CN101472394A - 对位装置 - Google Patents

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本发明涉及一种用于对位工件及其支撑物的对位装置。所述对位装置用于对位工件及其支撑物，其包括工作台和驱动装置。所述驱动装置包括旋转装置、第一驱动装置和第二驱动装置。所述旋转装置包括旋转轴，所述旋转轴的一端固接于工作台。所述第一驱动装置与旋转装置相连，用以驱动旋转装置带动工作台于水平面作直线运动。所述第二驱动装置连接于工作台，用于施力于工作台以驱动工作台带动旋转轴绕旋转轴的中心轴线转动，且旋转轴与工作台的相交面的中心点位于第二驱动装置施予工作台的作用力的方向所在的直线外。

Description

对位装置
技术领域
本发明涉及柔性电路板制作领域，尤其涉及一种对位装置。
背景技术
在柔性电路板(Flexible Printed Circuit Board，FPC)特别是多层柔性电路板制程的钻孔制程、蚀刻铜箔制程、贴保护膜制程以及压合制程中，由于绝缘基材曲挠性能较好，其在外力作用下容易发生形变，因此需将与覆铜基材尺寸及形状一致的支撑物如钢片、铝合金和高分子材料等贴合在覆铜基材底面，给予覆铜基材支撑作用，以提高覆铜基材的强度，避免覆铜基材发生扭曲、变形甚至断裂。
目前支撑物与覆铜基材的对位方法主要采用自动对位法。自动对位法包括采用配置有光电耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)的成像设备对支撑物和覆铜基材成像、建立坐标系分析支撑物与覆铜基材位置关系的步骤。参见文献CCD spectrum analyzer usingprime transform algorithm；M.A Jack，D.G Park，P.M Grant；Electronics letter；21July 1977，Volume 13，Issue 15，Page 431~432。
参见图1，现有支撑物与覆铜基材自动对位法采用的对位装置包括工作台11、驱动装置12、成像设备16和控制器17。驱动装置12包括第一驱动装置13、第二驱动装置14和传动轴15。第一驱动装置13包括两个分别设于工作台11相邻两侧壁的驱动器，用以驱动工作台11连同支撑物20沿X轴和Y轴移动。第二驱动装置14为一马达，其与传动轴15的一端相连，用以驱动传动轴15绕传动轴15的中心轴线转动。传动轴15的另一端固定于工作台11，从而使得传动轴15绕其中心轴线转动的同时带动工作台11和支撑物20绕传动轴15转动。成像设备16用以对覆铜基材30及支撑物20或其局部进行取像，然后将所拍摄的图像信息传输给控制器17。控制器17与成像设备16、第一驱动装置13和第二驱动装置14相连，用于分析成像设备16拍摄的覆铜基材30和支撑物20的图像信息，将图像信息转换为覆铜基材30和支撑物20在XOY坐标系中的位置数据，并根据该位置数据控制第一驱动装置13和第二驱动装置14驱动工作台11运动，直至支撑物20与覆铜基材30完全重合。
然而，第二驱动装置14是特制马达，其可替代性差，导致前述对位装置对其依赖性大，且该马达价格昂贵，引起生产成本较高。
发明内容
因此，有必要提供一种结构简单、价格低廉且对位精度高的对位装置以降低成本。
以下结合实施例说明一种对位装置。
所述对位装置用于对位工件及其支撑物，其包括工作台和驱动装置。所述驱动装置包括旋转装置、第一驱动装置和第二驱动装置。所述旋转装置包括旋转轴，所述旋转轴的一端固接于工作台。所述第一驱动装置与旋转装置相连，用以驱动旋转装置带动工作台于水平面作直线运动。所述第二驱动装置连接于工作台，用于施力于工作台以驱动工作台带动旋转轴绕旋转轴的中心轴线转动，且旋转轴与工作台的相交面的中心点位于第二驱动装置施予工作台的作用力的方向所在的直线外。
本技术方案的对位装置通过设置与工作台相连的第二驱动装置，并将工作台与旋转轴固接，使第二驱动装置作用于工作台，从而使旋转轴带动工作台绕旋转轴的中心轴线旋转的方法实现旋转工作台。与现有技术相比，本实施例的对位装置结构简单，不需要特制马达即可实现对位操作，因此，本实施例的对位装置克服了现有技术对特制马达的依赖性，节约了成本。
附图说明
图1是现有对位装置对位支撑物与覆铜基材的示意图。
图2是本技术方案实施例提供的对位装置的示意图。
图3是图2所示对位装置对位支撑物与覆铜基材的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例对本技术方案的对位装置进行具体说明。
参见图2，本技术方案实施例提供的对位装置100包括工作台110和驱动装置120。
工作台110具有承载面1101、侧壁1102和第一表面1103，承载面1101用于承载工件。第一表面1103与承载面1101相对，侧壁1102位于第一表面1103与承载面1101之间，并与第一表面1103和承载面1101相连。
驱动装置120包括旋转装置121、第一驱动装置122和第二驱动装置123。
旋转装置121包括旋转轴1211和固定轴1213。
旋转轴1211具有两端，其一端固接于工作台110的第一表面1103，另一端收容于固定轴1213中。旋转轴1211具有连接壁1212。连接壁1212位于旋转轴1211的两端面之间，并与两端面相连。
固定轴1213与旋转轴1211均为圆柱体结构，且固定轴1213沿其轴向开设有收容槽，用于收容旋转轴1211的一端，且收容槽的尺寸可使旋转轴1211在其中自由旋转。当旋转轴1211的一端收容于固定轴1213时，旋转轴1211的中心轴线与固定轴1213的中心轴线共线。旋转轴1211在外力驱动下可相对于固定轴1213绕其中心轴线转动。另外，旋转装置121可以不包括固定轴1213。
当旋转装置121包括固定轴1213时，旋转装置121进一步包括弹性部件1214。弹性部件1214的一端固定于固定轴1213，其另一端固定于旋转轴1211的连接壁1212。当工作台110和旋转轴1211绕旋转轴1211的中心轴线转动时，弹性部件1214与旋转轴1211相连的一端也将随着旋转轴1211转动，此时弹性部件1214将产生弹性形变，该弹性形变将产生与工作台110旋转方向相反的作用力，该作用力施加于旋转轴1211，以避免工作台110旋转角度太大，从而保证对位精度。弹性部件1214优选弹簧。
第一驱动装置122与旋转装置121相连，用于驱动旋转装置121于水平面内沿相互垂直的方向运动。第一驱动装置122可为压电元件、电机或其它具有驱动功能的装置，只要其能驱动旋转装置121于水平面内作直线运动即可。当然，第一驱动装置122还可以通过一端与电机相连的传动元件而与电机相连。当旋转装置121未包括固定轴1213时，第一驱动装置122设于旋转轴1211的连接壁1212。当旋转装置121包括固定轴1213时，第一驱动装置122设于固定轴1213。本实施例中，第一驱动装置122包括两只设于固定轴1213的压电元件，该两只压电元件的中心轴线的夹角为90度，以使旋转装置121于水平面内沿相互垂直的方向运动。
第二驱动装置123包括传动件1231和驱动器1232。
传动件1231的一端连接于侧壁1102，其另一端与驱动器1232相连，且旋转轴1211与工作台110的相交面的中点位于后续驱动器1232施予侧壁1102的作用力的方向外。本实施例中，由于传动件1231为杆体，所以，旋转轴1211与工作台110的相交面的中点位于传动件1231的中心轴线外。通过上述设置，当后续驱动器1232驱动传动件1231于平行于第一表面1103的平面内绕旋转轴1211转动时，工作台110将连同与其相连的旋转轴1211围绕旋转轴1211的中心轴线转动，由此实现工作台110的转动。当然，根据杠杆原理，旋转轴1211与工作台110的相交面的中点与传动件1231的中心轴线的垂直距离越远越好，即驱动器1232施给工作台110的作用力的力臂越大越好，以便后续驱动器1232通过传动件1231施予工作台110很小作用力便能使工作台110转动。优选地，传动件1231为长度可调式结构，如伸缩式轴承，以便于当驱动器1232位置固定时，工件如覆铜基材与位于工作台110的承载面1101内的支撑物对位的过程中能通过调节传动件1231的长度而调节支撑物相对于工件的位置。当然，若驱动器1232未固定时，其可通过一定方式与工作台同步运动，则传动件1231可为长度恒定式结构。
驱动器1232用以驱动传动件1231于平行于第一表面1103的平面内绕旋转轴1211运动，其可为电机或压电元件。由于传动件1231一端连接工作台110于侧壁1102，其在运动时将施予工作台110沿其运动方向的作用力，而工作台110与旋转轴1211相连，旋转轴1211在此作用力的作用下将围绕其中心轴线转动，因而工作台110也将围绕旋转轴1211的中心轴线旋转。
为进一步增加对位精度，本实施例的对位装置100还包括成像设备130和与成像设备130相连的控制器140。
成像设备130包括光电耦合元件，用以对工件及其支撑物取像，并将所拍摄的图像信息传输给控制器140。
控制器140与成像设备130和第一驱动装置122和驱动器1232相连，用于分析所述图像信息，并将图像信息转换为工件和支撑物在同一坐标系中的位置数据，以得出工件与支撑物之间的坐标位置差，然后根据该坐标位置差控制第一驱动装置122和驱动器1232驱动工作台110于水平面内作直线运动或转动，直至支撑物与工件完全重合。
使用本实施例的对位装置100对位覆铜基材200和支撑物300时，请参见图3，需首先于工作台110的承载面1101内建立一坐标系X’OY’，采用成像设备130对支撑物300和覆铜基材200成像，并将该图像传输给控制器140，以利用控制器140获取支撑物300一顶角的顶点M的坐标位置M(X1，Y1)及顶角一边L1与一条坐标轴如X轴的夹角角度α，以及覆铜基材200的一顶角的顶点P在坐标系中的坐标位置P(X2，Y2)以及边L2与同一坐标轴如X轴的夹角的角度β；然后利用控制器140分析顶点M与顶点P的坐标位置差，并根据该坐标位置差驱动工作台110运动，直至支撑物300与覆铜基材200于X’OY’的坐标位置相同。具体地，若α不等于β，即支撑物300与覆铜基材200存在夹角，需首先启动第二驱动装置123的驱动器1232，使传动件1231于平行于承载面1101的平面内运动，此时旋转轴1211将连同工作台110绕旋转轴1211的中心轴线转动，通过控制器140控制驱动器1232施予工作台110的作用力从而控制工作台110的转动角度，直至边L2于承载面1101的投影与边L1于承载面1101的投影位于同一直线。在工作台110旋转的过程中弹性部件1214将施予旋转轴121作用力，以避免旋转轴121发生不需要的转动。然后驱动第一驱动装置122，使旋转装置121带动工作台110及支撑物300沿X轴和Y轴移动，直至X1＝X2，Y1＝Y2；最后，驱动覆铜基材200，使其朝靠近支撑物300的方向运动，直至与支撑物300完全重合，从而实现覆铜基材200与支撑物300的精密对位。
本实施例的对位装置通过设置与工作台的侧壁相连的第二驱动装置，并将工作台与旋转轴固接，使第二驱动装置作用于工作台时工作台连同旋转轴围绕旋转轴的中心轴线旋转的方法旋转工作台。与现有技术相比，本实施例的对位装置结构简单，不需特制马达即可实现对位操作，因此，本实施例的对位装置克服了现有技术对特制马达的依赖性，节约了成本。

Claims (10)

  1. 【权利要求1】一种对位装置，用于对位工件及其支撑物，其包括工作台和驱动装置，其特征是，所述驱动装置包括旋转装置、第一驱动装置和第二驱动装置，所述旋转装置包括旋转轴，所述旋转轴的一端固接于工作台，所述第一驱动装置与旋转装置相连，用以驱动旋转装置带动工作台于水平面作直线运动，所述第二驱动装置连接于工作台，用于施力于工作台以驱动工作台带动旋转轴绕旋转轴的中心轴线转动，且旋转轴与工作台的相交面的中心点位于第二驱动装置施予工作台的作用力的方向所在的直线外。
  2. 【权利要求2】如权利要求1所述的对位装置，其特征是，所述对位装置还包括成像设备和控制器，所述成像设备用以对工件及支撑物取像，并将所拍摄的图像信息传输给控制器，控制器与成像设备和驱动装置相连，用于分析所述图像信息，并将图像信息转换为工件和支撑物在同一坐标系中的位置数据，并根据该位置数据控制第一驱动装置和第二驱动装置驱动工作台运动，直至支撑物与工件完全重合。
  3. 【权利要求3】如权利要求1或2所述的对位装置，其特征是，所述工作台具有承载面、与承载面相对的第一表面和侧壁，所述侧壁位于承载面和第一表面之间，并与承载面和第一表面相连，所述旋转轴的一端固接于工作台的第一表面，所述第二驱动装置包括传动件和驱动器，所述传动件的一端连接于侧壁，其另一端与驱动器相连，所述驱动器用以驱动传动件于平行于承载面的平面内运动，从而使得工作台及旋转轴绕旋转轴的中心轴线转动。
  4. 【权利要求4】如权利要求3所述的对位装置，其特征是，驱动器为压电元件或电机。
  5. 【权利要求5】如权利要求3所述的对位装置，其特征是，所述旋转装置还包括固定轴，所述旋转轴的另一端收容于固定轴。
  6. 【权利要求6】如权利要求5所述的对位装置，其特征是，所述旋转装置还包括弹性部件，所述弹性部件的一端固定于固定轴，其另一端与旋转轴相连。
  7. 【权利要求7】如权利要求6所述的对位装置，其特征是，所述传动件为长度可调式结构。
  8. 【权利要求8】如权利要求7所述的对位装置，其特征是，所述传动件为伸缩式轴承。
  9. 【权利要求9】如权利要求8所述的对位装置，其特征是，所述第一驱动装置为压电元件或电机。
  10. 【权利要求10】如权利要求9所述的对位装置，其特征是，所述第一驱动装置连接于固定轴，用于驱动旋转装置于水平面内作直线运动，从而使得旋转装置带动工作台于水平面内作直线运动。
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