FPC柔性线路板同步加工机构

技术领域

本发明涉及FPC柔性线路板加工领域，尤其涉及一种FPC柔性线路板同步加工机构。

背景技术

FPC柔性印刷线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，具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点，在组装FPC柔性印刷线路板时，需要对其进行预弯折定位，从而定位产品弯折部分，在弯折处形成一道折痕，然后将产品待弯折部分设置的胶带上的离型膜撕除，最后将露出胶带的产品弯折、贴合，完成加工。

现有技术中，FPC柔性线路板的预弯折、撕膜、弯折需要分工位逐步进行，加工效率较低，且现有的FPC柔性线路板弯折为提高加工精度，主要利用治具进行加工，如授权公告号为：CN2213951680U，专利名称为《FPC多道弯折加工治具》的发明专利，该治具包括底座，所述底座正面设置有外形导槽，所述底座正面可活动的固定有若干可将FPC压入所述外形导槽内的压板，通过外形导槽和若干压板进行FPC的弯折和定位，降低了单纯手动弯折所造成的偏移，然而，由于FPC柔性件本身材质的特性，当弯折力度不够时，工件容易出现回弹的问题，同时，人工操作治具误差率较大，单次仅能实现对一个工件的一个工序的操作，效率低下，成品率低，无法满足大批量高精度的生产需要。

为提高效率，提升FPC柔性线路板弯折加工的精准性，防止工件回弹超出公差范围之外，现有的改进方式是提供多个弯折工位，利用气动或电动的方式完成产品的弯折，如授权公告号为：CN103230968B，专利名称为《一种FPC的气动弯折装置》的发明专利，通过设置多个和产品形状相匹配的凹槽，并在凹槽上对应设置压块，通过气缸驱动压块下压同时实现多件产品的弯折，然而，该设备仅能完成工件弯折这一个工序的加工，在产品弯折之前的预弯折和撕膜工艺还需要另外进行，另外，现有的加工装置需要逐一进行上料和下料，无法同步完成上下料。

发明内容

因此，为解决上述问题，本发明提供了一种FPC柔性线路板同步加工机构。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种FPC柔性线路板同步加工机构，包括操作台以及可移动地设置在所述操作台顶部的同步移载机构，所述操作台的一侧沿X轴方向设置有第一导轨，所述导轨上可移动地设置有上料平台，所述上料平台的一侧沿X轴方向依次设置有预弯折工位、撕膜工位、弯折工位以及下料平台，所述同步移载机构包括沿X轴方向设置在所述操作台上方的X轴模组，所述X轴模组上可移动地设置有机架，所述机架底部依次等距离地固定设置有第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂，所述机架靠近下料平台的一侧沿X轴方向可伸缩地设置有第四机械臂，每个机械臂包括沿Z轴方向设置的Z轴模组，以及沿所述Z轴模组作升降运动的载板，所述载板底部设置有用于吸附工件的真空吸头。

优选的，相邻两个机械臂底部的载板之间的间隔距离与相邻两个加工工位之间的间隔距离相同，每一加工工位的宽度相同。

优选的，每一加工工位的表面分别设置有用于吸附工件主体的真空吸附孔和用于穿过各工件主体之间的间隙处以定位工件的限位块。

优选的，每个加工工位上均设置有用于定位工件的定位槽，所述真空吸附孔和限位块设置在定位槽内，所述定位槽的第一端设置有用于放置工件端部的第一端部定位槽，每个加工工位在第一端部定位槽所在一端均设置有加工组件，所述上料平台和下料平台上设置有多个储料工位，所述储料工位的宽度与加工工位的宽度相同，每一储料工位上分别设置有用于穿过各工件主体之间的间隙处以定位工件的限位块，且每个储料工位上均设置有用于定位工件的定位槽

优选的，所述下料平台与弯折工位的间隔距离与相邻两个加工工位之间的间隔距离相同，相邻两个加工工位之间的间隔距离为n个加工工位的宽度，所述上料平台和下料平台上设置有n+1个储料工位，所述第四机械臂底部的载板与第三机械臂底部的载板之间的最长距离为2n个加工工位的宽度。

优选的，所述预弯折工位的加工组件包括设置在其顶部的下压机构，所述下压机构的底部设置有用于预弯折工件的压块，所述压块底部还设置有用于在工件表面设置压痕的压头，所述压头底部设置有尖角。

优选的，所述下压机构可升降地设置在升降台上，所述升降台沿操作台上在Y轴方向设置的第三导轨往复运动。

优选的，所述撕膜工位的加工组件包括设置在其一端用于撕膜的夹具，所述撕膜工位上设置有使夹具通过的避让孔，所述夹具通过气缸控制可升降地设置在所述避让孔内。

优选的，所述弯折工位的加工组件包括设置在其一端的安装槽，所述安装槽内设置有用于弯折工件的翻转手臂，所述翻转手臂由翻转电机驱动沿翻转轴线转动，所述翻转轴线与工件的折痕共轴，所述翻转手臂上设置有用于吸附工件的真空吸附孔。

优选的，每个加工工位和储料工位的第二端还设置有与第一端子定位槽不同形状的的第二端子定位槽，每个工位在所述第二端子定位槽的一端也设置有一组加工组件。

本发明技术方案的有益效果主要体现在：

1、利用同步移载机构和操作台上的各工位和上料平台相配合，实现多个工位、多种工序同时进行，以及多个工位上的多个工位的同步搬运，从而提高生产效率，操作台上的各个工位分别同步实现上料、预弯折、撕膜、弯折以及下料各个工序，实现FPC柔性线路板的完整加工，同时，上料平台和下料平台上设置有多个储料工位，能够在完成多次上、下料后再替换新的上料平台和下料平台。

2、上料平台沿导轨在X轴方向上移动，同步移载机构上的第四机械臂沿X轴方向可伸缩地设置在机架的一侧，上料平台和下料平台上分别设置有多个用于承载工件的定位槽，因此可以实现多个工件的同步上下料，进一步提高加工效率。

3、各工位上均设置与工件形状相匹配的定位槽，并在定位槽内设置真空吸附孔，在加工时，利用定位槽和真空吸附孔同时对工件进行定位，从而避免因工件偏移而产生误差，提高加工的精确性。

附图说明

图1是FPC柔性线路板工件的结构示意图；

图2是FPC柔性线路板同步加工机构在第一方向上的立体图；

图3是FPC柔性线路板同步加工机构在第二方向上的立体图；

图4是FPC柔性线路板同步加工机构在第二方向上的后视图；

图5是FPC柔性线路板同步加工机构在第二方向上的左视图；

图6是FPC柔性线路板同步加工机构在第二方向上的俯视图；

图7是操作台上各组件的结构示意图；

图8是同步移载机构的结构示意图；

图9是预弯折工位及升降台的结构示意图；

图10是图9中A部分的放大图；

图11是撕膜工位的结构示意图；

图12是图11中B部分的放大图；

图13是弯折工位的结构示意图；

图14是图13中C部分的放大图。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特点能够更加清楚、详细地展示，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。该实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

同时声明，在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，本方案中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示对重要性的排序，或者隐含指明所示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明揭示了一种FPC柔性线路板同步加工机构，用以弯折FPC柔性线路板工件100，如图1所示，为待加工的FPC柔性线路板工件100，包括多个并列设置的工件主体1001，各工件主体1001之间间隔设置，在各工件主体1001之间形成间隙1002，相邻工件主体1001之间穿过间隙1002设置焊锡件1003，实现各工件主体1001之间的连接导通，工件主体1001的一端设置有工件端部1004，所述工件端部1004的一侧设置有待弯折区1005，本发明所揭示的一种FPC柔性线路板同步加工机构用于将工件端部1004的待弯折区1005进行弯折固定，在弯折加工后，所述工件端部1004在待弯折区1005的弯折位置会产生折痕1006，为确定工件的弯折位置，通常需要先压出折痕1006，在弯折完成后，所述待弯折区1005与工件端部1002的另一侧通过胶带贴合，在弯折工件之前，先将胶带上的离型膜1007撕除，然后将待弯折区1005弯折覆盖在工件端部1004的另一侧，并通过胶带与工件端部1004的另一侧贴合在一起。

如图2-图8所示，所述FPC柔性线路板同步加工机构，包括操作台1以及可移动地设置在所述操作台1顶部的同步移载机构2，所述操作台上沿X轴方向依次设置有上料平台4、预弯折工位5、撕膜工位6、弯折工位7以及下料平台8（X轴方向为工件从上料到下料过程中的输送方向，Y轴方向为各工位的长度方向，Z轴方向为高度方向），所述同步移载机构2包括沿X轴方向设置在所述操作台1上方的X轴模组9，所述X轴模组9上可移动地设置有机架3，具体地，所述X轴模组9底部沿其两侧轨道通过第一气缸可移动地设置有第一滑块10，所述机架3设置在所述第一滑块10的底部，并随第一滑块10沿X轴模组9移动，所述机架3底部依次等距离地固定设置有第一机械臂11、第二机械臂12和第三机械臂13，所述机架3靠近下料平台的一侧设置有伸缩机构，所述伸缩机构上沿X轴方向可往复运动设置有第四机械臂14，具体地，所述伸缩机构包括机架3的一侧沿X轴方向设置的第二导轨1501，所述第二导轨1501为两条对称设置的导轨，两条第二导轨之间设置有直线电机，且每条导轨上均设置有第二滑块，所述第二滑块上固定设置有伸缩架15，具体地，所述伸缩架的两边分别连接两条第二导轨上的第二滑块，且所述伸缩架底部与直线电机连接，所述第四机械臂14设置在伸缩架15的底部，所述伸缩架由直线电机驱动沿所述第二导轨1501在X轴方向上平移，并带动所述第四机械臂14在机架3的一侧沿X轴方向往复运动，其中，所述第一机械臂11、第二机械臂12、第三机械臂13和第四机械臂14随所述机架3沿X轴方向同步平移，另外，所述第四机械臂14还可单独随所述第二导轨1501在X轴方向平移。

所述操作台1上设置有初始工位，所述操作台1的一侧沿X轴方向设置有第一导轨401，所述上料平台4可移动地设置在第一导轨401上，所述上料平台与机架3同步移动且二者移动距离相同，所述上料平台上沿X轴方向依次设置有多个储料工位，每次移动上料平台后，有且只有一个储料工位位于所述初始工位上，具体地，所述初始工位用于限定上料工件的位置，由于所述上料平台上设置多个储料工位，在每次取料后，上料平台与机架同步移动，将存放有待加工工件的储料工位依次移动至初始工位上，所述第一机械臂3在取料时随机架3移动至初始工位的正上方，因此，位于初始工位的储料工位上放置的待加工工件正好被第一机械臂取走。

其中，每个机械臂均包括载板16，以及驱动所述载板16沿Z轴方向做升降运动的升降气缸，所述载板16设置在该升降气缸的底部，具体地，所述Z轴模组一侧沿其导轨设置有第三滑块，所述第三滑块的底部设置有载板16，所述第三滑块有第三气缸驱动带动载板16在Z轴模组上作升降运动，每一载板16的两端顶部分别设置有导向杆1601，所述机架3上设置有与所述导向杆1601的位置和数量相匹配的导向套301，当载板16随第三滑块沿Z轴模组移动时，导向杆1601在导向套301内升降活动，确保载板16在升降过程中的稳定性，所述载板16底部设置有用于吸附工件的真空吸头，具体地，所述载板16包括用于抓取工件主体1001的载板16主体以及设置在所述载板16主体一端与工件端部1004相匹配的载板16压头1802，所述载板16主体和载板16压头1802上均设置有真空吸头，所述载板16主体上的真空吸头根据工件主体1001所在位置进行排布，所述载板16压头1802上的真空吸头根据工件端部1004所在位置进行排布，在所述载板16取件时，载板16主体上的真空吸头与工件主体1001的上表面相贴合，所述载板16压头1802上的真空吸头与载板16压头1802的上表面相贴合。

相邻两个机械臂底部的载板16之间的间隔距离（包括第四机械臂14与第三机械臂13的初始/最短距离）与相邻两个加工工位之间的间隔距离相同，所述初始工位与所述预弯折工位5之间的距离与相邻两个加工工位之间的间隔距离相同，每一加工工位（即：预弯折工位5、撕膜工位6和弯折工位7）的宽度相同，所述储料工位的宽度与加工工位的宽度相同，每个机械臂均在两个加工工位/平台之间移动，具体地，所述第一机械臂11在所述上料平台4与预弯折工位5之间移动，用于将上料平台4上的工件输送至预弯折工位5上；所述第二机械臂12在所述预弯折工位5与撕膜工位6之间移动，用于将预弯折工位5上的完成预弯折加工的工件输送至撕膜工位6；所述第三机械臂13在所述撕膜工位6与弯折工位7之间移动，用于将撕膜工位6上撕除离型膜1007后的工件输送至弯折工位7；所述第四机械臂14在所述弯折工位7与下料平台8之间移动，用于将弯折加工后的工件输送至下料平台8。

每一加工工位上分别设置有用于吸附工件主体1001的真空吸附孔21，所述真空吸附孔21的排布位置与工件主体1001所在位置相对应，且所述真空吸附孔21应当避开各工件主体1001之间的间隙1002处以及工件主体1001上的通孔所在位置。

在一优选实施例中，每一加工工位上分别设置有用于定位工件的定位槽，每个加工工位上有且仅有一个定位槽，在进行加工时，工件固定在定位槽内，防止因工件偏移而产生误差，为进一步增强定位效果，所述真空吸附孔21和限位块20设置在定位槽内，当所述定位槽上分别设置有当工件放置在定位槽内后，工件主体1001的下表面通过真空吸附孔21抽真空而紧贴在定位槽的表面；所述定位槽内还设置有用于穿过各工件主体1001之间的间隙1002处以定位工件的限位块20，所述限位块20的排布位置与各工件主体1001之间的间隙1002处相对应，因此当工件放置在定位槽内后，限位块20穿过各工件主体1001之间的间隙1002处对工件进行定位。

每个定位槽的第一端设置有用于放置工件端部1004的第一端部定位槽19，所述第一端部定位槽19的形状与工件端部1004的形状相匹配，每个加工工位在第一端部定位槽19所在一端设置有一组加工组件，用于对工件端部1004的待弯折区1005进行该工位所进行的工序的加工。

其中，所述下料平台8上也设置有多个储料工位，所述储料工位的宽度与加工工位的宽度相同，每一储料工位上分别设置有用于穿过各工件主体1001之间的间隙1002处以定位工件的限位块20，且每个储料工位上均设置有用于定位工件的定位槽，所述真空吸附孔21和限位块20设置在定位槽内，由于第四机械臂14与第三机械臂13的初始距离与相邻两个加工工位之间的间隔距离相同，因此在第一次下料时，所述伸缩架不移动，所述第四机械臂14位于下料平台上最靠近弯折工位的一个储料工位的正上方，所述伸缩架每次下料时（除第一次下料外）的伸出长度相对于上一次下料时的伸出长度增加一个储料工位的宽度的距离，从而确保第四机械臂依次在下料平台上的不同储料工位上下料，所述第四机械臂在每次取料时收缩，确保第四机械臂14和第三机械臂13之间在取料时保持初始距离，使所述第四机械臂14在取料时位于弯折工位的正上方。

在一优选实施例中，每个定位槽的第二端还设置有用于放置与第一端子定位槽不同形状的工件端子的第二端子定位槽，每个加工工位在所述第二端子定位槽的一端也设置有一组加工组件，具体地，在实际应用中，设置有两种以上不同型号的FPC柔性线路板工件100，不同型号的FPC柔性线路板工件100中工件主体1001部分的形状和排布相同，而工件端子的形状并不相同，为适应不同型号的FPC柔性线路板工件100的加工，在每个加工工位和平台的定位槽的第二端设置与其他型号的FPC柔性线路板工件100的工件端子形状相匹配的第二端子定位槽，因此，在运输、加工过程中，工件端子形状与第一端子定位槽相匹配的FPC柔性线路板工件100和工件端子与第二端子定位槽相匹配的FPC柔性线路板工件100的放置方向相反。

在一优选实施例中，相邻两个加工工位之间的间隔距离为n（n为≥1的自然数）个加工工位的宽度的距离，所述上料平台4和下料平台8上设置有n+1个储料工位，当四个机械臂随机架3同步平移取件时，所述第一机械臂11底部的载板16随上料平台4的平移抓取上料平台4上不同储料工位上的工件；当四个机械臂随机架3同步平移放件时，所述第四机械臂14底部的载板16随第四机械臂14的伸缩运动将加工完成后的工件放置在下料平台8上的不同储料工位上，例如，当n=1时，相邻两个加工工位之间间隔一个加工工位的宽度的距离，相邻两个机械臂底部的载板16之间间隔一个加工工位的宽度的距离，所述第四机械臂14与第三机械臂13的初始/最短距离为一个加工工位的宽度的距离，所述上料平台4和下料平台8上分别设置有两个储料工位，此时，当四个机械臂随机架3同步平移取件时，若上料平台4紧靠所述预弯折工位5，则上料平台4上远离所述预弯折工位5的一个储料工位设置在第一机械臂11的正下方，当所述第一机械臂11取走该储料工位上的工件后，所述上料平台4沿第一导轨401朝远离预弯折工位5的方向移动一个加工工位的距离，故第一机械臂11在第二次取件时，靠近所述预弯折工位5的一个储料工位设置在第一机械臂11的正下方，由此类推，在后续的取料过程中，当n＞1时，通过控制上料平台4与预弯折工位5之间的间隔距离，确保第一机械臂11依次取走上料平台4上所有工件；当四个机械臂随机架3同步平移放件时，第四机械臂14正好设置在下料平台8靠近弯折工位7的一个储料工位的正上方，所述第四机械臂14先将加工完成后的工件放置在该储料工位上，在第二次取料完成后，所述第四机械臂14沿第二导轨1501向远离所述第三机械臂13的一侧移动一个加工工位的距离，在第二次放料时，所述第四机械臂14设置在下料平台8上远离弯折工位7一侧的储料工位的正上方，由此类推，在后续的取料过程中，当n＞1时，通过控制第四机械臂14与第三机械臂13之间的距离，确保第四机械臂14依次将加工完成后的工件放置在下料平台8上的每一储料工位上。

所述下料平台8与弯折工位7的间隔距离与相邻两个加工工位之间的间隔距离相同，由于相邻两个加工工位之间的间隔距离为n，且所述下料平台8上设置有n+1个储料工位，当所述第四机械臂14底部的载板16设置在下料平台8上距离弯折工位7最远的储料工位的正上方时，所述第四机械臂14与第三机械臂13之间的距离达到最长距离，此时，所述第四机械臂14底部的载板16与第三机械臂13底部的载板16之间的最长距离为2n个加工工位的宽度的距离。

在其他一些实施例中，所述下料平台8与弯折工位7之间的间隔距离可大于或者小于相邻两个加工工位之间的间隔距离，在些实施例中，在下料平台8和第四机械臂14上设置定位传感器，例如：光电传感器，通过定位传感器确定第四机械臂14上载板16和下料平台8上储料工位的位置，并通过控制第四机械臂14与第三机械臂13之间的距离，确保第四机械臂14依次将加工完成后的工件放置在下料平台8上的每一储料工位上。

如图9、图10所示，所述预弯折工位5的加工组件包括设置在其顶部的下压机构18，所述下压机构18可升降地设置在升降台17上，所述升降台17沿操作台1上在Y轴方向设置的第三导轨1702往复运动，所述下压机构18的底部设置有用于预弯折工件的压块1801，所述压块1801底部还设置有用于在工件表面设置压痕的压头1802，所述压头1802底部设置有尖角1803，所述尖角1803整体呈三棱柱形，且其底部收窄，具体地，所述升降台17上设置有第二升降气缸1701，所述第二升降气缸1701驱动下压机构18可升降地设置在升降台17上，所述升降台17通过在第三导轨1702上平移将所述下压机构18输送至第一端部定位槽19的顶部，当所述升降台17在第三导轨1702上移动到位时，所述压头1802的尖角1803处位于工件端部1004在待弯折区1005的弯折位置，第二升降气缸1701驱动下压机构18下降，并通过尖角1803在工件的弯折位置留下压痕，该压痕为一条直线。

如图11、图12所示，所述撕膜工位6的加工组件包括设置在其一端用于撕膜的夹具602，所述撕膜工位6上设置有使夹具602通过的避让孔601，具体地，所述避让孔601设置在第一端部定位槽19的一端，当夹具602设置在避让孔601内且夹具602的夹取位置与工件等高时，工件表面的离型膜1007正好位于夹具602的夹取位置内，所述夹具602包括平行设置且由不同气缸驱动在高度方向上平移的上夹片6021和下夹片6022，通过控制上夹片6021和下夹片6022的升降高度从而实现夹具602的张开和闭合，夹具602整体（包括上夹片6021和下夹片6022）通过气缸控制可升降地设置在所述避让孔601内，当载板16放料或取料时，所述夹具602下降至避让孔601底部，用于避让载板16，当需要撕除离型膜1007时，夹具602上升并张开，使工件表面的离型膜1007正好位于夹具602的夹取位置内后，夹具602闭合夹住离型膜1007，之后夹具602继续缓慢上升，将离型膜1007撕开，在一优选实施例中，所述夹具602还可通过气缸驱动沿Y轴方向移动，从而调整夹具602夹取离型膜1007的位置，在一些实施例中，所述撕膜工位6的一侧还设置有定位块603，所述定位块603沿一转轴604可转动地设置在所述撕膜工位6的一侧，当FPC柔性线路板工件100放置在撕膜工位6上之后，所述定位块603沿转轴604转动压在撕膜工位6的表面，避免工件在撕膜过程中偏移。

如13、14所示，所述弯折工位7的加工组件包括设置在其一端的安装槽704，所述安装槽704设置在弯折工位7的第一端部定位槽19的一侧，所述安装槽704内设置有用于弯折工件的翻转手臂701，所述安装槽704内还设置有通过气缸驱动沿Y轴方向移动的，有用于定位工件折痕1006的定位针，当所述定位针移动到位时，正好位于工件的弯折位置的压痕的正上方，具体地，所述翻转手臂701由旋转气缸702驱动转动，所述翻转手臂701的翻转轴604线与所述定位针共轴，因此所述翻转手臂701与工件上的折痕1006共轴，当工件放置在弯折工位7上的定位槽内时，工件的待弯折部位于所述翻转手臂701的表面，所述翻转手臂701的形状与工件的待弯折部的形状相匹配，且其表面设置有用于吸附工件的待弯折部的真空吸附孔21，在工作过程中，载板16先将工件放置到弯折工位7的定位槽内，翻转手臂701和定位槽内的真空吸附孔21开启真空吸附，然后定位针移动到位并压在工件的折痕1006表面，之后旋转气缸702驱动翻转手臂701带动工件的待弯折部转动弯折并覆盖在胶带顶部，翻转手臂701转动按压工件的待弯折部，确保工件贴合后，定位针和翻转手臂701复位，载板16将加工完毕的工件取走并放置在下料平台8上的个工位上，在一优选实施例中，所述弯折工位7的一侧通过气缸驱动沿X轴方向可移动地设置有一定位件703，所述定位件703沿一设置在操作台上的X轴滑轨移动，且该定位件703通过气缸驱动升降，当所述定位件703移动到位时，气缸驱动定位件703下降，使该定位件703正好压在工件的上表面，确保工件在弯折过程中不产生偏移。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。