一种自动插FPC装置的制作方法

一种自动插fpc装置
[技术领域]
[0001]
本发明涉及液晶面板用驱动电路板技术领域，具体地说是一种自动插fpc 装置。
[

背景技术：
]
[0002]
目前，现有的液晶面板用驱动电路板(pcb)上的fpc连接器在插fpc的方式，主要是以人工掀开连接器活动上盖后，手持fpc插入连接器待卡准位置后，合上活动上盖来完成。该现有的人工操作方式主要存在以下问题点及缺点：此类以人工操作时需要先取fpc，掀开fpc连接器一边的上盖，插入fpc一侧并卡紧后合上fpc连接器上盖，再掀开fpc连接器另一边的上盖，再插入fpc另一侧，并卡紧后合上另一侧fpc连接器上盖，如此需耗费大量人力，作业时间较长，在人员招募不易的情况下难以稳定施行。
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技术实现要素：
]
[0003]
本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种自动插fpc装置，能够节省整体工序时间，提高工作效率，实现了无人化、自动化，避免了人工操作耗费人力、作业时间长等问题。
[0004]
为实现上述目的设计一种自动插fpc装置，包括robot底座与本体线轨组1、左侧相机组2、右侧相机组3、右侧插fpc组5和左侧插fpc组6，所述robot 底座与本体线轨组1安装于六轴机械手7上，所述robot底座与本体线轨组1 由六轴机械手7带动并移动至各个工作点位，所述左侧相机组2、右侧相机组3、右侧插fpc组5、左侧插fpc组6均连接在robot底座与本体线轨组1上，并通过robot底座与本体线轨组1调节固定位置，所述右侧插fpc组5、左侧插fpc 组6处设置有fpc卷料供料装置8，所述fpc卷料供料装置8用于为右侧插fpc 组5、左侧插fpc组6提供fpc，所述左侧相机组2与右侧相机组3呈镜向布置且结构相同，所述左侧相机组2与右侧相机组3均用于对制品拍照取像，所述左侧插fpc组6、右侧插fpc组5左右布置且结构相同，所述左侧插fpc组6、右侧插fpc组5均用于自动掀开连接器活动上盖并插入fpc于连接器待卡准位置后合上活动上盖，以及测试完成后自动掀开连接器活动上盖并取下fpc。
[0005]
进一步地，还包括右位移补偿组4，右位移补偿组4连接在robot底座与本体线轨组1上，所述右侧相机组3、右侧插fpc组5分别连接右位移补偿组4，并通过右位移补偿组4调节固定位置。
[0006]
进一步地，所述右位移补偿组4包括ccd x轴移位用直线步进电机401、右相机组固定座402、右侧本体滑座组403、插线组θ轴移位用直线步进电机404、旋转组y轴移位用直线步进电机405、旋转组y轴滑座406和旋转组407，所述 ccd x轴移位用直线步进电机401的输出端连接右相机组固定座402，所述右侧相机组3固定于右相机组固定座402上，且右相机组固定座402与robot底座与本体线轨组1的丝杆组106连接，并在伺服马达108控制下补偿制品与右侧插fpc组5匹配时x轴位置，所述右相机组固定座402可滑动式连接在右侧本体滑座组403上，所述右侧本体滑座组403固定于robot底座与本体线轨组1 上，所述右侧本体滑座
组403分别连接插线组θ轴移位用直线步进电机404、旋转组y轴移位用直线步进电机405，所述插线组θ轴移位用直线步进电机404用于补偿制品与右侧插fpc组5匹配时对正角度，所述旋转组y轴移位用直线步进电机405用于补偿制品与右侧插fpc组5匹配时y轴位置，所述右侧本体滑座组403底端连接旋转组y轴滑座406，所述旋转组y轴滑座406底端连接旋转组407，所述右侧插fpc组5连接在旋转组407上，所述旋转组y轴滑座406受插线组θ轴移位用直线步进电机404与旋转组y轴移位用直线步进电机405控制作y轴移动，所述旋转组407受插线组θ轴移位用直线步进电机404与旋转组y轴移位用直线步进电机405控制作小角度旋转。
[0007]
进一步地，所述fpc卷料供料装置8包括fpc原料卷801、原料气涨轴802、废料气涨轴803、卷料电机804、fpc定位夹爪组805、fpc支撑板806、压制轮组807及基板808，所述废料气涨轴803与卷料电机804的输出端相连接，并在卷料电机804的带动下拉动fpc原料卷801，进而带动原料气涨轴802，所述废料气涨轴803上方设置有fpc支撑板806和压制轮组807，所述fpc支撑板806 用于作为fpc的支撑，所述压制轮组807压设于原料气涨轴802、废料气涨轴 803之间的fpc卷料上，并用于fpc卷料转动造成fpc脱离卷料时恢复贴合度，所述fpc支撑板806处设置有fpc定位夹爪组805，所述fpc定位夹爪组805用于对fpc精确定位，所述原料气涨轴802、废料气涨轴803、fpc定位夹爪组805、 fpc支撑板806、压制轮组807均安装在基板808上。
[0008]
进一步地，所述robot底座与本体线轨组1包括滑轨座101、马达座102、滑座103、连接座104、轴承座一105、丝杆组106、线性滑轨一107、伺服马达 108、轴承座二109、联轴器110、深槽滚珠轴承112、线性滑轨二113、步进马达114、步进马达座115和弹簧116，所述滑轨座101上安装有连接座104、轴承座一105和线性滑轨一107，所述连接座104连接于六轴机械手7上，所述轴承座一105上安装有深槽滚珠轴承112，所述左侧相机组2连接在滑轨座101上，所述线性滑轨一107上安装有马达座102，所述马达座102上安装有轴承座二 109，所述轴承座二109上安装有丝杆组106，所述丝杆组106通过联轴器110 连接伺服马达108，所述伺服马达108与联轴器110均安装于马达座102上，所述右侧相机组3、右位移补偿组4、右侧插fpc组5分别与丝杆组106相连接，并通过丝杆组106调整固定位置；所述步进马达座115安装在马达座102上，所述步进马达座115上安装有步进马达114，所述步进马达114输出端的螺杆通过弹簧116连接线性滑轨二113，所述线性滑轨二113安装在滑座103上，并与左侧插fpc组6相连接。
[0009]
进一步地，所述robot底座与本体线轨组1的马达座102上装设有光电开关一111，所述伺服马达108、步进马达114分别电连接光电开关一111，所述光电开关一111用于检测伺服马达108及步进马达114运转时原点与极限位置。
[0010]
进一步地，所述左侧相机组2与右侧相机组3均包括ccd201、镜头202、光源固定座203、光源204、ccd固定座205和底座206，所述ccd201与镜头202 固锁一起后安装于ccd固定座205上，所述ccd201与镜头202用于对制品拍照取像，所述光源204固定于光源固定座203上，并通过光源固定座203安装于 ccd固定座205上，所述光源204用于拍照时打光，所述ccd固定座205与底座 206固锁为一体，并通过底座206连接在robot底座与本体线轨组1上。
[0011]
进一步地，所述左侧相机组2、右侧相机组3的ccd固定座205上均固定连接有检知座一207，所述检知座一207上安装有激光位移传感器208，所述激光位移传感器208用于测量相机与制品间距以使相机与制品保持水平。
10、fpc装置11、机架12、pcb13、fpc14、fpc连接器15、面板101、滑轨座102、马达座103、滑座104、连接座105、轴承座一106、丝杆组107、线性滑轨一108、伺服马达109、轴承座二110、联轴器111、光电开关一112、深槽滚珠轴承113、线性滑轨二114、步进马达115、步进马达座116、弹簧201、ccd202、镜头203、光源固定座204、光源205、ccd固定座206、底座207、检知座一208、激光位移传感器401、ccdx轴移位用直线步进电机402、右相机组固定座403、右侧本体滑座组404、插线组θ轴移位用直线步进电机405、旋转组y轴移位用直线步进电机406、旋转组y轴滑座407、旋转组601、掀合盖直线步进电机602、转轴603、左固定座604、底板605、吸嘴块封板606、fpc吸嘴块607、浮动接头608、检知片609、转动块610、右固定座611、检知座二612、光电开关二613、连动掀盖片614、压板801、fpc原料卷802、原料气涨轴803、废料气涨轴804、卷料电机805、fpc定位夹爪组806、fpc支撑板807、压制轮组808、基板。
[具体实施方式]
[0036]
下面结合附图对本发明作以下进一步说明：
[0037]
本发明主要应用于液晶面板的pcb安装fpc工序，属于自动画面检测设备的自动fpc装置，由六轴机械手7、fpc卷料供料装置8、面板交换平台9、fpc装置10、机架11组成，如附图2所示。
[0038]
本发明利用六轴机械手7，搭配多轴伺服精密滑台组成的fpc装置10进行补偿，以便顺利插入fpc，如附图3所示。
[0039]
如附图4所示，本发明提供了一种自动插fpc装置，包括robot底座与本体线轨组1、左侧相机组2、右侧相机组3、右侧插fpc组5和左侧插fpc组6，robot底座与本体线轨组1安装于六轴机械手7上，robot底座与本体线轨组1由六轴机械手7带动并移动至各个工作点位，左侧相机组2、右侧相机组3、右侧插fpc组5、左侧插fpc组6均连接在robot底座与本体线轨组1上，并通过robot底座与本体线轨组1调节固定位置，右侧插fpc组5、左侧插fpc组6处设置有fpc卷料供料装置8，fpc卷料供料装置8用于为右侧插fpc组5、左侧插fpc组6提供fpc，左侧相机组2与右侧相机组3呈镜向布置且结构相同，左侧相机组2与右侧相机组3均用于对制品拍照取像，左侧插fpc组6、右侧插fpc组5左右布置且结构相同，左侧插fpc组6、右侧插fpc组5均用于自动掀开连接器活动上盖并插入fpc于连接器待卡准位置后合上活动上盖，以及测试完成后自动掀开连接器活动上盖并取下fpc。
[0040]
还包括右位移补偿组4，右位移补偿组4连接在robot底座与本体线轨组1上，右侧相机组3、右侧插fpc组5分别连接右位移补偿组4，并通过右位移补偿组4调节固定位置。如附图8a和附图8b所示，右位移补偿组4包括ccdx轴移位用直线步进电机401、右相机组固定座402、右侧本体滑座组403、插线组θ轴移位用直线步进电机404、旋转组y轴移位用直线步进电机405、旋转组y轴滑座406和旋转组407，ccdx轴移位用直线步进电机401的输出端连接右相机组固定座402，右侧相机组3固定于右相机组固定座402上，且右相机组固定座402与robot底座与本体线轨组1的丝杆组106连接，并在伺服马达108控制下补偿制品与右侧插fpc组5匹配时x轴位置，右相机组固定座402可滑动式连接在右侧本体滑座组403上，右侧本体滑座组403固定于robot底座与本体线轨组1上，右侧本体滑座组403分别连接插线组θ轴移位用直线步进电机404、旋转组y轴移位用直线步进电机405，插线组θ轴移位用直线步
进电机 404用于补偿制品与右侧插fpc组5匹配时对正角度，旋转组y轴移位用直线步进电机405用于补偿制品与右侧插fpc组5匹配时y轴位置，右侧本体滑座组 403底端连接旋转组y轴滑座406，旋转组y轴滑座406底端连接旋转组407，右侧插fpc组5连接在旋转组407上，旋转组y轴滑座406受插线组θ轴移位用直线步进电机404与旋转组y轴移位用直线步进电机405控制作y轴移动，旋转组407受插线组θ轴移位用直线步进电机404与旋转组y轴移位用直线步进电机405控制作小角度旋转。
[0041]
该右位移补偿组4中，各部分功能如下：
[0042]
(1)ccd x轴移位用直线步进电机：用于不同尺寸制品相机位置切换；
[0043]
(2)右相机组固定座：用于固定相机。另本部分受附图5a和附图5b图5 中伺服马达108及丝杆组106控制，用于补偿制品与右侧插线组5匹配时x轴位置的差异；
[0044]
(3)右侧本体滑座组：将本组件固定于robot底座与本体线轨组1上；
[0045]
(4)插线组θ轴移位用直线步进电机：用于补偿制品与右侧插线组5匹配时对正角度的差异；
[0046]
(5)旋转组y轴移位用直线步进电机：用于补偿制品与右侧插线组5匹配时y轴位置的差异；
[0047]
(6)旋转组y轴滑座：作为旋转组7的基座，受插线组θ轴移位用直线步进电机与旋转组y轴移位用直线步进电机控制作y轴移动；
[0048]
(7)旋转组：作为右侧插线组5的基座，受插线组θ轴移位用直线步进电机与旋转组y轴移位用直线步进电机控制作小角度旋转。
[0049]
如附图10所示，fpc卷料供料装置8包括fpc原料卷801、原料气涨轴802、废料气涨轴803、卷料电机804、fpc定位夹爪组805、fpc支撑板806、压制轮组807及基板808，废料气涨轴803与卷料电机804的输出端相连接，并在卷料电机804的带动下拉动fpc原料卷801，进而带动原料气涨轴802，废料气涨轴 803上方设置有fpc支撑板806和压制轮组807，fpc支撑板806用于作为fpc 的支撑，压制轮组807压设于原料气涨轴802、废料气涨轴803之间的fpc卷料上，并用于fpc卷料转动造成fpc脱离卷料时恢复贴合度，fpc支撑板806处设置有fpc定位夹爪组805，fpc定位夹爪组805用于对fpc精确定位，原料气涨轴802、废料气涨轴803、fpc定位夹爪组805、fpc支撑板806、压制轮组807 均安装在基板808上。
[0050]
该fpc卷料供料装置8中，原料气涨轴802、废料气涨轴803装在基板808 上，将fpc定位夹爪组805、fpc支撑板806、压制轮组807也装在基板808上，再将前列组件固定在附图2的机架11上。工作时，以卷料电机804带动废料气涨轴803，用来拉动fpc原料卷801，进而带动原料气涨轴802。fpc支撑板806 作为fpc的支撑用，压制轮组807作为fpc卷料转动造成fpc脱离卷料时回复贴合度的用途，卷料电机804每次卷动1片fpc。fpc定位夹爪组805作为fpc 精确定位用途，fpc定位确认完成后供插fpc组取料用。
[0051]
如附图5a和附图5b所示，robot底座与本体线轨组1包括滑轨座101、马达座102、滑座103、连接座104、轴承座一105、丝杆组106、线性滑轨一107、伺服马达108、轴承座二109、联轴器110、深槽滚珠轴承112、线性滑轨二113、步进马达114、步进马达座115和弹簧116；滑轨座101上安装有连接座104、轴承座一105和线性滑轨一107，连接座104连接于六轴机械手7上，轴承座一 105上安装有深槽滚珠轴承112，左侧相机组2连接在滑轨座101上，线性滑轨一107上安装有马达座102，马达座102上安装有轴承座二109，轴承座二109 上安装有丝杆
组106，丝杆组106通过联轴器110连接伺服马达108，伺服马达 108与联轴器110均安装于马达座102上，右侧相机组3、右位移补偿组4、右侧插线组5分别与丝杆组106相连接，并通过丝杆组106调整固定位置；步进马达座115安装在马达座102上，步进马达座115上安装有步进马达114，步进马达114输出端的螺杆通过弹簧116连接线性滑轨二113，线性滑轨二113安装在滑座103上，并与左侧插线组6相连接；robot底座与本体线轨组1的滑轨座 101上的连接座104安装于六轴机械手7末端第六轴上，马达座102上装设有光电开关一111，伺服马达108、步进马达114分别电连接光电开关一111，光电开关一111用于检测伺服马达108及步进马达114运转时原点与极限位置。
[0052]
该robot底座与本体线轨组1中，将滑轨座101与连接座104、轴承座一105、线性滑轨一107、深槽滚珠轴承112组合后连接于六轴机械手上，此组件作为固定与调整左侧工业相机位置用途，可将本组件安装于六轴机械手末端第6 轴，由机械手带动并移动至各个需求工作点位；线性滑轨一107安装于滑轨座 101上，作为马达座102支撑用途；轴承座二109安装于马达座102上，丝杆组 106安装于轴承座二109上，伺服马达108与联轴器110安装于马达座102上，此部分作为限制、调整、固定右侧相机组3、右位移补偿组4、右侧插线组5等组件位置用途；滑座103、线性滑轨二113、步进马达114和螺杆、步进马达座 115、弹簧116等合并组装于马达座102上，作为前述左侧插线组6的支撑、位移补偿调整用途，此部件主要是因为制品规格变动时可调整相机与制品间的位置关系；光电开关一11则作为步进马达114及伺服马达108运转时的原点与极限位置依据。
[0053]
如附图6a、附图6b、附图7a、附图7b所示，左侧相机组2与右侧相机组 3均包括ccd201、镜头202、光源固定座203、光源204、ccd固定座205和底座206，ccd201与镜头202固锁一起后安装于ccd固定座205上，ccd201与镜头202用于对制品拍照取像，光源204固定于光源固定座203上，并通过光源固定座203安装于ccd固定座205上，光源204用于拍照时打光，ccd固定座 205与底座206固锁为一体，并通过底座206连接在robot底座与本体线轨组1 上；左侧相机组2、右侧相机组3的ccd固定座205上均固定连接有检知座一 207，检知座一207上安装有激光位移传感器208，激光位移传感器208用于测量相机与制品间距以使相机与制品保持水平。
[0054]
该左侧相机组2中，ccd201与镜头202固锁一起后安装于ccd固定座205 上，此部分作为对制品拍照取像用途；光源固定座203与方形光源204固锁在一起后也安装于ccd固定座205上，此部分作为拍照时打光用途；检知座一207 与激光位移传感器208固锁在一起后也安装于ccd固定座205上，此部分作为测量相机与制品间距用途，以使相机与制品保持水平；将上述组件藉由ccd固定座205与底座206固锁为一体，再将此左侧相机组2整体装到robot底座与本体线轨组1上。右侧相机组3与上述左侧相机组2呈镜向组成，其功能说明同上。
[0055]
如附图9a和附图9b所示，左侧插fpc组6、右侧插fpc组5均包括掀合盖直线步进电机601、检知座二611、转动块609、光电开关二612及连动掀盖片 613，掀合盖直线步进电机601安装在左固定座603、右固定座610上，掀合盖直线步进电机601的输出端通过浮动接头607连接转动块609，转动块609通过转轴602可转动式连接在左固定座603、右固定座610上，转动块609与连动掀盖片613相连接，掀合盖直线步进电机601的输出轴缩回或伸出时带动转动块 609旋转打开或旋转关闭，进而带动连动掀盖片613同步伸出或缩回以实现开盖或
合盖，左固定座603、右固定座610、检知座二611、光电开关二612均固定在底板604上，检知座二611上设置有检知片608，光电开关二612、检知片608 分别电连接掀合盖直线步进电机601；左侧插fpc组6与右侧插fpc组5分别通过底板604固定在robot底座与本体线轨组1与右位移补偿组4上，底板604 前端下方设置有吸嘴块封板605、fpc吸嘴块606，吸嘴块封板605封装于fpc 吸嘴块606上，吸嘴块封板605、fpc吸嘴块606用于适合各类型尺寸的fpc连接器。
[0056]
该左侧插fpc组6、右侧插fpc组5结构相同可共享，各部功能如下：将掀合盖直线步进601、浮动接头607、检知片608、转动块609、连动掀盖片613 结合在左固定座603及右固定座610上，再将前列组件固定在底板604上；将光电开关二612、检知座二611结合固定在底板604上；将吸嘴块封板605、fpc 吸嘴块606结合固定在底板604上；将上述整组结合固定在前述图4中robot 底座与本体线轨组1及右位移补偿组4上；使用时掀合盖直线步进电机601之轴缩回，此时造成转动块609旋转打开，同时连动掀盖片613同步伸出，结合六轴机械手的动作可进行打开fpc连接器上盖的作业，待上盖大开后即可将fpc 插入fpc连接器内，此时掀合盖直线步进电机601之轴伸出，造成转动块609 旋转关闭，实现合盖的功能，利用适当控制伺服马达转矩达到稳定压合fpc与连接器之功能；利用多轴伺服滑台作为自动切换生产，搭配更换不同尺寸吸嘴块封板605和fpc吸嘴块606，以便适合各类型尺寸之fpc连接器。
[0057]
本发明操作时，其作业步骤如下：
[0058]
(1)移动六轴机械手及相机至附图2的fpc卷料供料装置上方，对fpc进行拍照取像，根据影像计算偏移量，依偏移量对fpc吸取装置进行补偿；
[0059]
(2)移动六轴机械手及相机至附图2的面板交换平台上方，在面板制品第 1拍照位并进行第1次拍照；完成后移至第2拍照位并进行第2次拍照；
[0060]
(3)将第1次及第2次拍照数据对比原点数值进行计算；
[0061]
(4)根据第1次拍照数据与原点比对的偏移量调整机械手插线原点位置补偿；
[0062]
(5)根据第2次拍照数据与原点比对的偏移量调整伺服滑台插线原点位置补偿；
[0063]
(6)点位补偿完毕后进行插线动作执行，首先移至开盖位并执行开盖动作，接着进行插fpc动作；插fpc时需同时进行关盖动作以使上盖完全压合在fpc 上达到线路稳定导通；
[0064]
(7)将机械手移至附图2的fpc卷料供料装置上方，等待下一产品。
[0065]
本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。