一种指纹模组网箱贴合设备及方法与流程

本发明涉及电子元器件自动化生产设备，具体涉及一种用于指纹识别模组封装环节的指纹模组网箱贴合设备及方法。所称oca胶片，是指用于贴合的透明光学胶片，其表面通常带有离型膜；所称待贴合产品，是指oled产品、指纹芯片或指纹模组半成品；所称网箱，是指在贴合工序中用于承载、限位或保护指纹模组相关半成品的载具或框体。

背景技术：

1、指纹模组广泛应用于手机终端、平板设备、智能穿戴设备、笔记本电脑、智能门锁和车载触控面板等产品。指纹模组网箱贴合工序通常需要完成oca胶片供料、单片取料、离型膜剥离、待贴合产品对位、压合、排气以及贴合质量检测等连续动作，各动作之间的节拍匹配和位置精度直接影响整线产能和产品良率。

2、现有工艺中，一类方式为人工辅助贴合，通常依靠治具定位，由人工拿取网箱或待贴合产品后与oca胶片进行对位压合；另一类方式为简易半自动贴合设备，通常采用单工位气缸下压结构和简单视觉定位结构，每次仅完成单颗产品的贴合。上述方式虽然结构简单，但在大批量生产中存在明显局限。

3、现有技术存在如下不足：

4、1，人工辅助贴合依赖操作人员经验，oca胶片、网箱与待贴合产品之间的相对位置难以长期保持一致，容易产生偏位、气泡、压伤和溢胶等不良。

5、2，oca胶片通常较薄且表面带有粘性或静电吸附力，料仓取料时容易发生双片叠取或多片粘连，若缺少可靠的叠片检测和分离机构，后续撕膜、贴合均会受到影响。

6、3，传统单工位设备上下料、撕膜、对位、压合和检测动作顺序串行，贴合节拍受限，难以匹配高速指纹模组生产线。

7、4，针对不同尺寸或异形指纹模组网箱，现有设备往往需要整体更换治具或重新调整机械限位，换型时间长，影响设备通用性和产线利用率。

8、5，部分半自动设备仅进行粗略视觉定位，缺少对x轴偏移、y轴偏移及θ角度偏差的联动补偿，也缺少贴合后视觉精检和ng分流，难以及时拦截贴合偏移、气泡和缺胶等缺陷。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，针对现有指纹模组网箱贴合工序中人工依赖度高、oca胶片叠片取料风险大、撕膜污染风险高、对位精度不足、贴合节拍低以及换型繁琐的问题，提供一种指纹模组网箱贴合设备及方法。

2、为解决上述问题，本发明提供一种指纹模组网箱贴合设备，包括料仓部分1、抖动取料部分2、易撕贴供料部分3、psa撕膜部分4、上贴合头部分5、下网箱部分6、精度检测部分7和控制系统；

3、所述料仓部分1用于存放并逐层顶升带离型膜的oca胶片；

4、所述抖动取料部分2设置在所述料仓部分1的上方，用于吸附所述oca胶片并在吸附状态下施加小幅往复抖动，以分离单片oca胶片；

5、所述易撕贴供料部分3设置在所述psa撕膜部分4的侧部，用于向所述psa撕膜部分4连续供应易撕贴；

6、所述下网箱部分6用于承载所述oca胶片并对所述oca胶片进行除静电、分段吸附定位及进给；

7、所述psa撕膜部分4用于在所述oca胶片被所述下网箱部分6吸附定位的状态下夹持并剥离所述离型膜；

8、所述上贴合头部分5用于吸附待贴合产品，并根据视觉检测结果带动所述待贴合产品进行x向、y向和θ向纠偏后与所述oca胶片压合；

9、所述精度检测部分7用于对贴合后的产品进行视觉检测并根据检测结果执行良品下料或ng分流；

10、所述控制系统分别与所述料仓部分1、所述抖动取料部分2、所述易撕贴供料部分3、所述psa撕膜部分4、所述上贴合头部分5、所述下网箱部分6和所述精度检测部分7电连接，用于协调供料、取料、撕膜、对位、压合、检测及分流动作。

11、进一步地，所述料仓部分1包括料仓底板10、升降料仓组件11、顶升机构12、废料盒13、叠片检测组件14、第一伺服电机15、电动缸16、到位检测组件17和光纤感应器80；多个所述升降料仓组件11并列安装在所述料仓底板10上，所述第一伺服电机15与所述电动缸16传动连接，所述电动缸16的输出端连接所述顶升机构12，所述顶升机构12用于从所述升降料仓组件11底部顶升所述oca胶片；所述到位检测组件17用于检测所述升降料仓组件11的料仓到位状态，所述光纤感应器80用于检测取料高度的oca胶片有无或料高状态，所述叠片检测组件14用于识别双片叠取或异常厚度，所述废料盒13用于接收异常oca胶片。

12、进一步地，所述抖动取料部分2包括第一吸破电磁阀组件19、第一防护罩20、抖动气缸组件22和第一气缸23；所述第一气缸23用于带动取料吸附端靠近或远离所述料仓部分1中的oca胶片，所述第一吸破电磁阀组件19与所述取料吸附端连通并用于控制吸真空和破真空，所述抖动气缸组件22与所述取料吸附端连接并用于在吸附所述oca胶片后产生竖向抖动、水平微摆或二者组合的抖动动作，所述第一防护罩20罩设于所述第一吸破电磁阀组件19的外侧。

13、进一步地，所述易撕贴供料部分3包括导向轮组件24、张紧轮组件25、顶升气缸组件26、收废料组件27、固定底板28和放料组件29；所述放料组件29设置在所述固定底板28的一侧并用于安装易撕贴料卷，所述导向轮组件24和所述张紧轮组件25用于对易撕贴进行导向和张紧，所述顶升气缸组件26用于顶紧料卷轴心或限位轴，所述收废料组件27用于卷取剥离后的废膜、废带或余料。

14、进一步地，所述psa撕膜部分4包括直线电机30、第二伺服电机35、撕膜夹爪36、旋转轴37和夹爪气缸38；所述撕膜夹爪36安装在所述直线电机30的滑座上，所述第二伺服电机35与所述旋转轴37连接并用于调整所述撕膜夹爪36的夹持角度，所述夹爪气缸38用于驱动所述撕膜夹爪36张开或闭合，所述直线电机30用于在夹持所述离型膜或易撕贴后驱动所述撕膜夹爪36沿撕膜方向移动。

15、进一步地，所述下网箱部分6包括网箱组件51、顶升结构组件52、第一离子风组件53、网箱封板54、三通风管57、网箱底板58、气动阀59、第一直线模组60、第一丝杆61、导轨62和网箱拉网90；所述网箱底板58安装在所述第一直线模组60上，所述网箱组件51安装在所述网箱底板58上，所述网箱封板54围设在所述网箱组件51外侧，所述气动阀59与所述网箱组件51的真空通道连通并用于对不同吸附区域进行分段吸附控制，所述第一离子风组件53通过所述三通风管57与所述网箱组件51内表面附近的吹气口连通，所述顶升结构组件52滑动安装在所述导轨62上并与所述第一丝杆61连接，所述网箱拉网90安装在所述顶升结构组件52上。

16、进一步地，所述上贴合头部分5包括x轴模组41、第一支架44、上贴合头组件45、第三吸破电磁阀组件46、上检测ccd组件47、真空平台48、第一dd马达49、第一z轴模组50、第三伺服电机39和加强筋82；所述第一z轴模组50安装在所述x轴模组41的移动座上，所述第一支架44安装在所述第一z轴模组50上，所述真空平台48通过所述第三吸破电磁阀组件46与真空源连接并用于吸附所述待贴合产品，所述第一dd马达49与所述真空平台48传动连接并用于带动所述真空平台48绕竖直轴旋转，所述第三伺服电机39用于驱动所述第一z轴模组50带动所述第一支架44上下移动，所述上检测ccd组件47用于获取所述待贴合产品的边缘、标记点或特征区域图像。

17、进一步地，所述精度检测部分7包括龙门方通65、相机部分66、同轴光67、光源部分68、第二直线模组71和下料吸盘手臂77；所述第二直线模组71安装在所述龙门方通65上，所述相机部分66和所述下料吸盘手臂77安装在所述第二直线模组71上，所述同轴光67和所述光源部分68设置在所述相机部分66的下方，所述相机部分66用于获取贴合后的oca胶片边界、待贴合产品边界、气泡暗斑和缺胶区域图像，所述下料吸盘手臂77用于按照检测结果将良品输送至良品工位或将不良品输送至ng工位。

18、一种采用所述指纹模组网箱贴合设备的贴合方法，包括如下步骤：s1、所述料仓部分1根据所述到位检测组件17和所述光纤感应器80的检测信号逐层顶升oca胶片，并通过所述叠片检测组件14确认取料高度处是否为单片oca胶片；s2、所述抖动取料部分2吸附最上层oca胶片，并在吸附状态下进行小幅往复抖动以分离单片oca胶片；s3、所述下网箱部分6接收所述单片oca胶片，启动所述气动阀59对所述单片oca胶片分段吸附，并通过所述第一离子风组件53和所述三通风管57进行除静电吹扫；s4、所述psa撕膜部分4夹持所述离型膜或与所述离型膜连接的易撕贴，并由所述直线电机30以预设速度剥离所述离型膜；s5、所述上贴合头部分5吸附待贴合产品，所述控制系统根据视觉检测结果驱动所述x轴模组41、所述第一直线模组60和所述第一dd马达49分别进行x向、y向和θ向补偿；s6、所述第一z轴模组50驱动所述真空平台48下降，使所述待贴合产品与所述oca胶片依次完成预压排气和主压贴合；s7、所述精度检测部分7对贴合后的产品进行视觉检测，并由所述下料吸盘手臂77执行良品下料或ng分流。

19、进一步地，在所述s5中，所述控制系统将上拍照ccd8获取的oca胶片坐标记为（xo，yo，θo），将所述上检测ccd组件47获取的待贴合产品坐标记为（xp，yp，θp），计算x向补偿量δx=xo-xp、y向补偿量δy=yo-yp和角度补偿量δθ=θo-θp；当δx、δy和δθ的绝对值均不大于对应预设阈值时，所述控制系统允许执行贴合动作；当至少一个补偿量的绝对值大于对应预设阈值时，所述控制系统停止贴合并输出复检或排料指令。

20、采用上述技术方案后，本发明具有如下有益效果：

21、1. 通过料仓部分1的多仓位顶升供料、光纤感应器80高度检测以及叠片检测组件14叠片识别，可减少人工频繁补料和双片误取风险，提高连续生产能力。

22、2. 通过抖动取料部分2在吸附oca胶片时施加高频小幅往复抖动，可破除oca胶片之间的粘连和静电吸附，提升单片取料稳定性。

23、3. 通过易撕贴供料部分3与psa撕膜部分4配合，能够在oca胶片被下网箱部分6稳定吸附的状态下剥离离型膜，减少人工撕膜造成的胶面污染、拉伸和褶皱。

24、4. 通过上拍照ccd8、上检测ccd组件47、第一dd马达49、x轴模组41、第一z轴模组50和下网箱部分6联动，可对待贴合产品与oca胶片之间的x/y/θ偏差进行补偿，提升贴合对位精度。

25、5. 通过下网箱部分6中的第一离子风组件53、三通风管57和分段真空吸附结构，可在贴合前去除静电和粉尘，稳定限制oca胶片位置，降低针泡、气泡和贴合偏移风险。

26、6. 通过精度检测部分7在贴合后进行视觉检测并由下料吸盘手臂77执行良品/ng分流，可使不良品及时排出，减少不良流入后续工序。