卷料补强自动贴合装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种卷料补强自动贴合装置，包括焊接机架、两个结构相同的自动剥离机构、两个结构相同的自动贴合机构、载物台、图像识别机构和工控机，焊接机架上固定设置大理石平台，载物台固定设置在所述大理石平台上；大理石平台上设置一个龙门支架，两个自动贴合机构左右对称的固定设置在龙门支架上；两个自动剥离机构左右对称的安装在大理石平台上，且左侧的自动剥离机构设置于左侧的自动贴合机构下方，右侧的自动剥离机构设置于右侧的自动贴合机构下方；工控机固定设置在由所述焊接机架围成的矩形腔体内；图像识别机构包括两个补强材料测量模块和FPC测量模块。本实用新型的技术方案提高了生产效率和贴合精度。
【专利说明】卷料补强自动贴合装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于光机电一体化设备领域，尤其涉及一种卷料补强自动贴合装置。
【背景技术】
[0002] FPC (FILM PRINTED CIRCUIT，软性线路板），简称软板，是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为 基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路，是航空、航天军事汽车消费电子 产品不可或缺的重要载体或关键连接手段。由于FPC基板比较柔软，所以在某些重要部位 需要局部提高物料强度，通常是贴合补强片来实现的。随着电子产品朝着轻、薄、小、巧的趋 势发展，FPC的精密度以及制程的复杂度日益增加，对FPC质量亦提出更加严苛的要求。为 保证产品品质，在生产中需对FPC上补强板贴合精度和效率提出更高的要求。
[0003] 目前存在的补强材料主要是通过人工贴合来实现的。首先将补强材料冲裁成形， 或散装，或贴附在离型纸上。然后将FPC固定在一个带有加热功能的贴合治具内，治具的盖 板上在FPC相应的位置有与补强材料形状一致的贴合孔。人工将补强材料放入贴合孔内， 通过加热激活补强材料上的热固胶，使之与FPC贴合。完成所以补强材料贴合后，再人工从 治具中取出FPC。补强材质有很多类型，比如PI、FR4、PSA、钢片及铝片等等。
[0004] 此种方式的缺点：精度较差，效率低，需要大量工人来满足生产需要。工艺通用性 差，对于不同的FPC需要制作不同的贴合治具。特别尺寸微小的补强材料，人工剥离和贴合 都非常不便。
【发明内容】
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种卷料补强自动贴合装置，旨在解决现有PI补强 板贴合工艺效率低，贴合精度差，可靠性通用性差的问题。
[0006] 本实用新型是这样实现的，一种卷料补强自动贴合装置，包括焊接机架、两个结构 相同的自动剥离机构、两个结构相同的自动贴合机构、载物台、图像识别机构和工控机，所 述焊接机架上固定设置大理石平台，所述载物台固定设置在所述大理石平台上；所述大理 石平台上设置一个龙门支架，所述两个自动贴合机构左右对称的固定设置在所述龙门支架 上；所述两个自动剥离机构左右对称的安装在所述大理石平台上，且左侧的自动剥离机构 设置于左侧的自动贴合机构下方，右侧的自动剥离机构设置于右侧的自动贴合机构下方； 所述工控机固定设置在由所述焊接机架围成的矩形腔体内；所述图像识别机构包括两个补 强材料模块、FPC测量模块，且所述FPC测量模块固定连接所述自动贴合机构，所述两个补 强材料测量模块对称设置所述大理石平台左右两边。
[0007] 进一步的，所述自动剥离机构包括送料卷、进给棍、剥刀、收料卷、步进电机和力矩 电机，所述大理石平台上固定设置一个固定支撑板，所述送料卷、进给辊、剥刀和收料卷、步 进电机与力矩电机均侧面安装在固定支撑板上，且所述步进电机电性连接所述进给辊，所 述力矩电机电性连接所述收料卷。
[0008] 进一步的，所述自动贴合机构包括两个结构相同的贴合头和一个双动子直线电 机，所述一个贴合头电性连接旋转电机，另一个贴合头电性连接升降电机，且所述双动子直 线电机分别电性连接所述两个贴合头，所述两个贴合头上均安装有加热装置及真空气路， 且所述双动子直线电机固定安装在所述龙门支架上，两个贴合头左右对称设置在所述龙门 支架的导轨上。
[0009] 进一步的，所述载物台包括Y轴运动平台、隔热板，加热板，连接板及载台上板，所 述隔热板设置在连接板与加热板中间，载台上板固定设置在加热板上方，Y轴运动平台设置 在加热板下方。
[0010] 进一步的，所述加热板上安装有一组加热管和一个热电偶，隔热板与加热板的内 部空腔组成了一组真空气腔，真空气腔通过胶管与真空泵相连。利用本实用新型提供的方 案与现有技术相比，本实用新型公开的技术方案克服了现有技术的缺陷，采用本实用新型 提供的技术方案，可以大幅提商生广效率，提商贴合精度，提商广品质量稳定性，降低工人 劳动强度，节省人力成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型实施例所提供的卷料补强自动贴合装置整体结构示意图。
[0012] 图2为本实用新型实施例所提供的卷料补强自动贴合装置自动剥离机构整体结 构示意图。
[0013] 图3为本实用新型实施例所提供的卷料补强自动贴合装置自动贴合机构整体结 构示意图。
[0014] 图4为本实用新型实施例所提供的卷料补强自动贴合装置载物台整体结构示意 图。
【具体实施方式】
[0015] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施实例仅仅用以解 释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0016] 请参见图1，是本实用新型实施例所提供的卷料补强自动贴合装置整体结构示意 图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。
[0017] 如图1所示，本实施例所公开的卷料补强自动贴合装置，包括焊接机架1、自动剥 离机构2,，两个自动贴合机构5、载物台6、图像识别机构和工控机7,其中图像识别机构包 括两个补强材料测量模块3和FPC测量模块（图中未示出）。
[0018] 焊接机架1围成一个矩形腔体，工控机7固定连接设置在由焊接机架1围成的矩 形腔体内；自动剥离机构2固定连接设置在锁紧在焊接机架的大理石平台8上；大理石平 台上设置一个龙门支架，两个自动贴合机构5固定连接与锁紧在大理石平台的龙门支架55 (请参见图3)上，且两个自动贴合机构5相对与大理石平台左右对称设置；两个自动剥离机 构2左右对称的安装在大理石平台上，且左侧的自动剥离机构设置于左侧的自动贴合机构 下方，右侧的自动剥离机构设置于右侧的自动贴合机构下方。FPC测量模块连接在自动贴合 机构5上；载物台6锁紧在大理石平台上，这实现所有的部件都安装在焊接机架1上。 [0019] 具体使用步骤过程如下：
[0020] 步骤一：人工将FPC放置到载物台6上，载物台6具有真空吸附及加热功能，对FPC 进行预定位和加热。
[0021] 步骤二：载物台6和FPC测量模块4移动，对FPC进行定位，并计算出补强材料的 实际贴合位置。
[0022] 步骤三：自动剥离机构从离型纸上剥离出补强物料。
[0023] 步骤四：自动贴合机构5取出成形后补强材料，并用补强材料测量模块3测量其在 贴合头上的位置。
[0024] 步骤五：根据步骤二与步骤三的计算结果，自动贴合补强材料。
[0025] 步骤六：所有补强材料贴合完成后，人工取出FPC。
[0026] 下面结合图2对自动剥离机构进行详细描述。
[0027] 自动剥离机构主要包括送料卷21、进给辊23、剥刀24、收料卷26、步进电机22和 力矩电机25,送料卷21、进给辊23、剥刀24和收料卷26步进电机22与力矩电机25均是 侧面安装在固定支撑板上，固定支撑板固定安装在大理石平台8上，步进电机22与力矩电 机25均是侧面安装在固定支撑板上，步进电机22电性连接进给辊21，力矩电机25电性连 接收料卷26。送料卷1上有可调阻尼结构，以使进给卷料时保持一定的张力。步进电机22 驱动进给辊23依靠摩擦力向前输送卷料，同时收料卷26在的驱动下回收剥离后的离型纸。 当卷料经过剥刀24时，收料卷26会牵引离型纸贴着剥刀的锐角移动，离型纸上的成型补强 材料就会脱离型纸继续向前方移动，产生剥离效果。当步进电机22走到预设步长后，剥离 停止，等待自动贴合机构上的贴合头来吸取补强材料。
[0028] 下面结合图3对自动贴合机构进行详细描述。
[0029] 自动贴合机构主要包括两个结构相同的贴合头51、双动子直线电机54。贴合头51 可以分别在旋转电机52和升降电机53的驱动下实现旋转和升降动作。贴合头51上安装 有加热装置及真空气路，可以对成型补强材料进行加热和吸取，并且在旋转任意角度。双动 子直线电机54可以分别驱动左右两个贴合头独立运动。利用直线电机的高速高精度特性， 保证高水平的贴合速度与贴合精度。龙门支架55为整体铸件，可以得到较高的刚性和较好 的防震性能。
[0030] 双动子直线电机54安装固定在龙门支架55上，贴合头51锁紧在固定于龙门支架 的直线导轨上，通过直线电机驱动贴合头X轴方向的移动。
[0031] 下面结合图4对载物台进行详细描述。
[0032] 载物台主要包括Y轴运动平台61、隔热板62,加热板63,连接板64及载台上板65。 隔热板62设置在连接板64与加热板的中间，连接板64通过隔热板62,从下面锁紧在加热 板63上，载台上板65从上面锁紧在加热板上，实现载物平台整体的固定连接。Y轴运动平 台由伺服电机驱动，实现载物台在Y轴方向的精密位置调整。隔热板62的功能主要是防止 加热板63的热量传递到Y轴运动平台61上，造成其温度过高，影响运动平台的运动精度。 加热板63上安装有一组加热管和一个热电偶，可以通过一个温度控制器来控制载物台的 加热温度。隔热板62与加热板63的内部空腔组成了一组真空气腔，真空气腔通过胶管与 真空泵相连。真空泵工作时，真空气腔产生负气压，通过加热板上的密集小孔使FPC紧紧贴 附在载物台上。
[0033] 本实施所提供的卷料补强自动贴合机，可适用FPC最大尺寸为250 *350 mm ;补强 材料最大尺寸为40 *40mm ;贴合精度为±0. 1mm ;贴合效率为200(T3000pcs/hour ;整个设 备尺寸为 1220mm (W)*1375mm (D)*1700mm (H)。
[0034] 本实用新型提供的技术方案，由于设置有专门的自动剥离机构和自动贴合机构， 可以同时实现补强材料自动剥离和贴合。，采用图像识别机构对FPC和补强材料进行定位 测量，并且能够测量FPC各个方向的涨缩比例。同时通过补偿算法，计算出补强材料的实际 贴合位置及贴位角度，保证贴合精度。且在实际操作中，只要把这些成型后的补强材料做成 规定尺寸的卷状，即可适用于本装置。甚至可以同时贴合不同材质的补强材质。大大提高 了本装置的通用性，实现了一机多能，一机多用。
[0035] 而且，裁物台及贴合头均具有加热功能，可能根据不同的工艺需要调整加热温 度。即可以贴合热固胶类补强材料如PI (Polyimide，）聚酰亚胺、钢片、环氧玻璃布层压板 (FR-4绝缘板)等，也可贴合不需加热工艺条件的压敏胶类补强材料如PSA(Pressure Swing Adsorption,变压吸附）和普通标签。
[0036] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种卷料补强自动贴合装置，其特征在于，包括焊接机架、两个结构相同的自动剥离 机构、两个结构相同的自动贴合机构、载物台、图像识别机构和工控机，所述焊接机架上固 定设置一个大理石平台，所述载物台固定设置在所述大理石平台上；所述大理石平台上设 置一个龙门支架，所述两个自动贴合机构左右对称的固定设置在所述龙门支架上；所述两 个自动剥离机构左右对称的安装在所述大理石平台上，且左侧的自动剥离机构设置于左侧 的自动贴合机构下方，右侧的自动剥离机构设置于右侧的自动贴合机构下方；所述工控机 固定设置在由所述焊接机架围成的矩形腔体内；所述图像识别机构包括两个补强材料测量 模块、FPC测量模块，且所述FPC测量模块固定连接所述自动贴合机构，所述两个补强材料 测量模块对称设置所述大理石平台左右两边。
2. 根据权利要求1所述的卷料补强自动贴合装置，其特征在于，所述自动剥离机构包 括送料卷、进给辊、剥刀、收料卷、步进电机和力矩电机，所述大理石平台上固定设置一个固 定支撑板，所述送料卷、进给辊、剥刀、收料卷、步进电机与力矩电机均侧面安装在固定支撑 板上，且所述步进电机电性连接所述进给辊，所述力矩电机电性连接所述收料卷。
3. 根据权利要求1所述的卷料补强自动贴合装置，其特征在于，所述自动贴合机构包 括两个结构相同的贴合头和一个双动子直线电机，所述一个贴合头电性连接旋转电机，另 一个贴合头电性连接升降电机，且所述双动子直线电机分别电性连接所述两个贴合头，所 述两个贴合头上均安装有加热装置及真空气路，且所述双动子直线电机固定安装在所述龙 门支架上，两个贴合头左右对称设置在所述龙门支架的导轨上。
4. 根据权利要求1所述的卷料补强自动贴合装置，其特征在于，所述载物台包括Y轴运 动平台、隔热板，加热板，连接板及载台上板，所述隔热板设置在连接板与加热板中间，载台 上板固定设置在加热板上方，Y轴运动平台设置在加热板下方。
5. 根据权利要求4所述的卷料补强自动贴合装置，其特征在于，所述加热板上安装有 一组加热管和一个热电偶，隔热板与加热板的内部空腔组成了一组真空气腔，真空气腔通 过胶管与真空泵相连。
【文档编号】H05K3/00GK203851368SQ201420231949
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】余振超, 黄厚逢, 胡大治, 周杨, 黄平, 曾益俊, 刘伟 申请人:深圳市欣中大自动化技术有限公司