CN218998418U - 一种柔性电路板自动半裁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种柔性电路板自动半裁装置，主要包括上下料机械手组件、冲裁下组件、冲裁上组件、上料台组件和夹紧平移组件，通过上下料机械手组件实现从上料盘吸取待裁切FPC，并输至上料台组件、再运输至夹紧平移组件，控制裁切机构实现对待裁切FPC上的两个以上的PCS进行裁切，且实现除了PET膜以外部分裁切；并控制上下料机械手组件将FPC放置到下料盘中。系统自动实现从上料盘中抓取待裁切FPC,并进行自动定位和拉紧，将FPC精准送到冲压组件下对同一块FPC上的多个PCS进行精准自动半冲裁，并将冲裁后的FPC送回至下料盘，整个过程自动化操作，大大提高了生产效率，采用特定的半裁工艺，大大降低了FPC的废料比例，降低了产品成本。

Description

一种柔性电路板自动半裁装置

技术领域

本实用新型涉及电子线路板的物料自动加工技术领域，尤其涉及一种FPC柔性电路板自动半裁装置。

背景技术

FPC(FlexiblePrintedCircuit，柔性电路板)的应用场景非常多，也正因为其柔性特征，可方便灵活根据应用场景进行形状大小裁切。FPC柔性电路板的生产中，一般一块FPC上的同时印刷有多个PCS；因此生产环节中有一道工序是将FPC上的每一PCS冲裁下来，成为独立的成品。目前主流的方法是用冲床来冲裁，每个产品都需要做独立的模具，且FPC在排版时，还要考虑预留一定的冲裁废料边，导致FPC的排版率不是很高，增加了FPC的制造成本；且冲裁下来之后的独立成品，需要人工摆放在吸塑盒中以进行下一步工序，增加了人工成本和吸塑盒的成本。因此，有必要设计一种自动半裁装置，进一步提高FPC的排版率，降低模具和吸塑盒等成本，降低FPC的废料比，提高自动化生产程度，达到降低FPC的产出成本的目的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是如何提高FPC的排版率，降低FPC的废料比，提高自动化生产程度，达到降低FPC的产出成本的目的。

为解决本实用新型的技术问题，本实用新型公开一种一种柔性电路板自动半裁装置，外壳组件1、机架组件2、上料盘4、下料盘5和大理石平台8，其特征在于包括上下料机械手组件3、冲裁下组件7、冲裁上组件10、上料台组件6和夹紧平移组件9，所述上下料机械手组件3实现从上料盘4吸取待裁切FPC，将其运输至上料台组件6进行初步的定位，并将待裁切FPC运输至夹紧平移组件9，夹紧平移组件9对待裁切FPC进行拉紧和定位，并将其运送至冲裁下组件7和冲裁上组件10之间，冲裁上组件10上至少设有一组视觉识别系统，对待裁切FPC再次进行视觉定位，控制裁切机构实现对待裁切FPC上的两个以上的PCS进行裁切，且实现除了PET膜以外部分裁切；裁切完成后，将FPC放回上料台组件6，并控制上下料机械手组件3将FPC放置到下料盘中。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：系统自动实现从上料盘中抓取待裁切FPC,并进行自动定位和拉紧，将FPC精准送到冲压组件下对同一块FPC上的多个PCS进行精准自动半冲裁，并将冲裁后的FPC送回至下料盘，整个过程自动化除了，大大提高了生产效率，采用特定的半裁工艺，大大降低了FPC的废料比例，降低了产品成本。

附图说明

图1是柔性电路板自动半裁装置整体外形图；

图2是柔性电路板自动半裁装置主要部件分布图；

图3是柔性电路板自动半裁装置的冲裁上组件结构示意图；

图4是柔性电路板自动半裁装置的夹紧平移组件结构示意图；

图5是柔性电路板自动半裁装置的冲裁下组件结构示意图；

图6是柔性电路板自动半裁装置的上料台组件结构示意图；

图7是柔性电路板自动半裁装置的上下料机械手组件结构示意图。

主要大标号说明：外壳组件1、机架组件2、上下料机械手组件3、上料盘4、下料盘5上料台组件6、冲裁下组件7、大理石平台8、夹紧平移组件9和冲裁上组件10。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右、前、后”通常是指附图中的上、下、左、右、前、后，“内、外”是指相对于部件轮廓的内、外。

需要说明的是，本申请的权利要求书和说明书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便按实用新型描述的实施例以外的其他顺序实施。

图1是柔性电路板自动半裁装置整体外形图；图2是柔性电路板自动半裁装置主要部件分布图；自动半裁装置，主要包括外壳组件1、机架组件2、上下料机械手组件3、上料盘4、下料盘5、上料台组件6、冲裁下组件7、大理石平台8、夹紧平移组件9和冲裁上组件10。大理石平台8和外壳组件1共同安装在机架组件2上，冲裁上组件10前后横跨安装在大理石平台8上，夹紧平移组件9在冲裁上组件10下部后侧安装在大理石平台8上，可以夹紧并带动FPC进行X/Y轴的平移运动，冲裁下组件7同样在冲裁上组件10下部安装在大理石平台8的前侧，并与冲裁上组件10上的冲裁头1011位置对应，上料台组件6安装在大理石平台8的左前侧，上料盘4和下料盘5并排安装在大理石平台8的左后侧，上下料机械手组件3安装在冲裁上组件10的左侧的立板上，可以吸取上料盘4中的FPC放置在上料台组件6上，或者吸取冲裁好的FPC从上料台组件6到下料盘5中。整体生产流程为先将待进行半裁的FPC放置在上料盘4上，此时夹紧平移组件9预先移动到上料台组件6的上方，左夹紧板903和右夹紧板913分别在上料台组件6的两侧，上料台组件6再上升，升到和4个夹子同一水平，这时上料机械手组件3从上料盘上吸取一张FPC，放置在上料盘组件6上，4个夹子夹紧，上料台组件4降下去，夹紧平移组件9夹紧FPC带着移动到Mark定位相机下方进行定位拍照的，拍照后夹紧平移组件带着FPC移动到冲裁头下部进行冲裁，冲裁头向下进行冲裁并控制冲裁距离，将FPC的一个成品范围冲断，而贴在FPC下边的微粘的PET膜不会被冲断，所以该设备称之为半裁，而非全裁；接着夹紧平移组件带着FPC移动到下一冲裁位，冲裁头向下进行下一冲裁，如此重复，直到整板FPC上的所有PCS全部冲裁完。冲裁完后再通过上下料机械手组件将半裁完成的FPC吸取放置到下料盘5中，并重新从上料盘4中吸取下一个待进行半裁的FPC，进行下一个冲裁流程，整个过程全自动进行。每一整板FPC上设有多个PCS,每个PCS都是采用半裁的方式进行冲裁，因此不需要像普通的冲裁方式那样需要保留较大的冲裁边缘，因此各个PCS之间可以实现极小间距，大大提高了FPC的利用率。同时采用半裁工艺，使得完成裁切后的PCS还是连接在同一整块FPC上，还大大方便了下一工序的自动化生产。系统采用了高精度的视觉系统，大大提高了位置的定位进度，防止FPC位置或结构尺寸出现一定偏差时，裁切出现错误的情况，该视觉定位系统的应用，也大大保证了每个PCS间隙降低带来的加工精度提高的要求，极大保证了生产过程的质量。

以下对各个关键组件进行分别说明：

图3是柔性电路板自动半裁装置的冲裁上组件结构示意图，所述的冲裁上组件10，包括左立板1007和右立板1009横跨大理石平台8的前后两侧固定在大理石平台8上，在左右两块立板的中间部位固定有Z轴固定板1002，Z轴固定板1002上固定Z轴电机1001，Z轴电机1001下部输出轴通过联轴器与Z轴丝杆1003连接，Z轴滑板1004通过导轨安装在Z轴固定板1002上，并与Z轴丝杆1003的丝杆螺母连接，Z轴电机1001可以通过Z轴丝杆1003驱动Z轴滑板1004做上下运动，在Z轴滑板1004上固定有U轴固定块1010，U轴固定块1010上部安装有U轴电机1008，U轴电机1008通过中间的旋转轴来驱动下边的冲裁头1011做旋转运动，Mrk定位相机1005和Mrk定位光源1006安装在Z轴固定板1002的左侧，可以对FPC进行拍照定位。冲裁上组件10是实现对移动到其下方的FPC进行视觉定位，并基于定位控制U轴电机1008驱动控制冲裁头1011做旋转运动的角度，并驱动冲头1011在Z轴上运动实现对FPC进行冲裁。

图5是柔性电路板自动半裁装置的冲裁下组件结构示意图，所述的冲裁下组件7安装在大理石平台8的中间靠前位置，包括定位板706安装在大理石平台8上，其上安装固定板705，固定板705上左右两侧安装2个导柱导套703，缓冲块704与导柱导套703连接，并且缓冲块704与固定板705的内部之间安装有4个大推力弹簧，用螺丝锁住并留有一定间隙，做缓冲之用，相当于4个大推力弹簧将缓冲块704抬离固定板705一定间隙，又由于限位使得无外力时间隙最大；在缓冲块704上安装有调节板702，调节板702可通过调节与缓冲块704的配合位置来调节水平以达到要求水平度，在调节板702上部安装有冲裁板701，冲裁板701的位置与冲裁头1011位置对应并互相配合以完成冲裁动作。

图4是柔性电路板自动半裁装置的夹紧平移组件结构示意图，所述的夹紧平移组件9安装在大理石平台8上，在大理石平台8的右侧安装有X轴电机915，X轴电机915通过联轴器与X轴丝杆901相连接，两根X轴导轨902分别安装在X轴丝杆901两侧，X轴滑板909安装在X轴导轨902的滑块上，并与与X轴丝杆901相连接，这样X轴电机915就可以通过X轴丝杆901驱动X轴滑板909及在其上安装的其他组件做左右移动，在X轴滑板909上中间位置安装有Y轴丝杆907，两侧安装有两根Y轴导轨910，Y轴滑板911安装在Y轴导轨910的滑块上，并与Y轴丝杆907连接，在Y轴丝杆907的端部与Y轴同步带908相连接，其下连接有Y轴电机，这样，Y轴电机就能通过Y轴丝杆907驱动Y轴滑板911及在其上安装的其他组件做前后移动，在Y轴滑板911的左右两侧分别安装有左夹紧板903和右夹紧板913，在左夹紧板903中间位置安装有夹紧气缸a904，头部安装有Y向张紧气缸a905，Y向张紧气缸a905上安装有夹紧气缸b906，在另一侧，右夹紧板913通过调节导轨918安装在Y轴滑板911上，可以通过调节导轨918调节与左夹紧板903的远近，以实现夹取不同规格的FPC，在右夹紧板913根部装有X向张紧气缸912，可以实现右夹紧板913的X方向小幅横移，以实现FPC的X方向张紧，在右夹紧板913中间位置安装有夹紧气缸c914，头部安装有Y向张紧气缸b916，Y向张紧气缸b916上安装有夹紧气缸d917，Y向张紧气缸a905和Y向张紧气缸b916共同动作，可实现夹紧气缸b906和夹紧气缸d917在Y方向的小幅移动，以实现FPC的Y方向张紧，同时，4个夹紧气缸上各安装一个夹子，夹紧气缸可控制夹子的开合。夹紧平移组件9可实现的功能在于将待裁切的FPC通过夹紧气缸上的控制夹子实现夹取，并通过张紧气缸拉紧FPC。同时通过控制X轴电机915和Y轴电机控制FPC在平面上的位置。将FPC移动到准确的冲裁位置。

图6是柔性电路板自动半裁装置的上料台组件结构示意图，所述的上料台组件6包括，底板601安装在大理石平台8上，在底板601上安装有4个直线轴承602和顶升气缸616，顶升板615固定在直线轴承602上并与顶升气缸616相连接，顶升气缸616可带动顶升板615进行上下运动，在顶升板615的左右两侧分别安装有左竖板604和右竖板613，在左竖板604上固定有左横板606，左横板606下部通过气缸固定有左定位条605，在顶升板615上固定两个导轨603，在导轨603上两侧固定移动竖板614，移动竖板614可在导轨603上做左右移动，在移动竖板614上固定有导向a608和导向轮b609，上部固定有移动横板610，移动横板610下部通过气缸固定有右定位条612，左定位条605和右定位条612可配合实现FPC在上料台组件上的定位，平皮带607左侧固定在左竖板604上右侧穿过导向轮a608和导向b609最终固定在右竖板613上并拉紧，这样移动竖板614通过左右移动，就可实现左横板606和移动横板610之间的距离，以实现对不同规格的FPC的适应，同时平皮带607始终保持绷紧状态。

图7是柔性电路板自动半裁装置的上下料机械手组件结构示意图，所述的上下料机械手组件3包括，两条上下料导轨303安装在冲裁上组件10的左立板1007的左侧，上下料X轴电机301安装在左立板1007的反面，输出轴连接上下料X轴同步轮302，与同步带306相连接，上下料竖板304安装在上下料导轨303的滑块上，并与同步带306相连接，这样上下料X轴电机301就能通过同步带306驱动上下料竖板304及其安装在其上的组件实现前后移动，在上下料竖板304的前后各装有上料机械手和下料机械手，实际还可以上料和下料采用同一个机械手来操作，同时设置上料机械手和下料机械手的目的在于提高效率，在裁板的时候上料机械手已经吸取下一张FPC并等待了，冲裁完成后，下料机械手吸取冲裁完的FPC后，上料机械手就马上将下一张FPC放上去。由于上料机械手和下料机械手结构相同，仅以下料机械手为例阐述其结构，下料机械手横板308安装在上下料竖板304的前侧，在下料机械手横板308上安装有下料电机305，通过下料同步带307连接在下料Z轴丝杆312上，下料机械手横板308另一侧安装2个直线导轨311，其下与吸嘴板309连接，同时吸嘴板309与下料Z轴丝杆312连接，这样，下料电机305就可以通过下料同步带307和下料Z轴丝杆312来驱动吸嘴板309做上下运动，在吸嘴板309上安装有8个吸嘴310，同时吸嘴310上都连接真空发生器与破真空，可实现对FPC的吸取和释放。

在实际操作中，每一张待冲裁的FPC的下边是贴了一层微粘的PET膜的，操作人员将若干片这种FPC料整齐的放置在上料盘4上，并用上料盘4上的定位片将FPC定位，全自动冲裁机经过复位操作后，启动进行全自动运行，此时夹紧平移组件9移动到上料台组件6上部的指定位置等待，此时上料台组件6上的顶升气缸616动作，将上料台组件6顶升一段距离，并且和夹紧平移组件9的夹子相平齐，等待上料；此时，上下料机械手组件3的上料机械手下降，在上料盘4中吸取一张待冲裁的FPC，并向前移动，将其放置在上料台组件6上，上料台组件6上的左定位条605和右定位条612动作，精确定位放置在上方的FPC，上料台组件6移动到夹紧平移组件9下方，随后上升，FPC的4个角就会搭在夹紧平移组件9的4个夹子上，此时夹紧平移组件9的4个夹子夹紧，上料台组件6下降，夹紧平移组件9上的X向张紧气缸912、Y向张紧气缸905和Y向张紧气缸b916共同动作，将FPC张紧展平，此时夹紧平移组件9带着FPC移动到Mark定位相机1005的下部进行拍照，以便对冲裁位置进行定位，拍照后夹紧平移组件9带着FPC移动到冲裁头1011下部进行冲裁，冲裁头1011向下进行冲裁并控制冲裁距离，将FPC的一个成品范围冲断，通过精确控制冲裁头1011的下降距离，使其还没冲断PET膜时就停下而实现贴在FPC下边的微粘的PET膜不会被冲断，接着夹紧平移组件9带着FPC移动到下一冲裁位，冲裁头1011向下进行下一冲裁，如此重复，直到整板FPC全部冲裁完。此时夹紧平移组件9带着冲裁完的FPC移动到上料台组件6的上部，夹紧平移组件9的4个夹子松开，上料台组件6上升接住FPC，上下料机械手组件3的下料机械手移动到上料台组件6上方，下降吸取冲裁好的FPC并放置到下料盘5中，整个FPC板的冲裁过程完成。

以上举较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内，本实用新型所主张的权利范围应以实用新型申请范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种柔性电路板自动半裁装置，外壳组件(1)、机架组件(2)、上料盘(4)、下料盘(5)和大理石平台(8)，其特征在于包括上下料机械手组件(3)、冲裁下组件(7)、冲裁上组件(10)、上料台组件(6)和夹紧平移组件(9)，所述上下料机械手组件(3)实现从上料盘(4)吸取待裁切FPC，将其运输至上料台组件(6)进行初步的定位，并将待裁切FPC运输至夹紧平移组件(9)，夹紧平移组件(9)对待裁切FPC进行拉紧和定位，并将其运送至冲裁下组件(7)和冲裁上组件(10)之间，控制裁切机构实现对待裁切FPC上的两个以上的PCS进行裁切，且实现除了PET膜以外部分裁切；裁切完成后，将FPC放回上料台组件(6)，并控制上下料机械手组件(3)将FPC放置到下料盘中。

2.根据权利要求1所述的柔性电路板自动半裁装置，其特征在于所述冲裁下组件(7)包括定位板(706)，其上安装固定板(705)，固定板(705)上左右两侧安装2个导柱导套(703)，缓冲块(704)与导柱导套(703)连接，并且缓冲块(704)与固定板(705)的内部之间安装有2个以上大推力弹簧，大推力弹簧将缓冲块(704)抬离固定板(705)形成缓冲间隙，缓冲块(704)上设有冲裁板(701)。

3.根据权利要求2所述的柔性电路板自动半裁装置，其特征在于在缓冲块(704)与冲裁板(701)之间还设有调节板(702)，调节板(702)可通过调节与缓冲块(704)的配合位置来调节水平以达到要求水平度。

4.根据权利要求1所述的柔性电路板自动半裁装置，其特征在于所述的冲裁上组件(10)：设有左立板(1007)和右立板(1009)，实现将冲裁上组件(10)固定在大理石平台(8)上；设有Z轴移动组件，实现控制冲裁头在Z方向运动；设有U轴移动组件，实现控制控制冲裁头可旋转运动。

5.根据权利要求1所述的柔性电路板自动半裁装置，其特征在于所述的夹紧平移组件(9)上设有X轴移动组件、Y轴移动组件、夹紧组件，所述夹紧组件实现将FPC进行夹取并拉紧，X轴移动组件和Y轴移动组件分别实现控制将夹紧的FPC在X轴和Y轴根据需要移动位置。

6.根据权利要求5所述的柔性电路板自动半裁装置，其特征在于夹紧组件包括左夹紧板(903)和右夹紧板(913)，在左夹紧板(903)中间位置安装有夹紧气缸a(904)，头部安装有Y向张紧气缸a(905)，Y向张紧气缸a(905)上安装有夹紧气缸b(906)，在另一侧，右夹紧板(913)通过调节导轨(918)安装在Y轴滑板(911)上，通过调节导轨(918)调节与左夹紧板(903)的远近，以实现夹取不同规格的FPC，在右夹紧板(913)根部装有X向张紧气缸(912)，实现右夹紧板(913)的X方向小幅横移，实现FPC的X方向张紧，在右夹紧板(913)中间位置安装有夹紧气缸c(914)，头部安装有Y向张紧气缸b(916)，Y向张紧气缸b(916)上安装有夹紧气缸d(917)，Y向张紧气缸a(905)和Y向张紧气缸b(916)共同动作，实现夹紧气缸b(906)和夹紧气缸d(917)在Y方向的小幅移动，实现FPC的Y方向张紧。

7.根据权利要求6所述的柔性电路板自动半裁装置，其特征在于4个夹紧气缸上各安装一个夹子，夹紧气缸可控制夹子的开合。

8.根据权利要求1所述的柔性电路板自动半裁装置，其特征在于所述上料台组件(6)包括底板(601)，在底板(601)上安装有4个直线轴承(602)和顶升气缸(616)，顶升板(615)固定在直线轴承(602)上并与顶升气缸(616)相连接，在顶升板(615)的左右两侧分别安装有左竖板(604)和右竖板(613)，在左竖板(604)上固定有左横板(606)，左横板(606)下部通过气缸固定有左定位条(605)，在顶升板(615)上固定两个导轨(603)，在导轨(603)上两侧固定移动竖板(614)，移动竖板(614)可在导轨(603)上做左右移动，在移动竖板(614)上固定有导向轮a(608)和导向轮b(609)，上部固定有移动横板(610)，移动横板(610)下部通过气缸固定有右定位条(612)，左定位条(605)和右定位条(612)可配合实现FPC在上料台组件上的定位，平皮带(607)左侧固定在左竖板(604)上右侧穿过导向轮a(608)和导向轮b(609)最终固定在右竖板(613)上并拉紧。

9.根据权利要求1所述的柔性电路板自动半裁装置，其特征在于所述的上下料机械手组件(3)包括至少包括上料机械手和\或下料机械手，上料机械手和下料机械手结构相同，下料机械手横板(308)安装在上下料竖板(304)的前侧，在下料机械手横板(308)上安装有下料电机(305)，通过下料同步带(307)连接在下料Z轴丝杆(312)上，下料机械手横板(308)另一侧安装2个直线导轨(311)，其下与吸嘴板(309)连接，同时吸嘴板(309)与下料Z轴丝杆(312)连接；还包括X轴移动组件，实现控制上料机械手和下料机械手在X轴移动。

10.根据权利要求9所述的柔性电路板自动半裁装置，其特征在于在吸嘴板(309)上安装有4个以上吸嘴(310)，吸嘴(310)上都连接真空发生器与破真空。

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