一种FPC自动补强机转让专利
申请号 : CN201911356328.6
文献号 : CN111093327B
文献日 : 2021-06-11
发明人 : 裴本建 , 李龙潭
申请人 : 深圳市鑫美威自动化设备有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种FPC自动补强机,其特征是:包括:机柜;
补强单元,所述补强单元包括安装在机柜上的二维平移台(11)、安装在二维平移台(11)上的旋转平台(12)、安装在旋转平台(12)上的补强平台(13)、补强料带收放机构、位于补强平台(13)上方的用于对补强料带进行冲切并将补强片贴在FPC上的冲贴机构(17)以及位于补强平台(13)上方的补强视觉定位机构(16);
检测单元,所述检测单元包括检测头(21)、光栅尺(22)、设置在机柜上的检测平台(23)、驱动检测平台(23)在机柜上沿平行于X轴往复移动的第一驱动机构(24)、固定在机柜上的支撑架(25)、安装在支撑架(25)上且位于检测平台(23)运动路径上方的检测线扫机构(29)、设置在检测平台(23)上方的安装板(26)、连接在检测头(21)与安装板(26)之间用于驱动检测头(21)沿竖直方向移动的竖向驱动机构(27)、以及安装在支撑架(25)上用于驱动安装板(26)沿平行于Y轴的方向往复移动的第二驱动机构(28);所述光栅尺(22)的标尺光栅(221)固定在安装板(26)上,所述光栅尺(22)的读数头(222)固定在检测头(21)上;
送料单元,所述送料单元包括检测机械手(34)、驱动检测机械手(34)上下移动的检测升降机构(35)以及驱动检测机械手(34)在检测平台(23)上方和补强平台(13)上方之间往复移动的送料驱动机构(36);
所述X轴与所述Y轴均平行于水平面且两者不平行;
收料单元,所述收料单元包括收料机械手(41)、驱动收料机械手(41)上下移动的收料升降机构(42)以及至少两个由上至下依次设置在收料机械手(41)下方的置物盘(45),所述检测平台(23)可在第一驱动机构(24)的驱动下移动到收料机械手(41)正下方;所述置物盘(45)中有且仅有一个置物盘(45)低于检测平台(23),高于检测平台(23)的置物盘(45)与支撑架(25)之间均设置有用于将置物盘(45)从收料机械手(41)下方移开或移回收料机械手(41)下方的收料驱动机构(43)。
2.根据权利要求1所述的一种FPC自动补强机,其特征是:所述第一驱动机构(24)包括沿X轴设置的第一滑轨(241)、沿X轴设置的第一滚珠丝杠(244)以及驱动第一滚珠丝杠(244)中的丝杠转动的第一电机(245),所述检测平台(23)滑移连接在所述第一滑轨(241)上,所述检测平台(23)与所述第一滚珠丝杠(244)的螺母固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种FPC自动补强机,其特征是:所述竖向驱动机构(27)包括固定连接在安装板(26)上且沿竖直方向设置的第二滑轨(271)、安装在安装板(26)上且沿竖直方向设置的第二滚珠丝杠(272)、安装在安装板(26)上用于驱动第二滚珠丝杠(272)中的丝杠转动的第二电机(273)以及滑移连接在第二滑轨(271)上的安装块(274),所述检测头(21)与所述安装块(274)固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种FPC自动补强机,其特征是:所述安装块(274)上固定有气缸(201),所述气缸(201)的活动端连接有沿竖直方向设置的标记笔(202)。
5.根据权利要求4所述的一种FPC自动补强机,其特征是:所述气缸(201)的活动端与所述标记笔(202)通过缓冲件连接;所述缓冲件包括固定在气缸(201)活动端的连接块(203)、沿竖直方向滑移连接在连接块(203)一侧的固定块(204)、沿竖直方向贯穿固定块(204)并与固定块(204)滑动配合的导杆、两个分别连接在导杆两端与连接块(203)之间的耳板(206)以及套设在导杆上的弹簧(207);所述弹簧(207)一端与固定块(204)上侧抵接,另一端与导杆上端的耳板(206)抵接;所述标记笔(202)固定连接在所述固定块(204)上。
6.根据权利要求1所述的一种FPC自动补强机,其特征是:所述补强平台(13)包括由上至下依次设置的钢板(131)、弹性垫板(132)、板体(134)以及发热板;所述板体(134)与所述发热板锁合并在两者之间形成空腔;所述钢板(131)和所述弹性垫板(132)锁合在板体(134)上,且所述钢板(131)、所述弹性垫板(132)以及板体(134)上设有与空腔连通的吸风孔。
7.根据权利要求1所述的一种FPC自动补强机,其特征是:所述冲贴机构(17)包括固定板(14)、固定在固定板(14)上的冲压模具(172)、固定在冲压模具(172)与固定板(14)之间的模具加热器(171)以及固定在固定板(14)上且位于冲压模具(172)上方用于驱动冲压模具(172)冲裁补强料带的冲压驱动组件。
8.根据权利要求7所述的一种FPC自动补强机,其特征是:所述模具加热器(171)包括由固定板(14)至冲压模具(172)所在方向依次设置的陶瓷底座(1711)、隔热片(1712)、电热丝(1713)、裸材热导石墨片(1714)以及外壳(1715),所述外壳(1715)锁合在陶瓷底座(1711)上,所述冲压模具(172)固定在外壳(1715)上。
9.根据权利要求1所述的一种FPC自动补强机,其特征是:所述送料单元还包括设置在机柜上方的原料盘(31)、上料机械手(32)以及驱动上料机械手(32)上下移动的上料升降机构(33),所述上料升降机构(33)安装在所述送料驱动机构(36)上,所述送料驱动机构(36)驱动上料机械手(32)在原料盘(31)上方与补强平台(13)上方往复移动。
说明书 :
一种FPC自动补强机
技术领域
背景技术
点,因此其被广泛的应用于电子产品中。然而,由于FPC的整体刚性不够,造成在使用时某些
部位的强度无法达到使用要求,因此,需要使用补强设备将补强片贴于FPC上,以对FPC进行
硬度补强,但是受贴装机械、粘接胶和加强片材质的影响,往往会出现加强片漏贴和重贴的
情况。
模块、电机和移送盘,电机与移送盘连接,电机的壳体固定在导轨模块上,导轨模块与基座
滑动连接,用于将移送盘上的FPC送至冲贴机构下方,电机用于驱动移送盘水平旋转使得移
送盘上的FPC对准冲贴机构,冲贴机构用于对补强板料带冲压成型,并将成型后的补强板贴
合至移送盘上的FPC上。
的FPC质检方法效率低,对后续工序有很大影响,远远不能适应国内企业生产发展的需要。
发明内容
对补强料带进行冲切并将补强片贴在FPC上的冲贴机构以及位于补强平台上方的补强视觉
定位机构;
撑架上且位于检测平台运动路径上方的检测线扫机构、设置在检测平台上方的安装板、连
接在检测头与安装板之间用于驱动检测头沿竖直方向移动的竖向驱动机构、以及安装在支
撑架上用于驱动安装板沿平行于Y轴的方向往复移动的第二驱动机构;所述光栅尺的标尺
光栅固定在安装板上,所述光栅尺的读数头固定在检测头上;
动到补强视觉定位机构下方;然后旋转平台会带动补强平台转动以对FPC放置到补强平台
上所产生的角度偏差进行纠正;然后二维平移台将补强平台移动到冲贴机构下方并不断调
整补强平台的位置,使FPC上的各个待补强点依次正对冲贴机构,同时冲贴机构将补强片冲
贴到FPC上;当FPC补强完成后,检测机械手在送料驱动机构和检测升降机构的作用下将补
强平台上的补强完成的FPC转送到检测平台上;然后检测平台在第一驱动机构的作用下经
过检测线扫机构,检测线扫机构对FPC上的补强片是否有偏移进行检测;然后第一驱动机构
驱动检测平台沿X轴移动,第二驱动机构驱动检测头沿平行于Y轴的方向移动,从而使FPC上
应当贴有加强片处按顺序依次移动到检测头正下方,每当FPC上应当贴有加强片处移动到
检测平台正下方时,竖向驱动机构都会驱动检测头向下移动,使检测头抵接到FPC上,从而
使光栅尺得出检测头的位移,可以根据该位移的大小来判断FPC上应当贴有加强片处是否
贴有加强片以及加强片是否有重贴。
在所述第一滑轨上,所述检测平台与所述第一滚珠丝杠的螺母固定连接。
于驱动第二滚珠丝杠中的丝杠转动的第二电机以及滑移连接在第二滑轨上的安装块,所述
检测头与所述安装块固定连接。
移动,从而使FPC上有加强片偏移或漏贴或重贴处位于标记笔下方,然后气缸伸长使标记笔
撞击到FPC上对FPC上有加强片偏移或漏贴或重贴处进行标记,以便于工作人员后期进行修
补。
直方向贯穿固定块并与固定块滑动配合的导杆、两个分别连接在导杆两端与连接块之间的
耳板以及套设在导杆上的弹簧;所述弹簧一端与固定块上侧抵接,另一端与导杆上端的耳
板抵接;所述标记笔固定连接在所述固定块上。
运动而将FPC撞坏。在对FPC上进行标记时,气缸的活动端向下运动,从而通过缓冲件带动标
记笔一起向下运动,当标记笔撞击到FPC上时,气缸的活动端可能会继续向下运动,这时固
定块则会与连接块发生相对滑动,而标记笔则会在弹簧的作用下抵接在FPC上,对FPC上进
行标记。
垫板锁合在板体上,且所述钢板、所述弹性垫板以及板体上设有与空腔连通的吸风孔。
贴到FPC上时,对FPC造成损伤的可能性。板体与发热板锁合并在两者之间形成空腔,从而可
接入外部真空,以使补强平台具备真空吸附功能,从而使FPC放置到补强平台上后,补强平
台能将FPC很好的固定,增加FPC补强装置的补强贴合精度;发热板的设置可软化变形翘曲
的FPC,进一步增加设备补强贴合精度,提高设备工作效率,也可以在补强片贴在FPC上后对
补强片进行加热,促进胶的扩散,从而使FPC与补强片粘的更牢固。
驱动冲压模具冲裁补强料带的冲压驱动组件。
快),从而使补强片在被粘到FPC上时会粘的更牢固。
述冲压模具固定在外壳上。
从而使补强片料带可以充分受热。
机构上,所述送料驱动机构驱动上料机械手在原料盘上方与补强平台上方往复移动。
料,提高了工作效率。另外,使得送料单元可以在将补强平台上的FPC转移到检测平台上的
同时,将取料盘中的FPC转移到补强平台上,进一步的提高了效率,具体过程为:当检测机械
手处于补强平台上方时,上料机械手也在原料盘上方,这时检测机械手可以在检测升降机
构的作用下拿取补强平台上的FPC,上料机械手可以在上料升降机构的作用下拿取原料盘
中的FPC;然后送料驱动机构同步驱动检测机械手和上料机械手分别运动到检测平台上方
与补强平台上方;这时检测机械手可以在检测升降机构的作用下将FPC放置到检测平台上,
上料机械手可以在上料升降机构的作用下将FPC放置到补强平台上,提高了工作效率。
物盘,所述检测平台可在第一驱动机构的驱动下移动到收料机械手正下方;所述置物盘中
有且仅有一个置物盘低于检测平台,高于检测平台的置物盘与支撑架之间均设置有用于将
置物盘从收料机械手下方移开或移回收料机械手下方的收料驱动机构。
FPC和不合格的FPC进行下一工序操作;当置物盘使用两个以上时,收料单元不仅可以将合
格的FPC与不合格的FPC进行分类存放,还可以在合格的FPC之间以及不合格的FPC之间放置
保护隔板。
或重贴处位于标记笔下方,然后气缸伸长使标记笔撞击到FPC上对FPC上漏贴或重贴处进行
标记,以便于工作人员后期进行修补。
被粘到FPC上时会粘的更牢固。
进行下一工序操作;当置物盘使用两个以上时,收料单元不仅可以将合格的FPC与不合格的
FPC进行分类存放,还可以在合格的FPC之间以及不合格的FPC之间放置保护隔板。
附图说明
视觉定位机构;17、冲贴机构;171、模具加热器;1711、陶瓷底座;1712、隔热片;1713、电热
丝;1714、裸材热导石墨片;1715、外壳;172、冲压模具;173、丝杠滑台;174、撞击头;18、放卷
组件;19、收卷组件;20、线扫光源;21、检测头;22、光栅尺;221、标尺光栅;222、读数头;23、
检测平台;24、第一驱动机构;241、第一滑轨;242、竖板;244、第一滚珠丝杠;245、第一电机;
25、支撑架;251、立板;252、支腿;26、安装板;27、竖向驱动机构;271、第二滑轨;272、第二滚
珠丝杠;273、第二电机;274、安装块;28、第二驱动机构;29、检测线扫机构;201、气缸;202、
标记笔;203、连接块;204、固定块;206、耳板;207、弹簧;31、原料盘;32、上料机械手;33、上
料升降机构;331、第三滚珠丝杠;332、第三滑轨;333、上料电机;334、连接杆;335、连接架;
34、检测机械手;35、检测升降机构;36、送料驱动机构;361、支架;362、导轨;363、连接板;
366、传动皮带;367、送料电机;41、收料机械手;42、收料升降机构;43、收料驱动机构;431、
无杆气缸;432、第四滑轨;44、板件;45、置物盘。
具体实施方式
上;检测单元用于检测已经完成补强的FPC上是否存在漏贴和重贴的情况;送料单元用于持
续为补强单元供料,同时用于将补强单元中已经完成补强的FPC转送到检测单元上;收料单
元用于对检测后的FPC进行分类回收存放。
14、固定连接在固定板14与机柜之间的支撑腿15以及安装在固定板14上的补强料带收放机
构、冲贴机构17和补强视觉定位机构16(此处结合图1);上述二维平移台11可以驱动补强平
台13在柜体上沿平行于X轴的方向和平行于Y轴的方向移动,X轴与Y轴均平行于水平面且两
者不平行,在本实施例中X轴与Y轴互相垂直。
外框内的板体134以及若干插接在板体134内的电加热棒135,在板体134上侧开设有真空槽
136。上述底板133螺栓连接在发热板上,由于真空槽136的设置,底板133与发热板之间形成
空腔,上述钢板131和弹性垫板132通过螺栓固定在底板133上,且在钢板131、弹性垫板132
以及底板133上开设有密集的与空腔连通的吸风孔;从而可将空腔接入外部真空,以使补强
平台13具备真空吸附功能,从而使FPC放置到补强平台13上后,补强平台13能将FPC很好的
固定。
能将FPC很好的固定时,可放置铁质薄片将FPC压合在补强平台13上,以对FPC形成良好固
定。
172冲裁补强料带的冲压驱动组件。
石墨片1714以及外壳1715,外壳1715螺栓连接在陶瓷底座1711上并将隔热片1712、电热丝
1713以及裸材热导石墨片1714罩在其内,上述冲压模具172固定在外壳1715上。
带,收卷组件19用于收取经冲贴机构17冲切后产生的补强料带废料。
方,由补强视觉定位机构16获取FPC在补强平台13上的位置信息;然后旋转平台12会带动补
强平台13转动以对FPC放置到补强平台13上所产生的角度偏差进行纠正;然后二维平移台
11将补强平台13移动到冲贴机构17下方凝视FPC上的待补强点正对冲贴机构17,然后撞击
头174在丝杠滑台173的作用下快速撞击到冲压模具172上,使冲压模具172将补强片从补强
料带上切下并将补强片按压到FPC上,这时钢片可以对FPC板进行支撑,弹性垫板132可以起
到一定缓冲作用,从而降低补强片冲贴机构17将补强片冲贴到FPC上时,对FPC造成损伤的
可能性;同时,由于FPC和补强片均被加热,所以补强片在被粘到FPC上时会粘的更牢固;当
完成FPC上一个位置的补强后,二维平移台11会再次调整FPC的位置,使FPC上的其它待补强
点正对冲贴机构17,同时补强料带收放机构对位于冲压模具172中的料带进行更新,然后冲
贴机构17再将补强片从补强料带上切下并将补强片按压到FPC上;如此往复,直至FPC上的
待补强点均被粘上补强片。
台23上方的安装板26、连接在检测头21与安装板26之间用于驱动检测头21沿竖直方向移动
的竖向驱动机构27、以及安装在支撑架25上用于驱动安装板26沿平行于Y轴的方向往复移
动的第二驱动机构28;在支撑架25上还安装有用于对FPC上的补强片是否有偏移进行检测
的检测线扫机构29。另外,在支撑架25上还安装有线扫光源20,线扫光源20为检测线扫机构
29拍照扫描提供光照。上述的X轴与Y轴均平行于水平面且两者互相垂直。
Mark点,之后每当FPC移动到检测线扫机构29下方时检测线扫机构29便可以通过拍照扫描
的方式自动获取FPC上的Mark点并取得FPC上补强片的实际位置,然后根据FPC上的参考基
准来计算补强片的偏差值,然后核算补强片的偏差值是否在误差允许范围内;如果偏差值
在误差允许范围内则补强片未偏移;如果偏差值超出误差允许范围,则补强片偏移。
置到检测平台23上后,FPC会被吸在检测平台23上,从而使FPC在随检测平台23的移动过程
中不易与检测平台23发生相对位移。
竖板242上的第一电机245,上述检测平台23架设在两个第一滑轨241上且与第一滑轨241滑
移连接,第一滚珠丝杠244的螺母与检测平台23相固定,第一电机245的输出轴与第一滚珠
丝杠244中的丝杠通过联轴器连接。可以通过控制第一电机245的正转与反转,来带动检测
平台23在第一滑轨241上往复滑动。
沿平行于Y轴的方向往复移动。
的第二电机273以及滑移连接在两个第二滑轨271上的安装块274,第二电机273的输出轴与
第二滚珠丝杠272中的丝杠通过联轴器连接;可以通过控制第二电机273的正转与反转,来
带动安装块274沿第二滑轨271上下运动。上述的检测头21固定在安装块274上;光栅尺22中
的读数头222固定在检测头21上端,光栅尺22的标尺光栅221固定在安装板26上。
有标记笔202。具体的说,缓冲件包括固定在气缸201活动端的连接块203、沿竖直方向滑移
连接在连接块203一侧的固定块204、沿竖直方向贯穿固定块204并与固定块204滑动配合的
导杆、两个分别连接在导杆两端与连接块203之间的耳板206以及套设在导杆上的弹簧207;
弹簧207一端与固定块204上侧抵接,另一端与导杆上端的耳板206抵接;上述标记笔202沿
竖直方向贯穿固定块204并与固定块204固定连接。
的方向移动,使检测平台23从检测线扫机构29下方经过,检测线扫机构29对FPC上的补强片
是否有偏移进行检测;随后第一驱动机构24驱动检测平台23沿平行于X轴的方向移动,第二
驱动机构28驱动检测头21沿平行于Y轴的方向移动,从而使FPC上应当贴有加强片处位于检
测头21正下方;然后竖向驱动机构27驱动检测头21向下移动,使检测头21抵接到FPC上,从
而使光栅尺22得出检测头21的位移,可以根据该位移的大小来判断FPC上应当贴有加强片
处是否贴有加强片以及加强片是否有重贴。
光栅尺22得出的检测头21的位移为A(A可以是一定值,也可以是一个非常小的数值范围);
则如果在实际检测中光栅尺22得出的检测头21的位移等于A,则证明FPC上此处仅贴有一片
加强片,为合格;如果光栅尺22得出的检测头21的位移大于A,则证明FPC上此处未贴有加强
片;如果光栅尺22得出的检测头21的位移小于A,则证明FPC上此处重贴了加强片。
的方向移动,从而使FPC上加强片偏移或漏贴或重贴处位于标记笔202下方,然后气缸201伸
长使标记笔202撞击到FPC上对FPC上加强片偏移或漏贴或重贴处进行标记,以便于工作人
员后期进行修补。
手34上下移动的检测升降机构35、以及送料驱动机构36。
363;在其中一根导轨362的两端分别安装有主动皮带轮和从动皮带轮,在主动皮带轮与从
动皮带轮上套设有传动皮带366,在该导轨362上还安装有送料电机367,送料电机367的输
出轴与主动皮带轮连接。可以通过控制送料电机367的正反转来使主动皮带轮带动传动皮
带366正向转动或反向转动,从而带动连接板363在导轨362上滑动。
363朝向原料盘31一侧的第三滑轨332以及安装在连接板363上的上料电机333;第三滚珠丝
杠331中的螺母与连接板363转动连接,且第三滚珠丝杠331中的螺母与第三电机的输出轴
皮带连接;在第三滚珠丝杠331中的丝杠的上端与第三滑轨332的上端之间固定连接有连接
杆334,在第三滚珠丝杠331中的丝杠的下端与第三滑轨332的下端之间也固定连接有连接
杆334,在第三滑轨332背向连接板363的一侧固定连接有连接架335,上料机械手32固定在
连接下侧。
而使第三滚珠丝杠331中的丝杠、第三滑轨332以及上料机械手32向下运动,使得上料机械
手32抵接到原料盘31中的FPC上;然后上料机械手32吸取FPC,上料电机333带动第三滚珠丝
杠331的螺母正向转动,从而使第三滚珠丝杠331中的丝杠、第三滑轨332以及上料机械手32
向上移动;然后送料驱动机构36的作用下上料机械手32移动到补强平台13的上方;然后上
料机械手32在上料升降机构33的作用下向下移动并FPC抵接到补强平台13;然后上料机械
手32松开FPC,上料升降机构33带动上料机械手32向上运动。
升降机构35的作用下按压到补强平台13上的FPC上;然后检测机械手34吸取FPC;然后检测
升降机构35驱动检测机械手34向上移动;然后送料驱动机构36驱动检测机械手34移动到检
测平台23上方;然后检测升降机构35驱动检测机械手34将FPC放置到检测平台23上;然后检
测机械手34松开FPC,检测升降机构35带动检测机械手34向上运动。值得注意的是,当上料
机械手32被送料驱动机构36移动到原料盘31上方时,检测机械手34刚好也被送料驱动机构
36移动到补强平台13上方;当上料机械手32被送料驱动机构36移动到补强平台13上方时,
检测机械手34刚好也被送料驱动机构36移动到检测平台23上方;如此使得送料单元将原料
盘31中的FPC转送到补强平台13上时,其也会将补强平台13上的已经完成补强的FPC转送到
检测平台23上,大大提高了FPC自动补强机的工作效率。
料机械手41下方的置物盘45,上述检测平台23可在第一驱动机构24的驱动下移动到收料机
械手41正下方;上述置物盘45中有且仅有一个置物盘45低于检测平台23,高于检测平台23
的置物盘45与支撑架25之间均设置有用于将置物盘45从收料机械手41下方移开或移回收
料机械手41下方的收料驱动机构43;在本实施例中,置物盘45共设置有三个,三个置物盘45
由上至下依次命名为第一置物盘45、第二置物盘45以及第三置物盘45,第三置物盘45位于
两个竖板242之间且在两个竖板242之间固定有若干根支撑第三置物盘45的支撑杆。在本实
施例中第一置物盘45用于存放保护隔板,第二置物盘45用于存放合格的FPC,第三置物盘45
用于存放不合格的FPC。
行说明。
与第四滑轨432滑移连接。
收料机械手41与第三置物盘45之间。这时,如果FPC为合格品,则收料机械手41在升降机构
的作用下会抓取FPC并移动至高于第二置物盘45处,然后第二置物盘45会在收料驱动机构
43的作用下移动至收料机械手41下方,然后收料机械手41会将合格的FPC放置到第二置物
盘45中,随后第一置物盘45移动到收料机械手41下方,然后收料机械手41抓取保护隔板,然
后第一置物盘45从收料机械手41下方移开,然后收料机械手41将保护隔板放入第二置物盘
45中,随后第二置物盘45在收料驱动机构43的作用下从收料机械手41下方移开;如果FPC上
加强片粘贴不合格,则收料机械手41在升降机构的作用下会抓取FPC,随后检测平台23从收
料机械手41下方移开,随后收料机械手41将FPC放入第三置物盘45中;随后第一置物盘45移
动到收料机械手41下方,然后收料机械手41抓取保护隔板,然后第一置物盘45从收料机械
手41下方移开,然后收料机械手41将保护隔板放入第三置物盘45中。
动到检测单元进行检测,同时送料单元会再向补强单元提供新的待补强的FPC;当检测单元
完成对FPC的检测后,检测单元会将FPC送至收料单元处,并由收料单元对FPC进行分类存
放。
内。