一种在线自动装配屏蔽罩上下盖的操作装置及流水线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及装配流水线技术领域，特别是一种在线自动装配屏蔽罩上下盖的操作装置及流水线。
【背景技术】
[0002]电子产品设计生产时，对于有特殊要求的部分，往往设计为一个单独的模组，模组通过排针、接头或连线与其他电路进行信号交换。有些模组由于需要较高的灵敏度或自身会产生较大的干扰信号，需要使用金属腔体对其进行包裹实现信号屏蔽，以隔离外界信号对其产生的干扰，或防止自身信号干扰其他电路的正常工作，如高灵敏度接收模组、前端滤波器、前端放大器、信号源、信号调制器等。
[0003]对于体积较大的模组，往往使用金属铸铝腔体或数控铣的铝腔体制作的屏蔽罩，对于小型内置模组，屏蔽隔离要求高的往往使用小型数控铣的铝腔体，屏蔽隔离要求不高的，为降低成本，大量使用铜皮或马口铁皮材质，采用金属冲压方式制作的屏蔽罩。装配好电子元器件的电路板被固定、定位在金属围框内部，其地线和金属围框形成电路连接，金属围框在电路板四周形成包围，金属上下盖分别从围框上方和下方扣合在金属围框上，使电路板的使电路板的6个方向实现与空间隔离，最终达到隔离外界信号的作用。
[0004]为将金属上下盖屏蔽罩扣合在金属围框上，目前工艺上主要采用3种方式:
方式I，完全由人工手动离线操作进行。操作员工将已装配好电路板的金属围框从流水线上取出，分别将上盖和下盖手工紧扣在金属围框上，再手动放回流水线以传送到下一工序。采用此种方式，行业平均效率为8个年轻男性操作工人单班8小时能完成2万只模组产品的金属上下盖屏蔽罩扣合工作。
[0005]方式2，使用I台半自动气动治具，离线操作，由人工辅助完成。两人一组，分成两个工位，第一个为手动工位，第二个配备半自动气动治具，为半自动工位。操作时，由第一个工位员工手动将已装配好电路板的金属围框从流水线上取出，将上盖和下盖初扣在金属围框上，再手动放回流水线传送到下一个工位。下一个工位员工从流水线上手动取出初扣后的模组产品后，将其手动置入半自动气动治具的下部，然后按下治具上的启动按钮，治具上的汽缸动作将治具上部的压块下压，压在下部初扣好的模组上，压力将金属上下盖屏蔽罩紧紧扣合在金属围框上，完成扣合，汽缸带动压块收回，再手动将上下盖扣合好的模组产品从气动治具上取出，置放回流水线继续向下道工序传递。由此完成一个产品的上下盖扣合的全部操作。采用此种方法，行业平均效率为，每组(两个工位)单班8小时能完成4000只模组产品的上下盖屏蔽罩扣合，效率比方式I低20%，但劳动强度略小；
方式3，使用两台半自动气动治具，离线操作，由人工辅助完成。两人I组，分成两个工位，第一个工位配备I台压扣上盖的半自动治具，第二个工位配备一个压扣下盖的半自动治具。操作时，由第一个工位员工手动将已装配好电路板的金属围框从流水线上取出，用一只手将其手动置入半自动气动治具下部，同时另一只手将金属上盖手动置入半自动气动治具上部对应位置，该位置内置有小型磁铁能吸附住金属上盖使其不会掉落，金属围框和上盖都放置到治具的相应位置后，操作人员两手都收回，同时按下治具上左右两个启动按钮，汽缸动作向下推动上盖向下压向金属围框，将上盖紧密扣合在金属围框上，汽缸收回，由于磁铁的吸附动作，被扣合好上盖的金属围框被吸附向上水平移动到治具上部，手工将其从治具取出，同时将其上下翻转180°再放回流水线传送给下一个工位。下一个工位从流水线上将已扣好上盖的模组产品取出后，使用治具完成下盖的扣合操作，其操作过程与上个工位相同，上下盖扣合好的模组产品从气动治具上取出再置放回流水线继续向下道工序传递。由此完成一个产品的上下盖扣合操作。采用此种方法，行业平均效率为每组(两个工位)单班8小时能完成4000只模组产品的金属上下盖屏蔽罩扣合工作，效率比方式I低20%，与方式2相同，但劳动强度略小。
[0006]由于方式2和3的操作效率较方式I低，并且会增加治具设计、制作、调校、维护成本，目前生产实际中普遍采用方式I。
[0007]金属屏蔽罩上下盖扣合后，必须达到四个标准:1、完全扣合到位，四角平整；2、扣合紧密，能满足I米水泥地垂直跌落后，任何扣合位置不能出现松动或翘起；3、表面不能有手指印、汗渍，以防止模组产品储存或使用中发生锈蚀；4、操作效率高，能满足流水线大批量生产要求。鉴于上述四个标准，目前所使用的三种工艺方式，都存在相当的问题。
[0008]方式I存在的问题:
1、劳动强度大
由于金属屏蔽罩上下盖扣合后需要较大的扣合强度，平均单个屏蔽罩的扣合压力要求大于2公斤才能将上盖或下盖紧密扣合在金属围框上。在手工扣合操作时，为保证生产效率，操作工通常使用大拇指下压完成一个盖子的扣合，每班8小时内需要完成2500只/5000次(上盖和下盖)扣合操作，每次2公斤的压力都承受在一个大拇指上，平均每扣一个盖子不能超过5.7秒，劳动强度极大，只有青壮男性劳动力才能承担这种高强度的工作。本发明人曾经在产线上体验操作两小时，当晚大拇指肿胀疼痛，晚上睡觉连扣子都解不下来。
[0009]2、劳动技能要求高
由于采用全手动操作，工作时间长，动作复杂，所以对劳动者手眼配合协调性、动作准确性有相当高的要求，一般一个新进操作工需要一周的实习才能达到生产效率要求。
[0010]3、表面容易产生手指印、汗渍
由于工作时间长，劳动强度大，操作人员手部容易出汗，导致产品表面被汗渍污染，必须戴手套或指套进行操作。但戴手套或指套操作不仅严重影响操作效率，而且会加重手指出汗现象，汗渍透过手套或指套渗透出来，在按压盖子时，也容易在模组产品表面形成污染，后道工序需要设立专人检查清洁。
[0011]4、容易出现四个角或局部扣合不到位导致翘起
手动扣合操作时，由于手指一次按压面积有限，或由于长时间按压造成的疲劳，操作中容易出现某个角没有按压到位的情况，导致质量问题。
[0012]5、容易出现上下盖扣合颠倒或错误
单个工位需要扣和上盖和下盖，由于上下盖外形差异小，很容易产生错误，如将上盖扣在下盖位置或将下盖扣在上盖位置，导致生产返工。为防止错误，如果设计为一个人扣上盖，另一个人扣下盖，单个模组产品会过两次手，经历两次流水线取放操作，生产效率至少降低20%ο
[0013]6、操作效率较低，人工需求多
虽然方式I相比方式2和3的效率更高，但仍然需要很多的人工才能满足其他工序的生产节拍要求，且由于采用离线操作模式，生产效率损失较大。
[0014]方式2存在的问题:
1、劳动强度大
一个手动工位和一个半自动工位组成一组，每只产品需要两人配合才能完成，每组单班需要完成4000只产品，即每个工位单班需要完成4000只产品的操作。相比方式I每个人单班2500只，虽说扣合时由于使用治具辅助，需要的力度小，但数量增加60%，即会增加60%的取放动作次数，劳动强度大。
[0015]2、劳动技能要求高
对于第一个全手动操作工位，工作时间长，动作复杂，所以对劳动者手眼配合协调性、动作准确性有相当高的要求，一般一个新进操作工需要一周的实习才能达到生产效率要求；对于第二个使用半自动治具的工位，要求能准确将初扣好的产品放入治具，启动治具操作，手眼协调要求高，否则可能产生人身伤害。
[0016]3、容易出现上下盖扣合颠倒或错误
第一个手动工位需要扣合上盖和下盖，由于上下盖外形差异小，很容易产生错误，如将上盖扣在下盖位置或将下盖扣在上盖位置，导致生产返工。
[0017]4、操作效率很低，人工需求多
每只产品需要经过两个工位操作才能完成，需要经历两次产品从流水线上的取放操作，同时由于是离线操作，生产效率