CN109049131B - 一种汽车用柔性线路板外型成型设备及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车用柔性线路板外型成型设备及其工艺。该柔性线路板外型成型设备包括安装于机架上的送料机构、模切机构以及收料机构，所述模切机构包括若干个冲切组，每个所述冲切组依次设有导向辊工位、模切工位和压料工位，所述导向辊工位均安装有柱销辊。本发明的汽车用柔性线路板外型成型设备及其工艺可以实现总长在2‑3米的成型的柔性线路板冲切功能，并能通过相邻冲切组之间的精确衔接有效保证冲切精度；实现自动化生产取代大冲床作业模式，节约人力，且避免多人操作冲床的安全风险；生产效率高，特别适用于高精度汽车用FPC的开发。

Description

一种汽车用柔性线路板外型成型设备及其工艺

技术领域

本发明涉及线路板生产技术领域，更具体地，涉及一种汽车用柔性线路板外型成型设备及其工艺。

背景技术

FPC(Flexible Printed Circuit)挠性电路板又称软性电路板，以聚脂薄膜或聚酰亚胺为基材，通过蚀刻在铜箔上形成线路而制成的一种具有高度可靠性、绝佳挠曲性的电路板。FPC可以自由弯曲、卷绕、折叠，可依照空间布局要求任意安排，并在三维空间任意移动和伸缩，从而达到元器件装配和导线连接的一体化。利用FPC可大大缩小电子产品的体积，适用电子产品向高密度、小型化、高可靠方向发展的需要。因此，FPC在航天、军事、移动通讯、手提电脑、计算机外设、PDA、数字相机、汽车等领域或产品上得到了广泛的应用。

现有汽车用柔性线路板的前期使用了汽车机构件使用的大冲床与木刀模搭配冲切。汽车用柔性线路板相对其它柔性线路板的主要差异在于，其单Pcs长度约为1800mm，整张柔性线路板长度约为2200mm。传统柔性线路板行业没有符合这个长度尺寸产品可以使用的冲床和钢模，故传统的柔性线路板行业的产品尺寸普遍偏小，选用的设备台面一般在500mm*700mm范围以内，并且为单人操作设备，也因此现行冲床手工作业对人工需求较大，且纯手工作业也使得效率低下。

发明内容

本发明提供一种可以实现总长在2-3米的柔性线路板产品冲切功能的汽车用柔性线路板外型成型设备。

本发明还提供一种采用如上所述汽车用柔性线路板外型成型设备的工艺，该工艺能够实现自动化生产，生产效率高，节约人力。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种汽车用柔性线路板外型成型设备，包括安装于机架上的送料机构、模切机构以及收料机构，所述模切机构包括若干个冲切组，每个所述冲切组依次设有导向辊工位、模切工位和压料工位，所述导向辊工位均安装有柱销辊；

在走料方向上，首个所述冲切组的导向辊工位与送料机构衔接，每个所述冲切组的压料工位与相邻所述冲切组的导向辊工位衔接，位于末端的所述冲切组的压料工位与收料机构衔接。

进一步地，所述柱销辊包括上柱销辊和下柱销辊，所述上柱销辊的外壁上沿周向交错设置有若干个上定位柱和若干个上定位孔，所述下柱销辊的外壁上沿周向交错设置有若干个下定位柱和若干个下定位孔，所述上柱销辊与下柱销辊通过上定位柱和下定位孔之间的配合、以及上定位孔和下定位柱之间的配合啮合传动。

进一步地，所述模切机构还包括若干个废料去除工位，所述废料去除工位分别与所述冲切组的模切工位一一对应，所述废料去除工位上安装有用于带走冲切废料的弱粘膜。

优选地，每个所述模切工位上安装有圆刀模具，所述圆刀模具上均设有用于将冲切废料顶出至相应所述废料去除工位上的所述弱粘膜的顶针和/或泡棉。

进一步地，两个相邻所述冲切组之间设有用于调整对齐程度的靶标。

优选地，所述靶标由“┐”型刀口和“└”型刀口组成并可拼接成“┼”型刀口，所述“┐”型刀口和所述“└”型刀口分别设置于两个相邻所述冲切组上的接刀位置处。

优选地，所述冲切组设有2-6个。

更进一步地，所述送料机构包括相互衔接的上料轴和纠偏装置，冲切材料依次经过所述上料轴和纠偏装置后，再进入走料方向上的首个所述冲切组的导向辊工位。

与现有技术相比，本发明的汽车用柔性线路板外型成型设备设置有若干个相互衔接的冲切组，冲切组内设置安装有柱销辊的导向辊工位，使得冲切材料在上料后可准确定位并实现长行程的导向走料，相邻冲切组之间衔接有序，冲切材料依次在设备上的冲切组完成冲切工序直至收料机构，直接产出完成品，从而得以完成总长在2-3米的成型的柔性线路板冲切。

本发明还提供一种采用如上所述柔性线路板外型成型设备的工艺，包括以下步骤：

S1、安装若干个冲切组，并采用十字靶标对齐的方式控制所述冲切组相互之间的拼接精度；

S2、在每个所述冲切组的圆刀模具上安装顶针和/或泡棉；

S3、在冲切材料上等距设置有若干个用于定位的销钉孔，相邻两个所述销钉孔的孔距与所述导向辊工位上的柱销辊相匹配；

其中，步骤S1、步骤S2和步骤S3可变换顺序；

S4、在送料机构上安装冲切材料；

S5、在导向辊工位上安装柱销辊，所述柱销辊包括相互啮合传动的上柱销辊和下柱销辊，将上柱销辊/下柱销辊上的上定位柱/下定位柱穿过冲切材料的销钉孔后，再插入对应的下柱销辊/上柱销辊上的下定位孔/上定位孔中，完成冲切材料的一次定位；

S6、在模切工位上安装圆刀模具，所述圆刀模具的刀口位置与冲切位置对应；在压料工位安装用于整压冲切材料并同步提供走料动力的胶辊；

S7、通过伺服系统控制电机的转向与转速，控制每个所述冲切组中柱销辊的工作以及圆刀模具的旋转，从而带动冲切材料的走料，使冲切材料依次经过每一个冲切组完成冲切；

S8、在步骤S7中，每个所述冲切组完成冲切加工的同时，其对应的废料去除工位通过弱粘膜带走并回收冲切废料；

S9、收料机构收卷经过最后一个冲切组冲切加工的冲切材料，得到成型的柔性线路板。

优选地，所述上柱销辊在外壁的两边上沿周向交错设置有若干个上定位柱和若干个上定位孔，所述下柱销辊在外壁的两边上沿周向交错设置有若干个下定位柱和若干个下定位孔；

相应地，在冲切材料的两边等距设置两排用于定位的销钉孔；

其中，位于同一周向上的两个相邻的上定位柱/下定位柱和上定位孔/下定位孔的距离，等于位于同一排中的两个销钉孔的孔距。

本发明的汽车用柔性线路板外型成型设备及其工艺可以实现总长在2-3米的成型的柔性线路板冲切功能，并能通过相邻冲切组之间的精确衔接有效保证冲切精度；实现自动化生产取代大冲床作业模式，节约人力，且避免多人操作冲床的安全风险；生产效率高，由60min/100m提高到20min/100m，效率提升200％，特别适用于高精度汽车用FPC的开发。

附图说明

图1为本发明一实施例中汽车用柔性线路板外型成型设备的结构示意图。

图2为本发明一实施例中柱销辊的剖面结构图。

图3为本发明一实施例中上柱销辊的结构示意图。

图4为本发明一实施例中下柱销辊的结构示意图。

图5为图3中A-A截面示意图。

图6为图4中B-B截面示意图。

图7为本发明一实施例中冲切材料的部分结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1至图7所示为本发明汽车用柔性线路板外型成型设备的实施例。如图1、图2所示，该柔性线路板外型成型设备包括安装于机架上的送料机构1、模切机构2以及收料机构3，模切机构2包括若干个冲切组20，每个冲切组20依次设有导向辊工位21、模切工位22和压料工位23，导向辊工位21均安装有柱销辊24。如图1所示，在走料方向D上，首个冲切组20的导向辊工位21与送料机构1衔接，每个冲切组20的压料工位23与相邻冲切组20的导向辊工位21衔接，位于末端的冲切组20的压料工位23与收料机构3衔接。

该汽车用柔性线路板外型成型设备设置有若干个相互衔接的冲切组20，冲切组20内设置安装有柱销辊24的导向辊工位21，导向辊工位21上的柱销辊24可准确定位冲切材料4，使得冲切材料4在上料后可稳定根据导向冲切，实现长行程的导向走料，相邻冲切组20之间衔接有序，冲切材料4依次在设备上的冲切组20完成冲切工序直至收料机构3，直接产出完成品，从而得以完成总长在2-3米的成型的柔性线路板冲切，一般单Pcs长度1.5m以上，整Pnl长度2m以上。

如图2至图6所示，柱销辊24包括上柱销辊25和下柱销辊26，上柱销辊25的外壁上沿周向交错设置有若干个上定位柱251和若干个上定位孔252，下柱销辊26的外壁上沿周向交错设置有若干个下定位柱261和若干个下定位孔262，上柱销辊25与下柱销辊26通过上定位柱251和下定位孔262之间的配合、以及上定位孔252和下定位柱261之间的配合啮合传动。可以理解的是，上柱销辊25上的上定位柱251和上定位孔252是交错等距设置的，同样地，下柱销辊26上的下定位柱261和下定位孔262也是交错等距设置的，如此才可以使得上柱销辊25与下柱销辊26相向设置并相互啮合传动。实际工作时，一般是下柱销辊26主动转动，其上的下定位柱261和下定位孔262分别与上柱销辊25上的上定位孔252和上定位柱251相互插接，并沿滚动方向循环运动，从而引导冲切材料4走向。

作为对本实施例的改进，模切机构2还设置有若干个废料去除工位27，这些废料去除工位27分别与冲切组20的模切工位22一一对应，及时带走冲切废料。如图1所示，废料去除工位27上安装有弱粘膜271，该弱粘膜271一般设置在冲切材料4的底部，可以粘贴带走冲切废料。

其中，如图1所示，每个模切工位22上均安装有圆刀模具221，在上述基础上，为了能够及时带走冲切废料，圆刀模具221上均设有用于将冲切废料顶出至相应废料去除工位27上的弱粘膜271的顶针和/或泡棉(图未示)。顶针和泡棉可以同时设置，也可以根据实际使用需要单独设置。顶针和泡棉的设置，均可以在冲切材料4完成在圆刀模具221上的冲切后，第一时间将冲切废料顶离模具刀口，避免冲切废料影响后续冲切材料4的冲切工序和精度。此外，为了进一步保证冲切废料能够被弱粘膜271带走，每个废料去除工位27上的弱粘膜271的收卷方向与冲切后的冲切材料4之间需要保证有一定大小的角度α(图未示)，一般为0°＜α≤90°。也即是，保证圆刀模具221出料位置上的冲切废料与圆刀模具221的刀口有一定的夹角，便于弱粘膜271将冲切废料带走。

作为对本实施例的进一步改进，在两个相邻冲切组20之间设有用于调整对齐程度的靶标，以保证设备的整体尺寸、提高接料精度。调模时，以靶标的对齐程度作为模具之间匹配的指标。优选地，靶标由“┐”型刀口和“└”型刀口组成，并且二者可拼接成“┼”型刀口(对齐程度控制在±0.05mm范围内)，而“┐”型刀口和“└”型刀口则分别设置两个相邻冲切组20上的接刀位置(图未示)处。在此基础上，作为更进一步的改进，每个冲切组20上还设有用于自动测量并计算“┐”型刀口/“└”型刀口与相邻冲切组20上“└”型刀口/“┐”型刀口的拼接精度的摄像头(图未示)。以尺寸跨度要求模具公差，2m长度方向模切精度控制在±0.3mm以内。

结合作业的便利性，本发明的柔性线路板外型成型设备将一个大的平面模具冲切的内容转换为2-6套刀模冲切，即冲切组20设置2-6个为佳。在本实施例中，冲切组20设置四个即可实现总长在2-3米的成型的柔性线路板冲切。

在上述实施例中，如图1所示，送料机构1包括相互衔接的上料轴11和纠偏装置12，冲切材料4依次经过上料轴11和纠偏装置12完成出料后，再进入走料方向D上的首个冲切组20的导向辊工位21。此外，如图1所示，收料机构3一般包括成品收料辊31和弱粘膜回收轴32，弱粘膜271作为单Pcs制品载体直接收卷。

相应地，在本发明中，采用上述柔性线路板外型成型设备的冲切工艺，可以包括以下步骤：

步骤一、安装若干个冲切组20，并采用十字靶标对齐的方式控制冲切组20相互之间的拼接精度；

步骤二、在每个冲切组20的圆刀模具221上安装顶针和/或泡棉；

步骤三、在冲切材料4上等距设置有若干个用于定位的销钉孔41，如图7所示。其中，相邻两个销钉孔41的孔距与导向辊工位21上的柱销辊24相匹配；

其中，步骤一、步骤二和步骤三可变换顺序；

步骤四、在送料机构1上安装设置好销钉孔41的冲切材料4。具体为：冲切材料4制品安装在上料轴11，再经过纠偏装置12完成出料；

步骤五、在导向辊工位21上安装柱销辊24，柱销辊24包括相互啮合传动的上柱销辊25和下柱销辊26，将上柱销辊25/下柱销辊26上的上定位柱251/下定位柱261穿过冲切材料4的销钉孔41后，再插入对应的下柱销辊26/上柱销辊25上的下定位孔262/上定位孔252中，完成冲切材料4的一次定位；

步骤六、在模切工位22上安装圆刀模具221，圆刀模具221的刀口位置与冲切位置对应；在压料工位23安装用于整压冲切材料4并同步提供走料动力的胶辊231；

步骤七、通过伺服系统控制电机的转向与转速，控制每个冲切组20中柱销辊24的工作以及圆刀模具221的旋转，从而带动冲切材料4的走料，使冲切材料4依次经过每一个冲切组20完成冲切；

步骤八、在步骤七中，每个冲切组20完成冲切加工的同时，其对应的废料去除工位27通过弱粘膜271带走并回收冲切废料；

步骤九、收料机构3上的成品收料辊31收卷经过最后一个冲切组20冲切加工的冲切材料4，得到成型的柔性线路板。同时，弱粘膜回收轴32收卷弱粘膜271。

在本发明实施例中，为了提高冲切材料4的导向精度和稳定性，优选在上柱销辊25外壁的两边上沿周向交错设置若干个上定位柱251和若干个上定位孔252，同样地，在下柱销辊26外壁的两边上沿周向交错设置若干个下定位柱261和若干个下定位孔262；相应地，在冲切材料4的两边等距设置两排用于定位的销钉孔41。其中，位于同一周向上的两个相邻的上定位柱251/下定位柱261和上定位孔252/下定位孔262的距离，等于位于同一排中的两个销钉孔41的孔距。

较佳地，考虑到销钉孔41的强度与制品利用率的问题，冲切材料4上预制的销钉孔41的孔径尺寸一般取3mm。另外，相邻两个销钉孔41之间的孔距d以15-30mm为佳，一般为d＝制品总长/100(便于设计孔距)。同时可以理解的是，上柱销辊25上的相邻两个上定位柱251和上定位孔252之间的距离、以及下柱销辊26上的相邻两个下定位孔262和下定位柱261之间的距离应当与冲切材料4上预制的销钉孔41的孔距相等，相互配合使之实现插入循环导向。

本发明的汽车用柔性线路板外型成型设备及其工艺可以实现总长在2-3米的成型的柔性线路板冲切功能，并能通过相邻冲切组20之间的精确衔接有效保证冲切精度；实现自动化生产取代大冲床作业模式，节约人力，1人可取代原有16人的工作量，白晚班2人/天可替代原来28人/天，且避免多人操作冲床的安全风险；生产效率高，由60min/100m提高到20min/100m，效率提升200％，特别适用于高精度汽车用FPC的开发。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汽车用柔性线路板外型成型设备，包括安装于机架上的送料机构、模切机构以及收料机构，其特征在于，所述模切机构包括若干个冲切组，每个所述冲切组依次设有导向辊工位、模切工位和压料工位，所述导向辊工位均安装有柱销辊；

在走料方向上，首个所述冲切组的导向辊工位与送料机构衔接，每个所述冲切组的压料工位与相邻所述冲切组的导向辊工位衔接，位于末端的所述冲切组的压料工位与收料机构衔接；

所述柱销辊包括上柱销辊和下柱销辊，所述上柱销辊的外壁上沿周向交错设置有若干个上定位柱和若干个上定位孔，所述下柱销辊的外壁上沿周向交错设置有若干个下定位柱和若干个下定位孔，所述上柱销辊与下柱销辊通过上定位柱和下定位孔之间的配合、以及上定位孔和下定位柱之间的配合啮合传动；

将上柱销辊/下柱销辊上的上定位柱/下定位柱穿过冲切材料的销钉孔后，再插入对应的下柱销辊/上柱销辊上的下定位孔/上定位孔中，完成冲切材料的一次定位。

2.根据权利要求1所述的柔性线路板外型成型设备，其特征在于，所述模切机构还包括若干个废料去除工位，所述废料去除工位分别与所述冲切组的模切工位一一对应，所述废料去除工位上安装有用于带走冲切废料的弱粘膜。

3.根据权利要求2所述的柔性线路板外型成型设备，其特征在于，每个所述模切工位上安装有圆刀模具，所述圆刀模具上均设有用于将冲切废料顶出至相应所述废料去除工位上的所述弱粘膜的顶针和/或泡棉。

4.根据权利要求1所述的柔性线路板外型成型设备，其特征在于，两个相邻所述冲切组之间设有用于调整对齐程度的靶标。

5.根据权利要求4所述的柔性线路板外型成型设备，其特征在于，所述靶标由“┐”型刀口和“└”型刀口组成并可拼接成“┼”型刀口，所述“┐”型刀口和所述“└”型刀口分别设置于两个相邻所述冲切组上的接刀位置处。

6.根据权利要求1所述的柔性线路板外型成型设备，其特征在于，所述冲切组设有2-6个。

7.根据权利要求1至6任一项所述的柔性线路板外型成型设备，其特征在于，所述送料机构包括相互衔接的上料轴和纠偏装置，冲切材料依次经过所述上料轴和纠偏装置后，再进入走料方向上的首个所述冲切组的导向辊工位。

8.一种采用如权利要求1至7任一项所述的柔性线路板外型成型设备的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、安装若干个冲切组，并采用十字靶标对齐的方式控制所述冲切组相互之间的拼接精度；

S2、在每个所述冲切组的圆刀模具上安装顶针和/或泡棉；

S3、在冲切材料上等距设置有若干个用于定位的销钉孔，相邻两个所述销钉孔的孔距与所述导向辊工位上的柱销辊相匹配；

其中，步骤S1、步骤S2和步骤S3可变换顺序；

S4、在送料机构上安装冲切材料；

S5、在导向辊工位上安装柱销辊，所述柱销辊包括相互啮合传动的上柱销辊和下柱销辊，将上柱销辊/下柱销辊上的上定位柱/下定位柱穿过冲切材料的销钉孔后，再插入对应的下柱销辊/上柱销辊上的下定位孔/上定位孔中，完成冲切材料的一次定位；

S6、在模切工位上安装圆刀模具，所述圆刀模具的刀口位置与冲切位置对应；在压料工位安装用于整压冲切材料并同步提供走料动力的胶辊；

S7、通过伺服系统控制电机的转向与转速，控制每个所述冲切组中柱销辊的工作以及圆刀模具的旋转，从而带动冲切材料的走料，使冲切材料依次经过每一个冲切组完成冲切；

S8、在步骤S7中，每个所述冲切组完成冲切加工的同时，其对应的废料去除工位通过弱粘膜带走并回收冲切废料；

S9、收料机构收卷经过最后一个冲切组冲切加工的冲切材料，得到成型的柔性线路板。

9.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于，所述上柱销辊在外壁的两边上沿周向交错设置有若干个上定位柱和若干个上定位孔，所述下柱销辊在外壁的两边上沿周向交错设置有若干个下定位柱和若干个下定位孔；

相应地，在冲切材料的两边等距设置两排用于定位的销钉孔；

其中，位于同一周向上的两个相邻的上定位柱/下定位柱和上定位孔/下定位孔的距离，等于位于同一排中的两个销钉孔的孔距。

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