CN106827565B - 一种为fpc贴泡棉的治具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种为FPC贴泡棉的治具，解决了现有技术中FPC贴泡棉主要为手工贴附，作业速度慢且容易偏位的技术问题。该治具包括底板，在底板上安装有X、Y、Z三轴移动机构，Y轴移动机构设置在底板顶面上，底板顶面还设置有龙门架，龙门架的横梁沿X轴方向延伸，X轴移动机构设置在所述横梁上，Z轴移动机构设置在X轴移动机构上；Y轴移动机构上设置有FPC定位座和FPC骨架定位座，Z轴移动机构上设置有泡棉定位座，Z轴移动机构上还设置有旋转机构，用于驱动泡棉定位座围绕X轴方向旋转。本发明利用三轴移动机构将泡棉、FPC和FPC骨架依次转运粘贴，最终将泡棉、FPC和FPC骨架三者贴附组合在一起。

Description

一种为FPC贴泡棉的治具

技术领域

本发明涉及一种组装产品治具，具体涉及一种为FPC贴泡棉的治具，用于将泡棉、FPC、和FPC骨架三者粘贴在一起。

背景技术

FPC(柔性电路板)贴泡棉作为一种生产制造业的组装工艺，广泛应用于电子、电器制造行业。FPC贴泡棉作业中需要用到三种零部件，分别是泡棉、FPC、和FPC骨架。FPC骨架是为了产品组装FPC方便，组装完成之后会抛弃掉FPC骨架。

目前的FPC贴泡棉大部分为手工贴附,不仅作业速度慢且容易偏位。为了使FPC贴泡棉与其他工艺的速度匹配，急需设计一种能够大幅度提高粘贴速度和粘贴准确度的治具。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种为FPC贴泡棉的治具，通过三轴移动机构安装有三个物料板，分别定位泡棉、FPC和FPC骨架，利用三轴移动机构将泡棉、FPC和FPC骨架依次转运粘贴，最终将泡棉、FPC和FPC骨架三者贴附组合在一起，显著提高了FPC贴泡棉的粘贴效率和粘贴质量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供的一种为FPC贴泡棉的治具，包括底板，在所述底板上安装有三轴移动机构，分别为X轴、Y轴和Z轴移动机构，所述Y轴移动机构设置在所述底板顶面上，所述底板顶面还设置有龙门架，所述龙门架的横梁沿X轴方向延伸，所述X轴移动机构设置在所述横梁上，所述Z轴移动机构设置在所述X轴移动机构上；所述Y轴移动机构上设置有FPC定位座和FPC骨架定位座，所述Z轴移动机构上设置有泡棉定位座，所述Z轴移动机构上还设置有旋转机构，用于驱动所述泡棉定位座围绕X轴方向旋转。

进一步，所述Y轴移动机构包括设置在所述底板顶面上的滑轨，所述滑轨沿Y轴方向延伸，与所述滑轨平行设置有第一无杆气缸，所述第一无杆气缸上设置有滑座，通过所述滑座和所述滑轨安装有滑动底板，所述第一无杆气缸驱动所述滑动底板沿着所述滑轨移动，所述滑动底板上并排铺设有FPC定位座和FPC骨架定位座。

进一步，所述FPC定位座包括本体，所述本体中设置有真空腔室，所述真空腔室通过气管连接外部真空发生器，所述本体上表面设置有定位槽，所述定位槽的形状和待处理FPC的形状相适配，所述定位槽的槽底设置有若干气孔，所述气孔连通所述真空腔室。

进一步，所述FPC骨架定位座包括本体，所述本体中设置有真空腔室，所述真空腔室通过气管连接外部真空发生器，所述本体上表面设置有若干定位销，所述本体上表面还设置有若干气孔，所述气孔连通所述真空腔室。

进一步，所述Z轴移动机构包括气动滑台，所述气动滑台的滑座沿Z轴方向滑动，所述旋转机构包括安装在所述滑座下端的U形翻转支架，所述翻转支架中安装有转轴，所述转轴沿X轴方向布置，所述转轴上安装有支撑板，所述泡棉定位座安装在所述支撑板上，所述气动滑台的滑座下移距离决定了所述泡棉定位座的下移距离。

进一步，所述泡棉定位座包括本体，所述本体中设置有真空腔室，所述真空腔室通过气管连接外部真空发生器，所述本体上表面设置有若干定位销，所述本体上表面还设置有若干气孔，所述气孔连通所述真空腔室。

进一步，所述翻转支架在支撑所述转轴的位置设置有轴承，所述翻转支架一侧安装有旋转气缸驱动所述转轴旋转，所述翻转支架另一侧对应所述泡棉定位座安装有旋转接头，所述旋转接头对内连接所述泡棉定位座的真空腔室，对外通过气管连接外部真空发生器。

进一步，所述翻转支架后侧设置有限位块，限制所述泡棉定位座的旋转角度，所述泡棉定位座被所述限位块阻挡时处于水平位置，并且上表面朝下，所述泡棉定位座由水平位置经所述翻转支架前侧向上翻转角度范围为120度。

进一步，所述X轴移动机构包括第二无杆气缸，所述第二无杆气缸沿X轴方向布置，所述Z轴移动机构安装在所述第二无杆气缸的滑座上。

进一步，所述第二无杆气缸的滑座上还设置有线缆支架，所述龙门架的横梁顶部铺设有电缆保护链，所述电缆保护链的活动端安装固定在所述线缆支架上，所述Z轴移动机构沿X轴方向移动时所述电缆保护链随动。

采用上述结构设置的为FPC贴泡棉的治具具有以下优点：

本发明中的治具操作轻便，比手工提高作业速度近3-5倍,且FPC和泡棉定位准确，显著提高了FPC贴泡棉的粘贴效率和粘贴质量。

通过本发明处理的FPC，安装到其他电子产品上时定位准确，也提高了最终产品的质量。

本发明中的治具结构简单，组装方便，制造成本较低。

附图说明

图1是本发明为FPC贴泡棉的治具的立体图，图中所示从前侧观看；

图2是本发明为FPC贴泡棉的治具的立体图，图中所示从后侧观看；

图3是本发明为FPC贴泡棉的治具的分解图；

图4是本发明所采用泡棉定位座的立体图；

图5是本发明所采用FPC定位座的立体图；

图6是本发明所采用FPC骨架定位座的立体图；

图7是本发明为FPC贴泡棉的治具的主视图；

图8是本发明为FPC贴泡棉的治具的右视图；

图9是本发明为FPC贴泡棉的治具的后视图；

图10是本发明为FPC贴泡棉的治具的俯视图；

图11是本发明所采用电器控制盒的立体图；

图12a是本发明为FPC贴泡棉的治具的作业流程图，图中所示为治具预备状态，分别在三个定位座上放置泡棉、FPC、和FPC骨架；

图12b是本发明为FPC贴泡棉的治具的作业流程图，图中所示泡棉定位座旋转至朝下方向，FPC定位座和FPC骨架定位座向泡棉定位座下方平移；

图12c是本发明为FPC贴泡棉的治具的作业流程图，图中所示泡棉定位座下移，将泡棉粘贴至FPC上；

图12d是本发明为FPC贴泡棉的治具的作业流程图，图中所示泡棉定位座上移，将泡棉与FPC的组合转移至FPC骨架定位座上方；

图12e是本发明为FPC贴泡棉的治具的作业流程图，图中所示泡棉定位座下移，将泡棉与FPC的组合粘贴至FPC骨架上；

图12f是本发明为FPC贴泡棉的治具的作业流程图，图中所示为粘贴完成后治具恢复预备状态，可以进行下一次作业循环。

图中：1.底板；2.滑轨；3.滑动底板；4.龙门架；5.无杆气缸；6.电缆保护链；7.线缆支架；8.气动滑台；9.翻转支架；10.泡棉定位座；10-1.本体；10-2.气孔；10-3.定位销；11.旋转气缸；12.FPC定位座；12-1.本体；12-2.定位槽；12-3.气孔；12-4.避让孔；13.无杆气缸；14.FPC骨架定位座；14-1.盖板本体；14-2.气孔；14-3.定位销；14-4.避让孔；15.气管支撑板；16.旋转接头；17.限位块；18、转轴；19.支撑板；20.电器控制盒；20-1.左启动按钮；20-2.右启动按钮。

具体实施方式

本发明的设计构思是：

针对现有技术中FPC贴泡棉主要为手工贴附，作业速度慢且容易偏位的技术问题，本发明提供了一种为FPC贴泡棉的治具，通过三轴移动机构安装有三个物料板，分别定位泡棉、FPC和FPC骨架，利用三轴移动机构将泡棉、FPC和FPC骨架依次转运粘贴，最终将泡棉、FPC和FPC骨架三者贴附组合在一起，显著提高了FPC贴泡棉的粘贴效率和粘贴质量。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1、图2、图3所示为本发明实施例之一，在实施例中，一种为FPC贴泡棉的治具，包括底板1，在底板1上安装有三轴移动机构，分别为X轴、Y轴和Z轴移动机构，在图1中有参考坐标，本实施例采用X轴、Y轴和Z轴只是为了方便说明本治具的结构，这三个移动机构的关系不受名字的限制。

Y轴移动机构设置在底板1顶面上，底板1顶面还设置有龙门架4，龙门架4的横梁沿X轴方向延伸，X轴移动机构设置横梁上，Z轴移动机构设置在X轴移动机构上；Y轴移动机构上设置有FPC定位座12和FPC骨架定位座14，Z轴移动机构上设置有泡棉定位座10，Z轴移动机构上还设置有旋转机构，用于驱动泡棉定位座10围绕X轴方向旋转。

如图1、图3、图7所示，Y轴移动机构包括设置在底板1顶面上的滑轨2，滑轨2沿Y轴方向延伸，与滑轨2平行设置有无杆气缸13，无杆气缸13上设置有滑座，通过无杆气缸13的滑座和滑轨2安装有滑动底板3，无杆气缸13驱动滑动底板3沿着滑轨2移动，滑动底板3上并排铺设有FPC定位座12和FPC骨架定位座14。将FPC定位座12和FPC骨架定位座14设置在同一块滑动底板3上可以保证二者之间的高度一致，以便与Z轴移动机构配合。

FPC定位座12和FPC骨架定位座14沿Y方向轴往复移动，停靠位置由无杆气缸13或者滑轨2的结构决定限位，移动到底板1后侧时需要保证能够与泡棉定位座10上下对齐。

在该实施例中，滑轨2仅设置一根，根据实际使用需要，滑轨2也可以设置两根，相应地无杆气缸13设置在两根滑轨2之间即可。

如图3、图5所示，FPC定位座12包括本体12-1，本体12-1中设置有真空腔室，真空腔室通过气管连接外部真空发生器(未图示)，本体12-1上表面设置有定位槽12-2，定位槽12-2的形状和待处理FPC的形状相适配，定位槽12-2的槽底设置有若干气孔12-3，气孔12-3连通本体12-1中的真空腔室。待处理FPC放置在定位槽12-2中之后，真空发生器启动，在真空腔室中形成负压，利用气孔12-3吸附固定住FPC。

FPC定位座12上的气孔12-3还可以起到吹起的作用，当泡棉和FPC粘接之后，此时Z轴移动机构需要将二者提升起来，为了防止重量增加难以提升，此时FPC定位座12上的气孔12-3改为吹气，真空发生器改变工作状态向FPC定位座12的真空腔室进行充气即可。

如图3、图6所示，FPC骨架定位座14包括本体14-1，本体14-1中设置有真空腔室，真空腔室通过气管连接外部真空发生器(未图示)，本体14-1上表面设置有若干定位销14-3，本体14-1上表面还设置有若干气孔14-2，气孔14-2连通本体14-1中的真空腔室。FPC骨架放置在本体14-1上表面之后，通过定位销14-3限位，真空发生器启动，在真空腔室中形成负压，利用气孔14-2吸附固定住FPC骨架。

如图1、图3所示，Z轴移动机构包括气动滑台8，气动滑台8的滑座沿Z轴方向滑动，前述旋转机构包括安装在气动滑台8的滑座下端的U形翻转支架9，翻转支架9中安装有转轴18，转轴18沿X轴方向布置，转轴18上安装有支撑板19，泡棉定位座10安装在支撑板19上，气动滑台8的滑座下移距离决定了泡棉定位座10的下移距离。

如图3、图4所示，泡棉定位座10包括本体10-1，本体10-1中设置有真空腔室，真空腔室通过气管连接外部真空发生器(未图示)，本体10-1上表面设置有若干定位销10-3，本体10-1上表面还设置有若干气孔10-2，气孔10-2连通所述真空腔室。泡棉放置在本体10-1上表面之后，通过定位销10-3限位，真空发生器启动，在真空腔室中形成负压，利用气孔10-2吸附固定住泡棉。

由于泡棉定位座10上表面设置有若干定位销10-3，FPC骨架定位座14上表面设置有若干定位销14-3，所以在泡棉定位座10、FPC定位座12、FPC骨架定位座14三者上表面又均设置有避让孔，以提高对泡棉、FPC、FPC骨架三者的压接效果。

如图1、图3所示，翻转支架9在支撑转轴18的位置设置有轴承，翻转支架9一侧安装有旋转气缸11驱动转轴18旋转，翻转支架9另一侧对应泡棉定位座10安装有旋转接头16，旋转接头16对内连接泡棉定位座10的真空腔室，通过气管连接外部真空发生器(未图示)。

翻转支架9后侧设置有限位块17，限制泡棉定位座10的旋转角度，泡棉定位座10被限位块17阻挡时处于水平位置，并且上表面朝下，泡棉定位座10由水平位置经翻转支架9前侧向上翻转角度范围为120度。

如图1、图3所示，X轴移动机构包括无杆气缸5，无杆气缸5沿X轴方向布置，Z轴移动机构安装在无杆气缸5的滑座上。

无杆气缸5的滑座上还设置有线缆支架7，龙门架4的横梁顶部铺设有电缆保护链6，电缆保护链6的活动端安装固定在线缆支架7上，Z轴移动机构沿X轴方向移动时电缆保护链6随动。

泡棉定位座10既可以沿Z轴方向上下移动，停靠位置由气动滑台8结构决定限位，又可以沿X轴方向左右移动，停靠位置由无杆气缸5的结构决定限位，泡棉定位座10下移时需要保证能够与FPC定位座12和FPC骨架定位座14有效对齐扣合。

如图1、图3所示，在底板1顶面上靠后的位置设置有气管支撑板15，用来固定FPC定位座12和FPC骨架定位座14的螺旋气管，防止二者发生折叠和缠绕。

本实施例中的为FPC贴泡棉的治具还配置有电器控制盒20，如图11所示，电器控制盒20上设置有左启动按钮20-1和右启动按钮20-2，因为治具上需要控制的移动机构较多，所以电器控制盒20为左右双手同时控制。

为FPC贴泡棉的治具工作步骤如下所述，可以参考图12a-f所示：

图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向上翻转120度，与水平面夹角为30度。该夹角在20度至60度之间也可以；方便操作员放置泡棉。

作业开始时，首先按动电器控制盒20上的左启动按钮20-1和右启动按钮20-2来启动外部真空发生器，泡棉定位座10、FPC定位座12、FPC骨架定位座14分别与真空气路接通，操作员开始放置三种物料。

操作员将泡棉放置在泡棉定位座10上，泡棉是整体的，由泡棉定位座10顶面设置的定位销10-3进行定位；在负压的吸力作用下泡棉定位座10将泡棉吸住。

操作员将FPC放置在FPC定位座12上，通过与FPC外形适配的定位槽12-2对FPC定位；在负压的吸力作用下FPC定位座12将FPC吸住。

操作员将FPC骨架放置在FPC骨架定位座14上，通过定位销14-3对FPC骨架定位；在负压的吸力作用下FPC骨架定位座14将FPC骨架吸住。

再次按动电器控制盒20上的左启动按钮20-1和右启动按钮20-2，三轴移动机构由电器控制开始动作，如图12b所示，FPC定位座12和FPC骨架定位座14在Y轴移动机构的带动下向后移动到指定位置；旋转气缸11旋转，泡棉定位座10顶面向下与FPC定位座12平行，等FPC定位座12到位后，在Z轴移动机构带动下，泡棉定位座10向下移动，与FPC定位座12扣合，将泡棉粘贴在FPC上，如图12c所示。

此时，FPC定位座12由与真空气路接通改为与压缩空气气路接通，释放FPC；Z轴移动机构带动泡棉定位座10和FPC向上运动，然后向右运动与右侧的FPC骨架定位座14对齐，如图12d所示。

如图12e所示，FPC定位座12在Z轴移动机构带动下向下运动，与FPC骨架定位座14扣合，此时FPC骨架定位座14断开与真空气路的连接，释放泡棉、FPC和FPC骨架，完成三者组装，并且仍然由泡棉定位座10吸附住三者，在Z轴移动机构带动下上升，继而由X轴移动机构带动下回到初始位置，旋转气缸11旋转将泡棉定位座10翻转，组装成品朝上放置，此时泡棉定位座10断开与真空气路的连接。

操作员取走组装成品，治具可以进行下一个装配循环，如图12f所示。

此治具操作轻便，比手工提高作业速度近3-5倍,且FPC和泡棉定位准确。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种为FPC贴泡棉的治具，包括底板，在所述底板上安装有三轴移动机构，分别为X轴、Y轴和Z轴移动机构，其特征在于，所述Y轴移动机构设置在所述底板顶面上，所述底板顶面还设置有龙门架，所述龙门架的横梁沿X轴方向延伸，所述X轴移动机构设置在所述横梁上，所述Z轴移动机构设置在所述X轴移动机构上；所述Y轴移动机构上设置有FPC定位座和FPC骨架定位座，所述Z轴移动机构上设置有泡棉定位座，所述Z轴移动机构上还设置有旋转机构，用于驱动所述泡棉定位座围绕X轴方向旋转；

所述Y轴移动机构包括设置在所述底板顶面上的滑轨，所述滑轨沿Y轴方向延伸，与所述滑轨平行设置有第一无杆气缸，所述第一无杆气缸上设置有滑座，通过所述滑座和所述滑轨安装有滑动底板，所述第一无杆气缸驱动所述滑动底板沿着所述滑轨移动，所述滑动底板上并排铺设有FPC定位座和FPC骨架定位座；

在泡棉定位座、FPC定位座、FPC骨架定位座三者上表面均设置有避让孔；

在真空气路负压的吸力作用下泡棉定位座将泡棉吸住，所述FPC定位座和FPC骨架定位座在Y轴移动机构的带动下向后移动到指定位置；旋转气缸旋转，泡棉定位座顶面向下与FPC定位座平行，FPC定位座到位后，在Z轴移动机构带动下，泡棉定位座向下移动，与FPC定位座扣合，将泡棉粘贴在FPC上；

真空气路接通改为与压缩空气气路接通，释放FPC；Z轴移动机构带动泡棉定位座和FPC向上运动，然后向右运动与右侧的FPC骨架定位座对齐；

FPC定位座在Z轴移动机构带动下向下运动，与FPC骨架定位座扣合，此时FPC骨架定位座断开与真空气路的连接，释放泡棉、FPC和FPC骨架，完成三者组装，并且仍然由泡棉定位座吸附住三者，在Z轴移动机构带动下上升，继而由X轴移动机构带动下回到初始位置，旋转气缸旋转将泡棉定位座翻转，组装成品朝上放置，此时泡棉定位座断开与真空气路的连接。

2.根据权利要求1所述的为FPC贴泡棉的治具，其特征在于，所述FPC定位座包括本体，所述本体中设置有真空腔室，所述真空腔室通过气管连接外部真空发生器，所述本体上表面设置有定位槽，所述定位槽的形状和待处理FPC的形状相适配，所述定位槽的槽底设置有若干气孔，所述气孔连通所述真空腔室。

3.根据权利要求1所述的为FPC贴泡棉的治具，其特征在于，所述FPC骨架定位座包括本体，所述本体中设置有真空腔室，所述真空腔室通过气管连接外部真空发生器，所述本体上表面设置有若干定位销，所述本体上表面还设置有若干气孔，所述气孔连通所述真空腔室。

4.根据权利要求1所述的为FPC贴泡棉的治具，其特征在于，所述Z轴移动机构包括气动滑台，所述气动滑台的滑座沿Z轴方向滑动，所述旋转机构包括安装在所述滑座下端的U形翻转支架，所述翻转支架中安装有转轴，所述转轴沿X轴方向布置，所述转轴上安装有支撑板，所述泡棉定位座安装在所述支撑板上，所述气动滑台的滑座下移距离决定了所述泡棉定位座的下移距离。

5.根据权利要求4所述的为FPC贴泡棉的治具，其特征在于，所述泡棉定位座包括本体，所述本体中设置有真空腔室，所述真空腔室通过气管连接外部真空发生器，所述本体上表面设置有若干定位销，所述本体上表面还设置有若干气孔，所述气孔连通所述真空腔室。

6.根据权利要求5所述的为FPC贴泡棉的治具，其特征在于，所述翻转支架在支撑所述转轴的位置设置有轴承，所述翻转支架一侧安装有旋转气缸驱动所述转轴旋转，所述翻转支架另一侧对应所述泡棉定位座安装有旋转接头，所述旋转接头对内连接所述泡棉定位座的真空腔室，对外通过气管连接外部真空发生器。

7.根据权利要求4所述的为FPC贴泡棉的治具，其特征在于，所述翻转支架后侧设置有限位块，限制所述泡棉定位座的旋转角度，所述泡棉定位座被所述限位块阻挡时处于水平位置，并且上表面朝下，所述泡棉定位座由水平位置经所述翻转支架前侧向上翻转角度范围为120度。

8.根据权利要求1所述的为FPC贴泡棉的治具，其特征在于，所述X轴移动机构包括第二无杆气缸，所述第二无杆气缸沿X轴方向布置，所述Z轴移动机构安装在所述第二无杆气缸的滑座上。

9.根据权利要求8所述的为FPC贴泡棉的治具，其特征在于，所述第二无杆气缸的滑座上还设置有线缆支架，所述龙门架的横梁顶部铺设有电缆保护链，所述电缆保护链的活动端安装固定在所述线缆支架上，所述Z轴移动机构沿X轴方向移动时所述电缆保护链随动。