CN110560992B - 一种fpc自动取料、对准定位的装置及方法 - Google Patents

一种fpc自动取料、对准定位的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于FPC热压焊技术领域，公开了一种FPC自动取料、对准定位的装置及方法，装置包括：支撑平台，支撑平台上安装固定有热压焊运动机构、第二视觉部件、FPC料盒运动机构、带焊盘组装件料盒运动机构、吸咀运动机构。方法包括：通过FPC料盒运动机构对FPC进行限位固定，将带焊盘组装件放置于带焊盘组装件料盒运动机构中，通过热压焊运动机构的第一视觉运动机构获取带焊盘组装件的位置状态信息，通过第二视觉部件获取FPC的位置状态信息；通过吸咀运动机构吸取并移动FPC。本发明解决了现有技术中手动操作的精度低、效率低的问题。

Description

一种FPC自动取料、对准定位的装置及方法
技术领域
本发明涉及FPC热压焊技术领域，尤其涉及一种FPC自动取料、对准定位的装置及方法。
背景技术
目前光通信行业FPC与BOX管壳/PCBA的焊接主要有热压焊和激光焊。焊接前都需要进行焊盘的对准，现在的对准主要是单件手动滑台调整，对准的精度无法保证，尤其是在焊盘间距比较小的情况下，焊后短路的比例比较高。且手动调整的效率低下，劳动强度大、对人员要求比较高。
发明内容
本申请实施例通过提供一种FPC自动取料、对准定位的装置及方法，解决了现有技术中手动操作的精度低、效率低的问题。
本申请实施例提供一种FPC自动取料、对准定位的装置，包括：支撑平台，所述支撑平台上安装固定有热压焊运动机构、第二视觉部件、FPC料盒运动机构、带焊盘组装件料盒运动机构、吸咀运动机构；
所述FPC料盒运动机构包括FPC固定装置，所述FPC固定装置用于对FPC进行限位固定；
所述带焊盘组装件料盒运动机构包括带焊盘组装件料盒，所述带焊盘组装件料盒中放置有带焊盘组装件；
所述热压焊运动机构包括第一视觉运动机构，所述第一视觉运动机构用于获取带焊盘组装件的位置状态信息；
所述第二视觉部件用于获取FPC的位置状态信息；
所述吸咀运动机构用于吸取FPC，根据所述FPC的位置状态信息将FPC移动至对准区域，并根据所述带焊盘组装件的位置状态信息对FPC的位置进行调节。
优选的，所述FPC固定装置包括：FPC通用底座、专用限位板；
所述专用限位板根据FPC的外形设置有专用槽位；所述专用限位板安装在所述FPC通用底座上。
优选的，所述热压焊运动机构还包括：运动滑台、热压焊头组件、转接板；
所述运动滑台通过安装架固定在所述支撑平台上，所述热压焊头组件和所述第一视觉运动机构分别通过所述转接板与所述运动滑台的滑块连接。
优选的，所述第一视觉运动机构包括Z轴滑台、第一视觉部件；所述第一视觉部件安装在所述Z轴滑台上；所述第一视觉部件包括第一相机、第一镜头、第一光源。
优选的，所述第二视觉部件包括安装支架、第二相机、第二镜头、第二光源；所述安装支架固定在所述支撑平台上。
优选的，所述FPC料盒运动机构还包括：第一Y轴运动滑台、第一过渡安装板；
所述第一过渡安装板用于对所述FPC固定装置进行限位，所述第一过渡安装板与所述第一Y轴运动滑台的滑块连接。
优选的，所述带焊盘组装件料盒运动机构还包括：第二Y轴运动滑台、X轴运动滑台、第二过渡安装板；
所述X轴运动滑台与所述第二Y轴运动滑台的滑块连接，所述第二过渡安装板固定在所述X轴运动滑台上，所述带焊盘组装件料盒固定在所述第二过渡安装板上。
优选的，所述吸咀运动机构包括：机械手、滑台连接件、手动滑台、吸咀连接件、吸咀；
所述吸咀通过所述吸咀连接件与所述手动滑台连接，所述手动滑台通过所述滑台连接件与所述机械手连接；
所述吸咀用于吸取FPC，所述手动滑台用于对所述吸咀的吸取面的高度进行调节，所述机械手用于移动FPC的位置。
利用上述装置，本申请实施例提供一种FPC自动取料、对准定位的方法，包括以下步骤：
通过FPC料盒运动机构的FPC固定装置对FPC进行限位固定；
将带焊盘组装件放置于带焊盘组装件料盒运动机构的带焊盘组装件料盒中；
通过热压焊运动机构的第一视觉运动机构获取带焊盘组装件的位置状态信息；
通过第二视觉部件获取FPC的位置状态信息；
通过吸咀运动机构吸取FPC，根据所述FPC的位置状态信息将FPC移动至对准区域，并根据所述带焊盘组装件的位置状态信息对FPC的位置进行调节。
优选的，所述的FPC自动取料、对准定位的方法还包括：通过所述热压焊运动机构完成压焊后，通过所述第一视觉运动机构对压焊外观进行检验。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
在本申请实施例中，带焊盘组装件放置于带焊盘组装件料盒运动机构的带焊盘组装件料盒中，通过FPC料盒运动机构的FPC固定装置对FPC进行限位固定，通过热压焊运动机构的第一视觉运动机构获取带焊盘组装件的位置状态信息，通过第二视觉部件获取FPC的位置状态信息，通过吸咀运动机构吸取FPC，根据FPC的位置状态信息将FPC移动至对准区域，并根据带焊盘组装件的位置状态信息对FPC的位置进行调节。即本发明利用有效的视觉方案和高精度运动机构，使得对准精度可以达到微米级，能够解决现有技术中手动操作带来的精度低、效率低，焊后短路比例高的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种FPC自动取料、对准定位的装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种FPC自动取料、对准定位的装置中热压焊运动机构的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种FPC自动取料、对准定位的装置中第一视觉部件的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种FPC自动取料、对准定位装置中第二视觉部件的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种FPC自动取料、对准定位装置中FPC料盒运动机构的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种FPC自动取料、对准定位装置中FPC固定装置的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种FPC自动取料、对准定位装置中带焊盘组装件料盒运动机构的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种FPC自动取料、对准定位装置中吸咀运动机构的结构示意图。
其中，1-支撑平台、2-热压焊运动机构、3-第二视觉部件、4-FPC料盒运动机构、5-带焊盘组装件料盒运动机构、6-吸咀运动机构；
21-运动滑台、22-热压焊头组件、23-转接板、24-Z轴滑台、25-第一视觉部件；
251-第一相机、252-第一镜头、253-第一光源；
31-安装支架、32-第二相机、33-第二镜头、34-第二光源；
41-第一Y轴运动滑台、42-第一过渡安装板、43-FPC固定装置；
431-FPC通用底座、432-专用限位板、433-第一定位销；
51-第二Y轴运动滑台、52-X轴运动滑台、53-第二过渡安装板、54-带焊盘组装件料盒；
61-机械手、62-滑台连接件、63-手动滑台、64-吸咀连接件、65-吸咀。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
本实施例提供了一种FPC自动取料、对准定位的装置，如图1所示，包括：支撑平台1，所述支撑平台1上安装固定有热压焊运动机构2、第二视觉部件3、FPC料盒运动机构4、带焊盘组装件料盒运动机构5、吸咀运动机构6。
所述支撑平台1上开有大孔径通孔，用于电线、数据线等与平台下方控制部分的连接。
如图2、图3所示，所述热压焊运动机构2包括运动滑台21、热压焊头组件22、转接板23、第一视觉运动机构；所述第一视觉运动机构用于获取带焊盘组装件的位置状态信息，所述运动滑台21通过安装架固定在所述支撑平台1上，所述第一视觉运动机构通过所述转接板23与所述运动滑台21的滑块连接，实现X轴的移动。所述热压焊头组件22通过所述转接板23与所述运动滑台21的滑块连接，实现X轴的移动。
所述第一视觉运动机构包括Z轴滑台24、第一视觉部件25；所述第一视觉部件25安装在所述Z轴滑台24上；所述第一视觉部件25包括第一相机251、第一镜头252、第一光源253。
所述第一视觉部件25的作用包括：软带物料识别，可分辨有无物料，物料种类和物料是否有缺损，脏污等缺陷；软带初定位，可识别软带焊盘初始位置，用于对准前软带初对位；焊后外观检查，确认是否满足要求，如有不良，标记不良类型。
如图4所示，所述第二视觉部件3用于获取FPC的位置状态信息。所述第二视觉部件3包括安装支架31、第二相机32、第二镜头33、第二光源34；所述安装支架31固定在所述支撑平台1上。
所述第二视觉部件3的作用包括：识别带焊盘组装件(BOX管壳或PCBA)上焊盘位置，识别软带焊盘，获取两个焊盘的位移和角度偏差，反馈给机械手进行位置调节。
如图5所示，所述FPC料盒运动机构4包括第一Y轴运动滑台41、第一过渡安装板42、FPC固定装置43；所述FPC固定装置43用于对FPC进行限位固定，所述第一过渡安装板42用于对所述FPC固定装置43进行限位，所述第一过渡安装板42与所述第一Y轴运动滑台41的滑块连接。
如图6所示，所述FPC固定装置43包括FPC通用底座431、专用限位板432；所述专用限位板432根据FPC的外形设置有专用槽位；所述专用限位板432安装在所述FPC通用底座431上。
所述专用限位板432根据不同FPC外形设置专用的槽位。所述FPC固定装置43采用可替换的所述专用限位板432的分体设计，便于管理和降低成本。
一种具体的实施方案中，所述专用限位板432采用铁磁性材料制成，所述FPC通用底座431上设置有等间距的磁铁；所述专用限位板432上设置有定位销孔，通过第一定位销433插入所述定位销孔将所述专用限位板432安装固定在所述FPC通用底座431上。所述第一定位销433固定在所述FPC通用底座431上，不对称排列，用于确定所述专用限位板432的唯一方向。
所述FPC料盒运动机构4配合所述第二视觉部件3，用于判断FPC的物料状态、识别FPC型号种类、判断FPC摆放方向的正确性。
如图7所示，所述带焊盘组装件料盒运动机构5包括第二Y轴运动滑台51、X轴运动滑台52、第二过渡安装板53、带焊盘组装件料盒54；所述带焊盘组装件料盒54中放置有带焊盘组装件，所述X轴运动滑台52与所述第二Y轴运动滑台51的滑块连接，所述第二过渡安装板53固定在所述X轴运动滑台52上，所述带焊盘组装件料盒54固定在所述第二过渡安装板53上。
其中，所述带焊盘组装件料盒54包含料盒底座、弹性压块、盖板。所述料盒底座可以限位BOX管壳或PCBA，所述弹性压块可固定BOX管壳或PCBA，所述盖板用于对BOX管壳或PCBA进行防护。
所述吸咀运动机构6用于吸取FPC，根据所述FPC的位置状态信息将FPC移动至对准区域，并根据所述带焊盘组装件的位置状态信息对FPC的位置进行调节，可达到微米级精度。
如图8所示，所述吸咀运动机构6包括：机械手61、滑台连接件62、手动滑台63、吸咀连接件64、吸咀65；所述吸咀65通过所述吸咀连接件64与所述手动滑台63连接，所述手动滑台63通过所述滑台连接件62与所述机械手61连接；所述吸咀65用于吸取FPC；所述手动滑台63用于对所述吸咀65的吸取面的高度进行调节，在一定高度范围内利用拉簧的拉力可在吸附完高度超出调节值表面的FPC后回复到调节高度位置；所述机械手61用于移动FPC的位置。
所述吸咀65包含内部导通的金属加工件和标准的耐高温橡胶吸咀。柔性的所述吸咀65可以适应一定高度差的FPC表面，所述手动滑台63可适应FPC高度差产生的吸咀吸取面高度不一的情况。
另一方面，利用上述装置，本申请实施例提供一种FPC自动取料、对准定位方法，主要包括以下步骤：
通过FPC料盒运动机构的FPC固定装置对FPC进行限位固定；
将带焊盘组装件放置于带焊盘组装件料盒运动机构的带焊盘组装件料盒中；
通过热压焊运动机构的第一视觉运动机构获取带焊盘组装件的位置状态信息；
通过第二视觉部件获取FPC的位置状态信息；
通过吸咀运动机构吸取FPC，根据所述FPC的位置状态信息将FPC移动至对准区域，并根据所述带焊盘组装件的位置状态信息对FPC的位置进行调节。
下面对方法做进一步的说明。
本申请实施例提供一种FPC自动取料、对准定位方法，包括以下步骤：
(1)根据FPC外形选择相应尺寸的所述专用限位板，将所述专用限位板通过定位销紧贴于FPC通用底座上。
(2)将FPC放置于专用限位板中，带焊盘组装件放置于带焊盘组装件料盒中，利用弹性压块夹紧BOX管壳或PCB。
(3)通过第二视觉部件确定FPC的状态和位置，通过第一视觉运动机构确定带焊盘组装件的状态和位置。
(4)吸咀运动机构通过第二视觉部件反馈的FPC位置吸取FPC，移动至对准位置，通过第一视觉运动机构反馈的带焊盘组装件位置调节FPC位置，将压焊位置调节在允许偏差内。
(5)热压焊运动机构通过吸咀运动机构反馈的已调整好的信息，热压焊头组件运动到压接位置完成压焊。完成后，第一视觉运动机构移动到压接位置上方，检验压焊外观。
(6)FPC料盒运动机构通过第一Y轴运动滑台运动到下一FPC位置，带焊盘组装件料盒运动机构通过X轴运动滑台运动到下一BOX管壳或PCBA位置。重复前面步骤直至一盒料盘BOX管壳/PCBA压焊完成，更换新料盒。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种FPC自动取料、对准定位的装置，其特征在于，包括：支撑平台，所述支撑平台上安装固定有热压焊运动机构、第二视觉部件、FPC料盒运动机构、带焊盘组装件料盒运动机构、吸咀运动机构；
所述FPC料盒运动机构包括FPC固定装置，所述FPC固定装置用于对FPC进行限位固定；
所述带焊盘组装件料盒运动机构包括带焊盘组装件料盒，所述带焊盘组装件料盒中放置有带焊盘组装件；
所述热压焊运动机构包括第一视觉运动机构，所述第一视觉运动机构用于获取带焊盘组装件的位置状态信息；
所述第二视觉部件用于获取FPC的位置状态信息；
所述吸咀运动机构用于吸取FPC，根据所述FPC的位置状态信息将FPC移动至对准区域，并根据所述带焊盘组装件的位置状态信息对FPC的位置进行调节。
2.根据权利要求1所述的FPC自动取料、对准定位的装置，其特征在于，所述FPC固定装置包括：FPC通用底座、专用限位板；
所述专用限位板根据FPC的外形设置有专用槽位；所述专用限位板安装在所述FPC通用底座上。
3.根据权利要求1所述的FPC自动取料、对准定位的装置，其特征在于，所述热压焊运动机构还包括：运动滑台、热压焊头组件、转接板；
所述运动滑台通过安装架固定在所述支撑平台上，所述热压焊头组件和所述第一视觉运动机构分别通过所述转接板与所述运动滑台的滑块连接。
4.根据权利要求1所述的FPC自动取料、对准定位的装置，其特征在于，所述第一视觉运动机构包括Z轴滑台、第一视觉部件；所述第一视觉部件安装在所述Z轴滑台上；所述第一视觉部件包括第一相机、第一镜头、第一光源。
5.根据权利要求1所述的FPC自动取料、对准定位的装置，其特征在于，所述第二视觉部件包括安装支架、第二相机、第二镜头、第二光源；所述安装支架固定在所述支撑平台上。
6.根据权利要求1所述的FPC自动取料、对准定位的装置，其特征在于，所述FPC料盒运动机构还包括：第一Y轴运动滑台、第一过渡安装板；
所述第一过渡安装板用于对所述FPC固定装置进行限位，所述第一过渡安装板与所述第一Y轴运动滑台的滑块连接。
7.根据权利要求1所述的FPC自动取料、对准定位的装置，其特征在于，所述带焊盘组装件料盒运动机构还包括：第二Y轴运动滑台、X轴运动滑台、第二过渡安装板；
所述X轴运动滑台与所述第二Y轴运动滑台的滑块连接，所述第二过渡安装板固定在所述X轴运动滑台上，所述带焊盘组装件料盒固定在所述第二过渡安装板上。
8.根据权利要求1所述的FPC自动取料、对准定位的装置，其特征在于，所述吸咀运动机构包括：机械手、滑台连接件、手动滑台、吸咀连接件、吸咀；
所述吸咀通过所述吸咀连接件与所述手动滑台连接，所述手动滑台通过所述滑台连接件与所述机械手连接；
所述吸咀用于吸取FPC，所述手动滑台用于对所述吸咀的吸取面的高度进行调节，所述机械手用于移动FPC的位置。
9.一种FPC自动取料、对准定位的方法，其特征在于，采用如权利要求1-8中任一所述的FPC自动取料、对准定位的装置，方法包括以下步骤：
通过FPC料盒运动机构的FPC固定装置对FPC进行限位固定；
将带焊盘组装件放置于带焊盘组装件料盒运动机构的带焊盘组装件料盒中；
通过热压焊运动机构的第一视觉运动机构获取带焊盘组装件的位置状态信息；
通过第二视觉部件获取FPC的位置状态信息；
通过吸咀运动机构吸取FPC，根据所述FPC的位置状态信息将FPC移动至对准区域，并根据所述带焊盘组装件的位置状态信息对FPC的位置进行调节。
10.根据权利要求9所述的FPC自动取料、对准定位的方法，其特征在于，还包括：通过所述热压焊运动机构完成压焊后，通过所述第一视觉运动机构对压焊外观进行检验。
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