工件傾角校正系統的制作方法

本發明有關于一種校正系統，尤指一種用以調整工件傾角的校正系統。

背景技術：

近年來國外頗為盛行的高爾夫運動，在國內的發展相當迅速。高爾夫球運動與其他球類運動最大的不同點在于，活動者會依據各種不同的地形、距離或特殊球路等條件，選擇當下最適合的球桿進行打擊，其主要原因在于每一球桿頭的擊球面與桿頸之間的角度均不相同，對于擊球有著重要的影響。一般將球桿頭的擊球面與桿頸之間的夾角統稱為loft，球桿頭底部緊貼地面，桿頸與地面之間的夾角統稱為lie，依據球桿型號的不同，loft跟lie的角度也會有不同的設計范圍。因此，球桿頭的角度如有偏差，則活動者將無法打出預期的球路。

現有的球桿頭制造流程，主要是以人工或機械的方式進行調校。人工調校例如在桿頸處插設可發出激光束的裝置，通過光束投射的位置判斷其偏差角度，再經由人員利用手工具逐一調校直至角度合乎標準為止。然而，由于人工調校受到人員主觀判斷的影響，較不易掌控產品的誤差值范圍，相對的也難以維持產品的質量。且人工調校既耗力又費時，對于追求高效率的現代人來說，顯然仍有許多尚待改善之處。

機械調校例如使用夾具將球頭固定，并于球頭插設一固定桿，利用力臂原理調整桿頸與球頭間的角度。然而，機械調校尚具有以下四點不足：1.需于球頭插設如固定桿等組件才能調整，2.力臂原理為一種概念，未有實際調整時機構之間的作動說明，3.夾具因未適應各種球頭的造型、尺寸等條件，難以確保球頭的穩固性，4.球頭種類材質繁多，機械調校所供動力未必能適應如鈦合金等降伏強度高的材質。

技術實現要素：

有鑒于上述現有技術的不足，發明人認為，有必要構思一種能夠節省人力、時間，并且能夠提升角度調整準確度的制造方式。

本發明的目的，在于解決現有技術中工件角度調整制程耗力費時且難以掌控其準確度的問題。

為解決上述問題，本發明提供一種工件傾角校正系統，用以夾持并調校一工件，該工件具有一第一區段以及一連結于該第一區段的第二區段，該工件傾角校正系統包含有：一治具，固定該工件的第一區段，以便該工件的第二區段朝一方向延伸；一第一檢測裝置，設置于該治具的一側，用以由該一側拍攝該第二區段的第一角度影像；一第二檢測裝置，設置于該治具的另一側，用以由該另一側拍攝該第二區段的第二角度影像；一傾角校正裝置，裝設于該第二區段上，以便朝二維的方向施力調整該第二區段與該第一區段之間的至少一傾角；以及一控制單元，連接至該第一檢測裝置、該第二檢測裝置以及該傾角校正裝置，該控制單元接收該第一角度影像及該第二角度影像，由該第一角度影像產生一介于該第一區段及該第二區段間的第一修正角度，并由該第二角度影像產生一介于該第一區段及該第二區段之間的第二修正角度，并基于該第一修正角度及該第二修正角度產生一控制訊號，該傾角校正裝置依據該控制訊號朝該二維的方向扳轉該第二區段以修正該第二區段與第一區段間的該至少一傾角。

本發明的另一目的在于，提供一種工件傾角校正系統，用以夾持并調校一工件，該工件具有一第一區段以及一連結于該第一區段的第二區段，該工件傾角校正系統包含有：一治具，固定該工件的第一區段，以便該工件的第二區段朝一方向延伸；一移動式檢測裝置，設置于該治具的一側并移動至兩個不同角度分別拍攝該第二區段的第一角度影像以及第二角度影像；一傾角校正裝置，裝設于該第二區段上，以便朝二維的方向施力調整該第二區段與該第一區段之間的至少一傾角；以及一控制單元，連接至該第一檢測裝置、該第二檢測裝置以及該傾角校正裝置，該控制單元接收該第一角度影像及該第二角度影像，由該第一角度影像產生一介于該第一區段及該第二區段間的第一修正角度，并由該第二角度影像產生一介于該第一區段及該第二區段之間的第二修正角度，并基于該第一修正角度及該第二修正角度產生一控制訊號，該傾角校正裝置依據該控制訊號朝該二維的方向扳轉該第二區段以修正該第二區段與第一區段間的該至少一傾角。

進一步地，該傾角校正裝置包含有一定位該工件的第二區段的扳轉單元、以及一帶動該扳轉單元移動的驅動裝置，該驅動裝置連接至該控制單元，并依據該控制單元所給予的指令由該二維的方向扳轉該工件的第二區段以修正該第二區段與該第一區段間的該至少一傾角。

進一步地，該驅動裝置為一油壓動力的裝置。

進一步地，該扳轉單元為一設置于該驅動裝置上的調整套環，該調整套環上具有一大于該第二區段以供該第二區段穿過的套孔。

進一步地，該驅動裝置包含有一設置有該扳轉單元的載臺，一設置于該載臺一側的x軸驅動裝置，以及一設置于該載臺一側并與該x軸驅動裝置設置于同一平面上的y軸驅動裝置，該x軸驅動裝置依據該控制單元的指令朝一x軸方向推動該載臺以令該扳轉單元朝該x軸方向移動，該y軸驅動裝置依據該控制單元的指令朝一y軸方向推動該載臺以令該扳轉單元朝該y軸方向移動。

進一步地，該驅動裝置包含有一設置于該載臺上的z軸驅動裝置，該z軸驅動裝置設置有該扳轉單元并垂直于該x軸驅動裝置及該y軸驅動裝置所在的平面，通過移動該扳轉單元與該工件的第二區段的接觸位置以改變該扳轉單元對該第二區段的施力點。

進一步地，該治具包含有一或復數個配合該第一區段外型的定位結構，該工件經由該一或復數個定位結構固定時，該工件的第二區段朝該一方向延伸。

進一步地，該治具包含有一第一模具、一第二模具、以及一設置于該第二模具一側的油壓夾持機構，該油壓夾持機構依據該控制單元的指令推動該第二模具朝該第一模具的方向移動，以通過該第一模具及該第二模具分別由二側夾持該工件。

進一步地，該控制單元于該第一角度影像設定一第一基準軸，并依據該第一角度影像中的第二區段上的一邊界特征設定一第一校正軸，計算該第一校正軸及該第一基準軸間的夾角以得到該第一修正角度。

進一步地，該控制單元于該第二角度影像設定一第二基準軸，并依據該第二角度影像中的第二區段上的一邊界特征設定一第二校正軸，計算該第二校正軸及該第二基準軸間的夾角以得到該第二修正角度。

因此，本發明比現有技術具有以下優勢功效：

1.本發明的工件傾角校正系統，利用第一檢測裝置以及第二檢測裝置分別于不同側拍攝工件的影像，經由控制單元判斷工件于x軸向及y軸向分別需修正的角度，有助于改善由人工進行修正判斷所易產生的誤差。

2.本發明的工件傾角校正系統，經由傾角校正裝置自動調整工件的角度，且不須于工件上插設固定桿，有效地減少零組件、人力、時間等成本的消耗，亦有助于改善角度調整的精確度，大幅提升工件質量。

3.本發明的工件傾角校正系統，可依據廠商的需求，增加檢測裝置或傾角校正裝置的配置數量，同時調整多個工件，有助于提升制程產線的檢測速度。

4.本發明通過逆向工程設置配合工件外型的治具，有利于提高工件固設的穩定度；并且本發明亦提供使用油壓動力的驅動裝置，以利于調整降伏強度高的材質。

附圖說明

圖1為本發明的工件傾角校正系統的外觀示意圖。

圖2為本發明的工件傾角校正系統的俯視示意圖。

圖3為本發明的工件傾角校正系統的方框示意圖。

圖4為本發明的工件的外觀示意圖。

圖5為本發明的治具的放大示意圖。

圖6為本發明的扳轉單元的放大示意圖。

圖7至圖8為本發明的第一修正角度的示意圖。

圖9至圖10為本發明的第二修正角度的示意圖。

圖11-1至圖11-4為本發明的工件傾角校正系統朝二維方向的作動示意圖。

100工件傾角校正系統

w工件

w1第一區段

w2第二區段

10治具

11第一模具

12第二模具

13油壓夾持機構

fi定位結構

20第一檢測裝置

30第二檢測裝置

40傾角校正裝置

41扳轉單元

411調整套環

412套孔

42驅動裝置

50控制單元

p載臺

o1x軸驅動裝置

o2y軸驅動裝置

o3z軸驅動裝置

p1、p2參考點

i1至i4反曲點

l1、l3直線邊界

l2、l4上緣邊界

pl1、pl2第一基準軸

pl3、pl4第二基準軸

cl1、cl2第一校正軸

cl3、cl4第二校正軸

a1、a2第一修正角度

a3、a4第二修正角度

200工件傾角校正系統

具體實施方式

有關本發明的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下。再者，本發明中的圖式，為說明方便，其比例未必照實際比例繪制，該等圖式及其比例并非用以限制本發明的范圍，在此先行敘明。

請一并參閱圖1至圖3，為本發明的工件傾角校正系統的外觀示意圖、俯視示意圖、以及方框示意圖，如圖所示：

本發明中所述工件傾角校正系統100，用以夾持并調校一工件w。該工件傾角校正系統100主要包含有治具10、第一檢測裝置20、第二檢測裝置30、傾角校正裝置40、以及控制單元50。請一并參閱圖4所示，于較佳的實施例中，所述的工件w具有一第一區段w1以及一連結于該第一區段w1并由該第一區段w1延伸的第二區段w2，以利該工件傾角校正系統100調整該第二區段w2與該第一區段w1之間的角度。于本實施例中，舉一高爾夫球桿的球頭的例子作為實施例進行說明，但本發明并不僅限制于所述的單一實施例，在此必須先行說明。

所述治具10設計為固定該工件w的第一區段w1時，該工件w的第二區段w2朝一方向延伸。請一并參閱圖5所示，于較佳的實施例中，所述治具10包含有第一模具11、第二模具12、以及油壓夾持機構13。該油壓夾持機構13設置于該第二模具12一側并依據該控制單元50的指令推動該第二模具12朝該第一模具11的方向移動，以通過該第一模具11及該第二模具12分別由二側夾持該工件w。

于較佳的實施例中，所述治具10包含有一或復數個配合該第一區段w1外型的定位結構fi，該工件w經由該一或復數個定位結構fi固定時，該工件w的第二區段w2朝該一方向延伸。具體而言，所述治具10依據廠商設計對應于該工件w外型的定位結構fi，當工件w被固定時，該工件w的第二區段w2于理想狀態下大致朝一方向延伸，所述控制單元50依據工件w的實際狀況與預設理想狀況間的誤差值進行計算，以判斷工件w所需調整的角度。于較佳實施例中，所述定位結構fi可以為配合工件w的復數個突出的結構或桿件，或是直接對應該工件w形狀的凹槽，于本發明中并不予以限定。

所述第一檢測裝置20設置于該治具10的一側，用以由該一側拍攝該第二區段w2的第一角度影像，如圖7所示。所述第二檢測裝置30設置于該治具10的另一側，用以由該另一側拍攝該第二區段w2的第二角度影像，如圖9所示。于較佳的實施例中，所述第一檢測裝置20與該第二檢測裝置30分別由相互垂直角度的兩個方向設置于該工件w的二側，以分別由二側拍攝該工件w的影像。于其中一較佳實施例中，該第一檢測裝置20以及該第二檢測裝置30可依據廠商的需求設置為固定式攝像機，直接由兩個不同的角度對該工件w進行拍攝，于本發明中對此并不予以限定。于另一較佳實施例中，亦可依據廠商的需求設置一移動式檢測裝置，通過該移動式檢測裝置分別移動至兩個不同的角度，以對該工件w進行拍攝。關于該移動式檢測裝置的移動方式，可依據廠商不同的設計需求，經由一軌道、一移載手臂、或是其他類此機構用以移動該移動式檢測裝置，于本發明中并不予以限定

所述傾角校正裝置40裝設于該第二區段w2上，以便朝二維的方向施力調整該第二區段w2與該第一區段w1之間的至少一傾角。于較佳的實施例中，所述傾角校正裝置40包含有一扳轉單元41以及一驅動裝置42。該扳轉單元41定位該工件w的第二區段w2。該驅動裝置42帶動該扳轉單元41移動。該驅動裝置42連接至該控制單元50，并依據該控制單元50所給予的指令由該二維的方向扳轉該工件w的第二區段w2以修正該第二區段w2與該第一區段w1間的該至少一傾角。

本發明中所述驅動裝置42，可為通過油壓缸、氣壓缸或伺服馬達等方式提供動力的裝置，制造商可依據市場考慮或所欲適用的物品種類等條件，自行配置適宜的動力裝置，本發明中對此并不予以限定，在此先行敘明。本發明中對于該工件w的材質并不予以限定，該工件w的材質可依據制造商的設計需求選用如塑料、鋁、鈦或鋁合金、鈦合金等材質所制成。于較佳的實施例中，所述工件w如為鈦合金等降伏強度高的材質時，選用油壓缸作為動力來源的該驅動裝置42，可利用油壓出力大的優點以順利對該工件w進行調整，避免由于動力不足而影響調整作業進行的問題。

所述控制單元50連接至該第一檢測裝置20、該第二檢測裝置30以及該傾角校正裝置40。該控制單元50接收該第一角度影像及該第二角度影像，由該第一角度影像產生一介于該第一區段w1及該第二區段w2間的第一修正角度，并由該第二角度影像產生一介于該第一區段w1及該第二區段w2之間的第二修正角度，并基于該第一修正角度及該第二修正角度產生一控制訊號。該傾角校正裝置40依據該控制訊號朝該二維的方向扳轉該第二區段w2以修正該第二區段w2與第一區段w1間的該至少一傾角。關于該第一修正角度以及該第二修正角度的取得方式，后面將有更詳細的說明。

請一并參閱圖6所示，于較佳的實施例中，所述扳轉單元41為一設置于該驅動裝置42上的調整套環411，該調整套環411上具有一大于該第二區段w2以供該第二區段w2穿過的套孔412。除上述的實施例外，所述扳轉單元41亦可為夾鉗機構、具有橡膠墊的固定套件、或是其他類此可用以固定并扳轉工件w的機構，于本發明中不予以限定。

于較佳的實施例中，所述驅動裝置42包含有一載臺p、一x軸驅動裝置o1、一y軸驅動裝置o2。該載臺p設置有該扳轉單元41。該x軸驅動裝置o1設置于該載臺p一側。該y軸驅動裝置設置于該載臺p一側并與該x軸驅動裝置o1設置于同一平面上。該x軸驅動裝置o1依據該控制單元50的指令朝一x軸方向推動該載臺p以令該扳轉單元41朝該x軸方向移動，該y軸驅動裝置o2依據該控制單元50的指令朝一y軸方向推動該載臺p以令該扳轉單元41朝該y軸方向移動。

于較佳的實施例中，所述驅動裝置42包含有一設置于該載臺p上的z軸驅動裝置。該z軸驅動裝置設置有該扳轉單元41并垂直于該x軸驅動裝置o1及該y軸驅動裝置o2所在的平面，通過移動該扳轉單元41與該工件w的第二區段w2的接觸位置以改變其施力點，避免進行調整時，因該扳轉單元41持續對該第二區段w2的同一位置施力而導致該第二區段w2彎折或變形。

關于該第一修正角度以及該第二修正角度的取得方式，簡述如下：

關于第一修正角度的取得方式，該控制單元50于取得該第一角度影像時，于該第一角度影像上設定一第一基準軸，并依據該第一角度影像中的第二區段w2上的一邊界特征設定一第一校正軸，計算該第一校正軸及該第一基準軸間的夾角得到該第一修正角度。

所述第一基準軸可依據第一角度影像中的一特征位置設定，例如于治具10上設置一便于控制單元50辨識的參考點作為基準坐標，依據該基準坐標上設置一穿過該基準坐標的基準軸。于另一較佳的實施例中，可直接設定一第一基準軸于該第一角度影像上。上述的方式基于該攝影單元為角度恒定且不被移動的狀態進行設定。于另一較佳實施例中，第一基準軸可基于影像中的兩個特征點進行設定，例如于治具10上預設定兩個可辨識的參考點，以穿過該兩個參考點的直線作為該第一基準軸，于本發明中不予以限制。

于設定完成所述第一基準軸時，該控制單元50可于該第一角度影像中的該工件w的該第二區段w2影像取得一邊界特征。于其中一較佳實施例，如圖7所示，所述邊界特征可為該第二區段w2一側邊緣的直線邊界l1，該控制單元50可由該直線邊界l1設定復數個取樣點，并依據該復數個取樣點計算所得的直線作為該第一校正軸cl1，所述第一基準軸pl1為該第一角度影像中穿過該治具10上參考點p1的軸線，通過計算該第一校正軸cl1及該第一基準軸pl1間的角度以得到該第一修正角度a1。

于另一較佳實施例，如圖8所示，所述邊界特征可為該第二區段w2的上緣邊界l2，由于上緣邊界l2可能因為視角的問題而成為弧形，可先取得弧形二側邊界的反曲點i1、i2并將該兩個反曲點i1、i2聯機，以該聯機作為第一校正軸cl2，所述第一基準軸pl2為該第一角度影像中直接設定的軸線，所述第一基準軸pl2為該第一角度影像中直接設定的軸線，通過計算該第一校正軸cl2及該第一基準軸pl2間的角度以得到該第一修正角度a2。

關于第二修正角度的取得方式，所述控制單元50取得該第二角度影像時，于該第二角度影像上設定一第二基準軸，并依據該第二角度影像中的第二區段w2上的一邊界特征設定一第二校正軸，再通過計算該第二校正軸及該第二基準軸間的夾角以得到該第二修正角度。

所述第二基準軸可依據該第二角度影像中的一特征位置設定，例如于治具10上設置一便于控制單元50辨識的參考點作為基準坐標，依據該基準坐標上設置一穿過該基準坐標的基準軸。于另一較佳的實施例中，可直接設定一第二基準軸于該第二角度影像上。上述的方式基于該攝影單元為角度恒定且不被移動的狀態進行設定。于另一較佳實施例中，所述第二基準軸可基于影像中的兩個特征點進行設定，例如于治具10上預設定兩個可辨識的參考點，以穿過該兩個參考點的直線作為該第二基準軸，于本發明中不予以限制。

于設定完成所述第二基準軸時，該控制單元50可于該第二角度影像中的該工件w的該第二區段w2影像取得一邊界特征。于其中一較佳實施例，如圖9所示，所述邊界特征可為該第二區段w2一側邊緣的直線邊界l3，該控制單元50可于該直線邊界l3上設定復數個取樣點，并依據該復數個取樣點計算所得到的直線作為該第二校正軸cl3，所述第二基準軸pl3為該第二角度影像中穿過該治具10上參考點p2的軸線，通過計算該第二校正軸cl3及該第二基準軸pl3間的角度進而得到該第二修正角度a3。

于另一較佳實施例中，如圖10所示，所述邊界特征可為該第二區段w2的上緣邊界l4，由于視角問題以及該第二區段傾斜的關系，可能使該上緣邊界l4呈現一弧形，首先可先取得該弧形的二側邊界上的兩個反曲點i3、i4，再將該兩個反曲點i3、i4間連成一直線，以便將該直線作為第二校正軸cl4，所述第二基準軸pl4為該第二角度影像中直接設定的軸線，通過計算該第二校正軸cl4及該第二基準軸pl4間的角度以得到該第二修正角度a4。

本發明中所述控制單元50通過所取得的第一修正角度(a1或a2)及第二修正角度(a3或a4)，進行計算為對應于x軸方向及y軸方向的移動距離，并傳送一包含有該移動距離的控制訊號至該傾角校正裝置40，以通過該傾角校正裝置40分別由x軸方向及y軸方向移動，以扳轉該工件w的第二區段w2至正確的位置。

請一并參閱圖11-1至圖11-4，為本發明的工件傾角校正系統朝二維作動的示意圖，如圖所示：

于該工件傾角校正系統200運作時，人員或機臺將該工件w設置于該第一模具11上，以利該第二模具12由另一方向朝該第一模具11移動以夾持該工件w。此時，該工件傾角校正系統200系由起始位置向下移動以將該扳轉單元41通過z軸驅動裝置o3套設于該工件w的第二區段w2上。接著，該第一檢測裝置20由一側拍攝該第二區段w2以取得第一角度影像，該第二檢測裝置30由另一側拍攝該第二區段w2以取得第二角度影像，該控制單元50接收該第一角度影像以得到第一修正角度，該控制單元50亦接收該第二角度影像以得到第二修正角度，并且該控制單元50將依據該第一修正角度以及該第二修正角度產生一控制訊號，以使該傾角校正裝置30得以先依據該控制訊號朝x軸方向移動該扳轉單元41，待x軸方向調整完成后，該傾角校正裝置40再依據該控制訊號朝y軸方向移動該扳轉單元41，以分次完成該第二區段w2的角度調整。關于該扳轉單元41分次朝x軸方向以及y軸方向的移動順序，亦可相互調換，并不會影響該第二區段w2的角度調整，故本發明中對此并不予以限定。

本發明中所述工件傾角校正系統200于進行調整該第二區段w2的同時，該扳轉單元41可通過該z軸驅動裝置o3的運作朝z軸方向上下移動，改變該扳轉單元41與該第二區段w2的接觸位置，防止因該扳轉單元41施力位置過于集中而造成該第二區段w2產生彎折或變形的情況，有助于減少造成該工件w損傷。

綜上所述，本發明的工件傾角校正系統，有助于改善由人工進行修正判斷所易產生的誤差，以及減少人力、時間等成本的消耗，大幅提升工件質量。并且可增加裝置的配置數量，提升制程產線的檢測速度。

以上已將本發明做一詳細說明，但以上所述，僅為本發明的一較佳實施例而已，不能以此限定本發明實施的范圍，即凡與本發明旨意相符的變化與修飾，皆應仍屬本發明的專利涵蓋范圍內。