CN111239139B - 双工位fpc补材偏移、重贴/漏贴检查机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双工位FPC补材偏移、重贴/漏贴检查机，包括上料平台、上料机械手、下料平台、下料机械手；该检查机具有前后并排设置的两个检查工位，检查工位具有可左右移动的夹持输送装置；夹持输送装置的上方设置有上横梁，上横梁的左右两侧分别设置有可前后移动的上检查相机和上接触式位移传感器；夹持输送装置的下方设置有下横梁，下横梁的左右两侧分别设置有可前后移动的下检查相机和下接触式位移传感器；上接触式位移传感器和下接触式位移传感器在高度方向上相对设置，且上接触式位移传感器和下接触式位移传感器均可作升降运动。本发明的检查机兼具偏移、重贴/漏贴检测功能，结构简单紧凑，检查精度及效率高。

Description

双工位FPC补材偏移、重贴/漏贴检查机

技术领域

本发明涉及一种检查FPC补材贴合缺陷的设备；更具体地说，是涉及检查FPC补材偏移、重贴/漏贴缺陷的检查机。

背景技术

FPC(柔性/软性/挠性电路板或线路板)具有节省空间、减轻重量、柔韧性和灵活性高等许多优点，但也存在机械强度低的不足。因此，通常在FPC表面的预定区域贴合补材(补强片)，以提高该预定区域的机械强度，从而方便安装电子元件及产品的整体组装。在贴合补材时，可能会产生补材位置偏移、补材重贴(即在同一区域重复贴合多张补材)或漏贴等缺陷。

中国专利文献CN204705336U公开了一种柔性线路板补强贴合检测设备，用于在柔性线路板的补强贴合制程中检测补强片的漏贴或重贴；该检测设备包括设备平台、设置在设备平台上用于定位待检测柔性线路板的载板、设置于载板上方用于检测补强高度的传感器、设置于平台上并能够带动传感器在相垂直的三轴坐标系中移动的移动装置，还包括控制移动机构和传感器的控制系统。该检测设备通过传感器检测补强高度而判断是否有补强重贴或漏贴的情况，但测得的补强高度易受台面及产品翘起影响而产生误检测；该检测设备仅能进行补强片漏贴或重贴检测，不具有检测补强片偏移缺陷的功能。

中国专利文献CN109099850A公开了一种FPC补强3D视觉检测机，该检测机包括机架以及安装于机架上的机箱，机架分为上下两层，上层框架中部安装有平面板，在该平面板上设置有大平台底板，大平台底板上设置有用于检测待测产品是否合格的检测机构、用于将待测产品移送至所述检测机构的真空吸附板移送机构、用于收集检测后的坏板的坏板收集机构以及上下板搬运机构，上下板搬运机构包括上料架以及安装在上料架上的且结构一致的上料机构和下料机构，上料机构用于将待测产品送入真空吸附板移送机构上，下料机构用于将测试后的产品移送至合格区和将不合格产品移送至坏板收集机构。

上述的3D视觉检测机中，检测机构包括两个光源和两个摄像相机，检测时光源点亮，被测FPC在相机端形成阴影，相机拍照后算出被测物体高度，判断是否重贴。这种检测手段所测得的补强高度同样会受台面及产品翘起的影响，存在容易产生误检测的缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种结构简单紧凑、检查精度及效率高的双工位FPC补材偏移、重贴/漏贴检查机。

为了实现上述的主要目的，本发明提供了一种双工位FPC补材偏移、重贴/漏贴检查机，包括机箱和设置在机箱内的安装载板，安装载板上设置有上料平台、上料机械手、下料平台和下料机械手；其中，安装载板上具有前后并排设置的两个检查工位，检查工位设有可左右移动的夹持输送装置；夹持输送装置的上方设置有横跨两个检查工位的上横梁，上横梁的左右两侧分别设置有可前后移动的上检查相机和上接触式位移传感器；夹持输送装置的下方设置有横跨两个检查工位的下横梁，下横梁的左右两侧分别设置有可前后移动的下检查相机和下接触式位移传感器；上接触式位移传感器和下接触式位移传感器在高度方向上相对设置，且上接触式位移传感器和下接触式位移传感器均可作升降运动。

本发明的检查机具有两个检查工位，且上检查相机和下检查相机构成补材偏移检查组件，上接触式位移传感器和下接触式位移传感器构成补材漏贴/重贴检查组件，即两个检查工位共用一套补材偏移检查组件和一套补材漏贴/重贴检查组件，结构简单紧凑，有利于设备的小型化。当两个检查工位中的一个检查工位在进行补材偏移检查时，另一个检查工位可以同时进行补材漏贴/重贴检查；换句话说，两个检查工位交替进行补材偏移检查和补材漏贴/重贴检查，从而显著缩短检查流程并大幅提高检查效率。

本发明的检查机采用上接触式位移传感器和下接触式位移传感器测量FPC补材区域的实际厚度，从而有效地消除了现有技术中因台面高度及FPC局部弯曲/翘曲所引起的测量误差，显著提高了检查精度。上检查相机和下检查相机构成补材偏移检查组件，无需对FPC进行翻面即可以实现FPC的双面检查。

根据本发明的一种具体实施方式，检查工位相邻于上料机械手的一端设置有可升降的上料吸附平台，上料机械手用于将堆放在上料平台上的待测FPC转移至上料吸附平台；夹持输送装置从上料吸附平台上夹持待测FPC并将该FPC在左/右方向上输送。

检查前，先将待测FPC转移至上料吸附平台，由上料吸附平台对待测FPC进行高度定位及吸附支撑，有利于夹持输送装置对待测FPC进行夹持。上料吸附平台可升降地设置，以避免与夹持输送装置产生干涉。

根据本发明的一种具体实施方式，下料机械手用于将完成检测的FPC从夹持输送装置直接转移堆放到下料平台。

根据本发明的一种具体实施方式，夹持输送装置包括可左右移动的输送框，输送框上设置有第一夹持装置、第二夹持装置、第三夹持装置和第四夹持装置，第一夹持装置和第三夹持装置用于夹持FPC的一个侧边，第二夹持装置和第四夹持装置用于夹持FPC的相对的另一个侧边。

作为本发明的一种优选实施方式，第一夹持装置与输送框相对固定，第二夹持装置可前后移动地设置在输送框上，第三夹持装置可左右移动地设置在输送框上，第四夹持装置可左右移动且可前后移动地设置在输送框上。如此设置，可以使得夹持装置同时在前后及左右方向上对FPC施加拉力，确保FPC具有较佳的平整度，以进一步提高检测精度，特别是补材偏移检测精度。

作为本发明的另一优选实施方式，输送框设置在与电机连接的皮带输送机构上，并由电机驱动而左右移动。

根据本发明的一种具体实施方式，上料机械手和下料机械手均包括可前后移动的移动支座以及可升降地设置在移动支座上的负压吸附装置，负压吸附装置具有多个阵列设置的负压吸嘴。

根据本发明的一种具体实施方式，上接触式位移传感器和下接触式位移传感器均具有安装在气动伸缩主轴上的感测探头。这样，执行补材重贴/漏贴检查时，只需控制气动伸缩主轴伸出即可以使得感测探头与FPC接触，控制简便且可有降低感测探头对FPC补材的作用力，避免FPC及补材损伤。

根据本发明的一种具体实施方式，上料平台和下料平台可升降地设置在安装载板上。

根据本发明的一种具体实施方式，机箱在对应于上料平台和下料平台处分别设置有与可开闭的前门，前门与机箱铰接，且前门与机箱之间设置有氮气弹簧。由此，可以方便地对前门进行开启与关闭操作。

本发明中，“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方位描述仅为了便于表达各个部件/结构之间的相对位置关系，而非用于限定各个部件/结构的具体方位。

本发明中，“第一”、“第二”等类似序数词语，用以区分或指关联于相同或类似的部件或结构，并不必然限定该部件或结构在空间或时间上的顺序。

为了更清楚地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明检查机优选实施例的立体图；

图2示出了从上方观察时本发明检查机优选实施例的内部结构；

图3示出了从下方观察时本发明检查机优选实施例的内部结构；

图4是本发明检查机优选实施例中上料机械手的立体结构图；

图5是本发明检查机优选实施例中夹持输送装置的俯视结构图；

图6是本发明检查机优选实施例中检测组件的立体结构图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明优选实施例的双工位FPC补材偏移、重贴/漏贴检查机包括机箱10和具有显示及触控屏100的控制系统，机箱10在对应于上料平台71和下料平台72(见图2)处分别设置有可开闭的前门11，前门11的下方设置有可开闭的检修柜门12。前门11具有与机箱10铰接的铰接侧，且前门11相邻于该铰接侧的两侧与机箱10之间设置有氮气弹簧，以便于对前门11进行开启及关闭操作。

图2和3示出了检查机优选实施例的内部结构。请参阅图2，机箱10内具有水平设置的安装载板20，安装载板20上设置有上料平台71、上料机械手31、下料平台72和下料机械手32；上料平台71和下料平台72可升降地设置在安装载板20上。安装载板20上具有前后并排设置的第一检查工位41和第二检查工位42，第一检查工位41和第二检查工位42上均设置有皮带输送机构以及安装在皮带输送机构上的夹持输送装置(如后文详述)，夹持输送装置用于夹持输送待测FPC，将待测FPC输送到相应的检测位置及被下料机械手32吸附的下料位置。待测FPC的表面贴合有例如聚酰亚胺(PI)、不锈钢(SUS)和/或FR-4材质的补材。

第一检查工位41相邻于上料机械手31的一端设置有可升降的上料吸附平台61，上料吸附平台61在气缸611的驱动下作升降运动；第二检查工位42相邻于上料机械手31的一端设置有可升降的上料吸附平台62，上料吸附平台62在气缸621的驱动下作升降运动(见图3)。上料机械手31用于将堆放在上料平台71上的待测FPC转移至上料吸附平台61和62；第一检查工位41和第二检查工位42上的夹持输送装置分别从上料吸附平台61和62上夹持待测FPC并将该FPC在左/右方向上输送。下料机械手32用于将完成检测的FPC从夹持输送装置直接转移堆放到下料平台72上。

上料机械手31和下料机械手32均包括可前后移动的移动支座以及可升降地设置在移动支座上的负压吸附装置，负压吸附装置具有多个阵列设置的负压吸嘴。在此，以上料机械手31为例进行具体说明。图4示出了上料机械手31的结构，上料机械手31包括导轨311、在导轨311的引导下前后移动的移动支座312以及可升降地设置在移动支座312上的负压吸附装置313，负压吸附装置具有多个阵列设置的负压吸嘴3131。移动支座312可在例如链传动机构或皮带传动机构的带动下作前后移动，负压吸附装置313可在例如气缸的驱动下作升降运动。

第一检查工位41和第二检查工位42中的夹持输送装置具有相同的结构，以下以第一检查工位41中的夹持输送装置410为例进行说明。如图5所示，夹持输送装置410包括设置在皮带输送机构411上的输送框412，皮带输送机构411由电机驱动而带动输送框412左右移动，以将FPC输送到相应的检查位置。输送框412上设置有第一夹持装置413、第二夹持装置414、第三夹持装置415和第四夹持装置416，第一夹持装置413和第三夹持装置415用于夹持FPC的一个侧边，第二夹持装置414和第四夹持装置416用于夹持FPC的相对的另一个侧边。

优选的，第一夹持装置413与输送框412相对固定；第二夹持装置414在气缸4141驱动下可前后移动地设置在输送框412上，第三夹持装置415在气缸4151驱动下左右移动地设置在输送框412上。第四夹持装置416在气缸4161驱动下左右移动，且在气缸4162驱动下前后移动。由此，四个夹持装置同时在前后及左右方向上对FPC施加拉力，确保FPC在输送时具有较佳的平整度。

以第一检查工位41为例说明上料过程：先控制夹持输送装置410运动至位于检查工位左端的上料位置，然后上料吸附平台61从输送框412内升起，承接上料机械手31从上料平台71转移的待测FPC；夹持输送装置410夹持承载在上料吸附平台61上的待测FPC之后，先控制上料吸附平台61下降至不与输送框412干涉的位置，然后夹持输送装置410将夹持的FPC向右输送至相应的检查位置。

安装载板20的上下两侧分别安装有上检测组件51和下检测组件52。上检测组件51设置在夹持输送装置410的上方，上检测组件51具有横跨两个检查工位40的上横梁511，上横梁511的左右两侧分别设置有可前后移动的上检查相机513和上接触式位移传感器512；下检测组件52设置在夹持输送装置42的下方，下检测组件52具有横跨两个检查工位40的下横梁521，下横梁521的左右两侧分别设置有可前后移动的下检查相机523和下接触式位移传感器522。上检查相机513、下检查相机523、上接触式位移传感器512和下接触式位移传感器522具有相对独立的传动机构，上检查相机513、下检查相机523、上接触式位移传感器512和下接触式位移传感器522在各自传动机构的带动下作前后移动，该传动机构可以采用例如链传动机构或皮带传动机构。

本发明的优选实施例中，上检查相机513和下检查相机523构成FPC补材偏移检测组件，上检查相机513和下检查相机523分别对FPC的上表面和下表面进行摄像，并将取得的实际图像传输至控制系统，控制系统将该实际图像与基准图像进行比对，从而判断是否存在补材偏移缺陷。即本发明采用上检查相机513和下检查相机523可实现对FPC补材偏移的双面检测。

上接触式位移传感器512和下接触式位移传感器522构成FPC补材重贴/漏贴检测组件。具体的，上接触式位移传感器512和下接触式位移传感器522在高度方向上相对设置，且上接触式位移传感器512和下接触式位移传感器522均具有安装在气动伸缩主轴上的感测探头；补材重贴/漏贴检测时，上接触式位移传感器512和下接触式位移传感器522的气动伸缩主轴伸出，使得感测探头朝FPC方向移动并从上下两侧接触FPC，从而能够直接得到FPC的厚度，以判断是否存在补材漏贴/重贴缺陷。由于上接触式位移传感器512和下接触式位移传感器522的感测探头分别从上下两侧直接接触FPC，因此可以消除因台面及FPC翘曲等因素引起的误检测。

本发明的优选实施例中，上接触式位移传感器512和下接触式位移传感器522均可作升降运动。由此，便于上接触式位移传感器512和下接触式位移传感器522在第一检查工位41和第二检查工位42之间进行位置切换。如图2和3所示，安装载板20上具有检测口21，检测口21供下检查相机523和下接触式位移传感器522对FPC进行检测，即下检查相机523可经由相应的检测口21对FPC下表面进行摄像，下接触式位移传感器522可穿过相应的检测口21而接触FPC下表面。

本发明的检查机具有两个检查工位41和42，当两个检查工位41和42中的一个检查工位在进行补材偏移检查时，另一个检查工位可以同时进行补材漏贴/重贴检查。举例来说，当上接触式位移传感器512和下接触式位移传感器522对位于第一检查工位41的FPC进行补材重贴/漏贴检查时，控制上检查相机513和下检查相机523对位于第二检查工位42的FPC进行补材偏移检查；在第一检查工位41的FPC补材重贴/漏贴检查完成之后，控制上检查相机513和下检查相机523移动至第一检查工位41并对第一检查工位41的FPC进行补材偏移检查；在第二检查工位42的FPC补材偏移检查完成之后，控制上接触式位移传感器512和下接触式位移传感器522移动至第二检查工位42并对第二检查工位42的FPC进行补材重贴/漏贴检查。由此可见，两个检查工位41和42交替进行补材偏移检查和补材漏贴/重贴检查，从而显著缩短检查流程并大幅提高检查效率。在此过程中，夹持输送装置左/右移动，以将FPC输送到位于上接触式位移传感器512和下接触式位移传感器522之间的重贴/漏贴检查位置，以及输送到位于上检查相机513和下检查相机523之间的偏移检查位置。

补材偏移、重贴/漏贴检查全部完成后，控制夹持输送装置向右移动至检查工位的右端，下料机械手32吸附完成检查的FPC并将其转移堆放到下料平台72。

虽然本发明以具体实施例揭露如上，但这些具体实施例并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的变化/修改，即凡是依照本发明所做的同等变化/修改，应为本发明的保护范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种双工位FPC补材偏移、重贴/漏贴检查机，包括机箱和设置在所述机箱内的安装载板，所述安装载板上设置有上料平台、上料机械手、下料平台和下料机械手；其特征在于：所述安装载板上具有前后并排设置的两个检查工位，所述检查工位设有可沿检查机左右方向移动的夹持输送装置；所述夹持输送装置的上方设置有横跨所述两个检查工位的上横梁，所述上横梁的左右两侧分别设置有可沿检查机前后方向移动的上检查相机和上接触式位移传感器；所述夹持输送装置的下方设置有横跨所述两个检查工位的下横梁，所述下横梁的左右两侧分别设置有可沿检查机前后方向移动的下检查相机和下接触式位移传感器；所述上接触式位移传感器和所述下接触式位移传感器在高度方向上相对设置，且所述上接触式位移传感器和所述下接触式位移传感器均可作升降运动。

2.根据权利要求1所述的双工位FPC补材偏移、重贴/漏贴检查机，其特征在于：所述检查工位相邻于所述上料机械手的一端设置有可升降的上料吸附平台，所述上料机械手用于将堆放在所述上料平台上的待测FPC转移至所述上料吸附平台；所述夹持输送装置从所述上料吸附平台上夹持待测FPC并将该FPC在检查机左右方向上输送。

3.根据权利要求1所述的双工位FPC补材偏移、重贴/漏贴检查机，其特征在于：所述下料机械手用于将完成检测的FPC从所述夹持输送装置直接转移堆放到所述下料平台。

4.根据权利要求1所述的双工位FPC补材偏移、重贴/漏贴检查机，其特征在于：所述夹持输送装置包括可沿检查机左右方向移动的输送框，所述输送框上设置有第一夹持装置、第二夹持装置、第三夹持装置和第四夹持装置，所述第一夹持装置和所述第三夹持装置用于夹持FPC的一个侧边，所述第二夹持装置和所述第四夹持装置用于夹持FPC的相对的另一个侧边。

5.根据权利要求4所述的双工位FPC补材偏移、重贴/漏贴检查机，其特征在于：所述第一夹持装置与所述输送框相对固定，所述第二夹持装置可沿检查机前后方向移动地设置在所述输送框上，所述第三夹持装置可沿检查机左右方向移动地设置在所述输送框上，所述第四夹持装置可沿检查机左右方向移动且可沿检查机前后方向移动地设置在所述输送框上。

6.根据权利要求4所述的双工位FPC补材偏移、重贴/漏贴检查机，其特征在于：所述输送框设置在与电机连接的皮带输送机构上，并由所述电机驱动而沿检查机左右方向移动。

7.根据权利要求1所述的双工位FPC补材偏移、重贴/漏贴检查机，其特征在于：所述上料机械手和所述下料机械手均包括可沿检查机前后方向移动的移动支座以及可升降地设置在所述移动支座上的负压吸附装置，所述负压吸附装置具有多个阵列设置的负压吸嘴。

8.根据权利要求1所述的双工位FPC补材偏移、重贴/漏贴检查机，其特征在于：所述上接触式位移传感器和所述下接触式位移传感器均具有安装在气动伸缩主轴上的感测探头。

9.根据权利要求1所述的双工位FPC补材偏移、重贴/漏贴检查机，其特征在于：所述上料平台和所述下料平台可升降地设置在所述安装载板上。

10.根据权利要求1所述的双工位FPC补材偏移、重贴/漏贴检查机，其特征在于：所述机箱在对应于所述上料平台和所述下料平台处分别设置有可开闭的前门，所述前门与所述机箱铰接，且所述前门与所述机箱之间设置有氮气弹簧。

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