CN103987200B - 剥离式补强板假贴机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种剥离式补强板假贴机，属于柔性电路板加工设备技术领域，包括机架，所述机架上滑动安装有由X向运动机构驱动的FPC定位加热平台；所述机架上设有送料机构、剥离机构和贴装机构；所述贴装机构包括支撑梁，在所述支撑梁上设置Y向运动机构；安装于Y向运动机构上的Z向和θ角旋转运动机构，在所述Z向和θ角旋转运动机构上安装有补强板吸嘴；安装于Y向运动机构上的上部视觉相机；安装于所述机架上的下部视觉相机。本发明可以实现补强板向FPC的精确贴装，大大提高了生产效率和贴装精度，降低了生产成本，实际生产中设备稳定性高、产品质量可靠。

Description

剥离式补强板假贴机

技术领域

本发明属于柔性电路板加工设备技术领域，尤其涉及一种剥离式补强板假贴机。

背景技术

柔性电路板(Flexible Printed Circuit)，是用柔性的绝缘基材制成的电路板，具有许多硬性电路板不具备的优点。例如它可以自由弯曲、卷绕、折叠，可依照空间布局要求任意安排，并在三维空间任意移动和伸缩，从而达到元器件装配和导线连接的一体化。利用FPC可大大缩小电子产品的体积，适用电子产品向高密度、小型化、高可靠方向发展的需要。

目前，柔性电路板在越来越多的行业得以广泛使用，因其本身机械强度小，易龟裂，因此在柔性电路板的生产过程中，需向其表面贴装补强板，增强柔性线路板的机械强度，从而方便柔性电路板表面装配元器件。通常在贴装补强板时，依靠人工将单体补强板从载带上剥离，载带包括离型纸以及在离型纸上排布的多列单体补强板，为运输方便和便于存放，初始状态时，载带呈卷状，然后再依靠人工将单体补强板贴装在FPC上，但在此过程中，因依靠人工从而导致生产效率低、贴装精度低、产品质量难于保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种剥离式补强板假贴机，以解决现有柔性电路板的生产过程中，向其表面贴装补强板的工序依靠人工，导致生产效率低、贴装精度低、产品质量难于保证的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：剥离式补强板假贴机，包括机架，所述机架上滑动安装有由X向运动机构驱动用于放置FPC并对FPC进行加热的FPC定位加热平台；所述机架上设有用于放置载带卷并输出载带及回收离型纸的送料机构；所述机架上且位于载带的输送线路上设有用于将载带上的单体补强板剥离下来的剥离机构，所述剥离机构包括：通过调节机构滑动安装于所述机架上且相对设置的物料剥离板和物料承载板，两者之间设有仅供离型纸通过的剥离间隙，所述物料剥离板上表面具有载带贴附平面，所述物料承载板上表面具有接收剥离出的单体补强板的承载平面；设于所述剥离间隙下方的用于将离型纸向后弯折并抱紧的抱紧机构；所述机架上还设有用于将剥离出的单体补强板贴合于FPC上的贴装机构，所述贴装机构包括：沿Y向设于所述机架上的支撑梁，在所述支撑梁上设置Y向运动机构；安装于所述Y向运动机构上的Z向和θ角旋转运动机构，在所述Z向和θ角旋转运动机构上安装有补强板吸嘴；安装于所述Y向运动机构上的用于确定FPC上补强位置的上部视觉相机；安装于所述机架上用于确定所述补强板吸嘴上吸取的单体补强板位置的下部视觉相机，所述下部视觉相机位于所述补强板吸嘴的Y向运动轨迹范围内。

作为一种改进，所述FPC定位加热平台包括由上到下依次设置在一起的FPC吸附底板、加热板和隔热板；所述FPC吸附底板上设有若干呈矩形阵列布置且竖向设置的通孔，所述加热板的上表面上设有用于连通若干所述通孔的气道，所述加热板上还设有加热元件，所述气道的接口处通过管路连接真空泵。

作为进一步的改进，所述FPC吸附底板上设有用于分别限定FPC两侧边位置的第一定位块和第二定位块。

作为一种改进，所述送料机构包括：转动安装于所述机架上用于放置载带卷并输出载带的放料辊；转动安装于所述机架上用于回收离型纸的收料辊；沿载带的行进方向位于所述放料辊和收料辊之间转动安装有用于引导载带的行进方向的多个导料辊；设于所述机架上且位于所述放料辊与所述剥离机构之间的用于精确输送载带的伺服夹送机构。

作为进一步的改进，所述伺服夹送机构包括由动力装置驱动的主动辊，所述主动辊转动安装于所述机架上，所述主动辊的上方转动安装有从动辊，所述主动辊和从动辊之间形成送料间隙。

作为一种改进，所述调节机构包括：固定安装于所述机架上的底座；设于所述物料剥离板、物料承载板与所述底座之间的燕尾槽导轨或T型槽导轨；设于所述物料剥离板与所述底座之间的第一调节螺杆，设于所述物料承载板与所述底座之间的第二调节螺杆。

作为进一步的改进，所述抱紧机构包括设于所述物料剥离板下表面的离型纸贴附弧形面，以及用于将离型纸顶靠于所述离型纸贴附弧形面上的压辊。

作为一种改进，所述Z向和θ角旋转运动机构包括Z向运动机构以及安装于所述Z向运动机构上的θ角旋转电机，所述补强板吸嘴安装于所述θ角旋转电机的输出轴上。

作为进一步的改进，所述支撑梁的两侧对称设有所述送料机构、剥离机构和贴装机构。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：由于设计了送料机构，通过送料机构放置载带卷并输出载带及回收离型纸；由于设计了剥离机构，剥离机构包括调节机构、物料剥离板、物料承载板、剥离间隙和抱紧机构，所述物料剥离板上表面具有载带贴附平面，所述物料承载板上表面具有接收剥离出的单体补强板的承载平面，因而载带通过载带贴附平面时，离型纸进入剥离间隙在抱紧机构的作用下向后弯折，从而将单体补强板从载带上剥离下来，剥离出的单体补强板进入承载平面；由于设计了FPC定位加热平台，通过该FPC定位加热平台使FPC在粘贴单体补强板前预热到工作温度，便于单体补强板的粘贴；由于设计了X向运动机构、支撑梁、Y向运动机构、Z向和θ角旋转运动机构、补强板吸嘴、上部视觉相机和下部视觉相机，通过X向运动机构实现FPC沿Y向的位置变化，通过Y向运动机构带动上部视觉相机运动，使上部视觉相机移动到FPC的上方，对FPC上的MARK点(也称基准点)进行扫描，从而确定FPC上的补强位置；通过补强板吸嘴将剥离机构剥离出的单体补强板进行吸取，通过Y向运动机构带动补强板吸嘴和单体补强板运动，当Y向运动机构带动补强板吸嘴连同单体补强板运动到下部视觉相机的上方时，下部视觉相机对单体补强板的位置进行扫描，从而确定出单体补强板需旋转的角度和沿Y向移动的距离，以及FPC需沿X向移动的距离；通过X向运动机构、Y向运动机构以及Z向和θ角旋转运动机构，调整FPC和单体补强板的位置，最终完成单体补强板向FPC的精确贴装。本发明提供的剥离式补强板假贴机，取代了传统的人工贴装，可以实现补强板向FPC的精确贴装，生产效率可达1.3s～1.6s/片，贴装精度可达±0.065mm，可显著提高生产效率，降低生产成本，实际生产中设备稳定性高、产品质量可靠。

由于所述FPC定位加热平台包括FPC吸附底板、加热板和隔热板；所述FPC吸附底板上设计了若干通孔，所述加热板上设计了气道和加热元件，所述气道的接口处通过管路连接真空泵；因而当FPC放置在FPC吸附底板时，使真空泵抽真空，通过通孔和气道使FPC紧紧吸附在FPC吸附底板上；通过加热元件，使FPC在粘贴单体补强板前预热到工作温度；通过隔热板，防止热量传递到X向运动机构上，延长X向运动机构的使用寿命。

由于所述FPC吸附底板上设有第一定位块和第二定位块，因而在放置FPC时，使FPC的两侧边分别抵靠第一定位块和第二定位块，实现FPC的粗定位，便于上部视觉相机确定FPC的位置。

由于所述送料机构包括放料辊、收料辊、多个导料辊和伺服夹送机构，因而通过放料辊放置载带卷并输出载带；通过收料辊回收离型纸；通过多个导料辊引导载带的行进方向；通过伺服夹送机构实现载带的精确输送，从而实现了补强板输送的自动化。

由于所述伺服夹送机构包括由动力装置驱动的主动辊，所述主动辊的上方转动安装有从动辊，所述主动辊和从动辊之间形成送料间隙，因而使载带通过送料间隙，在主动辊和从动辊的输送下，实现载带的输送并使载带精确送料。

由于所述调节机构设计了底座、燕尾槽导轨或T型槽导轨、设于所述物料剥离板与所述底座之间的第一调节螺杆和设于所述物料承载板与所述底座之间的第二调节螺杆，因而通过第二调节螺杆调节物料承载板与补强板吸嘴之间的位置关系；通过第一调节螺杆和第二调节螺杆调节剥离间隙的大小，以适应不同规格的单体补强板的剥离。

由于所述抱紧机构包括离型纸贴附弧形面和压辊，因而通过压辊将离型纸顶靠于离型纸贴附弧形面上，避免载带贴附平面上的载带翘起，顺利实现单体补强板剥离。

由于所述Z向和θ角旋转运动机构包括Z向运动机构以及θ角旋转电机，所述补强板吸嘴安装于所述θ角旋转电机的输出轴上，因而通过Z向运动机构调整补强板吸嘴上吸取的单体补强板在Z向的位置，通过θ角旋转电机调整补强板吸嘴上吸取的单体补强板相对FPC的角度，使单体补强板旋转到正确的角度。

由于所述支撑梁的两侧对称设有所述送料机构、剥离机构和贴装机构，FPC定位加热平台沿X向往复运动，两组送料机构、剥离机构和贴装机构依次动作进行补强板的贴装，可以提高工作效率，降低生产成本；当然，每一组送料机构、剥离机构和贴装机构可以完成一种补强板的贴装，两组上述机构便可以实现两种不同补强板的贴装；还可以在FPC吸附底板上同时放置两片FPC，一次实现两片FPC贴装补强板，进一步提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明实施例的立体结构示意图；

图4是下部视觉相机的结构示意图；

图5是FPC定位加热平台的结构示意图；

图6是图5的爆炸示意图；

图7是伺服夹送机构的结构示意图；

图8是剥离机构的结构示意图；

图9是图8的剖视结构示意图；

图10是Z向和θ角旋转运动机构、补强板吸嘴及上部视觉相机的相对位置示意图；

图中：1、机架，2、X向运动机构，3、FPC定位加热平台，31、FPC吸附底板，311、通孔，312、第一定位块，313、第二定位块，314、第一气缸，315、第二气缸，32、加热板，321、气道，33、隔热板，4、送料机构，41、放料辊，42、收料辊，43、导料辊，44、伺服夹送机构，441、动力装置，442、主动辊，443、从动辊，444、送料间隙，445、夹紧力调节机构，446、辊座，447、调节螺杆，448、压缩弹簧，5、剥离机构，51、调节机构，511、底座，512、T型槽导轨，513、第一调节螺杆，514、第二调节螺杆，52、物料剥离板，521、载带贴附平面，522、离型纸贴附弧形面，53、物料承载板，531、承载平面，54、剥离间隙，55、抱紧机构，551、压辊，6、贴装机构，61、支撑梁，62、Y向运动机构，63、Z向和θ角旋转运动机构，631、Z向运动机构，632、θ角旋转电机，64、补强板吸嘴，65、上部视觉相机，66、下部视觉相机；

图1中实心箭头代表载带的走向；空心箭头代表离型纸的走向。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

结合图1、图2、图3、图4、图8、图9和图10，一种剥离式补强板假贴机，包括机架1，机架1上滑动安装有由X向运动机构2驱动用于放置FPC并对FPC进行加热的FPC定位加热平台3，X向运动机构2优先采用丝杠传动的电动滑台，当然X向运动机构2也可以直接采用气缸等等，都可以实现，本领域技术人员可根据实际情况进行选择，在此不再赘述；机架1上设有用于放置载带卷并输出载带及回收离型纸的送料机构4；机架1上且位于载带的输送线路上设有用于将载带上的单体补强板剥离下来的剥离机构5，剥离机构5包括：通过调节机构51滑动安装于机架1上且相对设置的物料剥离板52和物料承载板53，两者之间设有仅供离型纸通过的剥离间隙54，物料剥离板52上表面具有载带贴附平面521，物料承载板53上表面具有接收剥离出的单体补强板的承载平面531；设于剥离间隙54下方的用于将离型纸向后弯折并抱紧的抱紧机构55；机架1上还设有用于将剥离出的单体补强板贴合于FPC上的贴装机构6，贴装机构6包括：沿Y向设于机架1上的支撑梁61，在支撑梁61上设置Y向运动机构62，Y向运动机构62优先采用丝杠传动的电动滑台，当然Y向运动机构62也可以直接采用气缸等等，都可以实现，本领域技术人员可根据实际情况进行选择，在此不再赘述；安装于Y向运动机构62上的Z向和θ角旋转运动机构63，在Z向和θ角旋转运动机构63上安装有补强板吸嘴64，补强板吸嘴64上设有若干与真空管路(图中未标出)连通的真空吸孔(图中未标出)，通过补强板吸嘴64可吸取单体补强板；安装于Y向运动机构62上的用于确定FPC上补强位置的上部视觉相机65；安装于机架1上用于确定补强板吸嘴64上吸取的单体补强板位置的下部视觉相机66，下部视觉相机66位于补强板吸嘴64的Y向运动轨迹范围内。

如图5和图6共同所示，上述FPC定位加热平台3包括由上到下依次设置在一起的FPC吸附底板31、加热板32和隔热板33；FPC吸附底板31上设有若干呈矩形阵列布置且竖向设置的通孔311，加热板32的上表面上设有用于连通若干通孔311的气道321，加热板32上还设有加热元件(图中未标出)，气道321的接口处(图中未标出)通过管路连接真空泵(图中未标出)；通过隔热板33，防止热量传递到X向运动机构2上，延长X向运动机构2的使用寿命。

为了实现FPC的粗定位，便于上部视觉相机65确定FPC的位置，FPC吸附底板31上设有用于分别限定FPC两侧边位置的第一定位块312和第二定位块313；在放置FPC时，使FPC的两侧边分别抵靠第一定位块312和第二定位块313。

第一定位块312和第二定位块313分别连接使自身伸出或缩回FPC吸附底板31表面的第一气缸314和第二气缸315的活塞杆，第一气缸314和第二气缸315均竖向设置，当FPC的尺寸发生变化时，可将第一定位块312和第二定位块313在第一气缸314和第二气缸315的驱动下缩至FPC吸附底板31表面以下，使得第一定位块312和第二定位块313的使用更加灵活。

结合图1、图2、图3和图7，送料机构4包括：转动安装于机架1上用于放置载带卷并输出载带的放料辊41；转动安装于机架1上用于回收离型纸的收料辊42；沿载带的行进方向位于放料辊41和收料辊42之间转动安装有用于引导载带的行进方向的多个导料辊43；设于机架1上且位于放料辊41与剥离机构5之间的用于精确输送载带的伺服夹送机构44，实现了补强板输送的自动化。

为了确保上述放料辊41放料后载带保持张紧状态，可采用恒张力控制器或者摩擦片等等，都可以实现，在此不再赘述。收料辊42可采用与放料辊41相同的结构。

伺服夹送机构44包括由动力装置441驱动的主动辊442，动力装置441优选为伺服电机或步进电机，主动辊442转动安装于机架1上，主动辊442的上方转动安装有从动辊443，主动辊442和从动辊443之间形成送料间隙444。

伺服夹送机构44还包括用于调节主动辊442和从动辊443之间夹紧力的夹紧力调节机构445，该夹紧力调节机构445包括设置在从动辊443两端的辊座446，辊座446滑动安装于机架1上，辊座446上设有调节螺杆447，辊座446与机架1之间设有压缩弹簧448，压缩弹簧448套装于调节螺杆447上。

如图8和图9共同所示，调节机构51包括：固定安装于机架1上的底座511；设于物料剥离板52、物料承载板53与底座511之间的燕尾槽导轨或T型槽导轨512；设于物料剥离板52与底座511之间的第一调节螺杆513，设于物料承载板53与底座511之间的第二调节螺杆514。通过第二调节螺杆514调节物料承载板53与补强板吸嘴64之间的位置关系；通过第一调节螺杆513和第二调节螺杆514调节剥离间隙54的大小，以适应不同规格的单体补强板的剥离。

抱紧机构55包括设于物料剥离板52下表面的离型纸贴附弧形面522，以及用于将离型纸顶靠于离型纸贴附弧形面522上的压辊551。通过压辊551将离型纸顶靠于离型纸贴附弧形面522上，避免载带贴附平面521上的载带翘起，顺利实现单体补强板剥离。

如图10所示，Z向和θ角旋转运动机构63包括Z向运动机构631以及安装于Z向运动机构631上的θ角旋转电机632，补强板吸嘴64安装于θ角旋转电机632的输出轴上，Z向运动机构631优先采用丝杠传动的电动滑台，当然Z向运动机构631也可以直接采用气缸等等，都可以实现，本领域技术人员可根据实际情况进行选择，在此不再赘述。

结合图1、图2和图3，为了提高工作效率，支撑梁61的两侧对称设有送料机构4、剥离机构5和贴装机构6，使用时，FPC定位加热平台3沿X向往复运动，两组送料机构4、剥离机构5和贴装机构6依次动作进行补强板的贴装，可以提高工作效率，降低生产成本；当然，每一组送料机构4、剥离机构5和贴装机构6可以完成一种补强板的贴装，两组上述机构便可以实现两种不同补强板的贴装；还可以在FPC吸附底板31上同时放置两片FPC，一次实现两片FPC贴装补强板，进一步提高了工作效率。

其工作原理如下：

将载带卷放置在放料辊41上；然后使载带通过送料间隙444，在主动辊442和从动辊443的输送下，实现载带的输送并使载带实现精确送料；然后使载带通过载带贴附平面521，离型纸进入剥离间隙54在抱紧机构55的作用下向后弯折，从而将单体补强板从载带上剥离下来，剥离出的单体补强板进入承载平面531，以备补强板吸嘴64吸取单体补强板；离型纸通过导料辊43输送到收料辊42；

将FPC放置在FPC吸附底板31上，使真空泵抽真空，通过通孔311和气道321使FPC紧紧吸附在FPC吸附底板31上；通过X向运动机构2驱动FPC定位加热平台3运动，使FPC沿X向移动到靠近支撑梁61的位置；通过加热元件对FPC进行加热，使FPC在粘贴单体补强板前预热到工作温度，以备单体补强板的粘贴；该过程与上述实现补强板单体化可同时进行；

通过Y向运动机构62带动补强板吸嘴64和上部视觉相机65运动，使上部视觉相机65移动到FPC的上方，对FPC上的MARK点(也称基准点)进行扫描，从而确定FPC上的补强位置；然后使Y向运动机构62驱动补强板吸嘴64和上部视觉相机65沿Y向反向移动到承载平面531的上方，通过补强板吸嘴64将剥离机构5剥离出的的单体补强板进行吸取；然后使Y向运动机构62带动补强板吸嘴64和单体补强板运动，当Y向运动机构62带动补强板吸嘴64连同单体补强板运动到下部视觉相机66的上方时，下部视觉相机66对单体补强板的位置进行扫描，从而确定出单体补强板需旋转的角度和沿Y向移动的距离以及FPC需沿X向移动的距离；通过X向运动机构2使FPC移动到相应的位置，通过Y向运动机构62使单体补强板移动到相应的位置，通过θ角旋转电机632使单体补强板旋转到正确的角度；然后Z向运动机构631带动补强板吸嘴64下移，最终完成单体补强板向FPC的精确贴装。

本发明提供的剥离式补强板假贴机，取代了传统的人工贴装，可以实现补强板向FPC的精确贴装，生产效率可达1.3s～1.6s/片，贴装精度可达±0.065mm，可显著提高生产效率，降低生产成本，实际生产中设备稳定性高、产品质量可靠。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.剥离式补强板假贴机，包括机架，其特征在于，

所述机架上滑动安装有由X向运动机构驱动用于放置FPC并对FPC进行加热的FPC定位加热平台；

所述机架上设有用于放置载带卷并输出载带及回收离型纸的送料机构；

所述机架上且位于载带的输送线路上设有用于将载带上的单体补强板剥离下来的剥离机构，所述剥离机构包括：

通过调节机构滑动安装于所述机架上且相对设置的物料剥离板和物料承载板，两者之间设有仅供离型纸通过的剥离间隙，所述物料剥离板上表面具有载带贴附平面，所述物料承载板上表面具有接收剥离出的单体补强板的承载平面；

设于所述剥离间隙下方的用于将离型纸向后弯折并抱紧的抱紧机构；

所述机架上还设有用于将剥离出的单体补强板贴合于FPC上的贴装机构，所述贴装机构包括：

沿Y向设于所述机架上的支撑梁，在所述支撑梁上设置Y向运动机构；

安装于所述Y向运动机构上的Z向和θ角旋转运动机构，在所述Z向和θ角旋转运动机构上安装有补强板吸嘴；

安装于所述Y向运动机构上的用于确定FPC上补强位置的上部视觉相机；

安装于所述机架上用于确定所述补强板吸嘴上吸取的单体补强板位置的下部视觉相机，所述下部视觉相机位于所述补强板吸嘴的Y向运动轨迹范围内；

所述下部视觉相机对单体补强板的位置进行扫描，从而确定出单体补强板需旋转的角度和沿Y向移动的距离以及FPC需沿X向移动的距离。

2.根据权利要求1所述的剥离式补强板假贴机，其特征在于，所述FPC定位加热平台包括由上到下依次设置在一起的FPC吸附底板、加热板和隔热板；所述FPC吸附底板上设有若干呈矩形阵列布置且竖向设置的通孔，所述加热板的上表面上设有用于连通若干所述通孔的气道，所述加热板上还设有加热元件，所述气道的接口处通过管路连接真空泵。

3.根据权利要求2所述的剥离式补强板假贴机，其特征在于，所述FPC吸附底板上设有用于分别限定FPC两侧边位置的第一定位块和第二定位块。

4.根据权利要求1所述的剥离式补强板假贴机，其特征在于，所述送料机构包括：

转动安装于所述机架上用于放置载带卷并输出载带的放料辊；转动安装于所述机架上用于回收离型纸的收料辊；沿载带的行进方向位于所述放料辊和收料辊之间转动安装有用于引导载带的行进方向的多个导料辊；

设于所述机架上且位于所述放料辊与所述剥离机构之间的用于精确输送载带的伺服夹送机构。

5.根据权利要求4所述的剥离式补强板假贴机，其特征在于，所述伺服夹送机构包括由动力装置驱动的主动辊，所述主动辊转动安装于所述机架上，所述主动辊的上方转动安装有从动辊，所述主动辊和从动辊之间形成送料间隙。

6.根据权利要求1所述的剥离式补强板假贴机，其特征在于，所述调节机构包括：

固定安装于所述机架上的底座；

设于所述物料剥离板、物料承载板与所述底座之间的燕尾槽导轨或T型槽导轨；

设于所述物料剥离板与所述底座之间的第一调节螺杆，设于所述物料承载板与所述底座之间的第二调节螺杆。

7.根据权利要求6所述的剥离式补强板假贴机，其特征在于，所述抱紧机构包括设于所述物料剥离板下表面的离型纸贴附弧形面，以及用于将离型纸顶靠于所述离型纸贴附弧形面上的压辊。

8.根据权利要求1所述的剥离式补强板假贴机，其特征在于，所述Z向和θ角旋转运动机构包括Z向运动机构以及安装于所述Z向运动机构上的θ角旋转电机，所述补强板吸嘴安装于所述θ角旋转电机的输出轴上。

9.根据权利要求1至8中任意一项权利要求所述的剥离式补强板假贴机，其特征在于，所述支撑梁的两侧对称设有所述送料机构、剥离机构和贴装机构。