CN113339372A - 一种键盘自动贴合设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种键盘自动贴合设备，包括机架，机架上设置有转盘部件，转盘部件上设置有多个用于放置基板及电路片的载具，转盘部件外周沿逆时针方向依次设置有压敏胶料仓、下撕膜机构、CCD对位机构、机械臂、上撕膜机构和移栽压合机构；移栽压合机构包括固定在机架上的支撑座、设置在支撑座中部的X向移栽模组、与X向移栽模组连接的第一吸料组件、设置在支撑座底部的支撑楔板、设置在支撑座顶部的压合气缸、以及介于压合气缸与支撑楔板之间的压合板。该键盘自动贴合设备可自动化进行键盘的贴合作业，在降低人工劳动强度和成本的同时，提高了生产效率；基板与电路片的贴合位置精准，压合力一致，保证了键盘成品质量的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及键盘组装技术领域，特别涉及一种键盘自动贴合设备。
背景技术
目前，键盘的金属基板、压敏胶及塑料薄膜电路片的贴合主要采用2台半自动压合小机台，需2人分别操作。具体过程过下：先将压敏胶的下保护膜撕掉贴合在空格键位置，然后撕掉压敏胶的上保护膜，再将金属基板贴合到塑料薄膜电路片上，最后采用气缸将金属基板与塑料薄膜电路片压合，保压5～10秒后，得到键盘成品。
上述生产方式存在人工劳动强度大，效率低的缺点，且贴合精度难以保证，影响半成品质量的稳定性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种作业效率高、生产质量稳定的键盘自动贴合设备。
为了达到上述技术效果，本发明采用的技术方案是：一种键盘自动贴合设备，包括机架，所述机架上设置有转盘部件，所述转盘部件上设置有多个用于放置基板及电路片的载具，转盘部件外周沿逆时针方向依次设置有压敏胶料仓、下撕膜机构、CCD对位机构、机械臂、上撕膜机构和移栽压合机构；
所述移栽压合机构包括固定在机架上的支撑座、设置在支撑座中部的X向移栽模组、与X向移栽模组连接的第一吸料组件、设置在支撑座底部的支撑楔板、设置在支撑座顶部的压合气缸、以及介于压合气缸与支撑楔板之间的压合板，所述第一吸料组件用于吸附载具上的基板，并在X向移栽模组的驱动下将其移至对应电路片的正上方，所述支撑座底部还设置有驱动支撑楔板朝向转盘部件移动的平移气缸，所述压合气缸通过浮动接头与压合板传动连接，用于将基板与电路片压合在一起。
进一步地，所述第一吸料组件包括与X向移栽模组连接的安装横板、设置在安装横板上方的升降气缸和设置在安装横板下方的基板吸附板，所述升降气缸与基板吸附板传动连接，所述基板吸附板底端设置有多个第一吸盘，所述安装横板上还设置有与第一吸盘连接的真空阀及压力表。
进一步地，所述转盘部件包括设置在机架上方的转盘本体、设置在转盘本体下端的凸轮分割器、与凸轮分割器传动连接的驱动组件和设置在转盘本体上端中央的集电环，各所述载具周向均布在转盘本体上。
进一步地，所述压敏胶料仓为开口朝上的直角U形结构，压敏胶料仓的侧壁上设置有竖向的条状毛刷，压敏胶料仓的底部设置有一对快换定位孔，压敏胶料仓内放置有两叠对称的压敏胶，所述压敏胶两侧均设置有定位柱。
进一步地，所述下撕膜机构包括固定在机架上的立板、设置在立板顶部的前端板和设置在前端板上的第一气动机械夹，所述第一气动机械夹水平朝向转盘部件，用于夹持机械臂上压敏胶的下保护膜。
进一步地，所述CCD对位机构包括固定在机架上的光源支架、设置在光源支架顶部的环形光源、设置在环形光源下方的CCD镜头和设置在CCD镜头下方的CCD相机，所述CCD相机、CCD镜头和环形光源三者同轴。
进一步地，所述机械臂包括手臂本体和与手臂本体连接的第二吸料组件，所述第二吸料组件用于吸附压敏胶。
进一步地，所述第二吸料组件包括可拆卸固定在机械臂上的固定夹、竖向贯穿固定夹的等高螺钉、以及位于固定夹下方且与等高螺钉连接的压敏胶吸附板，所述等高螺钉上套设有与固定夹相抵靠的压簧，所述压敏胶吸附板的下端设置有反射式光纤传感器和多个第二吸盘。
进一步地，所述上撕膜机构包括固定在机架上的安装支架、设置在安装支架顶部的Y向撕膜模组、设置在Y向撕膜模组上的Z向撕膜模组、设置在Z向撕膜模组下方的第二气动机械夹、以及分置在安装支架两端下方的电路片预压组件和电磁阀组件，所述第二气动机械夹水平朝向转盘部件，用于夹持载具上压敏胶的上保护膜，所述安装支架远离电路片预压组件的一端下方还设置有膜料收集盒。
进一步地，所述机架上还设置有防护罩，所述防护罩朝向用户的一侧设置有操作口，所述操作口上方设置有人机界面，操作口两侧设置有控制按键。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.可自动化进行键盘的贴合作业，在降低人工劳动强度和成本的同时，提高了生产效率；
2.基板与电路片的贴合位置精准，压合力一致，保证了键盘成品质量的稳定性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，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。
附图说明
图1为本发明的键盘自动贴合设备的立体结构示意图；
图2为本发明的键盘自动贴合设备平面结构示意图；
图3为本发明的转盘部件的结构示意图；
图4为本发明的压敏胶料仓的结构示意图；
图5为本发明的下撕膜机构的结构示意图；
图6为本发明的CCD对位机构的结构示意图；
图7为本发明的机械臂的结构示意图；
图8为本发明的第二吸料组件的结构示意图；
图9为本发明的第二吸料组件仰视视角的结构示意图；
图10为本发明的上撕膜机构的结构示意图；
图11为本发明的移栽压合机构的结构示意图；
图12为本发明的第一吸料组件的结构示意图。
图中各标号和对应的名称为：1.机架，2.转盘部件，3.载具，4.压敏胶料仓，5.下撕膜机构，6.CCD对位机构，7.机械臂，8.上撕膜机构，9.移栽压合机构，10.防护罩，11.人机界面，12.控制按键，21.转盘本体，22.凸轮分割器，23.驱动组件，24.集电环，41.条状毛刷，42.快换定位孔，43.定位柱，51.立板，52.前端板，53.第一气动机械夹，61.光源支架，62.环形光源，63.CCD镜头，64.CCD相机，71.第二吸料组件，72.手臂本体，81.安装支架，82.Y向撕膜模组，83.Z向撕膜模组，84.第二气动机械夹，85.电路片预压组件，86.电磁阀组件，87.膜料收集盒，91.支撑座，92.X向移栽模组，93.第一吸料组件，94.支撑楔板，95.压合气缸，96.压合板，97.平移气缸，98.浮动接头，711.固定夹，712.等高螺钉，713.压敏胶吸附板，714.压簧，715.反射式光纤传感器，716.第二吸盘，931.安装横板，932.升降气缸，933.基板吸附板，934.第一吸盘，935.真空阀，936.压力表。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-2所示，本实施例提供一种键盘自动贴合设备，包括机架1，该机架1由内部的方管骨架和外部的钣金外壳焊接制成，机架1上设置有转盘部件2，转盘部件2上设置有多个用于放置基板及电路片的载具3，转盘部件2外周沿逆时针方向依次设置有压敏胶料仓4、下撕膜机构5、CCD对位机构6、机械臂7、上撕膜机构8和移栽压合机构9；
此外，机架1上还设置有防护罩10，防护罩10朝向用户的一侧设置有操作口，操作口上方设置有人机界面11，操作口两侧设置有控制按键12。
使用时，仅需1人站立于机架1的操作口位置，在载具3上装入基板和电路片，并通过人机界面11、控制按键12启动该设备。转盘部件2启动，将载具3逐一转至各加工位，首先，机械臂7配合压敏胶料仓4将压敏胶取出后移至下撕膜机构5，下撕膜机构5可将压敏胶的下保护膜撕开，而后，机械臂7将压敏胶移至CCD对位机构6，拍照获取自身相对位置，并有机械臂7将其精准贴合到电路片上，接着，上撕膜机构8将电路片上压敏胶的上保护膜撕开，然后，移栽压合机构9将基板移至电路片的正上方后将二者压合在一起，完成键盘成品的自动化组装，最后键盘成品再次移至操作口，人工取下键盘成品即可，如此循坏实现连续的生产。
下面为该设备各组成部分的具体说明：
如图3所示，转盘部件2包括设置在机架1上方的转盘本体21、设置在转盘本体21下端的凸轮分割器22、与凸轮分割器22传动连接的驱动组件23和设置在转盘本体21上端中央的集电环24，各载具3周向均布在转盘本体21上。
使用时，驱动组件23可通过凸轮分割器22驱动转盘本体21分度旋转，在本实施例中，载具3的数量有4个，进而将转盘本体21分为四个工位，以实现连续、高效、稳定的组装作业。
如图4所示，压敏胶料仓4为开口朝上的直角U形结构，压敏胶料仓4的侧壁上设置有竖向的条状毛刷41，压敏胶料仓4的底部设置有一对快换定位孔42，压敏胶料仓4内放置有两叠对称的压敏胶，压敏胶两侧均设置有定位柱43。
该结构的压敏胶料仓4取、放料方便，每次可堆放两叠呈180°旋转对称的压敏胶，其中，一堆在线使用，另一堆线外备料。当一堆压敏胶用完后，通过压敏胶料仓4底部的一对快换定位孔42可将线外备料迅速补上，以保证生产的连续性。并且，侧壁安装的条状毛刷41可用来分离压敏胶的保护膜，防止出现带料现象。
如图5所示，下撕膜机构5包括固定在机架1上的立板51、设置在立板51顶部的前端板52和设置在前端板52上的第一气动机械夹53，第一气动机械夹53水平朝向转盘部件2，用于夹持机械臂7上压敏胶的下保护膜。
使用时，机械臂7带动压敏胶移至前端板52位置，第一气动机械夹53夹持压敏胶的下保护膜，而后机械臂7带动压敏胶移动分离下保护膜。
如图6所示，CCD对位机构6包括固定在机架1上的光源支架61、设置在光源支架61顶部的环形光源62、设置在环形光源62下方的CCD镜头63和设置在CCD镜头63下方的CCD相机64，CCD相机64、CCD镜头63和环形光源62三者同轴。
使用时，机械臂7带动压敏胶移至环形光源62的上方，CCD相机64配合CCD镜头63拍照获取压敏胶在机械臂7上相对位置，以便准确的贴合到电路片上。
如图7-9所示，机械臂7包括手臂本体72和与手臂本体72连接的第二吸料组件71，第二吸料组件71用于吸附压敏胶；其中，第二吸料组件71包括可拆卸固定在机械臂7上的固定夹711、竖向贯穿固定夹711的等高螺钉712、以及位于固定夹711下方且与等高螺钉712连接的压敏胶吸附板713，等高螺钉712上套设有与固定夹711相抵靠的压簧714，压敏胶吸附板713的下端设置有反射式光纤传感器715和多个第二吸盘716。
使用时，手臂本体72可带动第二吸料组件71灵活移动，当压敏胶吸附板713靠近压敏胶时，反射式光纤传感器715检测到产品上表面即为预取料高度，然后手臂本体72下降一个固定高度，第二吸盘716吸取压敏胶，本实施例中，第二吸盘716选用防静电硅胶吸盘，数量为5个，在保证吸力的同时可避免静电对压敏胶造成的影响。另外，考虑到取料高度会有一定误差，压敏胶的堆叠也有高度误差，这两部分误差通过等高螺钉712上的压簧714来吸收，并在取料时有一个弹性保护，防止压伤压敏胶。
如图10所示，上撕膜机构8包括固定在机架1上的安装支架81、设置在安装支架81顶部的Y向撕膜模组82、设置在Y向撕膜模组82上的Z向撕膜模组83、设置在Z向撕膜模组83下方的第二气动机械夹84、以及分置在安装支架81两端下方的电路片预压组件85和电磁阀组件86，第二气动机械夹84水平朝向转盘部件2，用于夹持载具3上压敏胶的上保护膜，安装支架81远离电路片预压组件85的一端下方还设置有膜料收集盒87。
使用时，载具3带动贴合了压敏胶的电路片移至电路片预压组件85的下方，由电磁阀组件86进行控制，Y向撕膜模组82、Z向撕膜模组83共同驱动第二气动机械夹84移至压敏胶所在位置，第二气动机械夹84夹持压敏胶的上保护膜，Y向撕膜模组82、Z向撕膜模复位分离上保护膜，并将上保护膜移至膜料收集盒87。
如图11-12所示，移栽压合机构9包括固定在机架1上的支撑座91、设置在支撑座91中部的X向移栽模组92、与X向移栽模组92连接的第一吸料组件93、设置在支撑座91底部的支撑楔板94、设置在支撑座91顶部的压合气缸95、以及介于压合气缸95与支撑楔板94之间的压合板96，第一吸料组件93用于吸附载具3上的基板，并在X向移栽模组92的驱动下将其移至对应电路片的正上方，支撑座91底部还设置有驱动支撑楔板94朝向转盘部件2移动的平移气缸97，压合气缸95通过浮动接头98与压合板96传动连接，用于将基板与电路片压合在一起。
其中，第一吸料组件93包括与X向移栽模组92连接的安装横板931、设置在安装横板931上方的升降气缸932和设置在安装横板931下方的基板吸附板933，升降气缸932与基板吸附板933传动连接，基板吸附板933底端设置有多个第一吸盘934，安装横板931上还设置有与第一吸盘934连接的真空阀935及压力表936。
使用时，第一吸料组件93启动，升降气缸932驱动基板吸附板933下沉，通过第一吸盘934吸附基板后提升小段高度，并在X向移栽模组92的驱动下，移至对应电路片的正上方后松开对基板的吸附，同时，平移气缸97驱动支撑楔板94插入转盘本体21与机架1之间进行支撑，避免转盘本体21受压过大造成的损伤，最后，压合气缸95通过浮动接头98驱动压合板96下沉，将基板与电路片压合在一起，完成最终组装。在本实施例中，第一吸盘934选用真空吸盘，数量为14个，以保证吸附力度，为了进一步保证移栽压合过程中升降的稳定性，还可在压合板96和基板吸附板933上安装相应的直线导杆副。
本发明不局限于上述具体的实施方式，对于本领域的普通技术人员来说从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种键盘自动贴合设备，包括机架(1)，其特征在于，所述机架(1)上设置有转盘部件(2)，所述转盘部件(2)上设置有多个用于放置基板及电路片的载具(3)，转盘部件(2)外周沿逆时针方向依次设置有压敏胶料仓(4)、下撕膜机构(5)、CCD对位机构(6)、机械臂(7)、上撕膜机构(8)和移栽压合机构(9)；
所述移栽压合机构(9)包括固定在机架(1)上的支撑座(91)、设置在支撑座(91)中部的X向移栽模组(92)、与X向移栽模组(92)连接的第一吸料组件(93)、设置在支撑座(91)底部的支撑楔板(94)、设置在支撑座(91)顶部的压合气缸(95)、以及介于压合气缸(95)与支撑楔板(94)之间的压合板(96)，所述第一吸料组件(93)用于吸附载具(3)上的基板，并在X向移栽模组(92)的驱动下将其移至对应电路片的正上方，所述支撑座(91)底部还设置有驱动支撑楔板(94)朝向转盘部件(2)移动的平移气缸(97)，所述压合气缸(95)通过浮动接头(98)与压合板(96)传动连接，用于将基板与电路片压合在一起。
2.如权利要求1所述的键盘自动贴合设备，其特征在于，所述第一吸料组件(93)包括与X向移栽模组(92)连接的安装横板(931)、设置在安装横板(931)上方的升降气缸(932)和设置在安装横板(931)下方的基板吸附板(933)，所述升降气缸(932)与基板吸附板(933)传动连接，所述基板吸附板(933)底端设置有多个第一吸盘(934)，所述安装横板(931)上还设置有与第一吸盘(934)连接的真空阀(935)及压力表(936)。
3.如权利要求1所述的键盘自动贴合设备，其特征在于，所述转盘部件(2)包括设置在机架(1)上方的转盘本体(21)、设置在转盘本体(21)下端的凸轮分割器(22)、与凸轮分割器(22)传动连接的驱动组件(23)和设置在转盘本体(21)上端中央的集电环(24)，各所述载具(3)周向均布在转盘本体(21)上。
4.如权利要求1所述的键盘自动贴合设备，其特征在于，所述压敏胶料仓(4)为开口朝上的直角U形结构，压敏胶料仓(4)的侧壁上设置有竖向的条状毛刷(41)，压敏胶料仓(4)的底部设置有一对快换定位孔(42)，压敏胶料仓(4)内放置有两叠对称的压敏胶，所述压敏胶两侧均设置有定位柱(43)。
5.如权利要求1所述的键盘自动贴合设备，其特征在于，所述下撕膜机构(5)包括固定在机架(1)上的立板(51)、设置在立板(51)顶部的前端板(52)和设置在前端板(52)上的第一气动机械夹(53)，所述第一气动机械夹(53)水平朝向转盘部件(2)，用于夹持机械臂(7)上压敏胶的下保护膜。
6.如权利要求1所述的键盘自动贴合设备，其特征在于，所述CCD对位机构(6)包括固定在机架(1)上的光源支架(61)、设置在光源支架(61)顶部的环形光源(62)、设置在环形光源(62)下方的CCD镜头(63)和设置在CCD镜头(63)下方的CCD相机(64)，所述CCD相机(64)、CCD镜头(63)和环形光源(62)三者同轴。
7.如权利要求1所述的键盘自动贴合设备，其特征在于，所述机械臂(7)包括手臂本体(72)和与手臂本体(72)连接的第二吸料组件(71)，所述第二吸料组件(71)用于吸附压敏胶。
8.如权利要求7所述的键盘自动贴合设备，其特征在于，所述第二吸料组件(71)包括可拆卸固定在机械臂(7)上的固定夹(711)、竖向贯穿固定夹(711)的等高螺钉(712)、以及位于固定夹(711)下方且与等高螺钉(712)连接的压敏胶吸附板(713)，所述等高螺钉(712)上套设有与固定夹(711)相抵靠的压簧(714)，所述压敏胶吸附板(713)的下端设置有反射式光纤传感器(715)和多个第二吸盘(716)。
9.如权利要求1所述的键盘自动贴合设备，其特征在于，所述上撕膜机构(8)包括固定在机架(1)上的安装支架(81)、设置在安装支架(81)顶部的Y向撕膜模组(82)、设置在Y向撕膜模组(82)上的Z向撕膜模组(83)、设置在Z向撕膜模组(83)下方的第二气动机械夹(84)、以及分置在安装支架(81)两端下方的电路片预压组件(85)和电磁阀组件(86)，所述第二气动机械夹(84)水平朝向转盘部件(2)，用于夹持载具(3)上压敏胶的上保护膜，所述安装支架(81)远离电路片预压组件(85)的一端下方还设置有膜料收集盒(87)。
10.如权利要求1-9任一项所述的键盘自动贴合设备，其特征在于，所述机架(1)上还设置有防护罩(10)，所述防护罩(10)朝向用户的一侧设置有操作口，所述操作口上方设置有人机界面(11)，操作口两侧设置有控制按键(12)。
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