CN108878194A - 一种键盘自动化组装生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种键盘自动化组装生产线，包括依次连接的投料站、原料除尘站、底板与线路板压合站、剪刀脚压合站、键帽压合站、字符印刷站、标贴站、成品除尘站和包装站、以及连接各站点的物料传送带，还包括与投料站、贴标站及包装站电性连接的组装控制系统；原料为上下叠放的线路板和底板，原料由载板承载、顺次流入各站点组装后得到成品。本发明的键盘自动化组装生产线可大幅减少人力使用，降低人员管理成本，同时大大地提高生产效率；而且，该自动化组装生产线在一些重要站点后设置自动检测站点，通过机械检测比对，检测速度快、生产过程流畅，更重要的是可很大程度地降低肉眼检测的误差，降低次品率和返工率，提高成品质量。

Description

一种键盘自动化组装生产线

技术领域

本发明涉及一种键盘自动化组装生产线，属于键盘生产技术领域。

背景技术

键盘组装包括多道工序，传统的键盘组装通常为人工组装产线，每道工序均是通过人工操作、人工检查，这种生产方式存在多个缺点：(1)需要大量人力，生产成本高、生产效率低，且人员难以管理；(2)产品质量不稳定，次品率及返工率高；(3)通常通过肉眼检测，有些误差难以观察，影响成品质量；而且部分工序操作复杂，导致个别工序拥挤，使生产过程不流畅。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种键盘自动化组装生产线。

技术方案：本发明所述的一种键盘自动化组装生产线，包括依次连接的投料站、原料除尘站、底板与线路板压合站、剪刀脚压合站、键帽压合站、字符印刷站、标贴站、成品除尘站和包装站、以及连接各站点的物料传送带，还包括与投料站、贴标站及包装站电性连接的组装控制系统、用于采集进出组装生产线的每个产品信息；原料为上下叠放的线路板和底板，原料由载板承载、顺次流入各站点组装后得到成品。

其中，剪刀脚压合站与键帽压合站之间设置剪刀脚自动检测站，键帽压合站与字符印刷站之间设置键帽自动检测站，字符印刷站与标贴站之间设置印刷字符自动检测站；组装控制系统与各自动检测站点之间均设有双向传输的数据连接线。

该键盘自动化组装生产线还可包括分别与剪刀脚自动检测站、键帽自动检测站、印刷字符自动检测站双向连接的三个不良品维修站，且各不良品维修站与组装控制系统之间设有双向传输的数据连接线；当半成品流入任一自动检测站经检测合格时，组装控制系统控制其流入下一道站点，当检测不合格时，组装控制系统控制其流入对应的不良品维修站，维修后的半成品再次流入该自动检测站重新检测。

优选的，剪刀脚自动检测站点采用色差比对法检测剪刀脚组装情况，该检测方法包括如下步骤：

(1)采用垂直打光方式、调整光线强度获取剪刀脚组装合格的键盘表面样板图面；

(2)在相同打光方式及相同光线强度下获取待测键盘表面图像；

(3)将待测键盘表面图像与所述键盘表面样板图面进行色差比对，当色差比对结果满足检测精度要求时，说明剪刀脚组装合格，否则为不合格。本步骤中，色差比对包括剪刀脚各位置处图像的阴影颜色比对和阴影颜色区域大小比对，当某一剪刀脚在待测键盘表面图像和键盘表面样板图面中所处位置阴影颜色相同、且阴影颜色区域的差别满足检测精度要求时，说明该剪刀脚组装合格。

进一步的，键帽自动检测站点的检测方法可包括如下步骤：

(1)采用顶光和/或侧光的打光方式，获取键帽组装合格的键盘表面样板图面，该样板图面包含了各键帽的位置信息；

(2)在相同光照条件下获取待测键盘表面图像；

(3)比对待测键盘表面图像与键盘表面样板图面中的各键帽位置，当各键帽位置信息差值满足检测精度要求时，说明键帽组装合格，否则为不合格。键帽的位置信息包括键帽的旋转角度及该键帽的位置间隙，其中，键帽的旋转角度为该键帽相对于其所在按键中心轴的角度，键帽的位置间隙包括该键帽与相邻键帽之间、与键盘顶部之间以及与键盘底部之间的距离。

作为优选的，字符印刷站与标贴站之间设置多道功能检测站，依次为机械性能检测站、键帽高度检测站、出PIN检测站和线路板性能检测站；组装控制系统与各功能检测站点之间设置双向传输的数据连接线。进一步的，机械性能检测站与键帽高度检测站之间设有键盘背光性能检测站，其与组装控制系统之间也通过双向传输的数据连接线形成电性连接。

本发明的键盘自动化组装生产线还可包括与首尾两道功能检测站连接的不良品维修站，且该不良品维修站与组装控制系统之间设有双向传输的数据连接线；半成品依次流入各功能检测站点进行检测，当各性能检测站点均检测合格时，组装控制系统控制其流入贴标站，当其中任一道检测站点检测不合格时，组装控制系统控制其自末道性能检测站流入不良品维修站，维修后的半成品再次流入首道性能检测站重新检测。

有益效果：与现有的人工组装生产线相比，本发明的键盘自动化组装生产线可大幅减少人力使用，降低人员管理成本，同时大大地提高生产效率；而且，该自动化组装生产线在一些重要站点后设置自动检测站点，通过机械检测比对，检测速度快、生产过程流畅，更重要的是可很大程度地降低肉眼检测的误差，降低次品率和返工率，提高成品质量；另外，在自动检测站点和性能检测站点附近设置不良品检测站点，可及时纠错、及时返工，提高生产线的整体效率，同时，维修后的半成品重新流线重现检测，进一步保证成品质量。

附图说明

图1为本发明的键盘自动化组装生产线的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1，本发明的一种键盘自动化组装生产线，包括多个组装站点和组装控制系统(SFC系统)，其中，组装站点包括依次连接的投料站、原料除尘站、底板与线路板压合站、剪刀脚压合站、键帽压合站、字符印刷站、标贴站、成品除尘站和包装站，各站点之间设置有用于传送原料或半成品的物料传送带；组装控制系统与投料站、贴标站和包装站电性连接，采集记录进入组装生产线的原料信息、组装后的贴附的生产标识信息以及流出组装生产线的成品信息，该信息可在与组装控制系统连接的各站点间共享，也可供后期查询和追溯。

键盘组装的原料包括线路板和底板，两者上下叠放后进入生产线；还可设置载板，上下叠放的线路板和底板经载板承载、顺次流入流出各站点，完成键盘组装。

操作人员将承载有原料的载板放入投料站，经传动带传送首先流入原料除尘站，该站点内设置除尘机，对线路板和底板分别除尘；然后随载板依次流入底板与线路板压合站、剪刀脚压合站和键帽压合站，先将除尘后的线路板和底板压合，接着依次将剪刀脚和键帽压合在线路板上相应位置；各按键压合后，流入字符印刷站，该站点设置除尘机和印刷机，先对键帽表面进行除尘后再印刷相应的字符；待印刷字符烘干或吹干后，键盘随载板流入标贴站，在键盘底部贴生产标识；最后流入成品除尘站，再次除尘，除尘完成后即得成品，操作人员将成品包装入库。整个自动化组装生产线中，仅需在投料站和包装站各配置1名工作人员辅助即可，大大减少了人力，而且，机器组装速度快，大大提高了生产效率。

为降低组装过程中的次品率，提高成品质量，对于一些重要的组装站，可在其后设置自动检测站点，具体而言，可在剪刀脚压合站与键帽压合站之间设置剪刀脚自动检测站，键帽压合站与字符印刷站之间设置键帽自动检测站，字符印刷站与标贴站之间设置印刷字符自动检测站；各自动检测站点与组装控制系统之间均设有双向传输的数据连接线，从而可将检测信息传递至组装控制系统，并接收组装控制系统的控制指令。

这些自动检测站内设有信息采集器及信息处理器，信息采集器如图像采集器等，用于采集所需的检测信息，信息处理器内置判别程序，对检测的信息进行比对，根据比对结果判断是否工序是否合格。

其中，剪刀脚自动检测站对剪刀脚组装的位置结构进行检测，可采用色差比对法进行，步骤如下：

(1)采用垂直打光方式、调整光线强度获取剪刀脚组装合格的键盘表面图像作为后续检测的样板图面；

(2)在相同打光方式及相同光线强度下获取待测键盘表面图像；

可将光源设置在取相设备(如相机)正下方、待测键盘正上方，使光线向下照射到键盘表面，通过调节光线强度将键盘上各处结构放大取相，获取包含所有剪刀脚连接处结构信息的待测键盘表面图像；或者先将取相设备的摄像头对准待测键盘中的一部分剪刀脚，调整光线强度使该部分的剪刀脚连接处结构放大取相，然后对待测键盘其他部分分别放大取相，最后组合得到整个待测键盘表面图像。

(3)将待测键盘表面图像与所述键盘表面样板图面进行色差比对，当色差比对结果满足检测精度要求时，说明剪刀脚组装合格，否则为不合格。

其中，色差比对包括剪刀脚各位置处图像的阴影颜色比对和阴影颜色区域大小比对，当某一剪刀脚在待测键盘表面图像和对应的键盘表面样板图面中所处位置阴影颜色相同、且阴影颜色区域的差别满足检测精度要求时，说明该剪刀脚组装合格。检测精度要求一般可根据加工要求设置，如将色差比对的精度要求设置为小于0.2mm，表示当某一剪刀脚在待测键盘表面图像中所处位置与其在对应的键盘表面样板图面中所处位置阴影颜色相同、且阴影颜色区域边界相差小于0.2mm时，该剪刀脚组装合格。

通过对采集的压合有剪刀脚的键盘表面图像与样板图面进行色差比对，当剪刀脚与键盘连接偏差时，图像的阴影颜色和阴影区域大小会出现明显的差异，从而能够准确地识别出不合格的组装产品和组装位置，很大程度地降低肉眼检测的误差，降低次品率和返工率，提高成品质量。

键帽自动检测站点对键帽安装位置信息进行检测，检测方法包括如下步骤：

(1)采用顶光和/或侧光的打光方式，获取键帽组装合格的键盘表面样板图面，该样板图面包含了各键帽的位置信息；

取相时，可将图像采集部件的摄像头垂直对准键帽组装合格的键盘，根据键盘具体类型在其正前方和/或各侧面(左侧、右侧、后侧)打光，同时调整光线强度，拍摄键盘表面样板图面，该样板图面能够清晰反映键帽位置结构；

(2)在相同光照条件下获取待测键盘表面图像；相同光照条件包括相同的打光方式及相同的光线强度；

(3)将待测键盘表面图像与键盘表面样板图面进行键帽位置比对，当键帽位置信息差值满足检测精度要求时，说明键帽组装合格，否则为不合格。

其中，键帽位置信息包括键帽的旋转角度及该键帽的位置间隙。键帽的旋转角度为该键帽相对于其所在按键的中心轴的角度，键帽的位置间隙包括该键帽与相邻键帽之间、与键盘顶部之间以及与键盘底部之间的距离。键帽位置信息的检测精度要求一般可根据加工要求预先设置，如将键帽位置间隙的检测精度预设为小于0.15mm，表示，当某一位置的键帽在键盘表面图像中的各位置间隙与其在对应的键盘表面样板图面中的各位置间隙之间的差值均小于0.15mm时，该键帽的位置间隙满足要求；再如将键帽旋转角度的检测精度预设为1°，表示当某一位置的键帽在键盘表面图像中的旋转角度与其在对应的键盘表面样板图面中的旋转角度之间的差值小于1°时，说明该键帽的旋转角度满足要求。

通过多方向打光取像获得待测键盘表面图像，该图像能够反映出键帽的旋转角度、上下左右间隙情况，将其与样板图面进行比对，能够准确地识别出不合格的组装产品和组装位置，很大程度地降低肉眼检测的误差，降低次品率和返工率，提高成品质量。

印刷字符自动检测站对键盘表面印刷字符的位置、大小及字符准确性进行检测，一般也可采用图像比对的方式进行，先拍摄印刷合格的键盘表面样板图面，然后拍摄各待测键盘的表面图像，与样板图面进行字符位置、大小及字符内容的比对。

为进一步提高产品质量、提高产线生产效率，各检测站点附近还可设有对应的不良品维修站，不良品维修站与相应检测站点间双向连接。而且，各不良品维修站与组装控制系统之间也设有双向传输的数据连接线，半成品流入某一自动检测站进行检测，如检测合格，组装控制系统发出指令，控制其进入下一站点进行下一道组装工序，如检测不合格，组装控制系统控制其流入对应的不良品维修站，不良品维修站配备工作人员维修不良品，维修后，再由组装控制系统发出指令，使维修品流入该自动检测站点再次检测，如检测合格，进入下一道工序，否则，再次流入不良品维修站维修，直至检测合格。

除上述组装工序后的表面检测外，字符印刷站与标贴站之间还可设置多道功能检测站，包括机械性能检测站(ATE)、键帽高度检测站、出PIN检测站(CCD)和线路板性能检测站，各性能检测站可依次连接，逐一对键盘的按键机械性能、各键帽位置高度、PIN脚的电性能和线路板的电性能进行检测；其中，对于背光键盘组装生产线，还可在机械性能检测站与键帽高度检测站之间设键盘背光性能检测站。这些功能检测站点也与组装控制系统通过双向传输的数据连接线电性连接，分别进行双向的数据传输，。

这些功能检测站周围也可另设不良品检测站，不良品检测站配备工作人员对不良品进行维修，维修后重新进入检测站。可设置多个与功能检测站点双向连接的不良品检测站，同时，这些不良品检测站也与组装控制系统通过双向传输的数据连接线电性连接，其检测控制过程与上述自动检测站相近。也可仅设置一个不良品维修站，如图1，其与首尾两道功能检测站连接，且该不良品维修站与组装控制系统之间设有双向传输的数据连接线；半成品可依次流入各功能检测站点进行检测，当各功能检测站点均检测合格时，组装控制系统控制半成品流入贴标站，当其中任一道检测站点检测不合格时，待半成品经末道功能检测站检测后，组装控制系统控制其流入不良品维修站，维修后的半成品再次流入首道功能检测站重新检测各项性能，直至各项性能均检测合格。

Claims (10)

1.一种键盘自动化组装生产线，其特征在于，包括依次连接的投料站、原料除尘站、底板与线路板压合站、剪刀脚压合站、键帽压合站、字符印刷站、标贴站、成品除尘站和包装站、以及连接各站点的物料传送带，还包括与投料站、贴标站及包装站电性连接、用于采集进出组装生产线的产品信息的组装控制系统；所述原料为上下叠放的线路板和底板，原料由载板承载、顺次流入各站点组装后得到成品。

2.根据权利要求1所述的键盘自动化组装生产线，其特征在于，所述剪刀脚压合站与键帽压合站之间设置剪刀脚自动检测站，键帽压合站与字符印刷站之间设置键帽自动检测站，字符印刷站与标贴站之间设置印刷字符自动检测站；所述组装控制系统与各自动检测站点之间均设有双向传输的数据连接线。

3.根据权利要求2所述的键盘自动化组装生产线，其特征在于，还包括分别与剪刀脚自动检测站、键帽自动检测站、印刷字符自动检测站双向连接的三个不良品维修站，且各不良品维修站与所述组装控制系统之间设有双向传输的数据连接线；当半成品流入任一自动检测站经检测合格时，组装控制系统控制其流入下一道站点，当检测不合格时，组装控制系统控制其流入对应的不良品维修站，维修后的半成品再次流入该自动检测站重新检测。

4.根据权利要求2所述的键盘自动化组装生产线，其特征在于，所述剪刀脚自动检测站点采用色差比对法检测剪刀脚组装情况，具体包括如下步骤：

(1)采用垂直打光方式、调整光线强度获取剪刀脚组装合格的键盘表面样板图面；

(2)在相同打光方式及相同光线强度下获取待测键盘表面图像；

(3)将待测键盘表面图像与所述键盘表面样板图面进行色差比对，当色差比对结果满足检测精度要求时，说明剪刀脚组装合格，否则为不合格。

5.根据权利要求4所述的键盘自动化组装生产线，其特征在于，步骤(3)中，所述色差比对包括剪刀脚各位置处图像的阴影颜色比对和阴影颜色区域大小比对，当某一剪刀脚在待测键盘表面图像和键盘表面样板图面中所处位置阴影颜色相同、且阴影颜色区域的差别满足检测精度要求时，说明该剪刀脚组装合格。

6.根据权利要求2所述的键盘自动化组装生产线，其特征在于，所述键帽自动检测站点的检测方法包括如下步骤：

(1)采用顶光和/或侧光的打光方式，获取键帽组装合格的键盘表面样板图面，该样板图面包含了各键帽的位置信息；

(2)在相同光照条件下获取待测键盘表面图像；

(3)比对待测键盘表面图像与键盘表面样板图面中的各键帽位置，当各键帽位置信息差值满足检测精度要求时，说明键帽组装合格，否则为不合格。

7.根据权利要求6所述的键盘自动化组装生产线，其特征在于，所述键帽的位置信息包括键帽的旋转角度及该键帽的位置间隙，其中，键帽的旋转角度为该键帽相对于其所在按键中心轴的角度，键帽的位置间隙包括该键帽与相邻键帽之间、与键盘顶部之间以及与键盘底部之间的距离。

8.根据权利要求1所述的键盘自动化组装生产线，其特征在于，所述字符印刷站与标贴站之间设置多道功能检测站，依次为机械性能检测站、键帽高度检测站、出PIN检测站和线路板性能检测站；所述组装控制系统与各功能检测站点之间设置双向传输的数据连接线。

9.根据权利要求8所述的键盘自动化组装生产线，其特征在于，所述机械性能检测站与键帽高度检测站之间设有键盘背光性能检测站，其与组装控制系统之间也通过双向传输的数据连接线形成电性连接。

10.根据权利要求8或9所述的键盘自动化组装生产线，其特征在于，还包括与首尾两道功能检测站连接的不良品维修站，且该不良品维修站与所述组装控制系统之间设有双向传输的数据连接线；半成品依次流入各功能检测站点进行检测，当各性能检测站点均检测合格时，组装控制系统控制其流入贴标站，当其中任一道检测站点检测不合格时，组装控制系统控制其自末道性能检测站流入不良品维修站，维修后的半成品再次流入首道性能检测站重新检测。