CN113820584B - 一种fpc基板张紧定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明旨在提供一种能够检测FPC基板是否张紧到位、自动调整张紧力的FPC基板张紧定位方法。本发明包括通过将FPC基板的尺寸、材质以及定位孔的信息数据化为张紧系数、定位坐标，进而通过张紧定位装置准确的进行FPC基板的定位，通过采用定位销与FPC基板上定位孔配合的方案实现夹紧位置的固定化，便于对定位点进行数据化，通过PID反馈算法实现根据张紧后实际的张紧力进行张紧定位装置的调整，保证FPC基板能够稳定均匀的被张紧定位，提高FPC基板测试时的精度，同时避免漏测、错测。本发明应用于FPC测试的技术领域。
Description
技术领域
本发明应用于FPC测试的技术领域,特别涉及一种FPC基板张紧定位方法。
背景技术
柔性电路板，Flexible Printed Circuit 简称FPC，又称软性电路板、挠性电路板，其以质量轻、厚度薄、可自由弯曲折叠等优良特性而备受青睐，但国内有关FPC的质量检测还主要依靠人工目测，成本高且效率低。随着电子产业飞速发展，电路板设计越来越趋于高精度、高密度化，传统的人工检测方法已无法满足生产需求，FPC采用自动化检测成为产业发展必然趋势。但是FPC具有厚度薄、可自由弯曲折叠等特性，这样就给线针机的自动化测试增加难度，FPC在测试过程中会存在翘曲，会导致漏测、错测，影响测试准度和精度。现有整版FPC张紧方式一般为四角夹持张紧，由于夹持位置不精确，不方便定量判定张紧程度，以及是否张紧到位，且没有定位功能，仍然会导致漏测、错测等情况发生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种能够检测FPC基板是否张紧到位、自动调整张紧力的FPC基板张紧定位方法。
本发明所采用的技术方案是：所述FPC基板张紧定位方法通过张紧定位装置执行，所述张紧定位装置包括至少四组张紧臂，相邻的两组所述张紧臂通过一直线结构相联动，所述直线结构由动力单元驱动作直线运动，所述张紧臂上设置有定位块，所述定位块上设置有定位销以及与外部真空发生器连接的若干负压孔，若干所述负压孔环绕设置在所述定位销周围，所述定位销上包覆有压力传感器，所述FPC基板张紧定位方法包括以下步骤：
步骤S1.根据待测FPC基板的尺寸设定XY轴坐标系以及FPC基板上与所述定位销相适配的定位孔在该XY坐标轴上的坐标，同时设定所述定位孔的孔径尺寸；
步骤S2.根据FPC材料的膨胀系数以及基板尺寸大小设定目标张紧系数，所述目标张紧系数为0.5%-5%；
步骤S3.将上位机将步骤S1中设定的XY轴坐标系映射在所述张紧定位装置的二维运动坐标系上，并根据定位孔的坐标匹配所述张紧臂的移动路径，通过所述动力单元驱动所述直线机构实现同步移动相邻的两组所述张紧臂，调整所述张紧臂至承接工位；
步骤S4.根据设定的张紧系数匹配所述张紧臂的张紧行程，并获得张紧后所述张紧臂的坐标以及每个所述张紧臂的承受的目标张紧力的值；
步骤S5.搬运机构将待测试的FPC基板放置在所述张紧定位装置上，所述张紧定位装置上的所述定位销与FPC基板上的定位孔对接配合，同时外部的真空发生器启动使若干所述负压孔处产生负压将FPC基板吸附固定；
步骤S6.所述动力单元启动并带动每个所述张紧臂到达设定的张紧坐标，通过每个所述张紧臂上的所述压力传感器检测FPC基板施加在该张紧臂上的压力值并反馈至上位机，并判断该张紧臂上的张紧力是否在设定值的误差范围内，符合则判定为通过，若不符合则根据步骤S4中设定压力值、当前获取的张紧力以及张紧臂的坐标，重新计算该张紧臂的移动偏差值，获取新的移动坐标，通过所述动力单元移动对应的所述张紧臂；
步骤S7.重复步骤S6直至判定通过。
由上述方案可见，通过所述张紧定位装置执行FPC基板的定位和抓紧，采用定位销与FPC基板上的定位孔配合的方式实现准确的承接住FPC基板，同时通过设置所述定位销上的压力传感器在进行张紧时检测张紧力的大小，进而与设定值进行对比，实现判断每个张紧臂的拉紧状态。通过对FPC基板的四个角分别拉紧，同时保证拉紧力均匀稳定，进而避免在测试过程中会FPC基板出现翘曲等状态，防止出现漏测和错测等情况。通过步骤S1至步骤S3将FPC基板的尺寸以及定位孔位置进行数据化并映射到所述张紧定位装置的运动坐标系中，进而保证若干所述张紧臂能够准确运动至承接工位进行FPC基板的承接。所述张紧系数根据FPC基板的材质而进行调整，保证在张紧的过程中所述张紧臂的张紧幅度不会超出FPC基板的承受极限。通过真空吸附的方式实现在承接过程中稳定可靠的将FPC基板吸附固定。由于机械误差所述张紧臂与设定坐标之间具有一定的距离偏差，步骤S6中通过获取的张紧力数值计算出偏差距离，再通过PID闭环反馈机制快速精确的调整张紧及定位。
一个优选方案是，步骤S6中所述PID算法包括如下计算公式：
，其中Kp为比例增益，Kp与比例度成倒数关系，Tt为积分时间常数，TD为微分时间常数，u（t）为计算后需要移动的值，e（t）为根据张紧力得出的移动偏差值。
由上述方案可见，根据所述压力传感器检测到该定位销承受的张紧力，进而获取移动偏差值，再通过PID算法获取还需要移动的距离，进而实现对所述张紧臂的位置进行调整，保证FPC基板整体承受的张紧力分布均匀，保证FPC基板不会产生扭转和弯折等情况。
一个优选方案是，所述张紧定位装置共设有四组所述张紧臂，所述直线结构为直线滑轨，相邻的两组所述张紧臂均通过滑块滑动配合在所述直线滑轨上。
由上述方案可见，通过采用滑块与直线滑轨配合的方式，提高所述张紧臂的直线移动精度，同时保证相邻两组所述张紧臂的同步度。
一个优选方案是，所述张紧臂上设置有与FPC基板的端角配合的转角块，所述转角块的内侧边缘呈倒角状，所述压力传感器包覆在所述定位销靠近所述转角块的一侧。
由上述方案可见，通过设置所述转角块对FPC基板的边角进行限位，同时通过呈倒角状的内侧边缘设计，保证FPC基板落在所述张紧臂上时能够与倒角配合实现自动导向定位，实现准确的承接FPC基板。通过将所述压力传感器设置在所述定位销靠近所述转角块的一侧，进而保证所述压力传感器能够准确的在FPC基板被拉伸时与基板上的受力部位配合，提高张紧力的检测精度。
附图说明
图1是本发明的工作流程图；
图2是所述张紧定位装置的立体结构示意图；
图3是图2中A部分的放大图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，在本实施例中，所述FPC基板张紧定位方法通过张紧定位装置执行，所述张紧定位装置包括至少四组张紧臂1，相邻的两组所述张紧臂1通过一直线结构2相联动，所述直线结构2由动力单元3驱动作直线运动，所述张紧臂1上设置有定位块4，所述定位块4上设置有定位销5以及与外部真空发生器连接的若干负压孔6，若干所述负压孔6环绕设置在所述定位销5周围，所述定位销5上包覆有压力传感器，所述FPC基板张紧定位方法包括以下步骤：
步骤S1.根据待测FPC基板的尺寸设定XY轴坐标系以及FPC基板上与所述定位销5相适配的定位孔在该XY坐标轴上的坐标，同时设定所述定位孔的孔径尺寸；
步骤S2.根据FPC材料的膨胀系数以及基板尺寸大小设定目标张紧系数，所述目标张紧系数为0.5%-5%；
步骤S3.将上位机将步骤S1中设定的XY轴坐标系映射在所述张紧定位装置的二维运动坐标系上，并根据定位孔的坐标匹配所述张紧臂1的移动路径，通过所述动力单元3驱动所述直线机构实现同步移动相邻的两组所述张紧臂1，调整所述张紧臂1至承接工位；
步骤S4.根据设定的张紧系数匹配所述张紧臂1的张紧行程，并获得张紧后所述张紧臂1的坐标以及每个所述张紧臂1的承受的目标张紧力的值；
步骤S5.搬运机构将待测试的FPC基板放置在所述张紧定位装置上，所述张紧定位装置上的所述定位销5与FPC基板上的定位孔对接配合，同时外部的真空发生器启动使若干所述负压孔6处产生负压将FPC基板吸附固定；
步骤S6.所述动力单元3启动并带动每个所述张紧臂1到达设定的张紧坐标，通过每个所述张紧臂1上的所述压力传感器检测FPC基板施加在该张紧臂1上的压力值并反馈至上位机，并判断该张紧臂1上的张紧力是否在设定值的误差范围内，符合则判定为通过，若不符合则根据步骤S4中设定压力值、当前获取的张紧力以及张紧臂1的坐标，重新计算该张紧臂1的移动偏差值，获取新的移动坐标，通过所述动力单元3移动对应的所述张紧臂1；
步骤S7.重复步骤S6直至判定通过。
步骤S6中所述PID算法包括如下计算公式：
，其中Kp为比例增益，Kp与比例度成倒数关系，Tt为积分时间常数，TD为微分时间常数，u（t）为计算后需要移动的值，e（t）为根据张紧力得出的移动偏差值。其中比例增益Kp、积分时间常数Tt以及微分时间常数TD均为根据测试数据设定的值。
在本实施例中，所述张紧定位装置共设有四组所述张紧臂1，所述直线结构2为直线滑轨，相邻的两组所述张紧臂1均通过滑块滑动配合在同一直线滑轨上。通过上述结构实现四组所述张紧臂1无论如何动作均呈矩阵式分布，
在本实施例中，所述张紧臂1上设置有与FPC基板的端角配合的转角块7，所述转角块7的内侧边缘呈倒角状，所述压力传感器包覆在所述定位销5靠近所述转角块7的一侧。
另外，还能够通过视觉检测FPC基板的形变、激光雷达检测FPC基板外表面形变等技术手段进行FPC基板的张紧力检测。同时也可以采用LQR算法代替所述PID算法进行闭环反馈控制。
Claims (4)
1.一种FPC基板张紧定位方法，其特征在于，它通过张紧定位装置执行，所述张紧定位装置包括至少四组张紧臂（1），相邻的两组所述张紧臂（1）通过一直线结构（2）相联动，所述直线结构（2）由动力单元（3）驱动作直线运动，所述张紧臂（1）上设置有定位块（4），所述定位块（4）上设置有定位销（5）以及与外部真空发生器连接的若干负压孔（6），若干所述负压孔（6）环绕设置在所述定位销（5）周围，所述定位销（5）上包覆有压力传感器，所述FPC基板张紧定位方法包括以下步骤：
步骤S1.根据待测FPC基板的尺寸设定XY轴坐标系以及FPC基板上与所述定位销（5）相适配的定位孔在该XY坐标轴上的坐标，同时设定所述定位孔的孔径尺寸；
步骤S2.根据FPC材料的膨胀系数以及基板尺寸大小设定目标张紧系数，所述目标张紧系数为0.5%-5%；
步骤S3.将上位机将步骤S1中设定的XY轴坐标系映射在所述张紧定位装置的二维运动坐标系上，并根据定位孔的坐标匹配所述张紧臂（1）的移动路径，通过所述动力单元（3）驱动所述直线结构实现同步移动相邻的两组所述张紧臂（1），调整所述张紧臂（1）至承接工位；
步骤S4.根据设定的张紧系数匹配所述张紧臂（1）的张紧行程，并获得张紧后所述张紧臂（1）的坐标以及每个所述张紧臂（1）的承受的目标张紧力的值；
步骤S5.搬运机构将待测试的FPC基板放置在所述张紧定位装置上，所述张紧定位装置上的所述定位销（5）与FPC基板上的定位孔对接配合，同时外部的真空发生器启动使若干所述负压孔（6）处产生负压将FPC基板吸附固定；
步骤S6.所述动力单元（3）启动并带动每个所述张紧臂（1）到达设定的张紧坐标，通过每个所述张紧臂（1）上的所述压力传感器检测FPC基板施加在该张紧臂（1）上的压力值并反馈至上位机，并判断该张紧臂（1）上的张紧力是否在设定值的误差范围内，符合则判定为通过，若不符合则根据步骤S4中设定压力值、当前获取的张紧力以及张紧臂（1）的坐标，通过PID算法重新计算该张紧臂（1）的移动偏差值，获取新的移动坐标，通过所述动力单元（3）移动对应的所述张紧臂（1）；
步骤S7.重复步骤S6直至判定通过。
2.根据权利要求1所述的一种FPC基板张紧定位方法，其特征在于，步骤S6中所述PID算法包括如下计算公式：，其中Kp为比例增益，Kp与比例度成倒数关系，Tt为积分时间常数，TD为微分时间常数，u（t）为计算后需要移动的值，e（t）为根据张紧力得出的移动偏差值。
3.根据权利要求1所述的一种FPC基板张紧定位方法，其特征在于：所述张紧定位装置共设有四组所述张紧臂（1），所述直线结构（2）为直线滑轨，相邻的两组所述张紧臂（1）均通过滑块滑动配合在直线滑轨上。
4.根据权利要求1所述的一种FPC基板张紧定位方法，其特征在于：所述张紧臂（1）上设置有与FPC基板的端角配合的转角块（7），所述转角块（7）的内侧边缘呈倒角状，所述压力传感器包覆在所述定位销（5）靠近所述转角块（7）的一侧。
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