CN110446344A - 点对点3d补材贴合机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种提高生产效率的点对点3D补材贴合机，包括：主机架(10)；元件供料机构(20)，设置在主机架(10)的一侧；FPC板传送机构(30)，设在主机架(10)的中间位置，通过FPC板载具(300)传送FPC板；元件上贴合机构(40)，位于FPC板传送机构(30)上面，通过第一(60)与主机架(10)连接，其包括贴装头(41)；元件下支撑机构(50)，位于FPC板传送机构(30)下面，通过第二XY轴运动平台(70)与主机架(10)连接，包括支撑头(51)；贴装时，支撑头(51)支撑所述FPC板载具(300)底面对应待贴装点的位置，贴装头(41)从元件供料机构(20)取料并贴装到待贴装点上。
Description
技术领域
本发明涉及PFC贴合机领域，特别涉及一种用于贴装具有异形结构的铝质材料的元件的点对点3D补材贴合机。
背景技术
柔性电路板(Flexible Printed Circuit简称FPC)具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好等特点，被广泛应用。在汽车的FPC板生产过程中，会涉及具有异形结构材料(如补强板/补材)的贴装，如图1中所示的FPC上使用的一种3D补材。目前FPC板生产过程中，针对如图1中所示的3D补材的贴装还采用人工先将3D补材定位到FPC板上后，再通过压合设备将3D补材压合到FPC板相应的位置，生产效率低，精度差。
发明内容
根据上述要解决的技术问题，本发明提供的技术方案是：
点对点3D补材贴合机，包括：
主机架(10)；
元件供料机构(20)，设置在主机架(10)的一侧；
FPC板传送机构(30)，设在主机架(10)的中间位置，通过FPC载具(300)传送FPC板；
元件上贴合机构(40)，位于FPC板传送机构(30)上面，通过第一(60)与主机架(10)连接，其包括贴装头(41)；
元件下支撑机构(50)，位于FPC板传送机构(30)下面，通过第二XY轴运动平台(70)与主机架(10)连接，包括支撑头(51)；
贴装时，支撑头(51)支撑所述FPC(300)载具底面对应待贴装点的位置，贴装头(41)从元件供料机构(20)取料并贴装到待贴装点上。
如上所述的点对点3D补材贴合机，元件供料机构(20)设置在主机架(10)的前端，盛放元件的料盘延Z轴方向叠放于元件供料机构(20)中；FPC板传送机构(30)延Y轴方向通过所述FPC载具传送FPC板。
如上所述的点对点3D补材贴合机，元件供料机构(20)包括：料仓(21)和升降机构(22)，升降机构(22)安装在料仓(21)的前端侧壁上，料盘叠放在料仓(21)中，升降机构(22)抬升料盘摞底部使其在Z方向上升降；升降机构(22)包括：电机(221)、丝杠(222)和抬升件(223)，电机(221)固定在料仓(21)的底板上，丝杠(222)沿Z轴方向安装，抬升件(223)与料仓(21)的侧壁滑动连接，抬升件(223)与丝杠(222)的螺母固定连接，电机(221)通过带轮组件带动丝杠(222)的螺杆旋转，丝杠(222)的螺母带动抬升件(223)沿Z轴上下移动。
如上所述的点对点3D补材贴合机，FPC板传送机构(30)包括：沿X轴方向平行设置的两底部导轨(31)、沿Y轴方向平行设置的第一传送导轨(32)和第二传送导轨(33)，第一传送导轨(32)与两底部导轨(31)固定连接，驱动机构(34)通过皮带带动第一传送导轨32和第二传送导轨33上的FPC板载具移动，手动调节器36调节第二传送导轨(33)在两底部导轨(31)上相对第一传送导轨(32)移动以适应不同尺寸的PFC板，PFC载具(300)由第一传送导轨(32)和第二传送导轨(33)沿Y轴方向传送，FPC板传送机构(30)还设有阻挡机构(35).
如上所述的点对点3D补材贴合机，元件上贴合机构(40)与第一(60)的Y1轴连接，元件上贴合机构(40)还包括：CCD视觉检测组件(42)和空料盘吸取装置(43)；贴装时，第一(60)控制元件上贴合机构(40)移动，CCD视觉检测组件(42)先对待贴装的FPC板进行扫描拍照，贴装头(41)从元件供料机构(20)取料并贴装到FPC板传送机构(30)上的FPC板上，当元件供料机构(20)中的最上层料盘空时，空料盘吸取装置(43)将空料盘丢弃到设备的料盘回收口(100)中。
如上所述的点对点3D补材贴合机，元件下支撑机构(50)通过第二XY轴运动平台(70)与主机架(10)连接，元件下支撑机构(50)由第二XY轴运动平台(70)带动其沿XY轴方向移动，支撑头(51)由升降气缸(52)控制其升降，由旋转机构(53)控制其旋转。
如上所述的点对点3D补材贴合机，贴装头(41)和支撑头(51)上均带有独立的加热模块。
如上所述的点对点3D补材贴合机，还设置吸嘴更换系统，所述吸嘴更换系统包括上吸嘴更换平台(80)、下吸嘴更换平台(90)和下吸嘴更换组件(46)，上吸嘴更换平台(80)和下吸嘴更换平台(90)位于元件供料机构(20)和FPC板传送机构(30)之间，下吸嘴更换组件(46)设置在元件上贴合机构(40)上并随其一起移动；元件上贴合机构(40)的贴装头(41)通过上吸嘴更换平台(80)更换吸嘴；当元件下支撑机构(50)的支撑头(51)更换吸嘴时，下吸嘴更换组件(46)移至元件下支撑机构(50)的支撑头(51)上方将其上的吸嘴取下并放到下吸嘴更换平台(90)上，再从下吸嘴更换平台(90)取新的吸嘴安装到元件下支撑机构(50)的支撑头(51)上。
如上所述的点对点3D补材贴合机，还设置吸嘴更换系统，所述吸嘴更换系统包括上吸嘴更换平台(80)、下吸嘴更换平台(90)和下吸嘴更换组件(46)，下吸嘴更换组件(46)设置在元件上贴合机构(40)上并随其一起移动，上吸嘴更换平台(80)包括第一上吸嘴更换平台和第二上吸嘴更换平台，下吸嘴更换平台(90)包括第一下吸嘴更换平台和第二下吸嘴更换平台(90)；元件上贴合机构(40)的贴装头(41)通过上吸嘴更换平台(80)更换吸嘴；元件上贴合机构(40)的贴装头(41)更换吸嘴时，先将其上的旧吸嘴放到所述第一上吸嘴更换平台上，再从所述第二上吸嘴更换平台上取新的吸嘴；当元件下支撑机构(50)的支撑头(51)更换吸嘴时，下吸嘴更换组件(46)移至元件下支撑机构(50)的支撑头(51)上方将其上的吸嘴取下并放到所述第一下吸嘴更换平台上，再从所述第二下吸嘴更换平台取新的吸嘴安装到元件下支撑机构(50)的支撑头(51)上。
如上所述的点对点3D补材贴合机，包括两个元件供料机构(20)。
本发明提供的点对点3D补材贴合机，实现了对3D补材的全自动贴装，提高了生产效率，降低了生产成本。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为现有的FPC板上使用的一种异形结构补强板的立体结构示意图；
图2为本发明提供的点对点3D补材贴合机的立体结构示意图；
图3为本发明的点对点3D补材贴合机的元件供料机构的立体结构示意图；
图4为本发明的点对点3D补材贴合机的FPC板传送机构的立体结构示意图；
图5为本发明的点对点3D补材贴合机的元件上贴合机构的立体结构示意图；
图6为本发明的点对点3D补材贴合机的元件下支撑机构的立体结构示意图；
图7为本发明的点对点3D补材贴合机贴合的工作原理结构示意图。
通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的点对点3D补材贴合机适用于具有异形结构或立体结构的FPC元件或具有异形结构或立体结构的FPC补强板的贴装。因CCD视觉定位是本领域的常规技术手段，不是本发明的发明点或者改进点，故在本发明的描述中予以略写，以突出发明点。
本发明的点对点3D补材贴合机可以与PFC板供料器、其他电子元器件贴装机联机工作。
为清楚显示本发明的点对点3D补材贴合机的各个模块结构，下面所述的附图中均隐藏了设备外罩以及操作面板等，下面结合附图对发明做详细说明。
图2为本发明提供的点对点3D补材贴合机的立体结构示意图，如图2和图3所示，点对点3D补材贴合机包括：主机架10、元件供料机构20、FPC板传送机构30、元件上贴合机构40、元件下支撑机构50；元件供料机构20设置在主机架10的前端，盛放元件的料盘延Z轴方向叠放于元件供料机构20中；FPC板传送机构30位于主机架10的中间位置，延Y轴方向通过FPC板载具传送FPC板；元件上贴合机构40位于FPC板传送机构30的上方，通过第一60控制其运动；元件下支撑机构50位于FPC板传送机构30的正下方，由第二XY轴运动平台70(图6)带动其运动，贴装时，元件下支撑机构50支撑FPC的下表面上与元件上贴合机构40贴装位置相对应的位置，实现点对点的贴装。
图3为本发明的点对点3D补材贴合机的元件供料机构的立体结构示意图，如图所示，元件供料机构20包括：料仓21和升降机构22，升降机构22安装在料仓21的前端侧壁上，料盘叠放在料仓21中，升降机构22抬升料盘摞底部使其在Z方向上升降；升降机构22包括：电机221、丝杠222和抬升件223，电机221固定在料仓21的底板上，丝杠222沿Z轴方向安装，抬升件223与料仓21的侧壁滑动连接，抬升件223与丝杠222的螺母固定连接，电机221通过带轮组件带动丝杠222的螺杆旋转，丝杠222的螺母带动抬升件223沿Z轴上下移动。
图4为本发明的点对点3D补材贴合机的FPC板传送机构的立体结构示意图，如图所示，FPC板传送机构30包括：沿X轴方向平行设置的两底部导轨31、沿Y轴方向平行设置的第一传送导轨32和第二传送导轨33，第一传送导轨32与两底部导轨31固定连接，驱动机构34通过皮带带动第一传送导轨32和第二传送导轨33上的FPC板载具300移动，手动调节器36调节第二传送导轨33在两底部导轨31上相对第一传送导轨32移动以适应不同尺寸的PFC板，FPC板载具300由第一传送导轨32和第二传送导轨33沿Y轴方向传送，FPC板传送机构30还设有阻挡机构35.
图5为本发明的点对点3D补材贴合机的元件上贴合机构的立体结构示意图，如图所示，元件上贴合机构40与第一60的Y1轴连接，元件上贴合机构40包括：贴装头41、CCD视觉检测组件42和空料盘吸取装置43,贴装头41由电机44控制其上下运动(Z轴方向)，CCD视觉检测组件42由电机45控制其上下运动(Z轴方向)；贴装时，第一60控制元件上贴合机构40移动，CCD视觉检测组件42先对待贴装的FPC板进行扫描拍照，贴装头41从元件供料机构20取料并贴装到FPC板传送机构30上的FPC板上，当元件供料机构20中的最上层料盘空时，空料盘吸取装置43将空料盘丢弃到设备的料盘回收口100(图2)中。
图6为本发明的点对点3D补材贴合机的元件下支撑机构的立体结构示意图，如图所示，元件下支撑机构50通过第二XY轴运动平台70与主机架10连接，第二XY轴运动平台70的Y轴72固定在主机架10上，第二XY轴运动平台70的X轴71滑动连接在Y轴72上，元件下支撑机构50由第二XY轴运动平台70带动其沿X轴方向移动，元件下支撑机构50包括：支撑头51，支撑头51由升降气缸52控制其升降(Z轴方向上)，由旋转机构53控制其旋转，支撑头51安装在X轴71上。
第二XY轴运动平台70采用一条直线电机加一条丝杆的结构。
旋转机构53由伺服电机驱动。
图7为本发明的点对点3D补材贴合机贴合的工作原理结构示意图，同时结合前述附图对本发明的点对点3D补材贴合机的工作流程加以介绍。点对点3D补材贴合机接入气源、电源输入后，手动或前联机将带有需要贴装的FPC板的载具放入FPC板传送机构30的传送轨道，轨道启动，治具300到达定位点后，FPC板传送机构30中的顶板气缸升起顶紧载具，然后元件上贴合机构40的CCD视觉检测组件42开始扫描FPC板上的mark点，扫描完后，贴装头41至元件供料机构20的料仓21取料，同时元件下支撑机构50的支撑头51移动至需要贴装的位置，升降气缸52顶起，贴装头41取料后至下相机200拍照后，上CCD视觉检测组件42再对需贴装的位置拍照，补偿好偏差后贴装头41至需要贴装的位置贴下。
本发明中的贴装头41和支撑头51上均带有独立的加热模块，使贴合机的可使用场景增多，即可以适用于无需加热的补强片的贴装，也可以适用于需要加热的补强片的贴装。
本发明中的支撑头51上还安装有压力感应器，可实时感应贴合时的压力大小，压力大时会报警，避免对FPC板造成损害。
本发明的点对点3D补材贴合机还可以设置吸嘴更换系统，同时参考图2和图5，所述吸嘴更换系统包括上吸嘴更换平台80、下吸嘴更换平台90和下吸嘴更换组件46，上吸嘴更换平台80和下吸嘴更换平台90位于元件供料机构20和FPC板传送机构30之间，下吸嘴更换组件46设置在元件上贴合机构40上并随其一起移动；元件上贴合机构40的贴装头41通过上吸嘴更换平台80更换吸嘴，具体地，贴装头41先将旧吸嘴放置在下吸嘴更换平台90的第一位置，再从上吸嘴更换平台80的第二位置取新吸嘴；当元件下支撑机构50的支撑头51更换吸嘴(下吸嘴)时，下吸嘴更换组件46移至元件下支撑机构50的支撑头51上方将其上的吸嘴取下并放到下吸嘴更换平台90的第一位置上，再从下吸嘴更换平台90的第二位置取新的吸嘴安装到元件下支撑机构50的支撑头51上。本发明的吸嘴采用快插结构以便能自动更换。本发明中的吸嘴更换平台的数量，可以根据实际情况设置。上吸嘴更换平台和下吸嘴平台也可以设置多个，可以安放在一起，也可以分开放置。
本发明提供吸嘴更换系统的另外一种实施例，具体地，所述吸嘴更换系统包括上吸嘴更换平台80、下吸嘴更换平台90和下吸嘴更换组件46，下吸嘴更换组件46设置在元件上贴合机构40上并随其一起移动，上吸嘴更换平台80包括第一上吸嘴更换平台和第二上吸嘴更换平台，下吸嘴更换平台90包括第一下吸嘴更换平台和第二下吸嘴更换平台90；元件上贴合机构40的贴装头41通过上吸嘴更换平台80更换吸嘴；元件上贴合机构40的贴装头41更换吸嘴时，先将其上的旧吸嘴放到所述第一上吸嘴更换平台上，再从所述第二上吸嘴更换平台上取新的吸嘴；当元件下支撑机构50的支撑头51更换吸嘴时，下吸嘴更换组件46移至元件下支撑机构50的支撑头51上方将其上的吸嘴取下并放到所述第一下吸嘴更换平台上，再从所述第二下吸嘴更换平台取新的吸嘴安装到元件下支撑机构50的支撑头51上。
为了加大供料能力，本发明可以设置多个元件供料机构20，如图1所示，本发明采用双元件供料机构20。
本发明中的第一由两条直线电机组成X1、Y1轴，XY2轴运动平台由一条直线电机与伺服电机配合丝杆组成X2、Y2轴。
本发明的点对点3D补材贴合机具有如下技术效果：
1、实现了对3D补材的全自动贴装，提高了生产效率，降低了生产成本。
2、本发明使用点对点贴合方式，由上吸嘴吸起补强板，下吸嘴支撑FPC板，然后进行贴合，避免了贴合力度较大时重复贴合对载具的损坏；
3、贴装机构组件由两套XYZ轴平台分别控制，实现点对点贴合，提高稳定性；
4、不会对贴补位置产生漏贴或者重复帖装和错位；
5、提高贴合效率高和精度，减少人员及劳动强度，兼容性强，节约了生厂商的生产成本。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“中心”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.点对点3D补材贴合机，其特征在于，包括：
主机架(10)；
元件供料机构(20)，设置在主机架(10)的一侧；
FPC板传送机构(30)，设在主机架(10)的中间位置，通过FPC板载具(300)传送FPC板；
元件上贴合机构(40)，位于FPC板传送机构(30)上面，通过第一(60)与主机架(10)连接，其包括贴装头(41)；
元件下支撑机构(50)，位于FPC板传送机构(30)下面，通过第二XY轴运动平台(70)与主机架(10)连接，包括支撑头(51)；
贴装时，支撑头(51)支撑所述FPC板载具(300)底面对应待贴装点的位置，贴装头(41)从元件供料机构(20)取料并贴装到待贴装点上。
2.根据权利要求1所述的点对点3D补材贴合机，其特征在于，元件供料机构(20)设置在主机架(10)的前端，盛放元件的料盘延Z轴方向叠放于元件供料机构(20)中；FPC板传送机构(30)延Y轴方向通过所述FPC板载具传送FPC板。
3.根据权利要求1所述的点对点3D补材贴合机，其特征在于，元件供料机构(20)包括：料仓(21)和升降机构(22)，升降机构(22)安装在料仓(21)的前端侧壁上，料盘叠放在料仓(21)中，升降机构(22)抬升料盘摞底部使其在Z方向上升降；升降机构(22)包括：电机(221)、丝杠(222)和抬升件(223)，电机(221)固定在料仓(21)的底板上，丝杠(222)沿Z轴方向安装，抬升件(223)与料仓(21)的侧壁滑动连接，抬升件(223)与丝杠(222)的螺母固定连接，电机(221)通过带轮组件带动丝杠(222)的螺杆旋转，丝杠(222)的螺母带动抬升件(223)沿Z轴上下移动。
4.根据权利要求1所述的点对点3D补材贴合机，其特征在于，FPC板传送机构(30)包括：沿X轴方向平行设置的两底部导轨(31)、沿Y轴方向平行设置的第一传送导轨(32)和第二传送导轨(33)，第一传送导轨(32)与两底部导轨(31)固定连接，驱动机构(34)通过皮带带动第一传送导轨32和第二传送导轨33上的FPC板载具移动，手动调节器36调节第二传送导轨(33)在两底部导轨(31)上相对第一传送导轨(32)移动以适应不同尺寸的PFC板，PFC载具(300)由第一传送导轨(32)和第二传送导轨(33)沿Y轴方向传送，FPC板传送机构(30)还设有阻挡机构(35)。
5.根据权利要求1所述的点对点3D补材贴合机，其特征在于，元件上贴合机构(40)与第一(60)的Y1轴连接，元件上贴合机构(40)还包括：CCD视觉检测组件(42)和空料盘吸取装置(43)；贴装时，第一(60)控制元件上贴合机构(40)移动，CCD视觉检测组件(42)先对待贴装的FPC板进行扫描拍照，贴装头(41)从元件供料机构(20)取料并贴装到FPC板传送机构(30)上的FPC板上，当元件供料机构(20)中的最上层料盘空时，空料盘吸取装置(43)将空料盘丢弃到设备的料盘回收口(100)中。
6.根据权利要求1所述的点对点3D补材贴合机，其特征在于，元件下支撑机构(50)通过第二XY轴运动平台(70)与主机架(10)连接，元件下支撑机构(50)由第二XY轴运动平台(70)带动其沿XY轴方向移动，支撑头(51)由升降气缸(52)控制其升降，由旋转机构(53)控制其旋转。
7.根据权利要求1所述的点对点3D补材贴合机，其特征在于，贴装头(41)和支撑头(51)上均带有独立的加热模块。
8.根据权利要求1所述的点对点3D补材贴合机，其特征在于，还设置吸嘴更换系统，所述吸嘴更换系统包括上吸嘴更换平台(80)、下吸嘴更换平台(90)和下吸嘴更换组件(46)，上吸嘴更换平台(80)和下吸嘴更换平台(90)位于元件供料机构(20)和FPC板传送机构(30)之间，下吸嘴更换组件(46)设置在元件上贴合机构(40)上并随其一起移动；元件上贴合机构(40)的贴装头(41)通过上吸嘴更换平台(80)更换吸嘴；当元件下支撑机构(50)的支撑头(51)更换吸嘴时，下吸嘴更换组件(46)移至元件下支撑机构(50)的支撑头(51)上方将其上的吸嘴取下并放到下吸嘴更换平台(90)上，再从下吸嘴更换平台(90)取新的吸嘴安装到元件下支撑机构(50)的支撑头(51)上。
9.根据权利要求1所述的点对点3D补材贴合机，其特征在于，还设置吸嘴更换系统，所述吸嘴更换系统包括上吸嘴更换平台(80)、下吸嘴更换平台(90)和下吸嘴更换组件(46)，下吸嘴更换组件(46)设置在元件上贴合机构(40)上并随其一起移动，上吸嘴更换平台(80)包括第一上吸嘴更换平台和第二上吸嘴更换平台，下吸嘴更换平台(90)包括第一下吸嘴更换平台和第二下吸嘴更换平台(90)；元件上贴合机构(40)的贴装头(41)通过上吸嘴更换平台(80)更换吸嘴；元件上贴合机构(40)的贴装头(41)更换吸嘴时，先将其上的旧吸嘴放到所述第一上吸嘴更换平台上，再从所述第二上吸嘴更换平台上取新的吸嘴；当元件下支撑机构(50)的支撑头(51)更换吸嘴时，下吸嘴更换组件(46)移至元件下支撑机构(50)的支撑头(51)上方将其上的吸嘴取下并放到所述第一下吸嘴更换平台上，再从所述第二下吸嘴更换平台取新的吸嘴安装到元件下支撑机构(50)的支撑头(51)上。
10.根据权利要求1所述的点对点3D补材贴合机，其特征在于，包括两个元件供料机构(20)。
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