CN104053304A - Fpc自动粘贴机 - Google Patents

Abstract

本发明的一种FPC自动粘贴机属于粘贴装置技术领域，特别是用于将平面的FPC自动粘贴于触控鼠标等三维形状的产品上的粘贴装置技术领域。本发明的FPC自动粘贴机包括对位装置、抽真空装置和刮气泡装置，其中，刮气泡装置包括刮气泡装置本体、弹性压头、固定治具和弹性压头运动控制装置。其中，弹性压头和固定治具设于刮气泡装置本体上。弹性压头由柔软材料制成，并根据三维部件中轴线形状而确定。本发明的技术方案具有结构简单、贴合强度高、气泡少、粘贴产品的品质稳定、效率高、操作实现半自动化等特点。

Description

FPC自动粘贴机

技术领域

本发明涉及粘贴装置技术领域，尤其涉及一种将FPC粘贴到鼠标等三维产品上的FPC自动粘贴机。

背景技术

PCB(Printed Circuit Board)，称为印刷电路板或者印刷线路板等，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板，其又简称为PCB。

FPC(Flexible Printed Circuit)，称为柔性电路板、柔性印刷电路板、挠性线路板等，柔性电路板是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板，又简称软板或FPC，具有配线密度高、重量轻、厚度薄的特点。

随着人机界面应用多样化的发展，越来越多的触控类产品出现在应用市场，触控鼠标就是其中很重要的一类，尤其是随着WIN8操作系统的上市，触控产品还有很大的市场发展空间.目前市场上的触控鼠标产品，基本上都是设计一块PCB与上盖部件相贴合而实现触控感应操作的，而其中大多数设计是利用一块柔性的FPC与二维形状上盖相贴合，而一些厂家的触控鼠标由于为了维持产品外形的先进性和操作舒适性，鼠标上盖部件选择三维形状，这就出现很大的挑战：即如何将一个平面形状的FPC贴合到三维形状的上盖上，并且根据触控的技术要求，实现贴合强度最大化以及气泡最小化，FPC粘贴的质量直接关系到产品在触控上面的表现，同时也关系到产品的测试良率，退货率，返工工时以及品牌的口碑等。

所以一个高效的、可靠的、廉价的贴合方法需要开发并应用到生产过程中，以实现FPC与具体产品两个部件之间的贴合强度足够高。同时更要求气泡最小化，气泡最少化是为了实现产品的品质稳定，可控制的制程参数同时也需要数据化定义。很显然完全依赖人工手动的操作是很难实现这些要求的。在此背景下，研发将FPC有效粘贴到触控鼠标等三维形状部件上的粘贴机成为各大厂商和工程技术人员不断探寻的课题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种将FPC粘贴到鼠标等三维产品上的FPC自动粘贴机，该FPC自动粘贴机具有贴合强度高、气泡少、产品的品质稳定、效率高、操作实现半自动化等特点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种FPC自动粘贴机包括对位装置、抽真空装置和刮气泡装置，其中，刮气泡装置包括刮气泡装置本体、弹性压头、固定治具和弹性压头运动控制装置；其中，弹性压头和固定治具设于刮气泡装置本体上，所述的弹性压头由柔软弹性材料制成，弹性压头根据三维部件中轴线的形状而确定，弹性压头的内凹弧度与三维部件中轴线的圆弧度相符合，即弹性压头为设为带有内凹弧度的圆柱状，其中内凹弧度与三维部件中轴线的圆弧度相符合，可以保证弹性压头压着在部件中轴线位置时比较弥合。而通常三维部件为左右对称形状，这样就可以以该部件的中轴对称线位置为基准设计制作弹性压头的底部形状弧度，以使更好实现粘贴和去除气泡效果。

所述的柔软弹性材料包括邵氏硬度为50度的聚氨酯弹性材料。聚氨酯，又称聚氨基甲酸酯，而聚氨酯弹性体具有很好的物理化学性能，能保证在去除气泡操作中适应三维形状部件上盖的不同形状而进行有效粘贴和去除气泡。

所述的对位装置和抽真空装置设为一体。

所述的对位装置、抽真空装置和刮气泡装置设为一体。

所述的对位装置包括与三维部件外形相符合的槽形结构，在该槽形结构的凹槽底部设有真空吸孔。

所述的真空吸孔为复数个。

所述的抽真空装置包括与对位装置真空吸孔相通的真空腔体、与真空腔体相通的抽真空接口，在抽真空接口处设有真空阀，通过脚踏开关控制真空阀的开关状态。

所述的弹性压头运动控制装置包括电控装置、气源压力控制模组、PLC程序控制模块、气缸、电机和转动轴，其中，所述的弹性压头与气缸的一端和转动轴的一端连接，电机与转动轴连接。

所述的弹性压头与转动轴一端连接，气缸通过L型连接块与电机连接，电机与转动轴连接。

所述的弹性压头通过U型夹具与转动轴的一端连接。

本发明的FPC自动粘贴机主要操作步骤如下：

根据三维形状部件(如鼠标上盖)三维图用铝合金加工一个与该三维形状部件(如鼠标上盖)完全相符合的外形槽，即制作对位装置的槽形结构，其凹槽与三维形状部件(如鼠标上盖)完全相符合，然后将FPC与待粘贴的三维形状部件(如鼠标上盖)紧邻置于该对位装置的凹槽内进行定位，通过脚踏开关控制真空阀开关状态，进而形成真空腔体的真空状态，将FPC与待粘贴的三维形状部件进行初步吸真空压紧连接。

接着，将进行初步压紧连接好的FPC与三维形状部件(以下简称半成品)置于刮气泡装置的固定治具内，该刮气泡装置上设有一个柔软的弹性材料经由特别的形状设计，即弹性压头根据三维部件中轴线的形状而确定，弹性压头的内凹弧度与三维部件中轴线的圆弧度相符合。

所述的柔软弹性材料包括邵氏硬度为50度的聚氨酯弹性材料。

三维部件通常为左右对称形状，可以以该部件的中轴对称线位置为基准设计制作弹性压头的底部形状弧度，以保证弹性压头压着在部件中轴线位置时比较弥合。这样，可适应三维形状的变化的弹性压头部件，该弹性压头通过弹性压头运动控制装置控制，先由气缸带动其下降，并使弹性压头压紧半成品，然后按照预先设定的程序启动电机，电机的转动轴带动弹性压头从半成品中间分别向两侧运动，既实现了FPC与三维上盖之间的压合粘贴，同时，也达到消除气泡的效果。

通过上述本发明的技术方案，本发明的FPC自动粘贴机非常有效的解决了一个平面的FPC贴合到一个三维形状的部件上的问题，其设计合理，机械结构简单，设备成本较低，且并实现了贴合和消除气泡一次操作完成，使粘贴工序变得简洁。而且，本发明也非常有效的解决了人工操作不稳定带来的产品品质隐患，并且，大幅度降低人工疲劳度等人为因素对产品质量的影响，使产品质量更稳定可靠。本发明技术的通用性强，适合类似应用的推广。

附图说明

图1为本发明的对位装置、抽真空装置一种具体实施方式立体结构示意图；

图2为本发明的抽真空装置一种具体实施方式立体结构示意图；

图3为本发明的刮气泡装置一种具体实施方式结构示意图；

图4为本发明的刮气泡装置弹性压头、电机、转动轴、气缸连接结构示意图；

图5为本发明的弹性压头的一种具体实施方式结构示意图。

其中，包括气缸1，电机保护装置2，电控装置3，电机4，转动轴5，弹性压头6，固定治具7，对位装置8，抽直空装置9，L型连接块10，U型夹具11，刮气泡装置本体12，真空吸孔13，真空腔体14，抽真空接口15，真空阀16，脚踏开关17，气源压力控制模组18，PLC程序控制模块19，触控鼠标上盖20，FPC21，气缸导轨22。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明：

如图1、图2和图3所示，一种FPC自动粘贴机包括对位装置8、抽真空装置9和刮气泡装置，其中，对位装置8用于FPC21与待粘贴的三维形状(例如触控鼠标上盖，以下通称触控鼠标上盖20)初步对位粘贴，抽真空装置9通过抽真空方式将FPC21与待粘贴的触控鼠标上盖20初步粘贴，而刮气泡装置通过对初步定位和粘贴的半成品进行刮除气泡和紧固粘贴处理，进而完成将FPC21粘贴于触控鼠标上盖20上的工作。

为了使结构简单紧凑，可以将对位装置8和抽真空装置9设为一体结构，也可以单独设置，本具体实施方式优选设为一体结构。

同样道理，也可以将刮气泡装置与对位装置8和抽真空装置9设为一体结构，同时为了便于进行流水线操作，也可以考虑将刮气泡装置与对位装置8和抽真空装置9分别单独设置。

如图3所示，刮气泡装置包括刮气泡装置本体12、弹性压头6、固定治具7和弹性压头运动控制装置。其中，刮气泡装置本体12用于承载和支撑整个刮气泡装置中的各部件，所以，可以将弹性压头6和固定治具7设于刮气泡装置本体12上，也可以将弹性压头运动控制装置设于刮气泡装置本体12上，或者为了进行远程控制，也可以将弹性压头运动控制装置不设于刮气泡装置本体12上。

如图3、图4和图5所示，弹性压头6由柔软弹性材料制成，优选邵氏硬度为50度的聚氨酯弹性材料，弹性压头6的形状是根据触控鼠标上盖20中轴线形状而确定的，这样可以保证弹性压头6可适应不同触控鼠标上盖20的变化而有效进行刮除气泡处理和粘贴操作。由于弹性压头6的弹性原因，其可以自动适应触控鼠标上盖20三维形状的变化。弹性压头6根据触控鼠标上盖20中轴线的形状而确定，弹性压头6的内凹弧度61与触控鼠标上盖20中轴线的圆弧度相符合，即弹性压头6为设为带有内凹弧度61的圆柱状，其中内凹弧度61与触控鼠标上盖20中轴线的圆弧度相适应，可以保证弹性压头6压着在触控鼠标上盖20中轴线位置时比较弥合。而通常触控鼠标上盖20为左右对称形状，这样就可以以该部件的中轴对称线位置为基准设计制作弹性压头6的底部形状弧度，以使更好实现粘贴和去除气泡效果。

固定治具7设于弹性压头6下部，用于固定经过初步定位和真空粘贴的半成品，以方便弹性压头的压合操作。

弹性压头运动控制装置用于控制弹性压头的上下移动与转动，进而实现压合与刮除气泡并有效完成粘贴工作。

如图1和图2所示，对位装置8包括与触控鼠标上盖20外形相符合的槽形结构，在该槽形结构的凹槽底部设有真空吸孔13。其中，真空吸孔13为复数个，这些真空吸孔13均布在槽形结构的凹槽底部，便于有效实现吸真空操作。可以设置定位销钉，优选为两个或者三个，均布设在凹槽底部，即如果设为两个，两个定位销钉设于槽形结构的凹槽底部的周边附近；如果定位销钉设为三个，可以将其设在与中心点夹角为120度位置。定位销钉用于固定和定位触控鼠标上盖20。

如图1和图2所示，抽真空装置包括与对位装置真空吸孔13相通的真空腔体14、与真空腔体14相通的抽真空接口15，在抽真空接口15处设有真空阀16，通过脚踏开关17控制真空阀16的开关状态，进而实现抽真空操作。

如图3所示，弹性压头运动控制装置包括电控装置3、气源压力控制模组18、PLC程序控制模块19、气缸1、电机4和转动轴5，其中，所述的弹性压头6与气缸1的一端和转动轴5的一端连接，电机4与转动轴5连接。其中，电控装置3控制气缸1的上升或下降，并控制电机4的转动。气源压力控制模组12控制弹性压头6的压合力，PLC(即可编程逻辑控制器，是Programmable Logic Controller的首字母缩写)程序控制模块19控制弹性压头6转动的角度和转动的速度。为了保护电机4，在电机4外部设置了电机保护装置2。

如图4所示，另一种具体实施方式为，弹性压头6与转动轴5一端连接，气缸1通过L型连接块10与电机4连接，电机4与转动轴5连接。

弹性压头6通过U型夹具11与转动轴5的一端连接。

在弹性压头6升降过程中，电控装置3控制气缸1连同电机4和弹性压头6一起提升或者下降。

本发明的FPC自动粘贴机主要操作步骤如下：

通过触控鼠标上盖20三维图纸的要求加工一个FPC21与触控鼠标上盖20三维形状部件的对位装置8，利用抽真空的原理固定柔性的FPC21。

然后。将进行初步压紧连接好的半成品置于刮气泡装置的固定治具7内，该刮气泡装置上设有一个可适应三维形状的变化的弹性压头6部件，该弹性压头6通过弹性压头运动控制装置控制，先由气缸1带动其下降，并使弹性压头6压紧半成品，然后按照预先设定的程序启动电机4，电机4的转动轴5带动弹性压头6从半成品中间分别向两侧运动，既实现了FPC21与三维触控鼠标上盖20之间的压合粘贴，同时，也达到消除气泡的效果。

通过气源压力控制模组18的气压调整，可实现压合力的最佳化调整。通过PLC程序控制模块19控制的调整可实现刮除气泡的运动范围。通过电机4的调整可实现刮除起泡的运动速度达到最佳化的运动速度。

在进行最后刮除气泡的刮气泡装置操作时，具体操作流程如下：

1、接通电源和气源，依次打开电源开关，按照程序文件的要求调整气压。

2、操作人员把待贴合的部件放在固定治具7上。

3、操作人员按下操作按钮。将气缸1下降，弹性压头6压合在触控鼠标上盖20中间位置。

4、电机4自动启动，带动弹性压头6往一侧转动。

5、弹性压头6转动到位后，气缸1抬升，弹性压头6回到原来的中间位置。

6、气缸1进行第二次下降，弹性压头6压合在触控鼠标上盖20中间位置。

7、电机4启动动作，带动压头6往另一侧转动。

8、转动到位后，气缸1抬升，弹性压头6回到原来的中间位置。

9、操作人员从固定治具7上取下触控鼠标上盖20；粘贴刮除气泡过程全部结束。

10、等待下一个待压合触控鼠标上盖20。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种FPC自动粘贴机，其特征在于，包括对位装置、抽真空装置和刮气泡装置，其中，刮气泡装置包括刮气泡装置本体、弹性压头、固定治具和弹性压头运动控制装置；其中，弹性压头和固定治具设于刮气泡装置本体上，所述的弹性压头由柔软弹性材料制成，弹性压头根据三维部件中轴线的形状而确定，弹性压头的内凹弧度与三维部件中轴线的圆弧度相符合。

2.根据权利要求1所述的FPC自动粘贴机，其特征在于，所述的柔软弹性材料包括邵氏硬度为50度的聚氨酯弹性材料。

3.根据权利要求1所述的FPC自动粘贴机，其特征在于，所述的对位装置和抽真空装置设为一体。

4.根据权利要求1所述的FPC自动粘贴机，其特征在于，所述的对位装置、抽真空装置和刮气泡装置设为一体。

5.根据权利要求1或者3所述的FPC自动粘贴机，其特征在于，所述的对位装置包括与三维部件外形相符合的槽形结构，在该槽形结构的凹槽底部设有真空吸孔。

6.根据权利要求5所述的FPC自动粘贴机，其特征在于，所述的真空吸孔为复数个。

7.根据权利要求6所述的FPC自动粘贴机，其特征在于，所述的抽真空装置包括与对位装置真空吸孔相通的真空腔体，与真空腔体相通的抽真空接口，在抽真空接口处设有真空阀，通过脚踏开关控制真空阀的开关状态。

8.根据权利要求1所述的FPC自动粘贴机，其特征在于，所述的弹性压头运动控制装置包括电控装置、气源压力控制模组、PLC程序控制模块、气缸、电机和转动轴，其中，所述的弹性压头与气缸的一端和转动轴的一端连接，电机与转动轴连接。

9.根据权利要求8所述的FPC自动粘贴机，其特征在于，所述的弹性压头与转动轴一端连接，气缸通过L型连接块与电机连接，电机与转动轴连接。

10.根据权利要求8或者9所述的FPC自动粘贴机，其特征在于，所述的弹性压头通过U型夹具与转动轴的一端连接。