廓，以便通過多個所述二維刻度區2而確認出所述目標物件T的即時位置，但不以此為限。
具體而言，本實施例中的多個所述二維刻度區2的數量是以四個來說明，並且分別命名為一第一刻度區2-1、一第二刻度區2-2、一第三刻度區2-3及一第四刻度區2-4，但本發明不侷限於此，舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，多個所述二維刻度區2的數量也可以是兩個或三個。
所述第一刻度區2-1、所述第二刻度區2-2、所述第三刻度區2-3及所述第四刻度區2-4皆位於所述承載台12上且平行於所述目標物件T，所以所述第一刻度區2-1、所述第二刻度區2-2、所述第三刻度區2-3、所述第四刻度區2-4及所述目標物件T較佳是皆位於同一平面；也就是說，所述目標物件T的外表面是與多個所述二維刻度區2呈共平面設置且皆平行於所述位移平面。
再者，所述第一刻度區2-1、所述第二刻度區2-2、所述第三刻度區2-3及所述第四刻度區2-4的尺寸皆相等，以確保所述承載台12在所述位移平面上移動到任意位置上，皆可以通過多個所述二維刻度區2確認所述目標物件T的即時位置。
如圖1與圖4所示，多個所述二維刻度區2位於所述目標物件T的外側，並且多個所述二維刻度區2相對於所述目標物件T呈等間距地配置。詳細地說，每個所述二維刻度區2的中心是與所述目標物件T的中心相隔有一配置距離E，並且分別對應於多個所述二維刻度區2的多個所述配置距離E皆相等。也就是說，所述第一刻度區2-1、所述第二刻度區2-2、所述第三刻度區2-3及所述第四刻度區2-4的中心分別至所述目標物件T的所述中心所相隔的所述配置距離E都相同，以利於快速地通過多個所述二維刻度區2來確認所述目標物件T的即時位置，但本發明不侷限於此。舉例來說，在本發明未繪示的其他實施例中，每個所述二維刻度區2的配置也可以採用其邊緣與所述目標物件T的邊緣的最短距離皆相同。
此外，於本實施例中，任一個所述二維刻度區2沿所述第一方向D1與另一個所述二維刻度區2間隔配置且相隔有一第一距離F1，並沿所述第二方向D2與又一個所述二維刻度區2間隔配置且相隔大於所述第一距離F1的一第二距離F2。具體而言，所述第一刻度區2-1與一同沿所述第一方向D1排列的所述第二刻度區2-2相隔有所述第一距離F1；所述第一刻度區2-1與一同沿所述第二方向D2排列的所述第四刻度區2-4相隔有所述第二距離F2。
所述目標物件T於本實施例中以呈圓形來說明，但所述目標物件T的形狀也可以依據需求而加以調整變化（如：正方形或多邊形）。進一步地說，其中兩個所述二維刻度區2的中心位於所述目標物件T的一第一徑向R1之上，其中另兩個所述二維刻度區2的中心位於所述目標物件T的一第二徑向R2之上，並且所述第一徑向R1與所述第二徑向R2相夾有介於60度～120度之間的一配置角CA。
詳細地說，所述第一刻度區2-1的所述中心、所述第三刻度區2-3的所述中心與所述目標物件T的所述中心皆位於所述第一徑向R1上；所述第二刻度區2-2的所述中心、所述第四刻度區2-4的所述中心與所述目標物件T的所述中心皆位於所述第二徑向R2上。據此，所述同向式多軸作業設備100於本實施例中採用多個所述二維刻度區2對應所述目標物件T的上述配置方式，以利於通過所述第一徑向R1上的所述第一刻度區2-1與所述第三刻度區2-3配合所述第二徑向R2上的所述第二刻度區2-2與所述第四刻度區2-4，而精確得知所述目標物件T所對應的位置。
換個角度來看，所述第一徑向R1是與所述第一方向D1相夾有介於0度～90度之間的一第一夾角A1，並且所述第二徑向R2是與所述第二方向D2相夾有介於0度～90度之間的一第二夾角A2，據以通過所述第一徑向R1與所述第二徑向R2非平行於所述第一方向D1與所述第二方向D2的方式，以使所述同向式多軸作業設備100能夠具有較高的運作精準度。
如圖1與圖2所示，所述作業機構3包含有一支架31、安裝於所述支架31的一工作部件32、及安裝於所述支架31且間隔地設置於所述工作部件32外側的多個位置感測器33。其中，所述工作部件32沿所述間隔方向H而面向所述目標物件T，而多個所述位置感測器33的數量較佳是等同於多個所述二維刻度區2的數量，並且多個所述位置感測器33沿所述間隔方向H而分別面向多個所述二維刻度區2。
於本實施例中，多個所述位置感測器33的數量為4個，其包含一第一位置感測器33-1、一第二位置感測器33-2、一第三位置感測器33-3、及一第四位置感測器33-4。所述第一位置感測器33-1、所述第二位置感測器33-2、所述第三位置感測器33-3、及所述第四位置感測器33-4分別面向所述第一刻度區2-1、所述第二刻度區2-2、所述第三刻度區2-3、及所述第四刻度區2-4，以分別感測所述二維刻度區2。據此，所述作業機構3可以依據所述第一位置感測器33-1、所述第二位置感測器33-2、所述第三位置感測器33-3、及所述第四位置感測器33-4所感測的資料，進而得知所述目標物件T的即時位置。
其中，當同向式多軸作業設備100執行所述預設作業時，所述承載台12藉由所述移動機構11而於所述位移平面移動，並且每個所述位置感測器33沿所述間隔方向H正投影於所述承載台12所形成的一投影區域，其保持落在相對應所述二維刻度區2之上。也就是說，所述承載台12藉由所述移動機構11在所述位移平面上任意移動，每個所述位置感測器33所形成的所述投影區域皆會分別落在相對應所述二維刻度區2上，據以確保不管目標物件T移動至任意位置，所述同向式多軸作業設備100皆可通過多個所述位置感測器33分別偵測到所對應的多個所述二維刻度區2，進而確認所述目標物件T的即時位置。
依上所述，當所述同向式多軸作業設備100執行一預設作業（如：所述檢測作業）時，所述作業機構3能通過多個所述位置感測器33，而分別由多個所述二維刻度區2確認所述目標物件T的即時位置，以供所述工作部件32沿所述間隔方向H朝所述目標物件T的預設區域實施一預設步驟（如：檢測所述目標物件T上是否缺陷的步驟，如圖6與圖7所示）。
據此，本發明實施例所公開的同向式多軸作業設備100，其能通過多個所述二維刻度區2相對於所述目標物件T的配置、並分別搭配於多個所述位置感測器33，據以精準地確認出所述目標物件T的即時位置，進而利於所述工作部件32對於所述目標物件T的所述預設區域準確地實施所述預設步驟。
[實施例二]
如圖7至圖10所示，其為本發明的實施例二，本實施例類似於上述實施例一，所以兩個實施例的相同處不再加以贅述，而本實施例相較於上述實施例一的差異大致說明如下：
於本實施例中，所述同向式多軸作業設備100於圖式之中是以置晶作業來說明，但本發明並不侷限於此。所述工作部件32於所述第一方向D1與所述第二方向D2保持不動，並且所述工作部件32通過一外部移載機構O的輸送而能用以吸附一晶片C。舉例來說，所述工作部件32例如是一吸嘴，並且所述外部移載機構O包含有一擷取器，其自一外部晶片供應台（圖中未示）擷取一個所述晶片C、並將所述晶片C移動至所述工作部件32下方，以供所述工作部件32吸附所述晶片C。再者，所述工作部件32能於所述預設作業中沿所述間隔方向H將所述晶片C設置在所述目標物件T的所述預設區域之上。
也就是說，本實施例的所述同向式多軸作業設備100先通過多個所述二維刻度區2相對於所述目標物件T的配置、並分別搭配於多個所述位置感測器33，而精準地確認出所述目標物件T的即時位置，自所述外部移載機構O吸附一個所述晶片C的所述工作部件32透過所述目標物件T的所述即時位置而能沿所述間隔方向H將所述晶片C設置在所述目標物件T的所述預設區域上（如圖9與圖10所示），據以實現高精度的置晶作業。
此外，所述同向式多軸作業設備100於本實施例中進一步包含有一攝像器4。所述攝像器4的端面較佳是與多個所述二維刻度區2呈共平面設置，並且所述攝像器4鄰近於所述目標物件T且位在兩個所述二維刻度區2之間。於本實施例中，所述承載台12是在相隔有所述第二距離F2的相鄰任兩個所述二維刻度區2之間各形成有一缺口，並且所述攝像器4置於其中一個所述缺口之內，以位於相隔有所述第二距離F2的相鄰兩個所述二維刻度區2之間，進而利於所述攝像器4觀察所述工作部件32及其所吸附的所述晶片C，但本發明不以此為限。其中，所述工作部件32能通過所述攝像器4確認其所吸附的所述晶片C的位置，據以確保所述工作部件32與所述晶片C之間的相對位置精準度，進而實現所述置晶作業能夠更為準確。
[本發明實施例的技術效果]
綜上所述，本發明實施例所公開的同向式多軸作業設備，能通過多個所述二維刻度區相對於所述目標物件的配置、並分別搭配於多個所述位置感測器，據以精準地確認出所述目標物件的即時位置，進而利於所述工作部件對於所述目標物件的所述預設區域準確地實施所述預設步驟。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的專利範圍內。
100:同向式多軸作業設備 1:承載裝置 11:移動機構 12:承載台 2:二維刻度區 2-1:第一刻度區 2-2:第二刻度區 2-3:第三刻度區 2-4:第四刻度區 3:作業機構 31:支架 32:工作部件 33:位置感測器 33-1:第一位置感測器 33-2:第二位置感測器 33-3:第三位置感測器 33-4:第四位置感測器 4:攝像器 D1:第一方向 D2:第二方向 T:目標物件 H:間隔方向 F1:第一距離 F2:第二距離 E:配置距離 R1:第一徑向 R2:第二徑向 CA:配置角 A1:第一夾角 A2:第二夾角 O:外部移載機構 C:晶片
圖1為本發明實施例一的同向式多軸作業設備的立體示意圖。
圖2為圖1的側視示意圖。
圖3為圖1的俯視示意圖。
圖4為多個二維刻度區與目標物件的配置示意圖。
圖5為圖1後續作動的立體示意圖。
圖6為圖5後續作動的立體示意圖。
圖7為本發明實施例二的同向式多軸作業設備的立體示意圖。
圖8為圖7的側視示意圖。
圖9為圖8後續作動的側視示意圖。
圖10為圖9後續作動的側視示意圖。
100:同向式多軸作業設備
1:承載裝置
11:移動機構
12:承載台
2:二維刻度區
2-1:第一刻度區
2-2:第二刻度區
2-3:第三刻度區
2-4:第四刻度區
3:作業機構
31:支架
32:工作部件
33:位置感測器
33-1:第一位置感測器
33-2:第二位置感測器
33-3:第三位置感測器
33-4:第四位置感測器
D1:第一方向
D2:第二方向
T:目標物件
H:間隔方向

Claims (10)

  1. 一種同向式多軸作業設備，其包括： 一承載裝置，包含有： 一移動機構，其能沿相互垂直的一第一方向與一第二方向作動；及 一承載台，用以供一目標物件設置；其中，所述承載台安裝於所述移動機構，以使所述承載台能通過所述移動機構而於所述第一方向與所述第二方向所共同定義的一位移平面移動； 多個二維刻度區，其位於所述承載台且平行於所述目標物件，並且多個所述二維刻度區位於所述目標物件的外側；以及 一作業機構，沿垂直所述位移平面的一間隔方向對應於所述承載台呈間隔配置，並且所述作業機構包含有： 一工作部件，其沿所述間隔方向而面向所述目標物件；及 多個位置感測器，沿所述間隔方向而分別面向多個所述二維刻度區； 其中，當所述同向式多軸作業設備執行一預設作業時，所述作業機構能通過多個所述位置感測器，而分別由多個所述二維刻度區確認所述目標物件的即時位置，以供所述工作部件沿所述間隔方向朝所述目標物件的預設區域實施一預設步驟。
  2. 如請求項1所述的同向式多軸作業設備，其中，當同向式多軸作業設備執行所述預設作業時，所述承載台於所述位移平面移動，並且每個所述位置感測器沿所述間隔方向正投影於所述承載台所形成的一投影區域，其保持落在相對應所述二維刻度區之上。
  3. 如請求項1所述的同向式多軸作業設備，其中，每個所述二維刻度區的尺寸不小於所述目標物件的尺寸，所述目標物件的外表面是與多個所述二維刻度區呈共平面設置且其平行於所述位移平面，並且多個所述二維刻度區相對於所述目標物件呈等間距地配置。
  4. 如請求項1所述的同向式多軸作業設備，其中，每個所述二維刻度區為一個二維編碼器（two-dimensional encoder），並且每個所述二維刻度區的外輪廓等同於所述目標物件的外輪廓。
  5. 如請求項1所述的同向式多軸作業設備，其中，每個所述二維刻度區的中心是與所述目標物件的中心相隔有一配置距離，並且分別對應於多個所述二維刻度區的多個所述配置距離皆相等。
  6. 如請求項5所述的同向式多軸作業設備，其中，多個所述二維刻度區的數量進一步限定為四個，其中任一個所述二維刻度區沿所述第一方向與另一個所述二維刻度區間隔配置且相隔有一第一距離，並沿所述第二方向與又一個所述二維刻度區間隔配置且相隔有大於所述第一距離的一第二距離。
  7. 如請求項5所述的同向式多軸作業設備，其中，所述目標物件呈圓形，多個所述二維刻度區的數量進一步限定為四個，其中兩個所述二維刻度區的中心位於所述目標物件的一第一徑向之上，其中另兩個所述二維刻度區的中心位於所述目標物件的一第二徑向之上，並且所述第一徑向與所述第二徑向相夾有介於60度～120度之間的一配置角。
  8. 如請求項7所述的同向式多軸作業設備，其中，所述第一徑向是與所述第一方向相夾有介於0度～90度之間的一夾角。
  9. 如請求項1所述的同向式多軸作業設備，其中，所述工作部件於所述第一方向與所述第二方向保持不動，並且所述工作部件通過一外部移載機構的輸送而能用以吸附一晶片，所述工作部件能於所述預設作業之中沿所述間隔方向將所述晶片設置在所述目標物件的所述預設區域之上。
  10. 如請求項9所述的同向式多軸作業設備，其中，所述同向式多軸作業設備進一步包含有一攝像器，所述攝像器的端面是與多個所述二維刻度區呈共平面設置，並且所述攝像器鄰近於所述目標物件且位在兩個所述二維刻度區之間；其中，所述工作部件能通過所述攝像器確認其所吸附的所述晶片的位置。
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