一種具有雙相定位功能的自動FPC貼合機的制作方法

本實用新型涉及自動化設備技術領域，尤其是一種具有雙相定位功能的自動FPC貼合機。

背景技術：

FPC板即柔性電路板（Flexible Printed Circuit），由于比較柔軟不便于加工處理，一般需要先將FPC板貼在較為剛硬的載板上，然后再進行后續加工處理，傳統方式普遍采用人工作業將FPC板貼在載板表面，這種方式在實際加工過程中，工作效率低，且生產成本較高。

有技術針對貼板方式進行了改進，研發出了一些自動貼板作業設備，如中國專利申請CN204836815U，公開了用一種自動貼板機對FPC板進行自動貼板作業，其不足之處在于：①公開了頂部相機和底部相機，但頂部相機需要專門設置橫梁、電機、絲杠來安裝及調節位置，但頂部相機僅能在絲杠上前后移動，取景范圍小且不便調節，底部相機設置于上料倉與貼裝位之間，無法對載板進行拍照定位，僅通過連續兩次對FPC板拍照定位難以確保FPC板貼到載板上的指定位置；②公開了通過FPC板直接貼裝在載板上，FPC板與載板之間并無吸力，要么通過在FPC板與載板之間設置膠黏劑來粘合，這樣會有FPC板后期難以從載板上剝離、膠黏劑殘留等問題，要么通過在載板上設置獨特結構來固定FPC板，這樣會增加設計加工成本。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術的不足，本實用新型提供了一種具有雙相定位功能的自動FPC貼合機及貼板方法。

一種具有雙相定位功能的自動FPC貼合機，包括機架、FPC板料倉、蓋板料倉、輸料裝置、取料裝置、位置捕捉裝置、傳感機構和控制裝置，所述機架上設有水平布置的機架平臺，輸料裝置包括水平布置在機架平臺上的用于共同輸送載板的至少一對并列設置的傳送帶組，FPC板料倉和蓋板料倉分別布置在輸料裝置的兩側，輸料裝置的后段為貼裝位，取料裝置包括架設在輸料裝置前段上方的四軸機械手、設置在機械手末端升降桿和設置在升降桿上的吸料盤，所述吸料盤包括吸盤和設于其上的若干個用于吸附物料的真空吸嘴，位置捕捉裝置包括設置在機械手末端的上位相機和設置在機架平臺上的下位相機，以及分別設置在下位相機上方和貼裝位下方的第一背光源和第二背光源，傳感機構包括設置在FPC板料倉、蓋板料倉和輸料裝置上的用于檢測物料位置的若干個傳感器，控制裝置包括顯示裝置、控制按鈕和處理器，控制裝置與FPC板料倉、蓋板料倉、輸料裝置、取料裝置、位置捕捉裝置、傳感機構電性連接。

優選地，所述FPC板料倉和所述蓋板料倉結構相同，包括：升降板、定位機構和設置于升降板下方的升降機構，所述定位機構包括定位板，位于升降板上的定位槽和定位桿，定位桿通過設于其底部的磁吸底座與所述機架平臺磁吸連接；所述升降機構包括升降電機、水平設置的同步帶傳動機構、豎直設置的升降絲杠；所述機架平臺下方設置有軸承板，所述升降電機和同步帶傳動機構設置于軸承板下方；所述軸承板上安裝有升降絲杠螺母副，所述升降絲杠螺母副包括滾珠軸承和升降絲杠螺母，所述升降絲杠的上端固定在所述升降板上，所述升降絲杠的下端穿過所述升降絲杠螺母；所述升降電機通過同步帶傳動機構與升降絲杠螺母傳動連接，帶動所述升降絲杠轉動；所述升降絲杠螺母與所述升降絲杠螺紋配合升降，使升降板相對于機架平臺升降。

優選地，所述輸料裝置包括連續設置的兩對所述傳送帶組，每對傳送帶組并列設置，同一側的兩個傳送帶組同一方向連續設置且通過一軌道連板固定連接，每個傳送帶組包括一傳送皮帶、用于支撐傳送皮帶的傳送主動輪和四個傳送從動輪、設于傳送皮帶下方的皮帶托條、用于驅動傳送主動輪的傳送電機和用于支撐傳送帶組的軌道墊板，所述傳送帶組通過軌道墊板與所述機架平臺連接。

進一步，所述軌道連板的外側面還安裝有一壓緊氣缸和兩個滑軌座，壓緊氣缸的推桿上固定連接一用于壓緊載板的折彎型壓板，壓板上設有對應滑軌座的兩個滑塊，壓板通過滑塊與滑軌座的配合與軌道連板活動連接。

進一步，所述輸料裝置的末端設有定位氣缸，定位氣缸的推桿上固定連接一用于阻擋定位所述載板的擋板。

優選地，所述吸料盤包括所述吸盤和設于吸盤上的至少一組真空組件，每組真空組件包括依次用導管相連的壓縮空氣源、真空電磁閥、真空發生器、真空分支塊和若干個所述真空吸嘴，所述真空吸嘴包括固定座、連接桿、吸嘴本體和橡膠吸嘴，所述固定座的底部與所述吸嘴本體的頂部通過連接桿活動連接且連接桿的一端能夠在固定座或吸嘴本體內沿軸向往復運動和繞軸向轉動，連接桿外套有兩端分別抵接固定座和吸嘴本體的壓縮彈簧，所述吸嘴本體的底部設置有一凸出部，吸嘴本體的一側面設置有用于外接導管的連接氣咀，所述連接氣咀與凸出部之間設置有貫通的真空抽氣通道，所述橡膠吸嘴套接于所述凸出部上，且橡膠吸嘴的吸附面與所述真空抽氣通道貫通。

優選地，所述傳感機構包括設置于所述定位板上的用于檢測料倉內物料是否到達指定高度范圍的第一傳感器、設置于所述升降板上的用于檢測料倉是否空倉狀態的第二傳感器、設置于升降板下方的用于檢測升降板位置的第三傳感器、設置于每對所述傳送帶組末端的用于檢測傳送帶組上物料是否到達的第四傳感器。

進一步，所述機架外還設有機罩，機罩的左、右封板上分別設有與所述輸料裝置的進、出端對應的進料口和出料口，機罩的前、后封板上部分別設有與機罩頂板鉸接的前門和后門，所述前門和后門上分別設有透明板，機罩的前、后封板下部分別設有可拆卸的前蓋板和后蓋板，所述控制裝置的機箱安裝于所述機架平臺下部的安裝架上，所述機架的四個支撐腿下分別安裝有高度調節底座。

相較于現有技術，本實用新型的有益效果是：①公開了上位相機和下位相機，其中上位相機安裝在機械師末端，能夠隨著機械手的移動而移動，取景范圍大，方便安裝，調節靈活，且能夠對載板進行拍照定位，結合下位相機分別對FPC板和蓋板進行拍照定位，從而可以通過處理器計算而控制取料裝置運動將FPC板和蓋飯依次準確貼裝在載板上；②設置了蓋板料倉，通過蓋板與載板之間的磁吸力將FPC板貼合在載板上，既貼合牢固不易滑移錯位，又方便后期FPC板從載板上分離，不會有任何污染殘留。

以下將結合附圖對本實用新型的構思、具體結構及產生的效果作進一步說明，以充分地理解本實用新型的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是實施例中具有雙相定位功能的自動FPC貼合機的外部結構示意圖；

圖2是實施例中具有雙相定位功能的自動FPC貼合機的內部結構示意圖；

圖3是實施例中具有雙相定位功能的自動FPC貼合機的料倉底部的結構示意圖；

圖4是實施例中具有雙相定位功能的自動FPC貼合機的料倉上部的結構示意圖；

圖5是實施例中具有雙相定位功能的自動FPC貼合機的輸料裝置的結構示意圖；

圖6是圖5中壓板機構的結構示意圖；

圖7是實施例中具有雙相定位功能的自動FPC貼合機的取料機構的結構示意圖（省略了上位相機結構）；

圖8是實施例中具有雙相定位功能的自動FPC貼合機的吸料盤的結構示意圖

圖9是實施例中具有雙相定位功能的自動FPC貼合機的真空吸嘴的結構示意圖；

其中：1-機架，11-機架平臺，12-機罩，121-前門，122-后門，123-透明板，21-FPC板料倉，211-升降板，212-定位板，213-定位槽，214-定位桿，215-升降電機，2161、2162、2163、2164-導桿，217-升降絲杠，218-升降絲杠螺母副，22-蓋板料倉，3-輸料裝置，31、32、33、34-傳送帶組，312-傳送主動輪，313、314、315、316-傳送從動輪，317-皮帶托條，318-傳送電機，319-軌道墊板，36-軌道連板，371-壓緊氣缸，372、373-滑軌座，374-壓板，381-定位氣缸，382-擋板，4-取料裝置，41-機械手，42-升降桿，43-吸料盤，431-吸盤，432-真空吸嘴，4321-底座，4323-連接桿，4324-吸嘴本體，4325-橡膠吸嘴，4326-壓縮彈簧，4327-連接氣咀，433-真空電磁閥，434-真空發生器，435-真空分支塊，51-上位相機，52-下位相機，53-第一背光源，54-第二背光源，61-第一傳感器，62-第二傳感器，63-第三傳感器，64-第四傳感器，71-顯示裝置，72-控制按鈕。

具體實施方式

為了便于理解本實用新型，下面結合附圖和具體實施例，對本實用新型進行更詳細的說明。

需要說明的是，當元件被稱為“連接”另一個元件，它可以死直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件，本說明書所使用的術語“固定”、“連接”、“前”、“后”、“左”、“右”、“頂”、“底”以及類似表述只是為了說明的目的；本說明書附圖中省略了電線、氣管、皮帶等，具體根據實施例中的實際情況而定。

本說明書實施例中的“機械手”選用的是三菱公司的四軸機器人，“上位相機”和“下位相機”選用的是CCD高精度相機，但本說明書中所使用的技術和科學術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是用于限制本實用新型，本說明書中使用的“物料”是指FPC板、蓋板、載板或隔離紙，具體根據實施例中的實際情況而定，本實施例中所采用的載板是一種磁性載板，蓋板是一種導磁蓋板，載板和蓋板能夠磁性相吸。

如圖1-9所示，一種具有雙相定位功能的自動FPC貼合機，包括機架1、FPC板料倉21、蓋板料倉22、輸料裝置3、取料裝置4、位置捕捉裝置、傳感機構和控制裝置，機架1上設有水平布置的機架平臺11，輸料裝置3包括水平布置在機架平臺11上的用于共同輸送載板的至少一對并列設置的傳送帶組（31、32），FPC板料倉21和蓋板料倉22分別布置在輸料裝置3的兩側，輸料裝置3的后段為貼裝位，取料裝置4包括架設在輸料裝置3前段上方的四軸機械手41、設置在機械手41末端的升降桿42和設置在升降桿42上的吸料盤43，吸料盤43包括吸盤431和設于其上的若干個用于吸附物料的真空吸嘴432，位置捕捉裝置包括設置在機械手41末端的上位相機51和設置在機架平臺11上的下位相機52，以及分別設置在下位相機52上方和貼裝位下方的第一背光源53和第二背光源54，傳感機構包括設置在FPC板料倉21、蓋板料倉22和輸料裝置3上的用于檢測物料位置的若干個傳感器，控制裝置包括顯示裝置71、控制按鈕72和處理器，控制裝置與FPC板料倉21、蓋板料倉22、輸料裝置3、取料裝置4、位置捕捉裝置、傳感機構電性連接。

在本實用新型的工作過程中，層疊的FPC板疊放于FPC板料倉21中，每張FPC板上方覆蓋一張隔離紙，層疊的蓋板疊放于蓋板料倉22中，載板搭放于相對的相對的兩個傳送帶組31上，傳送帶組31攜帶著載板朝貼裝位移動，當載板移動至貼裝位正上方時，設在輸料裝置3上的傳感器感應到載板然后發信號給控制裝置控制傳送帶組31停止；同時，取料裝置4移動至FPC板料倉21上方吸附一張隔離紙后，將隔離紙放置于機架平臺11上，然后又移動至FPC板料倉21上方吸附一張FPC板，將FPC板移動至下位相機52上方，在第一背光光源的照射下，下位相機52捕捉FPC板上的一個標定圖像并傳送給處理器，取料裝置4將FPC板移至下一位置，下位相機52捕捉FPC板上的另一個標定圖像并傳送給處理器，經數字化處理后處理器計算出FPC板上兩個標定圖像的坐標；然后取料裝置4吸附FPC板移動至貼裝位上方，在第二背光光源的照射下，上位相機51分別捕捉載板上的兩個標定圖像并傳給處理器，經數字化處理后計算出載板上的兩個標定圖像的坐標，處理器根據FPC板上兩個標定圖像坐標與載板上兩個標定圖像坐標的差異，計算出取料裝置4的運行路徑以使FPC板上兩個標定圖像坐標與載板上兩個標定圖像坐標相同，取料裝置4執行該運行路徑從而將FPC板準確貼在載板上的指定位置；然后取料裝置4移動至蓋板料倉22上方吸附一張蓋板，將蓋板移動至下位相機52上方，在第一背光光源的照射下，下位相機52分別捕捉蓋板上的兩個標定圖像并傳送給處理器，經數字化處理后處理器計算出蓋板上兩個標定圖像的坐標，取料裝置4吸附蓋板移動至貼裝位上方，處理器根據蓋板上兩個標定圖像坐標與載板上兩個標定圖像坐標的差異，計算出取料裝置4的運行路徑以使蓋板上兩個標定圖像坐標與載板上兩個標定圖像坐標相同，取料裝置4執行該運行路徑從而將蓋板壓在FPC板上并與載板上的指定位置對準，通過蓋板與載板之間的磁吸力將夾在其中的FPC板固定在載板上，此時，控制裝置控制傳送帶組31繼續載著貼有FPC板和蓋板的載板退出輸料裝置3，完成該FPC板的貼板過程；然后后續的一載板繼續運至貼裝位上方，而后重復上述動作并完成另一FPC板的貼板過程。

綜合上述情況可知，通過上述結構設計，本實用新型能夠自動且高效地完成FPC板的貼板作業，貼合精確，貼合效率高，不會產生殘留膠黏物。

作為優選的實施方式，如圖3-4所示，FPC板料倉21和蓋板料倉22結構相同，包括：升降板211、定位機構和設置于升降板211下方的升降機構，定位機構包括定位板212，位于升降板211上的定位槽213和定位桿214，定位桿214通過設于其底部的磁吸底座與機架平臺11磁吸連接；升降機構包括升降電機215、水平設置的同步帶傳動機構、豎直設置的升降絲杠217；機架平臺11下方設置有軸承板，升降電機215和同步帶傳動機構設置于軸承板下方；軸承板上安裝有升降絲杠螺母副218，升降絲杠螺母副218包括滾珠軸承和升降絲杠螺母，升降絲杠217的上端固定在升降板211上，升降絲杠217的下端穿過升降絲杠螺母；升降電機215通過同步帶傳動機構與升降絲杠螺母傳動連接，帶動升降絲杠217轉動；升降絲杠螺母與升降絲杠217螺紋配合升降，使升降板211相對于機架平臺11升降。升降絲杠217設置于升降板211中心位置，在升降絲杠217外圍中心對稱設置有四根與升降絲杠217平行的導桿（2161、2162、2163、2164）。導桿（2161、2162、2163、2164）上端連接升降板211下方，下端穿過固定于機架平臺11下方的直線軸承。四根升降導桿（2161、2162、2163、2164）通過直線軸承作為導軌，在頂起或放下升降板211時使升降板211上下運動的穩定性和可靠性好。該料倉通過對料倉升降板211上設置的定位槽213與穿過定位槽213的可調節的固定在機架平臺11上的定位桿214，再結合升降板211兩邊緣的垂直設置的定位板212進行物料定位，來實現對不同大小的物料的整齊儲放；同時，通過升降機構的設置，實現料倉中物料的上升供料，配合取料裝置4的抓取，使取料裝置4在同一水平位置就能精準的抓取物料，不再需要通過設置取料裝置4的上下路程來配合料倉中的物料高度，簡化了取料裝置4的工作路徑，降低了取料裝置4的工作強度。

作為優選的實施方式，如圖5所示，輸料裝置3包括連續設置的兩對傳送帶組（31、32）和傳送帶組（33、34），每對傳送帶組并列設置，同一側的兩個傳送帶組在同一方向連續設置且通過一軌道連板36固定連接，每個傳送帶組包括一傳送皮帶、用于支撐傳送皮帶的傳送主動輪312和四個傳送從動輪（313、314、315、316）、設于傳送皮帶下方的皮帶托條317、用于驅動傳送主動輪312的傳送電機318和用于支撐傳送帶組31的軌道墊板319，傳送帶組通過軌道墊板319與機架平臺連接。

作為優選的實施方式，如圖6所示，軌道連板36的外側面還安裝有一壓緊氣缸371和兩個滑軌座372、373，壓緊氣缸371的推桿上固定連接一用于壓緊載板的折彎型壓板374，壓板374上設有對應滑軌座的兩個滑塊，壓板374通過滑塊與滑軌座的配合與軌道連板36活動連接。

作為優選的實施方式，如圖5所示，輸料裝置3的末端設有定位氣缸381，定位氣缸381的推桿上固定連接一用于阻擋定位載板的擋板382。

作為優選的實施方式，如圖7-9所示，吸料盤43包括吸盤431和設于吸盤431上的至少一組真空組件，每組真空組件包括依次用氣管相連的壓縮空氣源、真空電磁閥433、真空發生器434、真空分支塊435和若干個真空吸嘴432，真空吸嘴432包括底座4321、連接桿4323、吸嘴本體4324和橡膠吸嘴4325；底座4321的底部與吸嘴本體4324頂部通過連接桿4323活動連接且連接桿4323的至少一端能夠在底座4321或吸嘴本體4324內沿軸向往復運動和繞軸向轉動，連接桿4323外套有兩端分別抵接底座4321和吸嘴本體4324的壓縮彈簧4326，吸嘴本體4324的底部設置有一凸出部，吸嘴本體4324的一側面設置有用于外接氣管的連接氣咀4327，連接氣咀4327與凸出部之間設置有貫通的真空抽氣通道，橡膠吸嘴4325套接于凸出部上，且橡膠吸嘴4325的吸附面與真空抽氣通道貫通，底座4321包括相互連接的上座和下座，上座設置有空腔，下座上設置有限位孔，連接桿4323的頭部貫穿限位孔到達空腔，且該頭部設置有環形槽，環形槽上設置有彈性卡環，彈性卡環的最大寬度大于限位孔的直徑且小于空腔的最小寬度，連接桿4323的直徑小于限位孔的直徑。將吸料盤43通過升降桿42設置在機械手41上，使得吸料盤43隨機械手41的移動能夠在機械手41大范圍內實現對工件的抓取，方便快捷，自動化程度高；外接壓縮空氣源，利用真空電磁閥433控制真空發生器434來產生負壓，結構緊湊，綠色環保，且通過真空分支塊435，可以外接多個真空吸嘴432，根據需要來確定所需的真空吸嘴432數量，對工件的吸力大，能夠平穩吸取；采用橡膠吸嘴4325，為柔性材料，在與FPC板接觸時，不會損壞FPC；在橡膠吸嘴4325接觸到FPC板時，能夠起到緩沖作用，使得橡膠吸嘴4325壓住FPC板后，能夠更好地吸附住FPC板。將橡膠吸嘴4325的吸附面設置為圓錐形或圓筒形，能更好地與FPC板貼合。同時在實際應用中，由于真空吸嘴432會外接氣管，有的時候氣管較長，易發生扭曲，在真空吸嘴432上產生一個扭力，在使用過程中容易使真空吸嘴432在吸盤431上移位，使得真空吸嘴432吸取FPC板的位置變化，影響工作精確度，本實用新型的連接桿4323能夠繞軸向轉動，帶動真空吸嘴432轉動，抵消氣管的扭力，使得真空吸嘴432在吸盤431上不移位，提高工作的精確度。

作為優選的實施方式，如圖4-5所示，傳感機構包括設置于定位板212上的用于檢測料倉內物料是否到達指定高度范圍的第一傳感器61、設置于升降板211上的用于檢測料倉是否空倉狀態的第二傳感器62、設置于升降板211下方的用于檢測升降板211位置的第三傳感器63、設置于每對傳送帶組31末端的用于檢測傳送帶組31上物料是否到達的第四傳感器64。通過傳感器的設置，對物料是否達到指定位置，料倉是否空倉，升降板211下降位置的感應監測，來實現對加工過程中物料及料倉的運行狀況進行監控，大大提高了貼片機的料倉供料的自動化。

作為優選的實施方式，如圖1所示，機架1外還設有機罩12，機罩12的左、右封板上分別設有與輸料裝置3的進、出端對應的進料口和出料口，機罩12的前、后封板上部分別設有與機罩12頂板鉸接的前門121和后門122，前門121和后門122上分別設有透明板123，透明板123可選用PVC板，機罩12的前、后封板下部分別設有可拆卸的前蓋板和后蓋板，控制裝置的機箱安裝于機架平臺11下部的安裝架上，機架1的四個支撐腿下分別安裝有高度調節底座。

附圖中給出了本實用新型的較佳實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現，并不限于本說明書所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內容的理解更加透徹全面。