CN111683462B - 柔性电路板折弯定型设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性电路板折弯定型设备，具有依次线性排列的上料工位、折弯工位、热压工位和下料工位；折弯工位设有折弯模具，热压工位设有热压模具；上料工位处设有第一移动载板升降机构，下料工位处设置有第二移动载板升降机构，第一移动载板升降机构和第二移动载板升降机构之间设有第一移动载板平移机构和第二移动载板平移机构，第一移动载板平移机构用于将移动载板从第一移动载板升降机构依次输送至折弯模具、热压模具和第二移动载板升降机构；第二移动载板平移机构设置在第一移动载板平移机构的下方，用于将移动载板从第二移动载板升降机构输送至第一移动载板升降机构。本发明能够高效率地对柔性电路板进行折弯及加热定型。

Description

柔性电路板折弯定型设备

技术领域

本发明涉及一种柔性电路板加工设备；更具体地说，是涉及用于对柔性电路板进行折弯及加热定型的折弯定型设备。

背景技术

柔性电路板(Flexible Printed Circuit，简称FPC)采用例如聚酰亚胺或聚酯薄膜作为柔性绝缘基材，具有配线密度高、重量轻、厚度薄、折弯性好等特点，在例如各类电子设备等场合得到广泛应用。基于具体应用场合下的装配需求，生产过程中可能需要对柔性电路板进行折弯，并对折弯部分进行加热定型而减小该折弯部分的回弹。

柔性电路板的折弯及加热定型一般都是通过专用的非标设备进行的，例如中国专利文献CN210405801U公开了一种柔性线路板用折弯治具，其包括载板及至少一对上压头与下压头，载板上具有一安置区且安置区内设有至少一通孔，待折弯的柔性线路板卡接于安置区中，上压头与下压头分设于安置区的上下两侧且正对通孔的位置处，上压头与下压头二者的相对端对应设有呈凹凸配合的凸起与凹槽，凹槽与凸起为金属导热件且至少一者与加热器连接，上压头与下压头二者之至少一者可相对另一者移动，使得凸起将通孔处的柔性线路板向着凹槽的方向抵压。

如上述专利文献的公开，现有技术中柔性电路板的折弯及加热定型通常在同一工位处进行，存在折弯定型效率较低的缺陷。因此，有必要对现有的柔性电路板折弯设备加以改进。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能够高效率地对柔性电路板进行折弯及加热定型的折弯定型设备。

为了实现上述的主要目的及其他目的，本发明提供了一种柔性电路板折弯定型设备，具有依次线性排列的上料工位、折弯工位、热压工位和下料工位；其中：

折弯模具，设置在所述折弯工位，用于对柔性电路板进行折弯；

热压模具，设置在所述热压工位，用于对柔性电路板的折弯区域进行热压定型；

多个移动载板，用于承载柔性电路板，每个移动载板均可在所述上料工位、折弯工位、热压工位和下料工位之间移动；

折弯上料机械手，向处于所述上料工位的所述移动载板上摆放待折弯的柔性电路板；

下料机械手，用于在所述移动载板移动至所述下料工位时，卸载所述移动载板上已折弯定型的柔性电路板；

移动载板循环输送机构，包括设置在所述上料工位处的第一移动载板升降机构、设置在所述下料工位处的第二移动载板升降机构、以及设置在所述第一移动载板升降机构和所述第二移动载板升降机构之间的第一移动载板平移机构和第二移动载板平移机构，所述第一移动载板平移机构用于将所述移动载板从所述第一移动载板升降机构依次输送至所述折弯模具、所述热压模具和所述第二移动载板升降机构；所述第二移动载板平移机构设置在所述第一移动载板平移机构的下方，用于将所述移动载板从所述第二移动载板升降机构输送至所述第一移动载板升降机构。

本发明的柔性电路板折弯定型设备具有设置在折弯工位的折弯模具和设置在热压工位的热压模具，折弯和热压在两个独立工位依次完成，可大幅提高生产效率。上料工位、折弯工位、热压工位和下料工位依次线性排列，移动载板循环输送机构采用上下设置的两个移动载板平移机构以及左右设置的两个移动载板升降机构，有利于整个设备的小型化。

根据本发明的一种具体实施方式，柔性电路板折弯定型设备还具有撕膜上料机械手、设置在撕膜工位的自动撕膜装置、以及设置在载台平移机构上的移动载台，所述载台平移机构与所述第一移动载板平移机构并排设置；所述移动载台从所述撕膜上料机械手承接待撕膜的柔性电路板后依次移动至所述撕膜工位及所述折弯上料机械手的取料位置，所述折弯上料机械手用于将撕膜后的柔性电路板从所述移动载台转移至位于所述上料工位的移动载板。

根据本发明的一种具体实施方式，所述折弯模具的折弯上模设有用于压紧柔性电路板的上模头，所述折弯模具的折弯下模具有相互配合的第一下模头和第二下模头；所述第一下模头的顶端具有侧向凸起，所述第二下模头设置在所述第一下模头具有所述侧向凸起的一侧；所述第一下模头可升降地设置在所述折弯下模上，并可朝所述第二下模头一侧平移而将所述侧向凸起移动到所述第二下模头的上方。

上述技术方案中，折弯模具可对柔性电路板进行180度折弯，且折弯时柔性电路板在折弯模具中的位置保持不变，具有折弯精度高的优点；柔性电路板的180度折弯通过控制第一下模头依次上升、平移及下降即可实现(具体折弯过程将在后文详述)，具有折弯模具结构简单且体积小的优点。

优选的，所述移动载板上设置有锁紧机构，锁紧机构包括翻转构件、与所述翻转构件连接的第一齿轮以及与所述第一齿轮啮合的第一齿条，所述第一齿条作上下运动而使得与所述第一齿轮连接的所述翻转构件在竖直面内翻转，所述翻转构件用于压紧被所述折弯模具折弯的折弯区域的一部分。

上述技术方案中，翻转构件用于压紧被所述折弯模具折弯的折弯区域的一部分，使得在柔性电路板被输送至热压模具之前，该折弯区域不能发生回弹，并被热压模具最终加热定型，进而达成高精度的折弯定型效果。

进一步的，所述折弯模具的折弯下模上设置有第一齿条顶升机构，所述第一齿条顶升机构用于驱动所述第一齿条向上运动，以使得所述翻转构件翻转而压紧柔性电路板折弯区域的一部分；所述下料机械手上设置有第一齿条下推机构，所述第一齿条下推机构用于驱动所述第一齿条向下运动，以使得所述翻转构件反向翻转至其初始位置。

根据本发明的一种具体实施方式，所述移动载板上还设置有柔性电路板折弯机构，该折弯机构包括用于放置柔性电路板折弯区域的折弯构件、与所述折弯构件连接的第二齿轮以及与所述第二齿轮啮合的第二齿条，所述第二齿条作上下运动而使得与所述第二齿轮连接的所述折弯构件在竖直面内翻转。如此设置，使得所述折弯构件可对放置在其上的柔性电路板折弯区域进行180度折弯；折弯后的折弯区域被所述折弯构件压紧定位，并在热压工位被热压模具最终加热定型，进而达成高精度的折弯定型效果。

更具体的，所述折弯模具的折弯下模上设有第二齿条顶升机构，所述第二齿条顶升机构用于驱动所述第二齿条向上运动，使得所述折弯构件翻转180度而对放置在所述折弯构件上的待折弯区域进行180度折弯；所述下料机械手上设有第二齿条下推机构，所述第二齿条下推机构用于驱动所述第二齿条向下运动，以使得所述折弯构件反向翻转至其初始位置。

上述技术方案中，在折弯下模上设置齿条顶升机构，在下料机械手上设置齿条下推机构，这样就无需在移动载板上设置任何驱动装置，便于简化移动载板的结构及其输送，也可以在移动载板上放置更多的柔性电路板。

根据本发明的一种具体实施方式，所述第一移动载板平移机构和第二移动载板平移机构均包括用于承载及水平输送所述移动载板的输送链板，所述第一移动载板升降机构和第二移动载板升降机构均包括升降底座，所述升降底座上同样安装有用于承载及水平输送所述移动载板的输送链板。

根据本发明的一种具体实施方式，所述热压模具包括设有上压头的热压上模和设有下压头的热压下模，柔性电路板热压定型时被所述上压头和所述下压头夹持；所述上压头和所述下压头中的一个设置有弹性垫体，所述上压头和所述下压头中的另一个设置有加热器或与加热器连接。其中，弹性垫体能够缓冲上压头和下压头对柔性电路板的作用力，避免伤及柔性电路板。

优选地，所述热压上模安装有用于向柔性电路板吹送冷却气体的气体冷却喷头。在热压上模设置气体冷却喷头，采用冷却气体对柔性电路板热压区域进行快速冷却，进一步提高生产效率。

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是本发明柔性电路板折弯定型设备实施例的俯视图，其中示出了设备中各个工位的布置；

图2是本发明柔性电路板折弯定型设备实施例的立体结构图；

图3是本发明柔性电路板折弯定型设备中移动载板循环输送机构实施例的结构示意图，其中示出了移动载板；

图4是本发明柔性电路板折弯定型设备中移动载板循环输送机构实施例的结构示意图，其中省略了移动载板；

图5a是折弯模具的折弯下模的结构示意图；

图5b是图5a中虚线圆C部分的局部放大视图；

图6a-6f是柔性电路板在折弯模具中的折弯过程示意图；

图7示出了折弯模具另一实施例中上模头的布置方式；

图8是柔性电路板折弯定型设备中移动载板实施例的局部结构示意图；

图9是柔性电路板折弯定型设备中热压上模实施例的结构示意图；

图10是柔性电路板折弯定型设备中热压下模实施例的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1和2，本发明实施例的柔性电路板折弯定型设备具有依次线性排列的上料工位S1、折弯工位S2、热压工位S3和下料工位S4，折弯工位S2设置有用于对柔性电路板进行折弯的折弯模具20，热压工位S3设置有用于对柔性电路板折弯区域进行热压定型的热压模具30。优选的，柔性电路板折弯定型设备还具有撕膜工位S5以及设置在撕膜工位S5的自动撕膜装置50，自动撕膜装置50用于撕除柔性电路板表面粘附的保护膜，保护膜撕除后露出柔性电路板上附着的热敏胶层。自动撕膜装置50的结构属于本领域的公知技术，在此不作详细说明。

柔性电路板折弯定型设备还配置有撕膜上料机械手60、折弯上料机械手70和下料机械手40，撕膜上料机械手60、折弯上料机械手70和下料机械手40的结构同样属于本领域的公知技术，在此不作详细说明。其中，撕膜上料机械手60用于将待撕膜的柔性电路板从上料平台91吸附转移至移动载台82上，移动载台82在载台平移机构81的带动下平移至撕膜工位S5，自动撕膜装置50对承载在移动载台82上的柔性电路板进行撕膜，撕膜完成后移动载台82继续平移至折弯上料机械手70的取料位置(如图2中移动载台82所在的位置)，折弯上料机械手70将移动载台82上的柔性电路板转移至上料工位S1的移动载板10(见图3)上。

图3和4示出了移动载板循环输送机构实施例的结构，为清楚起见，图中省略了折弯上料机械手70和下料机械手40。请结合图1、3和4，柔性电路板折弯定型设备配置有多个用于承载柔性电路板的移动载板10，多个移动载板10均承载在移动载板循环输送机构上，每个移动载板10均可在上料工位S1、折弯工位S2、热压工位S3和下料工位S4之间移动。其中，移动载板循环输送机构包括设置在上料工位S1处的第一移动载板升降机构V1、设置在下料工位S4处的第二移动载板升降机构V2、以及设置在第一移动载板升降机构V1和第二移动载板升降机构V2之间的第一移动载板平移机构T1和第二移动载板平移机构T2，其中第一移动载板平移机构T1和载台平移机构81并排设置。第一移动载板平移机构T1用于将移动载板10从第一移动载板升降机构V1依次输送至折弯模具20、热压模具30和第二移动载板升降机构V2；第二移动载板平移机构T2设置在第一移动载板平移机构T1的下方，用于将移动载板10从第二移动载板升降机构V2输送至第一移动载板升降机构V1，从而实现移动载板10在上料工位S1、折弯工位S2、热压工位S3和下料工位S4之间的循环移动。

如图4所示，第一移动载板平移机构T1和第二移动载板平移机构T2具有基本相同的结构，以第二移动载板平移机构T2为例，其包括承载及水平输送移动载板10的输送链板(图中未示出)、驱动该输送链板的输送链轮T21。第一移动载板升降机构V1包括升降底座V11以及驱动升降底座V11作升降运动的升降驱动机构，第二移动载板升降机构V2同样包括升降底座V21以及驱动升降底座V21作升降运动的升降驱动机构。升降底座V11和升降底座V21可以具有基本上相同的结构，以升降底座V21为例，其上同样安装有承载及水平输送移动载板10的输送链板(图中未示出)、驱动该输送链板的输送链轮V22。当升降底座V11和V21上升至预定位置时，升降底座V11和V21上的输送链板与第一移动载板平移机构T1的输送链板平齐；当升降底座V11和V21下降至预定位置时，升降底座V11和V21上的输送链板与第二移动载板平移机构T2的输送链板平齐，以进行移动载板10的输送。

当移动至折弯工位S2时，移动载板10正好位于折弯上模和折弯下模之间。折弯模具20的折弯上模设有向下移动而压紧柔性电路板的上模头211(见图6a-6f)，折弯模具20的折弯下模22设有相互配合的第一下模头221和第二下模头222(见图5a和5b)；第一下模头221的顶端具有侧向凸起2211，第二下模头222设置在第一下模头221具有侧向凸起2211的一侧；第一下模头221可升降地设置在折弯下模22上，并可朝第二下模头222一侧平移而使得侧向凸起2211移动到第二下模头222的上方。具体的，折弯下模22上设有两个分别驱动第一下模头221和第二下模头222升降的升降驱动装置，并设有驱动第一下模头221平移的平移驱动装置，该升降驱动装置和该平移驱动装置例如可以是气缸，但本发明并不以此为限。

需说明的是，每个移动载板10上可放置多个待折弯的柔性电路板，折弯模具20相应地可具有多组由上模头211、第一下模头221和第二下模头222构成的折弯机构，而为简便起见，图5a中仅示出了一对第一下模头221和第二下模头222。另外，每个柔性电路板可能具有多个折弯区域，因此每个柔性电路板也可能对应折弯模具20的多组折弯机构。

以下，结合图6a至6f说明折弯模具20的折弯过程：如图6a所示，承载了柔性电路板100的移动载板10(在图6a至6f中未示出)被输送至折弯上模和折弯下模之间；如图6b所示，上模头211下降，第一下模头221和第二下模头222上升穿过移动载板10上的避让孔位，直至上模头211和第二下模头222对柔性电路板100进行夹持；如图6c所示，第一下模头221继续上升并迫推折弯区域101，使得折弯区域101向上折弯90度；如图6d所示，上模头211上移至不与第一下模头221干涉的位置，第一下模头221朝第二下模头222一侧平移，使得折弯区域101朝第二下模头222一侧倾斜；如图6e所示，第二下模头221下降，侧向凸起2211将折弯区域101下压，使得折弯区域101被180度折弯；如图6f所示，折弯完成后，第一下模头221和第二下模头222运动至其初始位置。在本发明折弯模具20的其他实施例中，如图7所示，改变上模头211在折弯上模上的安装位置，使得在第一下模头221平移时，上模头211不与第一下模头221产生干涉；这样，即使在第一下模头221平移时，上模头211也可维持对柔性电路板100的压紧状态。

折弯后的柔性电路板100被输送至热压工位，并被热压模具30加热定型。为了防止折弯区域101在被热压定型之前产生回弹，可以在移动载板10上设置用于压紧折弯区域101的锁紧机构12。具体的，如图8所示，锁紧机构12包括翻转构件122、与翻转构件122连接的第一齿轮123以及与第一齿轮123啮合的第一齿条121，第一齿条121可作上下运动而使得与第一齿轮123连接的翻转构件122在竖直面内翻转。具体的，折弯模具20的折弯下模22上设置有第一齿条顶升机构223(见图5b)，第一齿条顶升机构223用于驱动第一齿条121向上运动，以使得翻转构件122从其初始位置(见图8中实线描绘的翻转构件122)翻转至压紧柔性电路板折弯区域101的压紧位置(见图8中虚线描绘的翻转构件122)。翻转构件122仅压紧折弯区域101的一部分，当柔性电路板100输送至热压工位S3时，热压模具30可对折弯区域101中未被翻转构件122遮盖的部分进行热压，实现对折弯区域101的加热定型。

继续参阅图8，移动载板10上设置有多个用于限定柔性电路板初始摆放位置的定位凸起11、和柔性电路板折弯机构13，折弯机构13包括用于放置柔性电路板待折弯区域102的折弯构件132、与折弯构件132连接的第二齿轮(图中不可见)以及与第二齿轮啮合的第二齿条131，第二齿条131可作上下运动而使得折弯构件132在竖直面内翻转。具体的，折弯模具20的折弯下模22上设有第二齿条顶升机构224(见图5a)，第二齿条顶升机构224用于驱动第二齿条131向上运动，使得折弯构件132从其初始位置(见图8中实线描绘的翻转构件132)翻转180度至其折弯位置(见图8中虚线描绘的翻转构件132)，以对放置在折弯构件132上的折弯区域102进行180度折弯，并保持对折弯区域102的压紧状态。折弯完成后，折弯区域102的一部分露出于折弯构件132，该露出部分将在热压模具30中被加热，使得折弯区域102被热压定型。

热压模具30包括设有上压头311的热压上模31(见图9)和设有下压头321的热压下模32(见图10)，下压头321上设置有弹性垫体322，上压头311上设置有加热器或者与加热器连接(图中未示出)，热压定型时柔性电路板的折弯区域101和102被对应设置的上压头311和下压头321夹持。其中，每个折弯区域对应一对上压头311和下压头321，而为简便起见，图9和10中仅示出了部分上压头311和部分下压头321。热压上模31上还安装有用于向柔性电路板吹送冷却气体的气体冷却喷头312，气体冷却喷头312优选地与上压头311一一对应设置，并位于上压头311的旁侧。

如前所述，柔性电路板上附着有热敏胶层，折弯区域被180度折弯后将使得该热敏胶层夹持在柔性电路板的折弯区域和非折弯区域之间。在热压模具30对折弯区域进行热压后，该热敏胶层发生固化，将折弯区域粘着固定至非折弯区域，阻止折弯区域的回弹，实现对柔性电路板折弯区域的精确定型。

热压定型后，移动载板10平移到下料工位S4，在该工位由下料机械手40将柔性电路板从移动载板10上吸附转移至下料平台92。在下料机械手40吸附转移柔性电路板之前，需要先使得翻转构件122和折弯构件132反向翻转至各自的初始位置。本发明的实施例中，下料机械手40上设置有第一齿条下推机构和第二齿条下推机构(未图示)，第一齿条下推机构用于驱动第一齿条121向下运动，以使得翻转构件122反向翻转至其初始位置；第二齿条下推机构用于驱动第二齿条131向下运动，以使得折弯构件132反向翻转至其初始位置。

本发明的实施例中，第一齿条顶升机构224、第二齿条顶升机构224、第一齿条下推机构和第二齿条下推机构均可以采用例如气缸提供驱动力，但本发明并不以此为限。

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)

1.一种柔性电路板折弯定型设备，具有依次线性排列的上料工位、折弯工位、热压工位和下料工位；其中：

折弯模具，设置在所述折弯工位，用于对柔性电路板进行折弯；

热压模具，设置在所述热压工位，用于对柔性电路板的折弯区域进行热压定型；

多个移动载板，用于承载柔性电路板，每个移动载板均可在所述上料工位、折弯工位、热压工位和下料工位之间移动；

折弯上料机械手，向处于所述上料工位的所述移动载板上摆放待折弯的柔性电路板；

下料机械手，用于在所述移动载板移动至所述下料工位时，卸载所述移动载板上已折弯定型的柔性电路板；

移动载板循环输送机构，包括设置在所述上料工位处的第一移动载板升降机构、设置在所述下料工位处的第二移动载板升降机构、以及设置在所述第一移动载板升降机构和所述第二移动载板升降机构之间的第一移动载板平移机构和第二移动载板平移机构，所述第一移动载板平移机构用于将所述移动载板从所述第一移动载板升降机构依次输送至所述折弯模具、所述热压模具和所述第二移动载板升降机构；所述第二移动载板平移机构设置在所述第一移动载板平移机构的下方，用于将所述移动载板从所述第二移动载板升降机构输送至所述第一移动载板升降机构。

2.根据权利要求1所述的柔性电路板折弯定型设备，还具有撕膜上料机械手、设置在撕膜工位的自动撕膜装置、以及设置在载台平移机构上的移动载台，所述载台平移机构与所述第一移动载板平移机构并排设置；所述移动载台从所述撕膜上料机械手承接待撕膜的柔性电路板后依次移动至所述撕膜工位及所述折弯上料机械手的取料位置，所述折弯上料机械手用于将撕膜后的柔性电路板从所述移动载台转移至位于所述上料工位的所述移动载板。

3.根据权利要求1所述的柔性电路板折弯定型设备，其中，所述折弯模具的折弯上模设有用于压紧柔性电路板的上模头，所述折弯模具的折弯下模设有相互配合的第一下模头和第二下模头；所述第一下模头的顶端具有侧向凸起，所述第二下模头设置在所述第一下模头具有所述侧向凸起的一侧；所述第一下模头可升降地设置在所述折弯下模上，并可朝所述第二下模头一侧平移而将所述侧向凸起移动到所述第二下模头的上方。

4.根据权利要求3所述的柔性电路板折弯定型设备，其中，所述移动载板上设置有锁紧机构，所述锁紧机构包括翻转构件、与所述翻转构件连接的第一齿轮以及与所述第一齿轮啮合的第一齿条，所述第一齿条作上下运动而使得与所述第一齿轮连接的所述翻转构件在竖直面内翻转，所述翻转构件用于压紧被所述折弯模具折弯的折弯区域的一部分。

5.根据权利要求4所述的柔性电路板折弯定型设备，其中，所述折弯模具的折弯下模上设置有第一齿条顶升机构，所述第一齿条顶升机构用于驱动所述第一齿条向上运动，以使得所述翻转构件翻转而压紧柔性电路板折弯区域的一部分；所述下料机械手上设置有第一齿条下推机构，所述第一齿条下推机构用于驱动所述第一齿条向下运动，以使得所述翻转构件反向翻转至其初始位置。

6.根据权利要求1所述的柔性电路板折弯定型设备，其中，所述移动载板上还设置有柔性电路板折弯机构，所述折弯机构包括用于放置柔性电路板折弯区域的折弯构件、与所述折弯构件连接的第二齿轮以及与所述第二齿轮啮合的第二齿条，所述第二齿条作上下运动而使得与所述第二齿轮连接的所述折弯构件在竖直面内翻转。

7.根据权利要求6所述的柔性电路板折弯定型设备，其中，所述折弯模具的折弯下模上设有第二齿条顶升机构，所述第二齿条顶升机构用于驱动所述第二齿条向上运动，使得所述折弯构件翻转180度而对放置在所述折弯构件上的待折弯区域进行180度折弯；所述下料机械手上设有第二齿条下推机构，所述第二齿条下推机构用于驱动所述第二齿条向下运动，以使得所述折弯构件反向翻转至其初始位置。

8.根据权利要求1所述的柔性电路板折弯定型设备，其中，所述第一移动载板平移机构和所述第二移动载板平移机构均包括用于承载及水平输送所述移动载板的输送链板，所述第一移动载板升降机构和所述第二移动载板升降机构均包括升降底座，所述升降底座上同样安装有用于承载及水平输送所述移动载板的输送链板。

9.根据权利要求1所述的柔性电路板折弯定型设备，其中，所述热压模具包括设有上压头的热压上模和设有下压头的热压下模，柔性电路板热压定型时被所述上压头和所述下压头夹持；所述上压头和所述下压头中的一个设置有弹性垫体，所述上压头和所述下压头中的另一个设置有加热器或与加热器连接。

10.根据权利要求9所述的柔性电路板折弯定型设备，其中，所述热压上模安装有用于向柔性电路板吹送冷却气体的气体冷却喷头。

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