一种柔性电路板全自动覆盖膜贴合设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种柔性电路板全自动覆盖膜贴合设备，属于柔性电路板贴膜技术领域。


背景技术：

2.柔性电路板(flexible printed circuit board)简称“软板”，行业内俗称fpc，是用柔性的绝缘基材(主要是聚酰亚胺或聚酯薄膜)制成的印刷电路板，具有许多硬性印刷电路板不具备的优点。例如它可以自由弯曲、卷绕、折叠。利用fpc可大大缩小电子产品的体积，适应电子产品向高密度、小型化、高可靠方向发展的需要。因此，fpc已在航天、军事、移动通讯、手提电脑、计算设备外设、pda、数字相设备等领域或产品上得到了广泛的应用。
3.覆盖膜是柔性电路板的外层保护材料，具有良好的电气绝缘性能，可用于保护电路板不被氧化或损害，其主要的作用在于：一是保护铜箔不暴露在空气中，从而避免铜箔的氧化；二是为后续的表面处理进行覆盖，如不需要镀金的区域用覆盖膜覆盖；在后续的表面安装技术中起到阻焊作用。现有的柔性电路板全自动覆盖膜贴合设备存在着如下缺陷：覆盖膜吸取移载与剥离拉料分步作业，比较耗时；用于检测覆盖膜的第一相机和用于检测铜基板的第二相机扫描动作时,相互干涉，也在一定程度上耗费了时间；整个设备的机构与动作繁琐,故障率高,使用寿命短。
4.公开号为113068319a，名称为：贴膜机构及全自动覆盖膜贴合设备的中国实用新型专利公开了一种全自动覆盖膜贴合设备，其在一定程度上解决了现有的自动覆盖膜贴合设备的覆盖膜剥离及贴合效果差、贴合精度低的缺陷，但是仍存在如下缺陷：剥膜机构结构复杂，占地面积大，整个设备的机构与动作繁琐，故障率高；覆盖膜吸取移载与剥离拉料分步作业，耗时长，工作效率低。因此，应该提供一种新的方案解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型为解决上述问题，提供一种能够提高工作效率，降低设备故障率，能够集中作业，易于操作且使用寿命长的柔性电路板全自动覆盖膜贴合设备。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
7.一种柔性电路板全自动覆盖膜贴合设备，包括工作台、设置在工作台下方的机柜以及包覆在工作台外表面的外罩，所述工作台上设有覆盖膜卷出卷取机构、剥膜机构、覆盖膜移载机构、贴膜机构、铜基板上料机构、产品移载机构、产品下料机构以及视觉定位组件，所述覆盖膜卷出卷取机构用于将覆盖膜导入到剥膜机构上，并将剥离下的离型纸进行卷取收集，所述剥膜机构设置在覆盖膜卷出卷取机构的上方并与覆盖膜移载机构相配合，用于将覆盖膜与其底下的离型纸分离，所述覆盖膜移载机构用于将覆盖膜进行吸取、旋转、移载并将其贴合在铜基板上，所述贴膜机构包括滑动设于y轴直线伺服模组上的贴覆台，所述产品移载机构用于将铜基板移载到贴覆台上以及将贴覆好的产品移载到产品下料机构上，所述视觉定位组件包括用于对覆盖膜的对位孔的定位点进行检测的第一视觉定位组件以及
对铜基板的对位孔的定位点进行检测的第二视觉定位组件。
8.进一步的技术方案：
9.所述覆盖膜卷出卷取机构包括安装架体、剥离平台、段差组件、卷出卷取组件以及拉料组件，所述安装架体包括平行设置的前侧板和后侧板，所述剥离平台固定安装在前侧板和后侧板的顶部，在剥离平台的末端固定连接有剥离头，所述卷出卷取组件包括气涨轴组、导料轴组以及分别与气涨轴组的各气涨轴的端部连接，并用于控制各气涨轴运动的驱动及传动组件，所述驱动及传动组件安装于机柜内，所述段差组件包括段差滚轮、段差轴以及段差轴承座，所述段差滚轮的两端分别通过段差轴承座以及直线轴承滑动设置于段差轴上，所述段差轴的两端分别通过固定座固定安装在前侧板和后侧板上，所述拉料组件安装于剥离平台的下方，其包括直线导轨模组和与直线导轨模组连接的移送夹板。
10.所述移送夹板包括长条形的移送夹板本体、两个移送夹板气缸以及移送夹板连接板，所述移送夹板本体的两端分别与一个移送夹板气缸的气缸轴相连接，两个所述移送夹板气缸的底部固定安装于移送夹板连接板的下表面上，所述移送夹板连接板的上表面与直线导轨模组的滑台固定连接。
11.优选的，
12.在所述剥离平台的上方设有固定夹板，所述固定夹板包括长条形的固定夹板本体和两个固定夹板气缸，所述长条形的固定夹板本体的两端分别与一个固定夹板气缸的气缸轴相连接，两个所述固定夹板气缸的气缸座安装固定在剥离平台的下表面上。
13.所述铜基板上料机构包括底板、承料板、挡料组件以及升降组件，所述升降组件包括升降马达、升降连接板、升降轴，所述升降马达的丝杆依次穿过底板和承料板，并且丝杆的顶部与承料板连接固定，升降马达安装固定在底板的下表面，在底板的四个角上分别安装有直线轴承，在所述直线轴承的内孔中配合设置有导向套，穿过所述导向套的升降轴的底部与升降连接板固定连接，且升降轴的顶部与承料板的下表面固定连接，所述挡料组件包括左挡板、右挡板以及设置在左挡板和右挡板之间的调节件。
14.更进一步的技术方案：
15.所述调节件包括设置在底板上表面中央的转轴以及间隔排列在底板上表面的第一调节轴、第二调节轴和第三调节轴。
16.在所述承料板的后侧设置有后挡板，所述承料板的前侧活动设置有前挡板，在所述前挡板的一侧设有吸附座，所述前挡板通过固定件与吸附座的侧壁固定连接，所述吸附座的底部通过吸附磁铁固定在承料板上。
17.本实用新型提供的柔性电路板全自动覆盖膜贴合设备，同现有技术相比，具有以下技术效果：
18.1、本实用新型的柔性电路板全自动覆盖膜贴合设备，装置均置于设备的外罩及机柜内部，并多与作业者分隔,无突出碰撞风险；机构与动作的简化,使设备故障率低,寿命长，驱动及传动组件安装空间大,易于维修与养护。
19.2、本实用新型的柔性电路板全自动覆盖膜贴合设备，所有作业同一面向,易于作业者操作，覆盖膜上料与剥离设定集中作业，有利于节省空间，操作界面模块化易读,有利于提升上手速度。
20.3、本实用新型的全自动贴合设备在柔性电路板覆盖膜贴合时的应用，覆盖膜吸取
移载与剥离拉料同步作业设计,有利于节约时间，提高工作效率，优于旧款两段式作业；二台视觉定位组件扫描动作时,各自作业不因相互干涉而须等待,可以缩短工时30％左右；覆盖膜与铜基板在移载中同步做视觉定位扫描,也有助缩短工时，同时覆盖膜视觉定位组件扫描时，无需加角度伺服旋转来屈就视觉定位组件,可以避免计算的误差风险。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型整体结构示意图。
23.图2为图1中去除外罩的结构示意图。
24.图3为图2中去除覆盖膜移载机构和产品移载机构的结构示意图。
25.图4为本实用新型覆盖膜卷出卷取机构的结构示意图。
26.图5为拉料组件的结构示意图。
27.图6为覆盖膜移载机构的结构示意图。
28.图7为铜基板上料机构的结构示意图。
29.图8为图7另一个方向的结构示意图。
30.图9为图7中去除承料板的结构示意图。
31.图10为图7中a处的结构放大图。
32.图11为产品移载机构的结构示意图。
33.其中，1、工作台，2、机柜，3、外罩，4、覆盖膜卷出卷取机构，4-1、安装架体，4-2、剥离平台，4-3、段差组件，4-31、段差滚轮，4-32、段差轴，4-4、卷出卷取组件，4-41、气涨轴组，4-42、导料轴组，4-5、拉料组件，4-51、直线导轨模组，4-52、移送夹板，4-53、固定夹板，5、剥膜机构，5-1、剥离头，6、覆盖膜移载机构，6-1、载贴合组件，6-2、x轴横移伺服模组，6-3、上下升降伺服模组，6-4、旋转电机，7、贴膜机构，7-1、贴覆台，7-2、y轴直线伺服模组，8、铜基板上料机构，8-1、底板，8-2、承料板，8-3、挡料组件，8-31、左挡板，8-32、右挡板，8-4、升降组件，8-41、升降马达，8-42、升降连接板，8-43、升降轴，8-5、转轴，8-6、第一调节轴，8-7、传动齿轮a，8-8、第二调节轴a，8-9、第二调节轴b，8-10、传动齿轮b，8-11、传动齿轮c，8-12、第三调节轴a，8-13、第三调节轴b，8-14、前挡板，8-15、吸附座，8-16、吸附磁铁，9、产品移载机构，9-1、第一吸附组件，9-2、第二吸附组件，9-3、直线伺服模组，10、产品下料机构，11、视觉定位组件，11-1、第一视觉定位组件，11-2、第二视觉定位组件。
具体实施方式
34.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
35.如图1-3所示，本实用新型一种柔性电路板全自动覆盖膜贴合设备，包括工作台1、
设置在工作台1下方的机柜2以及包覆在工作台1外表面的外罩3，外罩3的设计可以实现将所有装置置于外罩内，并多与作业者分隔,无突出碰撞风险。所述工作台1上设有覆盖膜卷出卷取机构4、剥膜机构5、覆盖膜移载机构6、贴膜机构7、铜基板上料机构8、产品移载机构9、产品下料机构10以及视觉定位组件11，所述覆盖膜卷出卷取机构6用于将覆盖膜导入到剥膜机构5上，并将剥离下的离型纸进行卷取收集，所述剥膜机构5设置在覆盖膜卷出卷取机构6的上方并与覆盖膜移载机构6相配合，用于将覆盖膜与其底下的离型纸分离，所述覆盖膜移载机构6用于将覆盖膜进行吸取、旋转、移载并将其贴合在铜基板上，所述贴膜机构7包括滑动设于y轴直线伺服模组7-1上的贴覆台7-2，所述产品移载机构9用于将铜基板移载到贴覆台7-2上以及将贴覆好的产品移载到产品下料机构10上，所述视觉定位组件11包括用于对覆盖膜的对位孔的定位点进行检测的第一视觉定位组件11-1以及对铜基板的对位孔的定位点进行检测的第二视觉定位组件11-2。
36.如图4所示，所述覆盖膜卷出卷取机构4包括安装架体4-1、剥离平台4-2、段差组件4-3、卷出卷取组件4-4以及拉料组件4-5，所述安装架体4-1包括平行设置的前侧板和后侧板，所述剥离平台4-2固定安装在前侧板和后侧板的顶部，在剥离平台4-2的末端固定连接有剥离头，所述卷出卷取组件4-4包括气涨轴组4-41、导料轴组4-42以及分别与气涨轴组4-41的各气涨轴的端部连接，并用于控制各气涨轴运动的驱动及传动组件，所述段差组件4-3包括段差滚轮4-31、段差轴4-32以及段差轴承座，所述段差滚轮4-31的两端分别通过段差轴承座以及直线轴承滑动设置于段差轴4-32上，所述段差轴4-32的两端分别通过固定座固定安装在前侧板和后侧板上，所述拉料组件4-5安装于剥离平台4-2的下方，其包括直线导轨模组4-51和与直线导轨模组4-51连接的移送夹板4-7，在本实施例中，覆盖膜放料时，段差滚轮4-31会跟着往上走，当覆盖膜停料时，这时段差滚轮4-31就会下降，段差组件4-3的设置，可以使得放卷后的覆盖膜能够匹配不同的速度。移送夹板4-7包括长条形的移送夹板本体4-71、两个移送夹板气缸4-72以及移送夹板连接板4-73，所述移送夹板本体4-71的两端分别与一个移送夹板气缸的气缸轴相连接，两个所述移送夹板气缸的底部固定安装于移送夹板连接板4-73的下表面上，所述移送夹板连接板4-73的上表面与直线导轨模组4-51的滑台固定连接。在所述剥离平台4-2的上方还设有固定夹板4-8，所述固定夹板4-8包括长条形的固定夹板本体4-81和两个固定夹板气缸4-82，所述长条形的固定夹板本体4-81的两端分别与一个固定夹板气缸的气缸轴相连接，两个所述固定夹板气缸的气缸座安装固定在剥离平台4-2的下表面上。固定夹板4-8的设计可以避免在拉料组件工作时，覆盖膜产生褶皱，可以使其平整的在剥离平台上经过。
37.在剥离平台4-2的末端固定连接有剥膜机构5，所述剥膜机构5包括剥离头5-1，在本实施例中，为了提高剥离效果，将剥离头5-1的下平面设计成倾斜状，使剥离头5-1的末端形成尖端。
38.如图6所示，覆盖膜移载机构6包括移载贴合组件6-1和驱动源，所述移载贴合组件6-1包括覆盖膜吸盘，驱动源用于驱动覆盖膜吸附、旋转或上下移动，具体而言，覆盖膜移载机构6设置在立柱上，驱动源包括x轴横移伺服模组6-2、与x轴横移伺服模组连接的上下升降伺服模组6-3以及驱动覆盖膜吸盘作旋转运动的旋转电机6-4。
39.在实际工作中，拉料组件4-5的直线导轨模组4-51带动移送夹板4-7运动，覆盖膜吸盘在驱动源的驱动下对覆盖膜进行吸附，拉料组件4-5和覆盖膜移载机构6同步作业，完
成对覆盖膜的吸取移载与剥离拉料,这样的结构设计有利于节约时间，提高工作效率。
40.贴膜机构7包括贴覆台7-1，以及用于带动贴覆台前后移动的y轴直线伺服模组7-2。
41.如图7-10所示，铜基板上料机构8包括底板8-1、承料板8-2、挡料组件8-3以及升降组件8-4，所述升降组件8-4包括升降马达8-41、升降连接板8-42、升降轴8-43，所述升降马达8-41的丝杆依次穿过底板8-1和承料板8-2，并且丝杆的顶部与承料板8-2连接固定，升降马达8-41安装固定在底板8-1的下表面，在底板8-1的四个角上分别安装有直线轴承，在所述直线轴承的内孔中配合设置有导向套，穿过所述导向套的升降轴的底部与升降连接板8-42固定连接，且升降轴8-43的顶部与承料板8-2的下表面固定连接，所述挡料组件8-3包括左挡板8-31、右挡板8-32以及设置在左挡板和右挡板之间的调节件。具体而言，调节件包括设置在底板8-1中央的转轴8-5以及间隔排列在底板8-1上的第一调节轴8-6、第二调节轴和第三调节轴，所述转轴8-5的轴芯穿过轴承座，且转轴8-5的轴芯的前端套设有调节螺母，在轴芯的后端套设有传动齿轮a8-7,第一调节轴8-6的轴芯的两端分别通过直线轴承固定在左挡板8-31和右挡板8-32上，所述第二调节轴为两段式轴结构，其包括第二调节轴a8-8和第二调节轴b8-9，所述第二调节轴a8-8的一端通过直线轴承固定在左挡板8-31上，另一端穿过轴承座，且该端部套设有传动齿轮b8-10，所述第二调节轴b8-9的一端通过直线轴承固定在右挡板8-32上，另一端穿过轴承座，且该端部套设有传动齿轮c8-11，所述传动齿轮a8-7分别与传动齿轮b8-10和传动齿轮c8-11啮合传动。第三调节轴也为两段式轴结构，包括第三调节轴a8-12和第三调节轴b8-13，所述第三调节轴a8-12的一端通过直线轴承固定在左挡板8-31上，另一端穿过固定座，第三调节轴b8-13的一端通过直线轴承固定在右挡板8-32上，另一端也穿过固定座，所述固定座的底部固定安装在底板8-1上。在本实施例中，使用者可以通过手动旋转调节螺母使转轴8-5的轴芯向后运动，继而带动传动齿轮a8-7动作，由于传动齿轮a8-7分别与传动齿轮b8-10和传动齿轮c8-11啮合，所以转轴8-5向后运动时，可以通过传动齿轮a8-7、传动齿轮b8-10和传动齿轮c8-11之间的啮合传动，带动第二调节轴a8-8和第二调节轴b8-9分别向两侧运动，继而带动左挡板8-31和右挡板8-32分别向左、右两侧运动；当需要使左挡板8-31和右挡板8-32向内运动时，往相反方向旋转调节螺母即可。综上所述，通过设置调节件与挡料组件相配合，可以根据待覆膜的铜基板的规格，通过调节件来调整挡料组件的左、右挡板以及前、后挡板之间的距离来适应不同长、宽度的铜基板的需求，以保证铜基板移载时稳定性的需求。
42.如图3和图11所示，产品移载机构9设置于左、右立柱之间，其包括用于将铜基板移载到贴覆台上的第一吸嘴组件9-1、用于将贴覆好的产品移载到产品下料机构上的第二吸嘴组件9-2以及驱动第一吸嘴组件9-1和第二吸嘴组件9-2左右横移的直线伺服模组9-3，第一吸嘴组件9-1和第二吸嘴组件9-2的结构相同且对称设置在直线伺服模组的移动座板的两侧，其包括吸嘴载板，在所述吸嘴载板的下表面上间隔均布有多个吸嘴，在吸嘴载板的上表面上安装有用于带动吸嘴载板上下运动的气缸。
43.产品下料机构10用于放置贴覆好的柔性电路板产品，其包括收料盒以及设置在收料盒的下部并可以驱动收料盒上升和下降的升降组件。
44.如图3和图11所示，所述视觉定位组件11包括用于对覆盖膜的对位孔的定位点进行检测的第一视觉定位组件11-1以及对铜基板的对位孔的定位点进行检测的第二视觉定
位组件11-2，具体而言，第一视觉定位组件11-1设置在覆盖膜卷出卷取机构4以及覆盖膜移载机构6之间的工作台上，其通过滑台连接板安装固定在第一精密滑台模组的一侧，以使第一视觉定位组件11-1可以调整拍摄位置，更具体而言，第一视觉定位组件11-1包括第一蓝色光源、第一镜头和第一相机。第二视觉定位组件11-2通过滑台连接板安装固定在第二精密滑台模组上，以使第二视觉定位组件11-2可以调整拍摄位置，更具体而言，第二精密滑台模组固定安装在产品移载机构9的左、右立柱之间的滑台座板上，第二视觉定位组件11-2包括第二红色光源、第二镜头和第二相机。
45.在实际工作时，贴覆台在由铜基板上料区移载到贴覆区域的过程中，第二视觉定位组件11-2对铜基板上的各个孔做扫描动作,覆盖膜在移载中，第一视觉定位组件11-1对覆盖膜上的各个孔进行扫描，当第一视觉定位组件11-1识别出的覆盖膜位置和第二视觉定位组件11-2识别出的铜基板位置为非对齐状态时，覆盖膜移载机构6的驱动源可以驱动覆盖膜吸盘进行旋转标定。两台相机各自作业不因相互干涉而须等待,可以缩短工时30％左右。第一视觉定位组件11-1扫描时，不会因为空间不足,而增加角度伺服旋转来屈就相机,可以避免出现增加计算的误差风险。
46.优选地，作为本实用新型的第二个实施例，本实施例是对实施例一的进一步改进，在所述承料板8-2的前侧活动设置有前挡板8-14，在所述前挡板8-14的一侧设有吸附座8-15，所述前挡板8-14通过固定件与吸附座8-15的侧壁固定连接，所述吸附座8-15的底部通过吸附磁铁8-16固定在承料板8-2上。在使用时，根据待覆膜的铜基板的尺寸，前挡板8-14可以跟随吸附座8-15一起移动，以对铜基板的边侧进行一定程度上的限位，吸附座8-15的底部吸附在吸附磁铁8-16上，进行固定，移动方便，不需要多次拆装。
47.具体而言，本实用新型的柔性电路板全自动覆盖膜贴合设备的具体工作流程是：将覆盖膜卷放到气涨轴上，气涨轴工作，覆盖膜放料的同时离型纸不断卷取，段差滚轮上限on，覆盖膜放料，段差滚轮下限on，覆盖膜停料,剥料平台上的固定夹板下压，覆盖膜移载机构的吸盘下降对覆盖膜进行吸附，移送夹板上压，控制覆盖膜移载机构吸盘运动的x轴横移伺服和带动移动夹板动作的直线导轨模组的伺服第一次同步移送，此时第一视觉定位组件扫描覆盖膜上的孔
①
、
②
，控制覆盖膜移载机构吸盘运动的x轴横移伺服和带动移动夹板动作的伺服第二次同步移送，第一视觉定位组件扫描覆盖膜上的孔
③
、
④
,第一视觉定位组件根据扫描结果，对覆盖膜的位置计算，控制覆盖膜移载机构吸盘运动的x轴横移伺服将覆盖膜移至贴合区域；
48.产品移载机构中驱动吸嘴载板上下运动的气缸下降，第一吸嘴组件对铜基板吸取，第二吸嘴组件对完成品进行吸取，产品移载机构的直线伺服模组向右移动，铜基板下降吸附在贴覆台上，完成品下降置于产品下料机构上，用于驱动贴覆台运动的y轴直线伺服模组第一次移送，第二视觉定位组件扫描铜基板上的孔
①
、
②
，y轴直线伺服模组第二次移送，第二视觉定位组件扫描铜基板上的孔
③
、
④
，第二视觉定位组件根据扫描结果，对铜基板的位置计算，y轴直线伺服模组将贴覆台移至贴合区域，贴膜机构工作，控制覆盖膜吸盘运动的电机下降，将覆盖膜贴合在铜基板的表面，控制覆盖膜吸盘运动的x轴横移伺服左移，回剥离区，承载完成品的贴覆台在y轴直线伺服模组的带动下返回下料区，第二视觉定位组件对成品上的孔
①‑④
作品质检查。
49.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限
于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。