一種為FPC貼泡棉的治具的製作方法

2023-07-20 05:40:42

本發明涉及一種組裝產品治具，具體涉及一種為FPC貼泡棉的治具，用於將泡棉、FPC、和FPC骨架三者粘貼在一起。

背景技術：

FPC(柔性電路板)貼泡棉作為一種生產製造業的組裝工藝，廣泛應用於電子、電器製造行業。FPC貼泡棉作業中需要用到三種零部件，分別是泡棉、FPC、和FPC骨架。FPC骨架是為了產品組裝FPC方便，組裝完成之後會拋棄掉FPC骨架。

目前的FPC貼泡棉大部分為手工貼附,不僅作業速度慢且容易偏位。為了使FPC貼泡棉與其他工藝的速度匹配，急需設計一種能夠大幅度提高粘貼速度和粘貼準確度的治具。

技術實現要素：

鑑於上述問題，本發明提供了一種為FPC貼泡棉的治具，通過三軸移動機構安裝有三個物料板，分別定位泡棉、FPC和FPC骨架，利用三軸移動機構將泡棉、FPC和FPC骨架依次轉運粘貼，最終將泡棉、FPC和FPC骨架三者貼附組合在一起，顯著提高了FPC貼泡棉的粘貼效率和粘貼質量。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明提供的一種為FPC貼泡棉的治具，包括底板，在所述底板上安裝有三軸移動機構，分別為X軸、Y軸和Z軸移動機構，所述Y軸移動機構設置在所述底板頂面上，所述底板頂面還設置有龍門架，所述龍門架的橫梁沿X軸方向延伸，所述X軸移動機構設置在所述橫梁上，所述Z軸移動機構設置在所述X軸移動機構上；所述Y軸移動機構上設置有FPC定位座和FPC骨架定位座，所述Z軸移動機構上設置有泡棉定位座，所述Z軸移動機構上還設置有旋轉機構，用於驅動所述泡棉定位座圍繞X軸方向旋轉。

進一步，所述Y軸移動機構包括設置在所述底板頂面上的滑軌，所述滑軌沿Y軸方向延伸，與所述滑軌平行設置有第一無杆氣缸，所述第一無杆氣缸上設置有滑座，通過所述滑座和所述滑軌安裝有滑動底板，所述第一無杆氣缸驅動所述滑動底板沿著所述滑軌移動，所述滑動底板上並排鋪設有FPC定位座和FPC骨架定位座。

進一步，所述FPC定位座包括本體，所述本體中設置有真空腔室，所述真空腔室通過氣管連接外部真空發生器，所述本體上表面設置有定位槽，所述定位槽的形狀和待處理FPC的形狀相適配，所述定位槽的槽底設置有若干氣孔，所述氣孔連通所述真空腔室。

進一步，所述FPC骨架定位座包括本體，所述本體中設置有真空腔室，所述真空腔室通過氣管連接外部真空發生器，所述本體上表面設置有若干定位銷，所述本體上表面還設置有若干氣孔，所述氣孔連通所述真空腔室。

進一步，所述Z軸移動機構包括氣動滑臺，所述氣動滑臺的滑座沿Z軸方向滑動，所述旋轉機構包括安裝在所述滑座下端的U形翻轉支架，所述翻轉支架中安裝有轉軸，所述轉軸沿X軸方向布置，所述轉軸上安裝有支撐板，所述泡棉定位座安裝在所述支撐板上，所述氣動滑臺的滑座下移距離決定了所述泡棉定位座的下移距離。

進一步，所述泡棉定位座包括本體，所述本體中設置有真空腔室，所述真空腔室通過氣管連接外部真空發生器，所述本體上表面設置有若干定位銷，所述本體上表面還設置有若干氣孔，所述氣孔連通所述真空腔室。

進一步，所述翻轉支架在支撐所述轉軸的位置設置有軸承，所述翻轉支架一側安裝有旋轉氣缸驅動所述轉軸旋轉，所述翻轉支架另一側對應所述泡棉定位座安裝有旋轉接頭，所述旋轉接頭對內連接所述泡棉定位座的真空腔室，對外通過氣管連接外部真空發生器。

進一步，所述翻轉支架後側設置有限位塊，限制所述泡棉定位座的旋轉角度，所述泡棉定位座被所述限位塊阻擋時處於水平位置，並且上表面朝下，所述泡棉定位座由水平位置經所述翻轉支架前側向上翻轉角度範圍為120度。

進一步，所述X軸移動機構包括第二無杆氣缸，所述第二無杆氣缸沿X軸方向布置，所述Z軸移動機構安裝在所述第二無杆氣缸的滑座上。

進一步，所述第二無杆氣缸的滑座上還設置有線纜支架，所述龍門架的橫梁頂部鋪設有電纜保護鏈，所述電纜保護鏈的活動端安裝固定在所述線纜支架上，所述Z軸移動機構沿X軸方向移動時所述電纜保護鏈隨動。

採用上述結構設置的為FPC貼泡棉的治具具有以下優點：

本發明中的治具操作輕便，比手工提高作業速度近3-5倍,且FPC和泡棉定位準確，顯著提高了FPC貼泡棉的粘貼效率和粘貼質量。

通過本發明處理的FPC，安裝到其他電子產品上時定位準確，也提高了最終產品的質量。

本發明中的治具結構簡單，組裝方便，製造成本較低。

附圖說明

圖1是本發明為FPC貼泡棉的治具的立體圖，圖中所示從前側觀看；

圖2是本發明為FPC貼泡棉的治具的立體圖，圖中所示從後側觀看；

圖3是本發明為FPC貼泡棉的治具的分解圖；

圖4是本發明所採用泡棉定位座的立體圖；

圖5是本發明所採用FPC定位座的立體圖；

圖6是本發明所採用FPC骨架定位座的立體圖；

圖7是本發明為FPC貼泡棉的治具的主視圖；

圖8是本發明為FPC貼泡棉的治具的右視圖；

圖9是本發明為FPC貼泡棉的治具的後視圖；

圖10是本發明為FPC貼泡棉的治具的俯視圖；

圖11是本發明所採用電器控制盒的立體圖；

圖12a是本發明為FPC貼泡棉的治具的作業流程圖，圖中所示為治具預備狀態，分別在三個定位座上放置泡棉、FPC、和FPC骨架；

圖12b是本發明為FPC貼泡棉的治具的作業流程圖，圖中所示泡棉定位座旋轉至朝下方向，FPC定位座和FPC骨架定位座向泡棉定位座下方平移；

圖12c是本發明為FPC貼泡棉的治具的作業流程圖，圖中所示泡棉定位座下移，將泡棉粘貼至FPC上；

圖12d是本發明為FPC貼泡棉的治具的作業流程圖，圖中所示泡棉定位座上移，將泡棉與FPC的組合轉移至FPC骨架定位座上方；

圖12e是本發明為FPC貼泡棉的治具的作業流程圖，圖中所示泡棉定位座下移，將泡棉與FPC的組合粘貼至FPC骨架上；

圖12f是本發明為FPC貼泡棉的治具的作業流程圖，圖中所示為粘貼完成後治具恢復預備狀態，可以進行下一次作業循環。

圖中：1.底板；2.滑軌；3.滑動底板；4.龍門架；5.無杆氣缸；6.電纜保護鏈；7.線纜支架；8.氣動滑臺；9.翻轉支架；10.泡棉定位座；10-1.本體；10-2.氣孔；10-3.定位銷；11.旋轉氣缸；12.FPC定位座；12-1.本體；12-2.定位槽；12-3.氣孔；12-4.避讓孔；13.無杆氣缸；14.FPC骨架定位座；14-1.蓋板本體；14-2.氣孔；14-3.定位銷；14-4.避讓孔；15.氣管支撐板；16.旋轉接頭；17.限位塊；18、轉軸；19.支撐板；20.電器控制盒；20-1.左啟動按鈕；20-2.右啟動按鈕。

具體實施方式

本發明的設計構思是：

針對現有技術中FPC貼泡棉主要為手工貼附，作業速度慢且容易偏位的技術問題，本發明提供了一種為FPC貼泡棉的治具，通過三軸移動機構安裝有三個物料板，分別定位泡棉、FPC和FPC骨架，利用三軸移動機構將泡棉、FPC和FPC骨架依次轉運粘貼，最終將泡棉、FPC和FPC骨架三者貼附組合在一起，顯著提高了FPC貼泡棉的粘貼效率和粘貼質量。

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

如圖1、圖2、圖3所示為本發明實施例之一，在實施例中，一種為FPC貼泡棉的治具，包括底板1，在底板1上安裝有三軸移動機構，分別為X軸、Y軸和Z軸移動機構，在圖1中有參考坐標，本實施例採用X軸、Y軸和Z軸只是為了方便說明本治具的結構，這三個移動機構的關係不受名字的限制。

Y軸移動機構設置在底板1頂面上，底板1頂面還設置有龍門架4，龍門架4的橫梁沿X軸方向延伸，X軸移動機構設置橫梁上，Z軸移動機構設置在X軸移動機構上；Y軸移動機構上設置有FPC定位座12和FPC骨架定位座14，Z軸移動機構上設置有泡棉定位座10，Z軸移動機構上還設置有旋轉機構，用於驅動泡棉定位座10圍繞X軸方向旋轉。

如圖1、圖3、圖7所示，Y軸移動機構包括設置在底板1頂面上的滑軌2，滑軌2沿Y軸方向延伸，與滑軌2平行設置有無杆氣缸13，無杆氣缸13上設置有滑座，通過無杆氣缸13的滑座和滑軌2安裝有滑動底板3，無杆氣缸13驅動滑動底板3沿著滑軌2移動，滑動底板3上並排鋪設有FPC定位座12和FPC骨架定位座14。將FPC定位座12和FPC骨架定位座14設置在同一塊滑動底板3上可以保證二者之間的高度一致，以便與Z軸移動機構配合。

FPC定位座12和FPC骨架定位座14沿Y方向軸往復移動，停靠位置由無杆氣缸13或者滑軌2的結構決定限位，移動到底板1後側時需要保證能夠與泡棉定位座10上下對齊。

在該實施例中，滑軌2僅設置一根，根據實際使用需要，滑軌2也可以設置兩根，相應地無杆氣缸13設置在兩根滑軌2之間即可。

如圖3、圖5所示，FPC定位座12包括本體12-1，本體12-1中設置有真空腔室，真空腔室通過氣管連接外部真空發生器(未圖示)，本體12-1上表面設置有定位槽12-2，定位槽12-2的形狀和待處理FPC的形狀相適配，定位槽12-2的槽底設置有若干氣孔12-3，氣孔12-3連通本體12-1中的真空腔室。待處理FPC放置在定位槽12-2中之後，真空發生器啟動，在真空腔室中形成負壓，利用氣孔12-3吸附固定住FPC。

FPC定位座12上的氣孔12-3還可以起到吹起的作用，當泡棉和FPC粘接之後，此時Z軸移動機構需要將二者提升起來，為了防止重量增加難以提升，此時FPC定位座12上的氣孔12-3改為吹氣，真空發生器改變工作狀態向FPC定位座12的真空腔室進行充氣即可。

如圖3、圖6所示，FPC骨架定位座14包括本體14-1，本體14-1中設置有真空腔室，真空腔室通過氣管連接外部真空發生器(未圖示)，本體14-1上表面設置有若干定位銷14-3，本體14-1上表面還設置有若干氣孔14-2，氣孔14-2連通本體14-1中的真空腔室。FPC骨架放置在本體14-1上表面之後，通過定位銷14-3限位，真空發生器啟動，在真空腔室中形成負壓，利用氣孔14-2吸附固定住FPC骨架。

如圖1、圖3所示，Z軸移動機構包括氣動滑臺8，氣動滑臺8的滑座沿Z軸方向滑動，前述旋轉機構包括安裝在氣動滑臺8的滑座下端的U形翻轉支架9，翻轉支架9中安裝有轉軸18，轉軸18沿X軸方向布置，轉軸18上安裝有支撐板19，泡棉定位座10安裝在支撐板19上，氣動滑臺8的滑座下移距離決定了泡棉定位座10的下移距離。

如圖3、圖4所示，泡棉定位座10包括本體10-1，本體10-1中設置有真空腔室，真空腔室通過氣管連接外部真空發生器(未圖示)，本體10-1上表面設置有若干定位銷10-3，本體10-1上表面還設置有若干氣孔10-2，氣孔10-2連通所述真空腔室。泡棉放置在本體10-1上表面之後，通過定位銷10-3限位，真空發生器啟動，在真空腔室中形成負壓，利用氣孔10-2吸附固定住泡棉。

由於泡棉定位座10上表面設置有若干定位銷10-3，FPC骨架定位座14上表面設置有若干定位銷14-3，所以在泡棉定位座10、FPC定位座12、FPC骨架定位座14三者上表面又均設置有避讓孔，以提高對泡棉、FPC、FPC骨架三者的壓接效果。

如圖1、圖3所示，翻轉支架9在支撐轉軸18的位置設置有軸承，翻轉支架9一側安裝有旋轉氣缸11驅動轉軸18旋轉，翻轉支架9另一側對應泡棉定位座10安裝有旋轉接頭16，旋轉接頭16對內連接泡棉定位座10的真空腔室，通過氣管連接外部真空發生器(未圖示)。

翻轉支架9後側設置有限位塊17，限制泡棉定位座10的旋轉角度，泡棉定位座10被限位塊17阻擋時處於水平位置，並且上表面朝下，泡棉定位座10由水平位置經翻轉支架9前側向上翻轉角度範圍為120度。

如圖1、圖3所示，X軸移動機構包括無杆氣缸5，無杆氣缸5沿X軸方向布置，Z軸移動機構安裝在無杆氣缸5的滑座上。

無杆氣缸5的滑座上還設置有線纜支架7，龍門架4的橫梁頂部鋪設有電纜保護鏈6，電纜保護鏈6的活動端安裝固定在線纜支架7上，Z軸移動機構沿X軸方向移動時電纜保護鏈6隨動。

泡棉定位座10既可以沿Z軸方向上下移動，停靠位置由氣動滑臺8結構決定限位，又可以沿X軸方向左右移動，停靠位置由無杆氣缸5的結構決定限位，泡棉定位座10下移時需要保證能夠與FPC定位座12和FPC骨架定位座14有效對齊扣合。

如圖1、圖3所示，在底板1頂面上靠後的位置設置有氣管支撐板15，用來固定FPC定位座12和FPC骨架定位座14的螺旋氣管，防止二者發生摺疊和纏繞。

本實施例中的為FPC貼泡棉的治具還配置有電器控制盒20，如圖11所示，電器控制盒20上設置有左啟動按鈕20-1和右啟動按鈕20-2，因為治具上需要控制的移動機構較多，所以電器控制盒20為左右雙手同時控制。

為FPC貼泡棉的治具工作步驟如下所述，可以參考圖12a-f所示：

圖12a所示，泡棉定位座10初始位置在左端；FPC定位座12和FPC骨架定位座14的初始位置在前端。泡棉定位座10向上翻轉120度，與水平面夾角為30度。該夾角在20度至60度之間也可以；方便操作員放置泡棉。

作業開始時，首先按動電器控制盒20上的左啟動按鈕20-1和右啟動按鈕20-2來啟動外部真空發生器，泡棉定位座10、FPC定位座12、FPC骨架定位座14分別與真空氣路接通，操作員開始放置三種物料。

操作員將泡棉放置在泡棉定位座10上，泡棉是整體的，由泡棉定位座10頂面設置的定位銷10-3進行定位；在負壓的吸力作用下泡棉定位座10將泡棉吸住。

操作員將FPC放置在FPC定位座12上，通過與FPC外形適配的定位槽12-2對FPC定位；在負壓的吸力作用下FPC定位座12將FPC吸住。

操作員將FPC骨架放置在FPC骨架定位座14上，通過定位銷14-3對FPC骨架定位；在負壓的吸力作用下FPC骨架定位座14將FPC骨架吸住。

再次按動電器控制盒20上的左啟動按鈕20-1和右啟動按鈕20-2，三軸移動機構由電器控制開始動作，如圖12b所示，FPC定位座12和FPC骨架定位座14在Y軸移動機構的帶動下向後移動到指定位置；旋轉氣缸11旋轉，泡棉定位座10頂面向下與FPC定位座12平行，等FPC定位座12到位後，在Z軸移動機構帶動下，泡棉定位座10向下移動，與FPC定位座12扣合，將泡棉粘貼在FPC上，如圖12c所示。

此時，FPC定位座12由與真空氣路接通改為與壓縮空氣氣路接通，釋放FPC；Z軸移動機構帶動泡棉定位座10和FPC向上運動，然後向右運動與右側的FPC骨架定位座14對齊，如圖12d所示。

如圖12e所示，FPC定位座12在Z軸移動機構帶動下向下運動，與FPC骨架定位座14扣合，此時FPC骨架定位座14斷開與真空氣路的連接，釋放泡棉、FPC和FPC骨架，完成三者組裝，並且仍然由泡棉定位座10吸附住三者，在Z軸移動機構帶動下上升，繼而由X軸移動機構帶動下回到初始位置，旋轉氣缸11旋轉將泡棉定位座10翻轉，組裝成品朝上放置，此時泡棉定位座10斷開與真空氣路的連接。

操作員取走組裝成品，治具可以進行下一個裝配循環，如圖12f所示。

此治具操作輕便，比手工提高作業速度近3-5倍,且FPC和泡棉定位準確。

以上僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護範圍內。