一种具有目标识别功能的可调的FPC贴合机取料机构的制作方法

本发明涉及FPC贴合机生产技术领域，尤其是涉及一种具有目标识别功能的可调的FPC贴合机取料机构。

背景技术：

目前，面对日益激烈的市场竞争，电子产品的生产与制造设备正朝着高速、高精度、智能化、多功能等全自动化方向发展，现代电子元器件也越来越微型化、集成化和可靠化。

FPC（柔性电路板）在加工过程中，一般需要经过贴板作业，即将FPC贴放于载具板上，载具板一般为铝板。目前一般采用人工贴片，由于工作较为精细且强度较大，对工人要求较高，因此不但生产效率较低，而且生产成本较高。

也有人开发智能贴板作业的设备，如中国专利申请公开说明书CN104339362A，公开了用机器人或机械手等操作型动力源夹取料的磁性吸具，其不足之处是真空吸嘴与吸盘的相对位置是固定的，且需要在吸盘上设置气管孔，连同真空吸嘴，工艺复杂，干扰吸盘上的布局；同时由于FPC板的规格不同，在吸附时不能够很好的适应多种规格的FPC板，通用性差，同时它还不具备机器人的位置捕捉功能，不能实现自我控制和调整。

技术实现要素：

本发明的任务是提供一种具有目标识别功能的可调的FPC贴合机取料机构，该具有目标识别功能的可调的FPC贴合机取料机构结构简单，紧凑，能够实现对工件的真空吸附，且能够根据不同规格的吸附工件自由调整吸附位置，自动化程度高，操作范围宽，能够在大范围内抓取工件，同时能够通过配合的内置软件，实现目标识别，确定目标精确坐标位置。

本发明通过下述技术方案来实现：

一种具有目标识别功能的可调的FPC贴合机取料机构，包括基座、设置于基座上的机械手、升降杆、吸料盘和位置捕捉装置，所述升降杆设置于机械手的活动末端，所述位置捕捉装置为一设置在机械手末端的相机；

所述吸料盘包括导磁的吸盘和真空组件，所述真空组件包括依次用导管相连的压缩空气源、真空电磁阀、真空发生器、真空分支块和若干个真空吸嘴，所述吸盘的上表面固定于升降杆的末端；

所述真空吸嘴包括导磁的磁块座、磁块、吸嘴本体和橡胶吸嘴；所述磁块座的顶部设置有凹槽，所述磁块固定于凹槽内，磁块座的底部与所述吸嘴本体的顶部固定连接，吸嘴本体的底部设置有一凸出部，吸嘴本体的一侧面设置有用于外接真空管的连接部，所述连接部与所述凸出部之间设置有贯通的真空抽气通道，所述橡胶吸嘴套接于所述凸出部上，且橡胶吸嘴的吸附面与所述真空抽气通道贯通；

连接部通过导管与真空分支块的分支气孔连接，且通过位于凹槽内的磁块吸附于吸盘下表面。

优选地，所述磁块座与所述吸嘴本体通过一连接杆连接，所述连接杆上套接有位于磁块座和吸嘴本体之间的复位弹簧，所述连接杆的至少一端能够在磁块座或吸嘴本体内沿轴向往复运动和绕轴向转动。

优选地，所述磁块座包括相互连接的上座和下座，所述上座设置有第一空腔，所述下座上设置有第一限位孔，所述连接杆的头部贯穿所述第一限位孔到达所述第一空腔，且该头部设置有第一环形槽，所述第一环形槽上设置有第一弹性卡环，所述第一弹性卡环的最大宽度大于所述第一限位孔的直径且小于所述第一空腔的最小宽度，所述连接杆的直径小于所述第一限位孔的直径；

和/或：所述吸嘴本体包括相互连接的上体和下体，所述上体设置有第二限位孔，所述下体设置有第二空腔，所述连接杆的尾部贯穿所述第二限位孔到达所述第二空腔，且该尾部设置有第二环形槽，所述第二环形槽上设置有第二弹性卡环，所述第二弹性卡环的最大宽度大于所述第二限位孔的直径且小于所述第二空腔的最小宽度，所述连接杆的直径小于所述第二限位孔的直径。

优选地，所述连接部上设置有防止漏气的橡胶密封圈。

优选地，所述橡胶吸嘴的吸附面为一中空的圆锥形或圆筒型。

优选地，所述真空分支块的分支气孔个数不少于所述真空吸嘴的个数。

优选地，所述真空组件不少于两组。

优选地，所述真空分支块的一个分支气孔外接有一真空压力表。

优选地，所述机械手包括固定于所述基座上的底座、第一摇臂和第二摇臂，所述第一摇臂的一端铰接于底座且另一端铰接于所述第二摇臂的一端，所述升降杆活动连接于所述第二摇臂的另一端。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：

将吸料盘通过升降杆设置在机械手上，使得吸料盘随机械手的移动能够在机械手大范围内实现对工件的抓取，方便快捷，自动化程度高。

通过设置有位置捕捉装置，能够通过配合的内置软件，实现目标识别，确定目标精确坐标位置。

外接压缩空气源，利用真空电磁阀控制真空发生器来产生负压，结构紧凑，绿色环保，且通过真空分支块，可以外接多个真空吸嘴，根据需要来确定所需的真空吸嘴数量，且真空吸嘴能够通过磁力自由吸附在吸盘的任意位置，在吸料盘作业时，能够根据不同规格的吸附工件自由调整吸附位置。

在真空吸嘴上设置内置有磁块的磁块座，磁块座可以与FPCFPC贴合机上导磁的吸盘配合使用，吸附在吸盘上，根据实际的FPC板的规格需要，能够自由调节真空吸嘴在吸盘上的位置，以对应生产中FPC板的最佳吸附点不同的需要；真空抽气通道设置在真空吸嘴的吸嘴本体上，与其他部位分开，不会影响到磁块座或磁块的布置，若遇到损坏，便于更换。采用橡胶吸嘴，为柔性材料，在与FPC板接触时，不会损坏FPC。

设置的连接杆上有复位弹簧，且连接杆的至少一端通过设置第一弹性卡环或第二弹性卡环，起限位作用，且连接杆的直径小于第一限位孔和/或第二限位孔的直径，使得连接杆能够沿轴向往复运动和绕轴向转动。在橡胶吸嘴接触到FPC板时，能够起到缓冲作用，使得橡胶吸嘴压住FPC板后，能够更好地吸附住FPC板。将橡胶吸嘴的吸附面设置为圆锥形或圆筒形，能更好地与FPC板贴合。同时在实际应用中，由于真空吸嘴会外接导管，有的时候导管较长，易发生扭曲，在真空吸嘴上产生一个扭力，在使用过程中容易使真空吸嘴在吸盘上移位，使得真空吸嘴吸取FPC板的位置变化，影响工作精确度，本发明的连接杆能够绕轴向转动，带动真空吸嘴转动，抵消导管的扭力，使得真空吸嘴在吸盘上不移位，提高工作的精确度。

附图说明

图1是本发明提供的一种具有目标识别功能的可调的FPC贴合机取料机构；

图2是图1中吸盘的结构示意图；

图3是图2中真空吸嘴的结构示意图；

图4是图3中真空吸嘴的拆解结构示意图。

其中：1-真空吸嘴，11-真空电磁阀，12-真空发生器，13-真空分支块，131-分支气孔，14-吸盘，15-真空压力表，2-磁块座，21-上座，22-下座，23-凹槽，3-磁块，4-吸嘴本体，41-凸出部，42-连接部，43-橡胶吸嘴，44-吸附面，5-连接杆，51-弹簧，52-第一环形槽，53-第一弹性卡环，6-气咀，71-基座，72-机械手，73-升降杆，74-底座，75-第一摇臂，76-第二摇臂,8-位置抓捕装置。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述:

从图1至图4所示的本发明实施方式可知，该具有目标识别功能的可调的FPC贴合机取料机构，包括基座71、设置于基座71上的机械手72、升降杆73、吸料盘和位置捕捉装置8。机械手72包括固定于基座71上的底座74、第一摇臂75和第二摇臂76，第一摇臂75的一端铰接于底座74且另一端铰接于第二摇臂76的一端，升降杆73活动连接于第二摇臂76的另一端，位置捕捉装置8为一设置在机械手末端的相机，本发明中选用的是CCD高精度相机。通过第一摇臂75和第二摇臂76的转动，能够大范围地移动吸料盘的位置，同时拍摄到目标工件，配合内置的软件确定其坐标，顺利抓取不同位置的工件。

该FPC贴合机的吸料盘包括导磁的吸盘14和真空组件，真空组件包括依次用导管相连的压缩空气源、真空电磁阀11、真空发生器12、真空分支块13和若干个真空吸嘴1，真空电磁阀11、真空发生器12、真空分支块13设置于所述吸盘上。真空组件可以根据需要多设置几组。吸盘14的上表面固定于升降杆73的末端，真空发生器12、真空分支快13设置在吸盘14的上表面。所用的压缩空气源为工厂统一使用的压缩空气，通过导管接电控电磁阀11，为了方便导管的排布和节约空间，同时方便吸盘14上的器件的放置，将真空电磁阀11设置在第二摇臂76上。

真空发生器就是利用正压气源产生负压的一种新型，是高效，清洁，经济，小型的真空元器件，这使得在有压缩空气的地方，或在一个气动系统中同时需要正负压的地方获得负压变得十分容易和方便，真空发生器的工作原理是利用喷管高速喷射压缩空气，在喷管出口形成射流，产生卷吸流动.在卷吸作用下，使得喷管出口周围的空气不断地被抽吸走，使吸附腔内的压力降至大气压以下，形成一定真空度。在本实施例中，真空电磁阀外接有压缩空气，真空发生器的型号为AIRBEST ABM20-B，所用的真空分支块有12个分支气孔131，其中真空分支块12的一个分支气孔外接有一真空压力表15，用以显示负压数值，该真空压力表15设置在第二摇臂76上。

该FPC贴合机的真空吸嘴1，包括导磁的磁块座2、磁块3、吸嘴本体4和橡胶吸嘴43；磁块座2包括上座21和下座22，其中上座21的顶部设置有圆柱形凹槽，磁块3的外形为与凹槽相贴合的圆柱形，上座21与下座22通过螺纹连接，下座22与吸嘴本体4通过一连接杆5连接，连接杆5上套接有位于下座22和吸嘴本体4之间的复位弹簧51。

吸嘴本体4的底部设置有一凸出部41，吸嘴本体4的一侧面设置有用于外接导管的连接部42，连接部42与凸出部41之间设置有贯通的真空抽气通道，橡胶吸嘴43套接于凸出部41上，且橡胶吸嘴43的吸附面44与所述真空抽气通道贯通，吸附面44的外形为中空的圆锥型，也可以为圆筒型。

上座21的底部设置有第一空腔，下座22上设置有第一限位孔，连接杆5的头部贯穿第一限位孔到达所述第一空腔，且该头部设置有第一环形槽52，第一环形槽52上设置有第一弹性卡环53，第一弹性卡环53的最大宽度大于第一限位孔的直径且小于第一空腔的最小宽度，连接杆5的直径小于所述第一限位孔的直径，使得连接杆5能够在第一限位孔和第一空腔内沿轴向往复运动，且可以受力后绕轴向旋转。使得吸嘴本体4上连接气管后，避免因为气管的扭曲所带来的真空吸嘴1位置移动，其能够通过旋转连接杆5，从而抵消气管扭曲而带来的扭力。

在本实施例中，下座22上设置有一内螺纹孔，内螺纹孔上螺纹连接有一个中空的螺纹杆，所述的第一限位孔为螺纹杆的中空部分，连接杆5穿过该中空部分。

在吸嘴本体4上也可以设置成与磁块座2类似的结构，使得连接杆5的尾部也可以在吸嘴本体4上沿轴向往复运动，且受力后绕轴向旋转。该吸嘴本体4可以为如下结构：吸嘴本体4包括相互连接的上体和下体，所述上体设置有第二限位孔，所述下体设置有第二空腔，所述连接杆的尾部贯穿所述第二限位孔到达所述第二空腔，且该尾部设置有第二环形槽，所述第二环形槽上设置有第二弹性卡环，所述第二弹性卡环的最大宽度大于所述第二限位孔的直径且小于所述第二空腔的最小宽度，所述连接杆的直径小于所述第二限位孔的直径。通过吸嘴本体4与磁块座2皆设置有如上结构，可以最大限度地抵消气管扭曲带来的影响，提高工作精度。

在连接部42设置有一气咀6，用于连接导管，在连接部42于气咀6之间设置有防止漏气的橡胶密封圈。

本发明按下述方式进行工作：通过机械手72的移动，将吸料盘移动到工件的上方，利用相机进行拍摄，通过内置的软件计算出工件的确切坐标。利用真空电磁阀控制真空发生器产生负压，当真空电磁阀控制真空发生器中通入压缩空气，则产生负压，若真空电磁阀控制真空发生器隔断压缩空气，则负压消失。将真空吸嘴与FPCFPC贴合机的导磁的吸盘结合工作，将真空吸嘴根据实际需要磁力吸附于吸盘的底部，在抓取FPC板时，真空发生器通入压缩空气，真空吸嘴的吸附面首先接触到FPC板的表面，继续下压，吸嘴本体由于有复位弹簧的缓冲，能够避免伤害FPC板表面，吸附面内的空气通过真空抽气通道被吸走，形成负压，吸附住FPC板，吸盘上移时，复位弹簧使得吸嘴本体回复原位。需要放下FPC板时，真空发生器隔断压缩空气，真空吸嘴内恢复常压，松开FPC板。

具体到FPC贴合机的整个操作流程，该FPC贴合机取料机构可以配合贴合机的其他机构完成整个操作流程。层叠的FPC板叠放于FPC板料仓中，每张FPC板上覆盖一张隔离纸，层叠的盖板叠放于盖板料仓中，载板搭放于传送带上。FPC贴板机取料机构通过机械手72转移至载板，进行拍摄，确定其坐标a，机械手72转移至FPC板料仓，首先用吸料盘吸取隔离纸，移走，再次移到FPC板料仓，拍照，确定FPC板的坐标b，确定a、b的相应位置关系，将FPC板精确移至载板，机械手72移至盖板料仓，拍摄，确定盖板坐标c，确定b、c的相应位置关系，将盖板精确移至FPC板，盖住FPC板。

本发明详细介绍了具体实施方式及其附图，但本发明不限于这些实施例及其附图，尤其不限于附图中的一种具有目标识别功能的可调的FPC贴合机取料机构，附图中示出的是各种各样的形状中较为美观的具有目标识别功能的可调的FPC贴合机取料机构，虽然此形状不是本发明保护要求保护的技术点，只要本领域普通技术人员根据本发明，不付出创造性劳动，对其进行修改、等同替换、改进等而得到的其他实施方式及其附图，均在本发明的保护范围内。