TWI665069B - 用於插件的夾取裝置 - Google Patents

Abstract

一種用於插件的夾取裝置，包含驅動總成以及二夾爪。二夾爪連接於驅動總成，並且驅動總成驅動二夾爪的至少其中之一在水平驅動方向移動而互相靠近；二夾爪分別具有垂直部以及夾取部，垂直部具有第一端以及第二端，第一端連接於驅動總成，並且夾取部連接於第二端；二夾爪的夾取部互相平行地並列設置，並且垂直於水平驅動方向。利用此一夾取裝置，電子元件的本體的前側面及後側面預留給夾爪的操作空間可以有效地縮小。

Description

用於插件的夾取裝置

本發明有關於夾取裝置，特別是關於一種用於插件的夾取裝置。

現行電路板的插件作業，亦即將電子元件1的連接引腳2插入電路板的導電通孔的作業，是利用插件設備執行。插件設備上設置由氣壓缸3驅動的夾爪4，由送料機構夾取電子元件1，並且移動電子元件1到電路板上以將引腳2插入對應的導電通孔後，釋放電子元件1於電路板上。

圖1以陶瓷電容器作為電子元件1的範例說明，陶瓷電容器具有一個扁平的本體。二夾爪4是向下延伸後，水平地朝彼此延伸，以分別從電子元件1的兩個扁平側夾取本體。因此，本體的兩個扁平側之外必須預留夾爪4的操作空間S，才能讓夾爪4把電子元件1移動到插件位置後，還可以張開並且釋放電子元件1。

然而，扁平的電子元件1最佳化的空間配置是以扁平側互相平行排列設置，並且盡可能地減少相鄰電子元件1之間的間隔距離。為了確保夾爪4可以操作，此間隔距離往往受限於夾爪4的操作空間S限制，無法任意的縮小，而影響到電路板上的空間利用效率。即使，電子元件1不是陶瓷電容，例如圓柱狀的電解電容，相鄰電解電容之間仍需要預留夾爪4的操作空間S。

為了解決縮小預留給夾爪的操作空間從而縮短相鄰電子元件之間的間隔距離的技術課題，本發明提出一種用於插件的夾取裝置，用於解決前述技術課題。

本發明提出一種用於插件的夾取裝置，包含驅動總成以及二夾爪。二夾爪連接於驅動總成，並且驅動總成驅動二夾爪的至少其中之一在水平驅動方向移動而互相靠近；二夾爪分別具有垂直部以及夾取部，垂直部具有第一端以及第二端，第一端連接於驅動總成，並且夾取部連接於第二端；二夾爪的夾取部互相平行地並列設置，並且垂直於水平驅動方向。

在至少一實施例中，夾取裝置更包含水平致動部，二夾爪的至少其中之一的垂直部連接於水平致動部，並且水平致動部驅動二夾爪的至少其中之一在水平驅動方向上移動。

在至少一實施例中，每一夾取部分別具有至少一定位凹槽，位於二夾取部互相面對的一側面，並且二夾取部的定位凹槽是成對配置而可結合為一定位穿孔。

在至少一實施例中，二夾取部的其中一個夾取部具有至少一定位凹槽，並且另一個夾取部具有至少一定位凸塊，定位凹槽與定位凸塊分別位於二夾取部互相面對的一側面，定位凹槽與定位凸塊成對配置，並且定位凸塊突出的高度小於定位凹槽內凹的深度。

在至少一實施例中，每一夾爪更包含水平延伸部，延伸於第二端，每一夾爪的水平延伸部朝向另一夾爪延伸，並且夾取部延伸於水平延伸部而間接地連接於第二端。

在至少一實施例中，水平延伸部平行於水平驅動方向。

在至少一實施例中，夾取裝置更包含支撐杆，連接於驅動總成，並且支撐杆具有支撐部，支撐部位於二夾取部之間，並且與二夾取部平行。

在至少一實施例中，支撐杆更包含連接部，連接部的一端連接於驅動總成，並且支撐部連接於連接部的另一端。

在至少一實施例中，在二夾取部的頂緣之間定義夾取平面，支撐部的頂面位於夾取平面。

在至少一實施例中，在二夾取部的頂緣之間定義夾取平面，夾取平面位於支撐部的頂面與驅動總成之間。

透過前述的夾取裝置，電子元件的本體的前側面及後側面預留給夾爪的操作空間可以有效地縮小，使得電子元件與前後的其他電子元件之間的間隔距離可以縮短，而提升電路板上電子元件配置空間的利用率。

參閱圖2、圖3以及圖4所示，是本發明第一實施例的一種用於插件的夾取裝置100。插件(Insertion)是指將電子元件200的引腳220插入電路板300的導電通孔310(Plating Through Hole)的作業。前述的電子元件200包含本體210以及多個引腳220；電子元件200的一具體實施例是陶瓷電容器，具有扁平的本體210以及兩個平行的引腳220。夾取裝置100用於從送料機構或送料盤夾取電子元件200，將電子元件200放置於一電路板300，並且將引腳220插入電路板300的導電通孔310中。後續再透過焊接作業，將引腳220固定於導電通孔310，使電子元件200與電路板300達成電性連接。

如圖2以及圖3所示，第一實施例的夾取裝置100包含驅動總成110以及二夾爪120。驅動總成110用於沿插件方向Y以及平移方向X移動，並且插件方向Y與平移方向X垂直。平移方向X平行於電路板300的表面，而插件方向Y垂直於電路板300的表面。驅動總成110也在水平驅動方向Z驅動二夾爪120互相靠近或遠離，以夾取或釋放電子元件200。同時，驅動總成110用於帶動夾爪120沿著插件方向Y朝向電路板300移動或遠離電路板300，以將電子元件200放置於電路板300上，並且將引腳220插入導電通孔310中。在一具體實施例中，驅動總成110設置於二軸移動平台，而被二軸移動平台帶動平移，而沿著平移方向X移動於送料機構以及電路板300之間，並且二軸移動平台可以上下沿著插件方向Y移動驅動總成110，使得驅動總成110可以沿著插件方向Y朝向電路板300接近。

如圖2、圖3以及圖4所示，二夾爪120連接於驅動總成110。驅動總成110至少具有一個水平致動部112，二夾爪120的至少其中之一連接於水平致動部112，水平致動部112在水平驅動方向Z驅動二夾爪120的至少其中之一移動。二夾爪120分別具有垂直部122以及夾取部124。垂直部122具有第一端1221以及第二端1222。第一端1221連接於驅動總成110，並且夾取部124直接或間接地連接於第二端1222。在實際配置夾爪120以及驅動總成110時，垂直部122的延伸方向垂直於水平驅動方向Z，並且平行於插件方向Y，而由驅動總成110朝電路板300的表面延伸。

如圖2、圖3以及圖4所示，驅動總成110用於驅動二夾爪120的至少其中之一移動，而使得二夾爪120互相靠近，由此利用二夾爪120的夾取部124夾取電子元件200的本體210。在一具體實施例中，二夾爪120其中之一的垂直部122，以其第一端1221連接於驅動總成110的水平致動部112，使得一個夾爪120可以在垂直於水平驅動方向Z的方向上移動並且朝向另一個夾爪120靠近，而使二夾取部124夾取電子元件200。較佳地配置方式是二夾爪120的垂直部122分別以第一端1221連接於水平致動部112，並且水平致動部112可以驅動二夾爪120在水平驅動方向上互相反向的移動，而驅動夾爪120移動而互相靠近或是遠離。

如圖4所示，二夾爪120的夾取部124互相平行地並列設置，並且垂直於水平驅動方向Z，而以夾取部124側面夾取本體210。當夾取裝置100對水平放置（平行於平移方向X）的電路板300執行插件作業時，夾取部124可以平行於水平面，有利於對電子元件200平衡施力。

二夾爪120的夾取部124可以直接夾取電子元件200的本體210，特別是接觸扁平狀本體210的兩扁平側面進行夾取。在電子元件200的引腳220數量只有兩個，或者引腳220數量多於兩個並且引腳220是互相平行地配置在同一平面，夾取部124也可以夾取引腳220。

如圖2、圖3以及圖4所示，每一夾爪120更包含水平延伸部126，延伸於垂直部122的第二端1222，並且水平延伸部126可平行於水平驅動方向Z。每一夾爪120的水平延伸部126朝向另一夾爪120延伸，而使二夾爪120的水平延伸部126相對地延伸。每一夾取部124延伸於每一水平延伸部126而間接地連接於每一第二端1222。

如圖所示，透過水平延伸部126的設置，二個垂直部122之間的間隔距離，就不需要等於二個夾取部124之間的間隔距離，亦即，夾取部124之間的間隔距離可以透過水平延伸部126調整，而不受限於垂直部122之間的間隔距離。因此，夾爪120的垂直部122仍可連接於尺寸相對較大的驅動總成110，而透過水平延伸部126調整夾取部124之間的間隔距離，仍可適用於夾取小尺寸的電子元件200。

如圖2、圖3以及圖4所示，每一夾取部124分別具有至少一定位凹槽1242，位於二夾取部124互相面對的一側面，並且二夾取部124的定位凹槽1242是成對配置而可結合為一定位穿孔125。針對兩個引腳220的電子元件200所設計的二夾爪120中，每一夾取部124分別具有兩個定位凹槽1242，並且在二夾取部124上形成兩對定位凹槽1242。

如圖5以及圖6所示，當各夾取部124互相靠近後，兩對定位凹槽1242形成兩個定位穿孔125，兩個定位穿孔125平行於插件方向Y，並且兩個定位穿孔125之間的間隔距離等於兩個引腳220之間的間隔距離。定位穿孔125用於容置引腳220，使得引腳220在平移方向X不會滑動，並且定位穿孔125在插件方向Y上也可以對引腳220形成拘束作用，使得引腳220不會偏斜，而可準確插入電路板300的引腳220插孔中。在一具體實施例中，定位穿孔125的直徑等於或是小於引腳220的直徑，以確保二夾取部124可以夾住引腳220。

參閱圖7所示，當引腳220數量多於兩個並且引腳220是互相平行地配置在同一平面，則定位凹槽1242的數量也設置為與引腳220的數量相同。例如當引腳220數量為三個時，定位凹槽1242的數量增加為三個，並且相鄰的定位凹槽1242之間的間隔距離，等於相鄰的引腳220之間的間隔距離。在二夾取部124上形成三對定位凹槽1242，當夾取部124互相靠近後，三對定位凹槽1242形成三個定位穿孔125，用於夾取三個引腳220。

參閱圖8以及圖9所示，為另一種定位結構的變化例。二夾取部124其中之一具有至少一定位凹槽1242，並且另一個夾取部124具有一定位凸塊1246，定位凹槽1242與定位凸塊1246分別位於二夾取部124互相面對的一側面，並且定位凹槽1242與定位凸塊1246是成對配置。定位凸塊1246突出於夾取部124的高度小於定位凹槽1242在夾取部124內凹的深度，而使定位凹槽1242與定位凸塊1246可結合為定位空間128。實際夾取引腳220時，是用定位凸塊1246對引腳220施壓，將引腳220壓制固定於定位凹槽1242中。

如圖10所示，二夾取部124並排平行，並且是從垂直部122朝同一側水平延伸。夾取裝置100夾取電子元件200時，二夾取部124是從電子元件200的單側邊伸入本體210下方，而非由本體210上方向下移動至本體210的兩側面。釋放電子元件200後，夾取部124同樣先水平移動，而從本體210單側邊離開。因此本體210兩側面不需預留大空間供夾取部124上下移動，相鄰的電子元件200之間的間隔距離可以縮小，僅需要保留一側邊供夾爪120的夾取部124沿著平移方向X移動即可。

再參閱圖11所示，在沒有操作空間限制的情況下，夾取部124仍可由本體210的側面伸入本體210下方，並且以二夾取部124由引腳220的外側分別抵靠一隻引腳220以適當壓力來抓取引腳220。此時，二夾取部124上成對配置的定位凹槽1242可供引腳220嵌入，而避免引腳220橫向滑動造成電子元件200由二夾取部124之間脫落。

參閱圖12、圖13以及圖14所示，是本發明第二實施例的一種用於插件的夾取裝置100。第二實施例的夾取裝置100所適用的電子元件200包含本體210以及多對成對配置的引腳220，引腳220對稱地設置於本體210的兩側，而朝向同一方向延伸。

如圖12以及圖13所示，第二實施例的夾取裝置100包含驅動總成110、二夾爪120以及支撐杆130。驅動總成110以及二夾爪120大致與第一、第二實施例的驅動總成110、夾爪120相同。支撐杆130連接於驅動總成110，並且位於二夾爪120之間。支撐杆130至少具有連接部132以及支撐部134。連接部132的一端連接於驅動總成110，並且支撐部134連接於連接部132的另一端，使得支撐部134位於二夾取部124之間，用於承載電子元件200的本體210，並且每一對引腳220對稱地位於支撐部134的兩側。支撐部134大致平行於平移方向X，亦即支撐部134與二夾取部124平行，由此使得二夾取部124可以夾住本體210或是夾取位於支撐部134兩側的引腳220。

如圖15所示，在第二實施例中，二夾取部124的頂緣之間定義夾取平面C，支撐部134的頂面大致位於夾取平面C。也就是說，當二夾取部124持續互相靠近之後，二夾取部124最後會夾住支撐部134或夾住引腳220。在該實施例中，支撐部134用以支撐電子元件200的本體210底部，也就是承載本體210於支撐部134上。而二夾取部124持續互相靠近之後，分別以適當力道接觸對稱設置的引腳220，從而固定電子元件200於支撐部134上。透過這種夾持方式，可以使得引腳220的延伸方向保持指向電路板300的表面，而可在驅動總成110沿著插件方向Y朝電路板300移動時，確保引腳220可以順利的插入導電通孔310。

圖16是另一種夾取部124與支撐杆130的相對位置關係。同樣地，二夾取部124頂緣之間定義夾取平面C，夾取平面C位於支撐部134頂面與驅動總成110之間。也就是當驅動總成110在上而夾爪120在下時，夾取平面C的高度高於支撐部134頂面所在的高度。支撐部134同樣用於支撐電子元件200的本體210底部，而承載本體210於支撐部134上。此時的夾取平面C透過本體210，因此當二夾取部124持續互相靠近之後，二夾取部124夾持本體210，從而固定電子元件200於支撐部134上。這種夾持方式可以有效固定本體210，而同樣地使得引腳220的延伸方向指向電路板300的表面。

透過前述實施方式的夾取裝置100，執行插件作業夾取電子元件200時，夾取裝置100是由電子元件200的側向伸入電子元件200下方執行夾取，釋放電子元件200後夾取裝置100也是由電子元件200的側向脫離，不需通過電子元件200的本體210的前側面及後側面。因此，本體210的前側面及後側面預留給夾爪120的操作空間可以有效地縮小，使得電子元件200與前後的其他電子元件200之間的間隔距離可以縮短，而提升電路板300上電子元件200配置空間的利用率。

1‧‧‧電子元件

2‧‧‧引腳

3‧‧‧氣壓缸

4‧‧‧夾爪

S‧‧‧操作空間

100‧‧‧夾取裝置

110‧‧‧驅動總成

112‧‧‧水平致動部

120‧‧‧夾爪

122‧‧‧垂直部

1221‧‧‧第一端

1222‧‧‧第二端

124‧‧‧夾取部

1242‧‧‧定位凹槽

1246‧‧‧定位凸塊

125‧‧‧定位穿孔

126‧‧‧水平延伸部

128‧‧‧定位空間

130‧‧‧支撐杆

132‧‧‧連接部

134‧‧‧支撐部

200‧‧‧電子元件

210‧‧‧本體

220‧‧‧引腳

300‧‧‧電路板

310‧‧‧導電通孔

X‧‧‧平移方向

Y‧‧‧插件方向

Z‧‧‧水平驅動方向

C‧‧‧夾取平面

圖1是先前技術中夾爪的主視圖。 圖2是本發明第一實施例中，夾取裝置的立體分解圖。 圖3是本發明第一實施例中，夾取裝置的立體圖。 圖4是本發明第一實施例中，夾取裝置的另一立體圖，顯示夾取裝置夾取電子元件並進行插件作業。 圖5是本發明第一實施例中，夾取部的俯視圖，顯示成對配置的定位凹槽。 圖6是本發明第一實施例中，夾取部的另一俯視圖，顯示定位凹槽結合成為定位插孔。 圖7是本發明第一實施例中，夾取部的另一俯視圖，顯示每一夾取部具有二個以上定位凹槽。 圖8是本發明第一實施例中，夾取部的另一俯視圖，顯示成對配置的定位凹槽以及定位凸塊。 圖9是本發明第一實施例中，夾取部的另一俯視圖，顯示定位凹槽以及定位凸塊結合成為定位空間。 圖10是本發明第一實施例中，夾取裝置的另一立體圖，顯示夾取裝置完成插件作業後脫離電子元件的移動方向。 圖11是本發明第一實施例中，夾取裝置的另一立體圖，顯示夾取裝置夾取電子元件。 圖12是本發明第二實施例中，夾取裝置的立體分解圖。 圖13是本發明第二實施例中，夾取裝置的立體圖。 圖14是本發明第二實施例中，夾取裝置的另一立體圖，顯示夾取裝置夾取電子元件。 圖15是本發明第二實施例中，夾取部與支撐部的主視圖，顯示夾取平面、夾取部與支撐部的相對位置。 圖16是本發明第二實施例中，夾取部與支撐部的另一主視圖，顯示夾取平面、夾取部與支撐部的相對位置。

Claims (9)

1. 一種用於插件的夾取裝置，包含：一驅動總成；二夾爪，連接於該驅動總成，並且該驅動總成驅動該二夾爪的至少其中之一在一水平驅動方向移動而互相靠近；該二夾爪分別具有一垂直部以及一夾取部，該垂直部具有一第一端以及一第二端，該第一端連接於該驅動總成，並且該夾取部連接於該第二端；該二夾爪的夾取部互相平行地並列設置，並且垂直於該水平驅動方向；以及一支撐杆，連接於該驅動總成，並且該支撐杆具有一支撐部，該支撐部位於該二夾取部之間，並且與該二夾取部平行。
2. 如請求項1所述的用於插件的夾取裝置，更包含一水平致動部，該二夾爪的至少其中之一的垂直部連接於該水平致動部，並且該水平致動部驅動該二夾爪的至少其中之一在該水平驅動方向上移動。
3. 如請求項1所述的用於插件的夾取裝置，其中，每一該夾取部分別具有至少一定位凹槽，位於該二夾取部互相面對的一側面，並且該二夾取部的定位凹槽成對配置而可結合為一定位穿孔。
4. 如請求項1所述的用於插件的夾取裝置，其中，該二夾取部的其中之一具有至少一定位凹槽，並且另一個該夾取部具有至少一定位凸塊，該定位凹槽與該定位凸塊分別位於該二夾取部互相面對的一側面，該定位凹槽與該定位凸塊成對配置，並且該定位凸塊突出的高度小於該定位凹槽內凹的深度。
5. 如請求項1所述的用於插件的夾取裝置，其中，每一該夾爪更包含一水平延伸部，延伸於該第二端，每一該夾爪的水平延伸部朝向另一該夾爪延伸，並且該夾取部延伸於該水平延伸部而間接地連接於該第二端。
6. 如請求項5所述的用於插件的夾取裝置，其中，該水平延伸部平行於該水平驅動方向。
7. 如請求項1所述的用於插件的夾取裝置，其中，該支撐杆更包含一連接部，該連接部的一端連接於該驅動總成，並且該支撐部連接於該連接部的另一端。
8. 如請求項1所述的用於插件的夾取裝置，其中，該二夾取部的頂緣之間定義一夾取平面，該支撐部的一頂面位於該夾取平面。
9. 如請求項1所述的用於插件的夾取裝置，其中，該二夾取部的頂緣之間定義一夾取平面，該夾取平面位於該支撐部的一頂面與該驅動總成之間。