一种用于键盘膜打孔的自动化生产线的制作方法

本发明涉及一种键盘膜打孔生产线，尤其涉及一种用于键盘膜打孔的自动化生产线。

背景技术：

薄膜键盘以成本低、工艺简单和手感好等优势占有着绝大部分市场，日常生活中所使用的键盘基本都是薄膜键盘。通过查看薄膜电路，可以发现薄膜电路是由上、中、下三层组成，其中上下两层均为控制电路层，即导电薄膜，是使用导电涂料在薄膜印刷出电路，并在按键的下方都设有相应的触点；中间一层为隔离层，即键盘膜，在键部分同样设有圆形触点(或挖空形成孔)，在按下键帽时，实现上下两层电路的联通，产生出相应的信号。

传统的键盘膜打孔工作由人工操作完成，工人依次把键盘膜通过手工放到指定的位置，通过传统的打孔机进行多个位置的打孔。传统的键盘膜打孔工艺具有高人工成本、低生产效率和对工人技艺的依赖性强等缺点。随着我国人口红利的消失，劳动力价格上涨是必然趋势，对传统制造业的自动化改造成为一个热门的趋势。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决传统键盘膜打孔工艺高人工成本、低生产效率和对工人技艺的依赖性强等难题，提供一种用于键盘膜打孔的自动化生产线。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：一种用于键盘膜打孔的自动化生产线，包括支架、分页装置、取膜装置、放膜装置、打孔机以及打孔工作台，所述打孔机安装在打孔工作台上，所述打孔工作台的台面上设置物料暂存台，该物料暂存台与打孔机的打孔位置相对应，所述分页装置和打孔工作台并排排列且其出料口朝向打孔工作台，所述支架具有顶梁，该顶梁位于分页装置和打孔工作台的上方，所述取膜装置和放膜装置分别通过移动机构安装在支架上，且沿分页装置至打孔工作台的方向依次排布，所述分页装置对成叠的键盘膜进行分页，而取膜装置从分页装置获取单张键盘膜将其运送至打孔工作台并放置于物料暂存台上，而放膜装置则从物料暂存台上取膜并运送至打孔机并放置于打孔位置上，从而分页装置、取膜装置、放膜装置和打孔机之间配合完成键盘膜打孔的自动化生产。

所述物料暂存台上相对设置两个位置调整块，位置调整块上嵌有强力磁铁，通过磁铁吸附在物料暂存台上。

作为本发明的一个实施例，所述放膜装置和取膜装置采用相同的结构，具体地，它们分别包括与移动机构连接的气缸连接件、气缸和吸盘组件，所述气缸安装在气缸连接件底端，而所述吸盘组件则安装在气缸上，在取膜时气缸启动，吸盘组件向下移动吸取键盘膜，取膜后吸盘组件回复至起始位置，当取膜装置/放膜装置移动至物料暂存台/打孔机后，气缸再次启动，吸盘组件再次向下移动至最低位并放下吸取键盘膜，完成操作后吸盘组件再次回复至起始位置。

所述吸盘组件包括吸盘支撑架和吸盘组。本发明中，所述吸盘组包括至少3个与真空系统连接的气动吸盘，所有气动吸盘在吸盘支撑架上的分布能够使键盘膜被牢牢吸住并呈水平状态。

作为本发明的一个实施例，所述吸盘支撑架为水平设置的U形件。

进一步地，所述吸盘组件还包括至少一对光纤传感器，所述光纤传感器相对设置，用于检测键盘膜两侧是否均位于指定位置上，若键盘膜放置到位，启动气缸和吸盘组件进行吸取键盘膜的动作，反之气缸和吸盘组件不产生取膜动作。

本发明所述移动机构包括直线导轨结构、电机和齿条，所述直线导轨结构的导轨和齿条平行安装在支架的顶梁上，所述电机安装在直线导轨的滑块上并与放膜装置/取膜装置的气缸连接件连接，所述电机输出端的齿轮与齿条啮合，电机启动带动放膜装置/取膜装置沿直线导轨和齿条做直线运动，完成键盘膜的运送。

进一步地，本发明还包括导向机构，该导向机构包括导向轴，所述导向轴与支架顶梁平行且两端安装在支架上，所述气缸连接件与导向轴接触，在放膜装置和取膜装置移动时增强移动的稳定性。

本发明所述的分页装置包括机架、上料机构、吹风元件和压料机构，所述机架面向打孔工作台那一侧设有出料口，所述上料机构、吹风元件和压料机构设置在机架上，所述吹风元件设置在与机架出料口相对的一侧，在取膜装置取膜时执行吹风动作去除膜之间的静电，达到分页目的，所述压料机构设置在机架的上，用于在取膜操作中防止键盘膜被吹散。

所述上料机构包括料架以及料架升降机构，所述料架包括上料板、上料底板和可随上料板升降的支撑机构，所述上料底板固定在机架上，所述支撑机构安装在上料底板上，其顶端与上料板底面连接，所述料架升降机构设置在上料底板上且与上料板底部连接，随着上料板上的键盘薄膜减少料架升降机构驱动上料板和支撑机构上升，使键盘薄膜始终处在取膜装置的取膜行程范围内。

所述料架升降机构由上料电机、齿轮减速机和丝杆构成，所述丝杆支撑上料板，上料电机通过齿轮减速机与丝杆连接。所述支撑结构由四根光杆构成，该四根光杆通过轴承安装定在上料底板上且受轴承限制只做轴向运动。

所述压料机构包括至少一个压料气缸和至少一个下压气缸，所述下压气缸设置在所述上料板的上方，对上料板上的键盘膜物料施以下压的作用力，压紧物料避免吹散，所述压料气缸为旋转下压气缸，与吹风元件同侧设置，并位于上料机构和吹风元件之间，用于在取膜后压紧下面的键盘膜避免被吹散。

进一步地，所述分页装置还包括行程开关传感器，该行程开关传感器设置在下压气缸上，用于检测料架上键盘膜的来料情况，当键盘膜物料来到设定位置时触发行程开关传感器，触发取膜装置、吹风元件和上料机构动作，当物料高度不足时通知启动料架升降机构带动料架向上运动，使物料来到设定位置，完成自动上料动作。

本发明还包括成品箱和废品箱，它们位于打孔工作台出料的一侧，并沿放膜装置运动方向排列，打孔结束后，打孔机的视觉系统对键盘膜进行检查，若为合格品通知放膜装置取键盘膜并将其运送放入成品箱，若是不合格品则运送放入废品箱，自动完成成品和废品的分类。

本发明还包括基座，所述打孔工作台、分页装置、成品箱和废品箱均放置在基座上，而所述支架也固定在基座上。

本发明还包括电控柜，其安装在支架上，控制打孔机、吸膜装置和分页装置的工作。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1. 本发明提供的用于键盘膜打孔的自动化生产线包括分页装置、取膜装置、放膜装置及打孔机，分页装置对键盘膜物料进行自动分页，取膜装置则获取经分页所得的单张键盘膜将其送至打孔工作台的物料暂存台上，启动放膜装置取膜直接送至打孔机的打孔位置进行打孔，可以实现键盘膜的自动分页和打孔，满足工艺需求，无需人工进行操作，解决了传统键盘膜打孔工艺高人工成本、低生产效率和对工人技艺的依赖性强等难题。

2. 本发明提供的键盘膜打孔的自动化生产线整体结构简单、生产制造容易、维护方便。

3. 本发明设置取膜装置和放膜装置，由取膜装置取膜送至打孔机的物料暂存台上，再由放膜装置取膜送至打孔机进行打孔再在打孔完毕后将键盘膜移送至成品箱或废料箱。在放膜装置取膜打孔和将键盘膜移走的过程中，取膜装置继续进行取膜工序，即可以在打孔的同时进行取料工序，通过放膜装置和取膜装置的配合大大地提高键盘膜打孔生产效率。

4.本发明的分页装置通过行程开关传感器的感应可以实现键盘膜物料的自动上料，通过气动吸盘和电机以及气缸的巧妙设计可以完成键盘膜的自动上料和分料。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

图1是本发明实施例的用于键盘膜打孔的自动化生产线的结构示意图；

图2是本发明实施例的取膜机构示意图；

图3是本发明实施例的放膜机构示意图；

图4是本发明实施例的分页装置示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的用于键盘膜打孔的自动化生产线，包括电控柜5、基座1、支架19、分页装置、取膜装置、打孔机16、打孔工作台20、以及用于将键盘膜送至打孔机16的放膜装置、成品箱17和废料箱18。支架19具有两个支柱以及连接两个支柱的顶梁，两个支柱的底端固定在基座1上。取膜装置和放膜装置分别通过移动机构按照键盘膜输送方向从右至左设置在支架19顶梁上。分页装置、打孔工作台20、成品箱17和废料箱18按照键盘膜输送方向从右至左放置在基座1上并位于支架19顶梁下方。打孔机16安装在打孔工作台20上。打孔工作台20的台面上设置物料暂存台12，该物料暂存台12与打孔机16的打孔位置对应。物料暂存台12上相对设置两个位置调整块，两个位置调整块位于物料暂存台12的两侧。位置调整块上嵌有强力磁铁，通过磁铁吸附在物料暂存台上。进行键盘膜打孔工作时，取膜装置的起始位置位于分页装置上方，获取分页后的单张键盘膜后由移动机构带动移至物料暂存台12上方并将膜放下，然后系统通知放膜装置进行取膜，放膜装置取膜后将膜送至打孔机16的打孔位置上，打孔机16进行打孔工序并打孔结束后，打孔机16的视觉系统对键盘膜进行检查，若为合格品通知放膜装置取键盘膜并将其运送放入成品箱，若是不合格品则运送放入废料箱17，自动完成成品和废品的分类。

本实施例中，取膜装置和放膜装置分别通过移动机构与支架19连接，为区别二者，取膜装置的移动机构称为取膜移动机构，放膜装置的移动机构称为放膜移动机构。取膜移动机构和放膜移动机构均由直线导轨结构、电机和齿条8构成，在本实施例中，二者共同使用齿条8和直线导轨结构的导轨。导轨上设置两个滑块，分别为取膜滑块和放膜滑块。取膜移动机构和放膜移动机构中的电机分别称为取膜电机10和放膜电机13。取膜电机10与取膜滑块连接，其输出端的齿轮与齿条8啮合。放膜电机13与放膜滑块连接，其输出端的齿轮与齿轮8啮合。

如图2和3所示，取膜装置和放膜装置采用相同的结构，构成部件分别包括与移动机构连接的气缸连接件、气缸和吸盘组件。以下分别对它们的具体结构，为区别二者，对上述部件分别进行限定，如取膜装置的气缸连接件称为取膜气缸连接件，放膜装置的气缸连接件称为放膜气缸连接件，以次类推。

如图2所示，取膜装置包括与取膜电机10连接的取膜气缸连接件11、取膜气缸22和取膜吸盘组件。其中取膜气缸22安装在取膜气缸连接件11底端，而取膜吸盘组件则安装在取膜气缸22输出端上，在取膜时取膜气缸22驱动取膜吸盘组件向下移动吸取键盘膜，取膜后取膜吸盘组件回复至起始位置，当取膜装置移动至物料暂存台12后，取膜气缸22再次驱动取膜吸盘组件再次向下移动至最低位并放下键盘膜，完成操作后吸盘组件再次回复至起始位置。取膜吸盘组件由取膜吸盘支撑架9和取膜吸盘组。取膜吸盘支撑架9为水平设置的U形件。取膜吸盘组由6个与真空系统连接的取膜气动吸盘21。所有放膜气动吸盘对称地分布在放膜吸盘支撑架9上，能够使键盘膜被牢牢吸住并呈水平状态。

如图3所示，放膜装置包括与放膜电机13连接的放膜气缸连接件14、放膜气缸29和放膜吸盘组件。其中放膜气缸29安装在放膜气缸连接件14底端，而放膜吸盘组件则安装在放膜气缸29输出端上，在放膜工序时放膜气缸29驱动放膜吸盘组件向下移动吸取键盘膜，取膜后放膜吸盘组件回复至起始位置，当放膜装置移动至打孔机16后，放膜气缸29再次驱动放膜吸盘组件再次向下移动至最低位并放下键盘膜，完成操作后吸盘组件再次回复至起始位置。放膜吸盘组件由放膜吸盘支撑架15和放膜吸盘组。放膜吸盘支撑架15为水平设置的U形件。放膜吸盘组由6个与真空系统连接的放膜气动吸盘30，所有放膜气动吸盘30对称地分布在放膜吸盘支撑架15上，能够使键盘膜被牢牢吸住并呈水平状态。

本实施例还包括导向机构，该导向机构由导向轴7构成，导向轴7与支架2顶梁平行且两端安装在支架2的支柱上，各气缸连接件与导向轴7接触，在放膜装置和取膜装置移动时增强移动的稳定性。

分页装置包括机架2、上料机构、吹风元件6和压料机构，机架2面向打孔工作台20那一侧设有出料口。上料机构、吹风元件6和压料机构设置在机架2上。吹风元件6设置在与机架2出料口相对的一侧，在取膜装置取膜时执行吹风动作去除膜之间的静电，达到分页目的，压料机构设置在机架2的上，用于在取膜操作中防止键盘膜被吹散。上料机构包括料架以及料架升降机构，料架包括上料板25、上料底板和可随上料板升降的支撑机构，上料底板固定在机架2上，支撑机构安装在上料底板上，其顶端与上料板底面连接，料架升降机构设置在上料底板上且其输出端与上料板25底部连接，随着上料板25上的键盘薄膜减少料架升降机构驱动上料板25和支撑机构上升，使键盘薄膜始终处在取膜装置的取膜行程范围内。料架升降装置由上料电机4、齿轮减速机和丝杆3构成。丝杆3支撑上料板25，上料电机4通过齿轮减速机与丝杆3连接。支撑结构由四根光杆23构成，该四根光杆23通过轴承安装在上料底板上且受轴承限制只做轴向运动。

压料机构包括两个压料气缸28和两个下压气缸27。两个下压气缸27设置在上料板25上方的机架2顶梁上，对上料板25上的键盘膜物料施以下压的作用力，压紧物料避免吹散.两个压料气缸28为旋转下压气缸，与吹风元件6同侧设置，并位于上料机构和吹风元件6之间，用于在取膜后压紧下面的键盘膜避免被吹散。

分页装置还设置有行程开关传感器26，该行程开关传感器26设置在下压气缸27上，用于检测料架上键盘膜的来料情况，当键盘膜物料来到设定位置时触发行程开关传感器26，触发取膜装置、吹风元件6和上料机构动作，当物料高度不足时通知启动料架升降装置带动料架向上运动，使物料来到设定位置，完成自动上料动作。

使用本发明的用于键盘膜打孔的自动化生产线进行实际生产时，操作者首先将一定高度的键盘膜24物料在上料板 25上固定，然后操作电控柜 5，先对系统进行复位，然后启动自动模式，进行生产。 自动生产过程中，首先上料电机4驱动丝杆3将上料板25往上运输，当上料板25上的键盘膜24挤压到行程开关传感器26时，行程开关传感器26将信号反馈给电控柜5，接着取料电机10驱动取膜装置来到键盘膜24上方，取膜气缸22动作，取膜气动吸盘21与键盘膜24接触，触发抽真空动作，将键盘膜24吸住，压料气缸28将键盘膜24压住，同时吹气元件6执行吹气动作，取膜气缸22复位，将键盘膜24吸起分页，接着取料电机10带动取膜装置将分页所得的单张键盘膜24运送到物料暂存台12上方，取膜气缸22动作，抽真空动作结束，键盘膜24牢靠放在物料暂存台12上，接着取料电机10动作，再次返回取膜，与此同时，放料电机13动作，驱动放膜装置运动到物料暂存台12上方，接着放膜吸盘气缸29动作，放膜气动吸盘30触碰到键盘膜24后触发抽真空动作将键盘膜24吸住，紧接着放膜吸盘气缸29复位，放料电机13驱动放膜装置到打孔机16处执行打孔操作，打孔操作结束后，视觉系统将对打孔的效果进行评判，当打孔无效时，放料电机13带动放膜装置将键盘膜24放到废料箱18中，否则，放料电机13带动放膜装置将键盘膜24放到成品箱17中。依次进行循环工作。

本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之中。