Pi補強板的自動裁切貼合裝置製造方法
2023-08-03 09:09:46 3
Pi補強板的自動裁切貼合裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型屬於光機電一體化設備領域，尤其涉及一種PI補強板的自動裁切貼合裝置，包括焊接機架，焊接機架上固定設置一個大理石平臺，一載物臺固定設置在大理石平臺上；大理石平臺上設置一個龍門支架，在龍門支架的左右兩側對稱設置兩個結構相同的自動貼合機構；在大理石平臺的左右兩側對稱設置兩個結構相同的自動衝裁機構，且左側的自動衝裁機構設置於左側的自動貼合機構下方，右側的自動衝裁機構設置於右側的自動貼合機構下方；一工控機固定設置在由焊接機架圍成的矩形腔體內；自動裁切貼合裝置還包括圖像識別機構。採用本實用新型的技術方案，可以大幅提高生產效率，提高貼合精度，提高產品質量穩定性，降低工人勞動強度，節省人力成本。
【專利說明】PI補強板的自動裁切貼合裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於光機電一體化設備領域，尤其涉及一種PI補強板的自動裁切貼 合裝置。
【背景技術】
[0002] FPC (FILM PRINTED CIRCUIT，軟性線路板），簡稱軟板，是以聚醯亞胺或聚酯薄膜為 基材製成的一種具有高度可靠性，絕佳的可撓性印刷電路，是航空、航天軍事汽車消費電子 產品不可或缺的重要載體或關鍵連接手段。由於FPC基板比較柔軟，所以在某些重要部位 需要局部提高物料強度，通常是貼合補強片來實現的，PI (polyimide，聚亞醯胺）就是其中 使用最廣泛的補強材質。隨著電子產品朝著輕、薄、小、巧的趨勢發展，FPC的精密度以及制 程的複雜度日益增加，對FPC質量亦提出更加嚴苛的要求。為保證產品品質，在生產中需對 FPC上PI補強板貼合精度和效率提出更高的要求。
[0003] 目前存在的PI補強材料主要是通過人工貼合來實現的。首先將PI材質通過半衝 裁的方式，在帶有離型紙的PI卷料上衝裁出需要補強材料形狀。然後將FPC固定在一個帶 有加熱功能的貼合治具內，治具的蓋板上在FPC相應的位置有與補強材料形狀一致的貼合 孔。人工將補強材料放入貼合孔內，通過加熱激活補強材料上的熱固膠，使之與FPC貼合。 完成所以補強材料貼合後，再人工從治具中取出FPC。
[0004] 此種方式的缺點：精度較差，效率低，需要大量工人來滿足生產需要。工藝通用性 差，對於不同的FPC需要製作不同的貼合治具。
【發明內容】
[0005] 本實用新型的目的在於提供一種PI補強板自動裁切貼合裝置，旨在解決現有PI 補強板貼合工藝效率低，貼合精度差，可靠性通用性差的問題。
[0006] 本實用新型是這樣實現的，一種PI補強板的自動裁切貼合裝置，所述自動裁切貼 合裝置包括焊接機架，所述焊接機架上固定設置一個大理石平臺，一載物臺固定設置在所 述大理石平臺上；所述大理石平臺上設置一個龍門支架，在所述龍門支架的左右兩側對稱 設置兩個結構相同的自動貼合機構；在所述大理石平臺的左右兩側對稱設置兩個結構相同 的自動衝裁機構，且左側的自動衝裁機構設置於左側的自動貼合機構下方，右側的自動衝 裁機構設置於右側的自動貼合機構下方；一工控機固定設置在由所述焊接機架圍成的矩形 腔體內；所述PI補強板的自動裁切貼合裝置還包括圖像識別機構，所述圖像識別機構包括 兩個補強材料測量模塊、FPC測量模塊，且所述FPC測量模塊固定連接所述左側的自動貼合 機構，所述兩個補強材料測量模塊對稱設置所述大理石平臺左右兩邊。
[0007] 較優的，所述自動衝裁機構包括由送料卷、進給輥、衝裁模及收料卷，所述焊接機 架的側面固定設置一個固定板，所述送料卷、進給輥、收料卷鎖緊在固定於連接焊接機架側 面的固定板上，且所述進給輥電性連接一步進電機，所述收料卷電性連接一個力矩電機，所 述衝裁模電性連接一衝裁電機。
[0008] 較優的，所述送料卷上有可調阻尼結構，所述衝裁模包括衝裁上模和衝裁下模， 衝裁上模固定連接在模架頂板上，衝裁下模固定連接在與衝裁電機電性連接的衝裁滑塊 上。
[0009] 較優的，所述自動貼合機構包括兩個結構相同的貼合頭和一個雙動子直線電機， 所述每個貼合頭都電性連接一個旋轉電機和一個升降電機，且所述雙動子直線電機分別電 性連接所述兩個貼合頭，所述兩個貼合頭上均安裝有加熱裝置及真空氣路，且所述雙動子 直線電機固定安裝在所述龍門支架上，兩個貼合頭左右對稱設置在所述龍門支架的導軌 上。
[0010] 較優的，所述載物臺包括Y軸運動平臺、隔熱板，加熱板，連接板及載臺上板，所述 隔熱板設置在連接板與加熱板中間，載臺上板固定設置在加熱板上方，Y軸運動平臺設置在 加熱板下方。
[0011] 較優的，所述加熱板上安裝有一組加熱管和一個熱電偶，隔熱板與加熱板的內部 空腔組成了一組真空氣腔，真空氣腔通過膠管與真空泵相連。利用本實用新型提供的方案 與現有技術相比，本實用新型公開的技術方案克服了現有技術的缺陷，採用本實用新型提 供的技術方案，可以大幅提商生廣效率，提商貼合精度，提商廣品質量穩定性，降低工人勞 動強度，節省人力成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1為本實用新型實施例所提供的PI補強板自動裁切貼合裝置整體結構示意圖。
[0013] 圖2為本實用新型實施例所提供的PI補強板自動裁切貼合裝置自動衝裁機構整 體結構示意圖。
[0014] 圖3為本實用新型實施例所提供的PI補強板自動裁切貼合裝置自動貼合機構整 體結構示意圖。
[0015] 圖4為本實用新型實施例所提供的PI補強板自動裁切貼合裝置載物臺整體結構 示意圖。
【具體實施方式】
[0016] 為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施實例僅僅用以解 釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0017] 請參見圖1，是本實用新型實施例所提供的PI補強板的自動裁切貼合裝置整體結 構示意圖，為了便於說明，僅示出了與本實施例相關的部分。
[0018] 如圖1所述，本實施例所公開的PI補強板的自動裁切貼合裝置，PI補強自動裁切 貼合裝置包括焊接機架1、自動衝裁機構2、自動貼合機構5、載物臺6、圖像識別機構和工控 機7和大理石平臺8及龍門支架9,其中圖像識別機構由補強材料測量模塊3 (左右各一） 和FPC測量模塊4組成。焊接接機架圍城一個矩形腔體，工控機7固定連接設置在由焊接 機架圍成的矩形腔體內；大理石平臺8通過螺釘鎖緊在焊接機架1上，自動貼合機構5固定 連接與鎖緊在大理石平臺的龍門支架上；FPC測量模塊連接在左側的自動貼合機構5上；自 動衝裁機構2固定於焊接機架1上；載物臺6鎖緊在大理石平臺上，這實現所有的部件都安 裝在焊接機架1上。
[0019] 具體使用步驟過程如下：
[0020] -、人工將FPC放置到載物臺6上，載物臺6具有真空吸附及加熱功能，對FPC進 行預定位和加熱。
[0021] 二、配合載物臺6和FPC測量模塊4移動，對FPC進行定位，並計算出補強材料的 實際貼合位置。
[0022] 三、自動衝裁機構2衝載PI卷料。
[0023] 四、自動貼合機構5從自動衝裁機構2取出成形後補強材料，並用補強材料測量模 塊3測量其在貼合頭上的位置。
[0024] 五、根據步驟2與步驟3的計算結果，自動貼合補強材料。
[0025] 六、所有補強材料貼合完成後，人工取出FPC。
[0026] 下面結合圖2對自動衝裁機構進行詳細描述。
[0027] 自動衝裁機構2主要由送料卷21、進給輥23、衝裁模24及收料卷27組成，送料卷 21、進給輥23、收料卷27鎖緊在固定於連接焊接機架側面的固定板28上，自動衝裁機構2 固定於焊接機架的左右兩側機架上，衝裁上模29固定連接在模架頂板30上，衝裁下模固定 連接在與衝裁電機電性連接的衝裁滑塊31上。送料卷21上有可調阻尼結構，以使進給PI 卷料時保持一定的張力。步進電機22驅動進給輥23依靠摩擦力向前輸送PI帶，同時收料 卷27在力矩電機26的驅動下回收已衝裁好的廢PI帶。PI帶通過一系列的支承輥穿過衝 裁模24的上模與下模。
[0028] 當上述的進給動作完成後，衝裁模24的下模在衝裁電機25的驅動下上升，完成一 個衝裁動作。下模上有一個真空吸附氣路，衝裁過程中真空氣路會一起開啟，使衝出的成型 補強材料一直吸附在下模上，伸出衝裁模24的上表面，以方便自動貼合模塊進行吸取。
[0029] 下面結合圖3對自動衝裁貼合機構進行詳細描述。
[0030] 自動貼合機構5主要由左右各一個貼合頭51、雙動子直線電機54、龍門支架55組 成，雙動子直線電機54固定與龍門支架9上，左、右貼合頭51鎖緊在固定於龍門支架9上 的直線導軌上。貼合頭51可以分別在旋轉電機52和升降電機53的驅動下實現旋轉和升 降動作。貼合頭51上安裝有加熱裝置及真空氣路，可以對成型補強材料進行加熱和吸取， 並且在旋轉任意角度。雙動子直線電機54可以分別驅動左右兩個貼合頭獨立運動。利用 直線電機的高速高精度特性，保證高水平的貼合速度與貼合精度。龍門支架9為整體鑄件， 可以得到較高的剛性和較好的防震性能。
[0031] 下面結合圖4對載物臺進行詳細描述。
[0032] 載物臺6主要由Y軸運動平臺61、隔熱板62、加熱板63及連接板64組成，隔熱板 62位於加熱板63與連接板64的中間，連接板64通過螺釘連接在固定於Y軸滾珠絲杆的滑 動塊上。Y軸運動平臺由伺服電機驅動，實現載物臺在Y軸方向的精密位置調整。隔熱板 62的功能主要是防止加熱板3的熱量傳遞到Y軸運動平臺61上，造成其溫度過高，影響運 動平臺的運動精度。加熱板3上安裝有一組加熱管和一個熱電偶，可以通過一個溫度控制 器來控制載物臺的加熱溫度。隔熱板2與加熱板3的內部空腔組成了一組真空氣腔，真空 氣腔通過膠管與真空泵相連。真空泵工作時，真空氣腔產生負氣壓，通過加熱板上的密集小 孔使FPC緊緊貼附在載物臺上。
[0033] 本實施所提供的FPC缺陷檢測設備，可適用FPC最大尺寸為500 *400 mm ;補強材 料最大尺寸為40 *40mm ;貼合精度為±0. 1mm ;貼合效率為3000pcs/hour ;整個設備尺寸為 1500mm (W)*1350mm (D)*1700mm (H)。
[0034] 本實用新型提供的實施例，由於設備上有專門的自動衝裁機構和自動貼合機構， 可以同時實現補強材料自動衝裁成型和貼合。同時，採用圖像識別機構對FPC和補強材料 進行定位測量，並且能夠測量FPC各個方向的漲縮比例。同時通過補償算法，計算出補強材 料的實際貼合位置及貼位角度，保證貼合精度。而且裁物臺及貼合頭均具有加熱功能，可能 根據不同的工藝需要調整加熱溫度。
[0035] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型 的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種PI補強板的自動裁切貼合裝置，其特徵在於，所述自動裁切貼合裝置包括焊接 機架，所述焊接機架上固定設置一個大理石平臺，一載物臺固定設置在所述大理石平臺上； 所述大理石平臺上設置一個龍門支架，在所述龍門支架的左右兩側對稱設置兩個結構相同 的自動貼合機構；在所述大理石平臺的左右兩側對稱設置兩個結構相同的自動衝裁機構， 且左側的自動衝裁機構設置於左側的自動貼合機構下方，右側的自動衝裁機構設置於右側 的自動貼合機構下方；一工控機固定設置在由所述焊接機架圍成的矩形腔體內；所述PI補 強板的自動裁切貼合裝置還包括圖像識別機構，所述圖像識別機構包括兩個補強材料測量 模塊、FPC測量模塊，且所述FPC測量模塊固定連接所述左側的自動貼合機構，所述兩個補 強材料測量模塊對稱設置所述大理石平臺左右兩邊。
2. 根據權利要求1所述的PI補強板的自動裁切貼合裝置，其特徵在於，所述自動衝裁 機構包括由送料卷進給輥衝裁模及收料卷，所述焊接機架的側面固定設置一個固定板，所 述送料卷、進給輥、收料卷鎖緊在固定於連接焊接機架側面的固定板上，且所述進給輥電性 連接一步進電機，所述收料卷電性連接一個力矩電機，所述衝裁模電性連接一衝裁電機。
3. 根據權利要求2所述的PI補強板的自動裁切貼合裝置，其特徵在於，所述送料卷上 有可調阻尼結構，所述衝裁模包括衝裁上模和衝裁下模，衝裁上模固定連接在模架頂板上， 衝裁下模固定連接在與衝裁電機電性連接的衝裁滑塊上。
4. 據權利要求1所述的PI補強板的自動裁切貼合裝置，其特徵在於，所述自動貼合 機構包括兩個結構相同的貼合頭和一個雙動子直線電機，所述每個貼合頭電性連接一個旋 轉電機和一個升降電機，且所述雙動子直線電機分別電性連接所述兩個貼合頭，所述兩個 貼合頭上均安裝有加熱裝置及真空氣路，且所述雙動子直線電機固定安裝在所述龍門支架 上，兩個貼合頭左右對稱設置在所述龍門支架的導軌上。
5. 根據權利要求1所述的PI補強板的自動裁切貼合裝置，其特徵在於，所述載物臺包 括Y軸運動平臺、隔熱板，加熱板，連接板及載臺上板，所述隔熱板設置在連接板與加熱板 中間，載臺上板固定設置在加熱板上方，Y軸運動平臺設置在加熱板下方。
6. 根據權利要求5所述的PI補強板的自動裁切貼合裝置，其特徵在於，所述加熱板上 安裝有一組加熱管和一個熱電偶，隔熱板與加熱板的內部空腔組成了一組真空氣腔，真空 氣腔通過膠管與真空泵相連。
【文檔編號】H05K3/00GK203851372SQ201420253610
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月19日 優先權日:2014年5月19日
【發明者】黃平, 黃厚逢, 胡大治, 周楊, 曾益俊, 餘振超, 謝春曉, 劉偉 申請人:深圳市欣中大自動化技術有限公司