一种全自动多功能贴合机的制作方法

本发明涉及机械精密加工技术领域，特别是涉及一种全自动多功能贴合机。

背景技术：

柔性印刷电路板(flexibleprintedcircuit，简称fpc)是一种具有高度可靠性和绝佳可挠性的印刷电路板，其具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好以及优良的电气特性，因此应用越来越广泛。与传统的pcb相比较，fpc不仅重量更轻、体积更小、厚度更薄，且具有极高的挠曲性，使其天然适合于三维空间的电路互连。在满足高度可靠的前提下，fpc可以节省大量的安装空间，让电子设备变得更轻薄短小，同时具备散热性好、易于安装等优势。在电子设备轻薄化、智能化的发展中，来自手机、平板电脑和智能硬件等设备市场的强大推动，fpc的需求量不断上升，此外，在航天航空，医疗电子等高端电子产品中，对于fpc的需求也越来越大。

在fpc的生产工艺中，补强片贴合是fpc生产过程中一道至关重要的生产工序。在fpc生产过程中需要贴多种补强片，例如不同规格的钢片、pi、fr4等不同材料的补强片，因此载fpc贴合补强片时，每贴完一种类型的补强片后需人工将fpc板搬运至另外一台设备，再进行另外一款不同规格的补强片的贴合，此操作存在以下缺点：第一，人工搬运fpc板麻烦，耗时费力，降低生产效率，且增加生产成本；第二，fpc板多次被搬运周转，容易出现折伤、折皱等质量问题，且人工搬运容易污染fpc板，影响成品质量。目前市面上的补强片贴合机，虽然越来越自动化，但依旧不能解决需要贴合多种不同的补贴合时fpc板的搬运问题，实现fpc板的在线连续生产。此外，现有的补强片贴合机对于补强片的精度和防压伤技术不稳定，导致线补强片贴合后需要人工复检，进一步增加了中转劳动力，吸贴对位调整也不方便，导致贴合效率低下。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种全自动多功能贴合机，旨在解决现有的贴合机在贴合不同补强片时不能实现自动化搬运fpc板以及补强片的贴合精度和防压伤技术不稳定的问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种全自动多功能贴合机，其中，包括机架、第一x轴线性运动模组、第二x轴线性运动模组、y轴直线运动模组、贴合平台、两套贴装头、双搭载上下料手臂、两套供料器、上料盒以及下料盒；第一x轴线性运动模组与第二x轴线性运动模组呈平行、镜像方式安装在机架上，两套贴装头分别安装在第一x轴线性运动模组和第二x轴线性运动模组上，在线性运动模组的驱动下独立沿x轴方向移动；两套供料器呈镜像方式固定在机架上，分别对应设于两套贴装头的下方，用于剥离运送原料的补强片，供贴装头吸取；y轴直线运动模组安装在机架上，同时穿过第一x轴线性运动模组和第二x轴线性运动模组下方且与之垂直；贴合平台安装在y轴直线运动模组上，在y轴直线运动模组的驱动下移动至设定位置；双搭载上下料手臂平行设于y轴直线运动模组一侧，可沿y轴方向移动用于同时上下料；上料盒和下料盒均凸出机架的两侧设置，且设于y轴直线运动模组的两端。

所述的全自动多功能贴合机，其中，所述全自动多功能贴合机还包括上部图像处理器，所述上部图像处理器设置在第一x轴线性运动模组或第二x轴线性运动模组上，并设于贴装头的内侧，所述上部图像处理器在线性运动模组的驱动下沿x轴方向线性运动，用于对fpc板上待贴合的位置点进行定位。

所述的全自动多功能贴合机，其中，所述全自动多功能贴合机还包括两套底部图像处理器，两套底部图像处理器背靠背安装在机架上，并分别设于两套供料器与y轴直线运动模组之间，用于对贴装头上的补强片进行定位。

所述的全自动多功能贴合机，其中，所述y轴直线运动模组包括y轴驱动电机、滑轨以及安装在滑轨上的滑动基座，所述贴合平台安装在所述滑动基座上，通过y轴驱动电机的驱动沿y轴方向运动。

所述的全自动多功能贴合机，其中，所述贴合平台包括盖板、加热板、隔热板、底板以及抽风管，所述盖板与加热板连接，所述加热板内部设有加热棒和通气腔体，用于给盖板传递热量进而给fpc加热，所述隔热板设于加热板与底板之间，用于保护不耐高温的部件，所述抽风管安装在底板上，用于与外部风机连接；所述盖板上均匀分布若干个通气孔，所述通风孔、所述加热板内部的通气腔体以及所述抽风管相通。

所述的全自动多功能贴合机，其中，所述贴装头包含贴头支架板、垂直上下移动机构、高精度旋转吸嘴模组、安装板；所述垂直上下移动机构安装在贴头支架板上，包括第一伺服电机、丝杠以及丝杠拉板，第一伺服电机连接丝杠，丝杠连接丝杠拉板，所述第一伺服电机用于驱动丝杠拉板上下移动；所述安装板与所述丝杠拉板连接；所述高精度旋转吸嘴模组固定在安装板上，在丝杠拉板的带动下上下移动，用于吸取补强片。

所述的全自动多功能贴合机，其中，所述高精度旋转吸嘴模组包括第二伺服电机、中空轴、真空腔座、集电环、发热板以及吸嘴，第二伺服电机与中空轴连接，所述中空轴穿过所述真空腔座与发热板连接，所述吸嘴安装在发热板底部，所述中空轴连通所述吸嘴及所述真空腔座；所述真空腔座上设有气管接头，所述气管接头用于与外部气路连接；所述集电环设在中空轴上并与第二伺服电机连接。

所述的全自动多功能贴合机，其中，所述安装板与所述丝杠拉板固定在所述贴头支架板上的同一导轨的不同滑块上，所述安装板与丝杠拉板之间设有弹簧，通过控制弹簧的压缩量进而控制吸嘴在fpc板上贴合的压紧力度。

所述的全自动多功能贴合机，其中，所述供料器包括供料结构、收隔料结构、压料结构、剥离结构、动力结构、收废料结构以及承接结构；所述供料结构用于放置原料卷，所述收隔料结构通过皮带与供料结构连接，收隔料结构在皮带的带动下随供料结构转动而转动，用于回收原料卷的隔料；所述压料结构设置在剥离结构的一侧，用于控制剥离结构上的补强片原料的张紧状态；所述剥离结构包括剥离块、连接剥离块的导轨、剥离电机以及连接剥离电机和剥离块的螺杆，剥离电机用于带动螺杆驱动剥离块在导轨上运动，使补强片与料带做相对剥离动作将补强片料带上的补强片剥离；所述动力结构设置在剥离结构的另一侧，用于驱动原料料带前进，配合剥离结构对原料料带上的补强片进行剥离；所述承接结构与剥离结构连接，用于承接被剥离的补强片；所述收废料结构设置在供料结构的下侧，用于回收原料卷剥离后的料带。

所述的全自动多功能贴合机，其中，所述双搭载上下料手臂包括线性安装板、线性滑轨、同步齿形带、步进电机、气缸、手臂安装板、左取料手臂以及右取料手臂，所述线性滑轨安装在线性安装板上，所述手臂安装板固定在线性滑轨的滑块上，所述同步齿形带连接所述步进电机和所述手臂安装板，所述步进电机安装在线性安装板上，用于驱动同步齿形带传动带动手臂安装板在线性滑轨上移动；左取料手臂与右取料手臂分别固定在手臂安装板的两端，随手臂安装板移动而移动，所述左取料手臂与右取料手臂上均设有多个磁铁伸缩吸嘴，所述磁铁伸缩吸嘴与外部真空装置连接，用于吸取fpc板；所述气缸设于线性安装板下方，其输出端与线性安装板连接，用于驱动线性安装板及线性安装板上的部件作升降运动。

本发明的有益效果包括：本发明提供的全自动多功能贴合机，在机架上设置双搭载上下料手臂，可同时上下料，节省fpc板搬运时间，简化生产工序；多台贴合机可组装搭配，通过共用上料盒或下料盒的方式，与双搭载上下料手臂配合，前一台贴合机贴合完毕放置在下料盒的fpc板可直接由后一台贴合机的双搭载上下料手臂取走搬运至后一台机的贴合平台上进行贴合，实现fpc板的连续贴合生产，连续贴合多种规格的补强片；设有两套贴装头和对应的供料器，交替重复吸取补强片并将补强片贴附在待贴fpc的预定位置处，大大提高贴合效率；同时配套设置了图像处理器，提高贴合精度；贴装头上设有弹簧，通过控制弹簧的压缩量，从而控制贴装头上的吸嘴在fpc板上贴合的压紧力度，防止压伤fpc板。

附图说明

图1为本发明的一种全自动多功能贴合机的结构示意图。

图2为本发明的一种全自动多功能贴合机的贴合平台的第一视角的结构示意图。

图3为本发明的一种全自动多功能贴合机的贴合平台的第二视角的结构示意图。

图4为本发明的一种全自动多功能贴合机的贴装头的结构示意图。

图5为本发明的一种全自动多功能贴合机的双搭载上下料手臂的结构示意图。

附图标记说明：1、机架；2、第一x轴线性运动模组；3、第二x轴线性运动模组；4、y轴直线运动模组；5、贴合平台；51、盖板；52加热板；53、隔热板；54、底板；55、抽风管；6、第一贴装头；6a、垂直上下移动机构；6b、高精度旋转吸嘴模组；61、贴头支架板；62、安装板；63、第一伺服电机；64、丝杠；65、丝杠拉板；66、第二伺服电机；67、中空轴；68、真空腔座；69、集电环；70、发热板；71、吸嘴；7、第二贴装头；8、双搭载上下料手臂；8a、左取料手臂；8b、右取料手臂；81、手臂安装板；82、线性滑轨；83、线性安装板；84、同步齿形带；85、步进电机；86、气缸；9、第一供料器；10、第二供料器；11、上料盒；12、下料盒；13、上部图像处理器；14、底部第一图像处理器；15、底部第二图像处理器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“y轴”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

如附图1所示，本发明的全自动多功能贴合机包括机架1、第一x轴线性运动模组2、第二x轴线性运动模组3、y轴直线运动模组4、贴合平台5、两套贴装头、双搭载上下料手臂8、两套供料器、上料盒11以及下料盒12；第一x轴线性运动模组2与第一x轴线性运动模组3呈平行、镜像方式安装在机架1上，两套贴装头包括第一贴装头6和第二贴装头7，第一贴装头6和第二贴装头7分别安装在第一x轴线性运动模组2和第二x轴线性运动模组3上，在线性运动模组的驱动下独立沿x轴方向移动；两套供料器包括第一供料器9和第二供料器10，第一供料器9和第二供料器10呈镜像方式固定在机架1上，分别对应设于两套贴装头的下方，同时分别位于第一x轴线性运动模组2和第二x轴线性运动模组3下方，用于剥离运送原料的补强片，供贴装头吸取；y轴直线运动模组4安装在机架1上，同时穿过第一x轴线性运动模组2和第二x轴线性运动模组3下方且与之垂直；贴合平台5安装在y轴直线运动模组4上，在y轴直线运动模组4的驱动下移动至设定位置；双搭载上下料手臂8平行设于y轴直线运动模组4一侧，可沿y轴方向移动用于同时上下料；上料盒11和下料盒12均凸出机架1的两侧设置，且设于y轴直线运动模组4的两端。

进一步地，如图1所示，本发明的全自动多功能贴合机还包括上部图像处理器13，上部图像处理器13设置在第一x轴线性运动模组2或第二x轴线性运动模组3上，并对应设于其中一个贴装头的内侧，上部图像处理器13在线性运动模组的驱动下沿x轴方向线性运动，用于对fpc板上待贴合的位置点进行定位。此外，本发明的全自动多功能贴合机还包括两套底部图像处理器，包括第一底部图像处理器14和第二底部图像处理器15，第一底部图像处理器14和第二底部图像处理器15背靠背安装在机架1上，并分别设于第一供料器9和第二供料器10与y轴直线运动模组4之间，用于对贴装头上的补强片进行定位，进而调整贴装头贴合角度。上部图像处理器13和两套底部图像处理器的配合下，可实现高精度的补强片贴合，无需人工复检，节省成本。

在实际应用中，y轴直线运动模组4包括y轴驱动电机、滑轨以及安装在滑轨上的滑动基座，贴合平台5安装在所述滑动基座上，通过y轴驱动电机的驱动沿y轴方向运动。同理，第一x轴线性运动模组2和第二x轴线性运动模组3均包括x轴驱动电机、x轴滑轨以及安装在x轴滑轨上的滑块，第一贴装头6和第二贴装头7设置在对应的线性运动模组的滑块上，通过x轴驱动电机的驱动沿x轴方向运动，上部图像处理器13设置在x轴滑轨的另一滑块上，由独立的电机驱动可沿x轴方向运动。

如图2、图3所示，贴合平台5包括盖板51、加热板52、隔热板53、底板54以及抽风管55，盖板51与加热板52连接，加热板52内部设有加热棒和通气腔体，用于给盖板51传递热量进而给fpc板加热，使得fpc板的吸取更牢靠，隔热板53设于加热板52与底板54之间，其由隔热材质制作而成，阻断热量传递给底板，用于保护不耐高温的底板54及其他零部件，抽风管55安装在底板54上，用于与外部风机连接；盖板51上均匀分布若干个通气孔，通气孔、抽风管54以及加热板52内部的通气腔体相通，在外部风机的作用下产生负压吸力，将fpc板吸附在贴合平台5的表面，同时依靠加热板52的热传导，使得fpc板被牢牢吸附住。

如图4所示，第一贴装头6和第二贴装头7均包含贴头支架板61、垂直上下移动机构6a、高精度旋转吸嘴模组6b、安装板62；垂直上下移动机构6a安装在贴头支架板61上，包括第一伺服电机63、丝杠64以及丝杠拉板65，第一伺服电机63连接丝杠64，丝杠64连接丝杠拉板65，在实际应用中，丝杠拉板65可设置在丝杠的螺母上，第一伺服电机64用于驱动丝杠拉板65上下移动；高精度旋转吸嘴模组6b固定在安装板62上，而安装板62与丝杠拉板65连接，在丝杠拉板65的驱动下带动高精度旋转吸嘴模组6b实现升降运动，便于高精度旋转吸嘴模组6b吸取补强片。实际应用中，高精度旋转吸嘴模组6b包括第二伺服电机66、中空轴67、真空腔座68、集电环69、发热板70以及吸嘴71，第二伺服电机66通过联轴器与中空轴67连接，中空轴67上设有通气孔，并穿过真空腔座68，同时与发热板70连接，吸嘴71安装在加热板70底部，中空轴67连通吸嘴71及真空腔座68；真空腔座68上设有气管接头，所述气管接头用于与外部气路连接，用于提供负压吸力；集电环69设在中空轴67上并与第二伺服电机66连接，用于使装置的线路和气路管可以360度旋转接触，防止缠绕在一起导致装置毁损，保证使用安全性和灵活性。进一步地，安装板62与丝杠拉板65固定在贴头支架板61上的同一导轨的不同滑块上，安装板62与丝杠拉板65之间设有弹簧，在第一伺服电机63的驱动下，垂直上下移动机构6a带动弹簧向下移动，在弹簧的作用力下，安装板62与高精度旋转吸嘴模组6b也同时向下移动；通过调整第一伺服电机63的参数，控制弹簧的压缩量，从而控制吸嘴在fpc板上贴合的压紧力度。而通过调整第二伺服电机66的参数，可控制吸嘴71的旋转角度，从而达到补强片在fpc板正确的角度位置。

如图5所示，双搭载上下料手臂8包括线性安装板83、线性滑轨82、同步齿形带84、步进电机85、气缸86、手臂安装板81、左取料手臂8a以及右取料手臂8b，线性滑轨82安装在线性安装板83上，手臂安装板81固定在线性滑轨82的滑块上，并和同步齿形带84连接，步进电机85安装在线性安装板83上，也与同步齿形带84连接，用于驱动同步齿形带84传动带动手臂安装板81在线性滑轨82上移动；左取料手臂8a与右取料手臂8b分别固定在手臂安装板81的两端，随手臂安装板81移动而移动，左取料手臂8a与右取料手臂8b上均设有多个磁铁伸缩吸嘴，所述磁铁伸缩吸嘴与外部真空装置连接，用于吸取fpc板；而气缸86设于线性安装板83下方，其输出端与线性安装板83连接，用于驱动线性安装板83及线性安装板83上的部件作升降运动，进而实现取料手臂的升降移动。

本发明的全自动多功能贴合机，供料器包括供料结构、收隔料结构、压料结构、剥离结构、动力结构、收废料结构以及承接结构；供料结构用于放置原料卷，收隔料结构通过皮带与供料结构连接，收隔料结构在皮带的带动下随供料结构转动而转动，用于回收原料卷的隔料；压料结构设置在剥离结构的一侧，用于控制剥离结构上的补强片原料的张紧状态；剥离结构包括剥离块、连接剥离块的导轨、剥离电机以及连接剥离电机和剥离块的螺杆，剥离电机用于带动螺杆驱动剥离块在导轨上运动，使补强片与料带做相对剥离动作将补强片料带上的补强片剥离；动力结构设置在剥离结构的另一侧，用于驱动原料料带前进，配合剥离结构对原料料带上的补强片进行剥离；承接结构与剥离结构连接，用于承接被剥离的补强片，待贴装头吸取；所述收废料结构设置在供料结构的下侧，用于回收原料卷剥离后的料带。

本发明的工作过程如下：

将待贴合的fpc板整叠放在上料盒11，贴合平台5移动至上料位，双搭载左取料手臂8a将待贴合的fpc板吸取到工贴合平台5，通过外部风机将fpc板吸附平整，y轴直线运动模组4将贴合平台5移动到第一x轴线性运动模组2下方，上部图像处理器13移过来扫描fpc板上的标记点，扫描完后，第一贴装头6移动到第一供料器9上方，下降取起第一供料器9上的补强片然后上升竖向移动经过底部第一图像处理器14拍照后，通过系统程序运算，第一贴装头6旋转调整好角度同时移动至fpc板待贴合区域正上方，将吸嘴71上的补强片贴合在pfc板上的贴合位置；与此同时，第二贴装头7与第一贴装头6动作一致，取起第二供料器10的补强片移动经过底部第二图像处理器15拍照后，经过系统运算，第二贴装头7旋转调整好角度移动至第二x轴线性运动模组3中间位置等待，待第一贴装头6贴合完毕后，贴合平台5移动至第二贴装头7下方进行贴合；第一贴装头6与第二贴装头7交替重复贴合，直至fpc板贴合完毕，贴合平台5移动至下料位，双搭载右取料手臂8b也移动至下料位上方，此时左取料手臂8a刚好在上料盒上11上方，左右侧取料手臂一同下降，左取料手臂8a将上料盒11内未贴合的fpc板吸附，右取料手臂8b将贴合好的fpc板吸附，双手臂一同升起后向下料盒12方向移动，同时贴合平台5向上料盒11方向移动，待右取料手臂8b到达下料盒12上方，贴合平台5运动到上料位，左右侧手臂一起下降，左取料手臂8a将未贴合的fpc板放置贴合平台5上，右取料手臂8b将贴合好的fpc板放置下料盒12内，重复扫描贴合流程，循环动作至fpc板贴合完毕。

当fpc板需贴合多种规格的补强片时，本发明的全自动多功能贴合机可多台机器组装搭配使用，实现fpc板在线连续生产。多机组装连线时，将前一台贴合机的下料盒12拆卸，后一台贴合机的上料盒上11摆放在前一台的下料盒12位置，当前一台贴合机贴合完毕的fpc板可直接由后一台贴合机的双搭载右取料手臂8b搬运至贴合平台5上，供后一台贴合机生产使用，实现fpc在线式连续生产。

本发明提供的全自动多功能贴合机，在机架上设置双搭载上下料手臂，左右侧取料手臂一同下降，同时上下料，节省fpc板搬运时间，简化生产工序；多台贴合机可组装搭配，通过共用上料盒或下料盒的方式，与双搭载上下料手臂配合，前一台贴合机贴合完毕放置在下料盒的fpc板可直接由后一台贴合机的双搭载上下料手臂取走搬运至后一台机的贴合平台上进行贴合，实现fpc板的连续贴合生产，连续贴合多种规格的补强片；设有两套贴装头和对应的供料器，交替重复吸取补强片并将补强片贴附在待贴fpc的预定位置处，大大提高贴合效率；同时配套设置了上部图像处理器，可对fpc板上待贴合的位置点进行定位，还设置两套底部图像处理器，可对贴装头上的补强片进行定位，进而调整贴装头贴合角度，实现高精度的补强片贴合，大大提高贴合精度；贴装头的垂直上下移动机构和高精度旋转吸嘴模组用弹簧连接，通过控制弹簧的压缩量，从而控制贴装头上的吸嘴在fpc板上贴合的压紧力度，防止压伤fpc板。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。