一种FPC灯条自动组装设备

摘要

一种FPC灯条自动组装设备，包括用于放置FPC灯条的放料机构、转料机构、取料机器人、取料贴附机构和用于铁框上料的定位治具，取料机器人将FPC灯条从放料机构转移至转料机构，转料机构将FPC灯条转移至取料贴附机构，取料贴附机构将FPC灯条贴附至铁框上。本发明通过放料机构、转料机构、取料机器人、取料贴附机构和定位治具相互配合实现FPC灯条自动上料和自动贴附，避免人工接触FPC灯条，降低LED灯损坏和FPC灯条折断的风险；解决人工贴FPC灯条贴不紧，会有脱落风险的问题；FPC灯条的贴胶位置更精确，更能满足产品的装配精度。

说明书

技术领域

本发明涉及自动组装技术领域，尤其是一种FPC灯条自动组装设备。

背景技术

车载背光产品中最为核心的一个部件就是FPC灯条，是一种软性FPC，细窄而长，上面有焊接有LED芯片，外观精致，但也较为脆弱。在背光产品组装过程中，LED芯片容易被破坏或压伤，FPC灯条在贴胶时可能会被折断或划伤导致线路破坏而产生不良，大多数企业在生产过程中仍然用最原始的手工工艺进行生产，效率偏低，不能满足生产需求；同时，为避免LED损坏，人工贴灯条只能用简易夹具，灯条有可能存在贴不紧，脱落的风险，导致产品失效；人工贴灯条的位置与产品设计会有所偏差，降低精确度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种FPC灯条自动组装设备，避免人工接触FPC灯条，降低LED灯损坏和FPC灯条折断的风险；解决人工贴FPC灯条贴不紧，会有脱落风险的问题；FPC灯条的贴胶位置更精确，更能满足产品的装配精度。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种FPC灯条自动组装设备，包括用于放置FPC灯条的放料机构、转料机构、取料机器人、取料贴附机构和用于铁框上料的定位治具，取料机器人将FPC灯条从放料机构转移至转料机构，转料机构将FPC灯条转移至取料贴附机构，取料贴附机构将FPC灯条贴附至铁框上；

所述取料机器人包括机械臂和设在机械臂末端的第一灯条吸盘；

所述转料机构包括送料转移平台、用于驱动送料转移平台靠近或远离取料贴附机构的第一驱动机构、设在送料转移平台上的第一旋转台、固定在第一旋转台上的安装座、设在安装座一侧的第二灯条吸盘和设在安装座端部的灯条折弯组件，所述灯条折弯组件包括折弯气缸和折弯块，所述安装座的一端呈斜面，所述折弯气缸驱动折弯块沿斜面上下运动；

所述取料贴附机构包括支架、枢接在支架上的旋转轴、用于驱动旋转轴旋转的第二驱动机构、固定在旋转轴上且与旋转轴垂直的第一安装板、设在第一安装板的第二安装板、用于驱动第二安装板平移的第三驱动机构、固定在第二安装板上且与第二安装板垂直的第三安装板、设在第三安装板上的第四安装板、用于驱动第四安装板平移的第四驱动机构和固定在第四安装板一侧的第三灯条吸盘；所述第一安装板上设有用于控制第二安装板行程的第一缓冲限位组件，所述第三安装板上设有用于控制第四安装板行程的第二缓冲限位组件；所述支架包括两相对设在的竖板、连接两竖板顶部的顶板和连接两竖板底部的底板，所述旋转轴的两端分别通过轴承枢接在两侧的竖板上，所述第二驱动机构设在其中一竖板上且与旋转轴的一端连接；所述竖板上设有控制旋转轴旋转角度的传感器组件；

所述定位治具包括第二旋转台、设在第二旋转台上的定位平台、用于驱动第二旋转台靠近或远离取料贴附机构的第五驱动机构、两平行设在定位平台上的定位滑轨、固定限位块、活动限位块和驱动活动限位块的第五驱动机构，所述定位滑轨、固定限位块、活动限位块围成矩形的定位区域，所述定位滑轨的内侧设有供铁框滑动的滑槽。

本发明动作原理：取料机器人通过第一灯条吸盘在放料机构中取出一条FPC灯条；取料机器人将取出的FPC灯条转送至转料机构的第二灯条吸盘上，待第二灯条吸盘吸住FPC灯条后，第一灯条吸盘松开；第一驱动机构驱动送料转移平台连同FPC灯条转送至取料贴附机构的上料位处；取料贴附机构的第二驱动机构驱动旋转轴旋转，旋转轴带动第一安装板、第二安装板、第三安装板、第四安装板和第三灯条吸盘旋转一定角度后，使第三灯条吸盘能对准第二灯条吸盘，第四驱动机构驱动第四安装板连同第三灯条吸盘向下移动并压住吸附FPC灯条；折弯气缸驱动折弯块斜向上推将FPC灯条折弯；第四驱动机构带动第四安装板连同第三灯条吸盘上升，第三灯条吸盘从第二灯条吸盘中取出FPC灯条，转料机构复位；第二驱动机构驱动旋转轴带动FPC灯条旋转一定角度；定位治具将铁框转送至指定位置，第三驱动机构和第四驱动机构相互配合将FPC灯条向前推，同时，定位治具的第五驱动机构带着铁框缓慢前进，FPC灯条贴附在铁框内侧边上后，取料贴附机构和定位治具复位，各动作循环执行连续作业。

作为改进，还包括工作台，所述放料机构、转料机构、取料机器人、取料贴附机构和定位治具设在工作台上，所述工作台上设有两组转料机构、两组取料贴附机构和两组定位治具。

作为改进，所述放料机构包括灯条载板、分别设在灯条载板三个边角处的定位块和设在灯条载板第四边角处的推料气缸，所述推料气缸的输出轴与推料块连接，所述推料块上设有与灯条载板第四边角对应的V形槽。

作为改进，所述机械臂的末端设有相机安装板，所述第一灯条吸盘通过吸盘连接座固定在相机安装板上，所述相机安装板上还设有相机和与相机匹配的光源。

作为改进，所述第一驱动机构包括与送料转移平台连接的第一气缸、第一滑轨和设在送料转移平台底部且与第一滑轨配合的第一滑块；所述第一滑轨的端部设有千分尺和缓冲器。

作为改进，所述旋转轴的一侧设有切割平面，所述第一安装板上设有第一楼空孔，第一安装板通过L形连接板与旋转轴连接，所述L形连接板包括相互垂直的第一连接部和第二连接部，第一连接部与第一安装板连接，第二连接部与旋转轴的切割平面连接。

作为改进，所述第二安装板与第一安装板平行，所述第三驱动机构包括固定在第一安装板上且与第二安装板连接的第三气缸、设在第一安装板上的第三滑轨和设在第二安装板上且与第三滑轨配合的第三滑块；所述第三安装板设在第二安装板的一侧，第二安装板与第三安装板之间设有连接板，旋转轴设在第二安装板与第三安装板的夹角处；第四安装板与第三安装板平行，所述第四驱动机构包括固定在第三安装板上且与第四安装板连接的第四气缸、设在第三安装板上的第四滑轨和设在第四安装板上且与第四滑轨配合的第四滑块；所述第一安装板、第二安装板、第三安装板和第四安装板上均设有镂空孔；所述第一限位缓冲组件和第二限位缓冲组件均包括千分尺和缓冲器。

作为改进，所述第五驱动机构包括第五滑轨、与第五滑轨配合的第五滑块、与第五滑块螺纹连接的丝杆和驱动丝杆旋转的伺服电机；所述第二旋转台设在第五滑块上；所述第五滑块上设有千分尺，所述第二旋转台上设有限位凸块，限位凸块与千分尺配合限制第二旋转台的旋转角度。

作为改进，所述第四安装板上于第三灯条吸盘的上方设有压紧槽和压紧气缸，所述压紧气缸的输出轴与压紧块连接，所述压紧块能伸入压紧槽内。

作为改进，FPC灯条自动组装设备还包括转料台，所述转料台上设有第四灯条吸盘和驱动第四灯条吸盘上下运动的升降气缸。

本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：

本发明通过放料机构、转料机构、取料机器人、取料贴附机构和定位治具相互配合实现FPC灯条自动上料和自动贴附，避免人工接触FPC灯条，降低LED灯损坏和FPC灯条折断的风险；解决人工贴FPC灯条贴不紧，会有脱落风险的问题；FPC灯条的贴胶位置更精确，更能满足产品的装配精度。

附图说明

图1为本发明立体图。

图2为本发明俯视图。

图3为放料机构示意图。

图4为取料机器人示意图。

图5为机械臂末端结构示意图。

图6为转料机构示意图。

图7为取料贴附机构正面立体图。

图8为取料贴附机构背面立体图。

图9为取料贴附机构安装板配合立体图。

图10为取料贴附机构安装板配合俯视图。

图11为取料贴附机构安装板配合正面视图。

图12为第三灯条吸盘立体图。

图13为图12的处放大图。

图14为定位治具立体图I。

图15为定位治具立体图II。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。

如图1、2所示，一种FPC灯条自动组装设备，包括工作台7、用于放置FPC灯条8的放料机构5、转料机构3、取料机器人4、取料贴附机构1和用于铁框上料的定位治具2；取料机器人4将FPC灯条8从放料机构5转移至转料机构3，转料机构3将FPC灯条8转移至取料贴附机构1，取料贴附机构1将FPC灯条8贴附至铁框上。所述放料机构5、转料机构3、取料机器人4、取料贴附机构1和定位治具2设在工作台7上，所述工作台7上设有两组转料机构3、两组取料贴附机构1和两组定位治具2，一个取料机器人4将FPC灯条8分配至两个取料贴附机构1，两个取料贴附机构1同时工作，作业效率更高。

如图3所示，所述放料机构5包括灯条载板51、分别设在灯条载板51三个边角处的定位块52和设在灯条载板51第四边角处的推料气缸53，所述推料气缸53的输出轴与推料块54连接，所述推料块54上设有与灯条载板51第四边角对应的V形槽。推料气缸53配合三个定位块52对灯条载板51进行快速精确定位，使取料机器人4能够在灯条载板51上精确定位FPC灯条8的位置。

如图1、2所示，所述工作台7的一侧还设有转料台6，所述转料台6上设有第四灯条吸盘和驱动第四灯条吸盘上下运动的升降气缸。前道设备是将整板的FPC灯条8在分切载板治具上进行预断点分切；FCP灯条分切好后，将分切载板治具放置于转料台上，转料台上的升降气缸动作驱动第四灯条吸盘沿滑轨下移，并将分切好的FPC灯条8吸住；第四灯条吸盘吸附FPC灯条8一起上升，人工将分切载板治具取出，然后在转料台上换入灯条载板51；第四灯条吸盘带着FPC灯条8下降，最后把FPC灯条8放置于灯条载板51上，灯条载板51待用。

如图4、5所示，所述取料机器人4包括机械臂41、设在机械臂41末端的第一灯条吸盘44和相机安装板42。所述第一灯条吸盘44通过吸盘连接座46固定在相机安装板42上，所述相机安装板42上还设有相机43和与相机匹配的光源45。机械臂41具有多个自由度，可以快速的将FPC灯条8从放料机构5中取出并转送至转料机构3。取料机器人4通过相机43拍照定位，使第一灯条吸盘44能够在正确的位置吸附FPC灯条8。第一灯条吸盘44呈长条形，匹配FPC灯条8的新装，第一灯条吸盘44能够可靠且不损坏LED灯的情况下将FPC灯条8吸住。

如图6所示，所述转料机构3包括送料转移平台301、用于驱动送料转移平台301靠近或远离取料贴附机构1的第一驱动机构、设在送料转移平台301上的第一旋转台306、固定在第一旋转台306上的安装座311、设在安装座311一侧的第二灯条吸盘312和设在安装座311端部的灯条折弯组件。所述安装座呈长条形，所述第一灯条吸盘44设在安装座311的一侧，安装座311的顶面与第一灯条吸盘44的顶面平齐；安装座311的一端和第一灯条吸盘44的一端呈斜面。所述灯条折弯组件设在安装座311呈斜面的一端，其包括折弯气缸308和折弯块309，所述折弯气缸308通过折弯座307固定在安装座311的一端，折弯块309贴在斜面上，所述折弯气缸308驱动折弯块309沿斜面上下运动，当折弯块309斜向上推动时，可以将吸附在第一灯条吸盘44上的FPC灯条8折弯。所述折弯块309的顶面设有限位槽，初始状态下，折弯块309的顶面与第一灯条吸盘44的顶面平齐，FPC灯条8的一端伸出第一灯条吸盘44外且藏在限位槽内，防止折弯块309斜向上推动时FPC灯条8位置发生偏移。所述第一驱动机构包括与送料转移平台301连接的第一气缸310、第一滑轨303和设在送料转移平台301底部且与第一滑轨303配合的第一滑块302；所述第一滑轨303的端部设有千分尺305和缓冲器304，通过千分尺305调节送料转移平台301的行程，缓冲器304可以缓冲送料转移平台301，防止送料转移平台301猛烈撞击千分尺305。

如图7至11所示，所述取料贴附机构1包括支架121、枢接在支架121上的旋转轴116、用于驱动旋转轴116旋转的第二驱动机构、固定在旋转轴116上且与旋转轴116垂直的第一安装板101、设在第一安装板101的第二安装板102、用于驱动第二安装板102平移的第三驱动机构、固定在第二安装板102上且与第二安装板102垂直的第三安装板103、设在第三安装板103上的第四安装板104、用于驱动第四安装板104平移的第四驱动机构和固定在第四安装板104一侧的第三灯条吸盘105。所述支架121包括两相对设在的竖板1212、连接两竖板1212顶部的顶板1211和连接两竖板1212底部的底板1213；所述旋转轴116的两端分别通过轴承枢接在两侧的竖板1212上，所述第二驱动机构设在其中一竖板1212上且与旋转轴116的一端连接，所述竖板1212上设有控制旋转轴116旋转角度的传感器组件122，使旋转轴116的旋转角度更精准，进而使FPC灯条8的贴附位置更精准。所述第二驱动机构包括减速电机117、电机固定座118和联轴器19，减速电机117通过电机固定座固118定在竖板1212的外侧，减速电机117通过联轴器119与旋转轴116的一端连接。所述旋转轴116的一侧设有切割平面，切割平面方便连接件的安装固定，第一安装板101通过L形连接板112与旋转轴116连接，使第一安装板101能够与旋转轴116垂直，所述L形连接板112包括相互垂直的第一连接部和第二连接部，第一连接部与第一安装板101连接，第二连接部与旋转轴116的切割平面连接，旋转轴116的旋转可以带动第一安装板101在支架121范围内旋转。所述第二安装板102位于第一安装板101的一侧且与第一安装板101平行，第三驱动机构能够驱动第二安装板102相对于第一安装板101平移；所述第三驱动机构包括固定在第一安装板101上且与第二安装板102连接的第三气缸110、设在第一安装板101两侧上的第三滑轨106和设在第二安装板102上且与第三滑轨配106合的第三滑块107，第三气缸110的伸缩杆直接带动第二安装板102，第二安装板102通过第三滑轨与第三滑块107的配合稳定的平移，使贴附的动作更平稳。所述第三安装板103设在第二安装板102的一侧，第二安装板102与第三安装板103垂直，且二者之间设有三角形的连接板，旋转轴116设在第二安装板102与第三安装板103的夹角处。第四安装板104设在第三安装板103的一侧且与第三安装板103平行，第四驱动机构驱动第四安装板104相对于第三安装板103平移；所述第四驱动机构包括固定在第三安装板103上且与第四安装板104连接的第四气缸111、设在第三安装板103上的第四滑轨108和设在第四安装板104上且与第四滑轨108配合的第四滑块109；第四气缸111的伸缩杆直接带动第四安装板104，第四安装板104通过第四滑轨108与第四滑块109的配合稳定的平移，使贴附的动作更平稳。所述第三灯条吸盘105呈长条形，且设在第四安装板104的下端边沿，通过旋转轴116、第一安装板101、第二安装板102、第三安装板103和第四安装板104的配合带动第三灯条吸盘105旋转一定角度；通过第三气缸110、第二安装板102、第四气缸111和第四安装板104实现第三灯条吸盘105的伸缩运动；两部分配合使第三灯条吸盘105能够带着FPC灯条8与铁框9的内壁贴合。所述第四安装板104上于第三灯条吸盘105的上方设有压紧槽120和压紧气缸114，所述压紧气缸114的输出轴与压紧块115连接，所述压紧块115能伸入压紧槽120内，当FPC灯条8被折弯块309折弯后，压紧气缸114驱动压紧块115将弯折的FPC灯条8压紧在压紧槽120内，防止折弯的FPC灯条8反弹；所述压紧槽120和第三灯条吸盘105的一端呈斜面。如图12、13所示，所述第三灯条吸盘105呈长条形，第三灯条吸盘105的吸附面设有容置槽，所述容置槽内设有若干与FPC灯条8上LED芯片一一对应的凹槽1051，相邻凹槽1051之间的位置设有吸附孔1052，该形状的第三灯条吸盘105能够可靠的吸附FPC灯条8，而且不损伤LED芯片。所述第一安装板101、第二安装板102、第三安装板103和第四安装板104上均设有镂空孔，可以减轻安装板的重量，也可以用于安装缓冲限位组件。所述第一安装板101上设有用于控制第二安装板102行程的第一缓冲限位组件，所述第三安装板103上设有用于控制第四安装板104行程的第二缓冲限位组件113，第一缓冲限位组件和第二缓冲限位组件均包括千分尺和缓冲器，二者配合可以限定安装板的行程，且避免安装板的滑动过于猛烈而振动甚至损坏。

如图14、15所示，所述定位治具2包括第二旋转台210、设在第二旋转台210上的定位平台201、用于驱动第二旋转台210靠近或远离取料贴附机构1的第五驱动机构、两平行设在定位平台201上的定位滑轨202、固定限位块204、活动限位块203和驱动活动限位块203的第五驱动机构。所述定位滑轨202、固定限位块204、活动限位块203围成矩形的定位区域，两个定位滑轨202、固定限位块204、活动限位块203分别位于定位区域的四个方向，通过改变活动限位块203的位置来改变定位区域的大小，使铁框9能够精确固定在定位区域内。所述定位滑轨202的内侧设有供铁框9滑动的滑槽205，人工将铁框9放入定位区域内后，活动限位块203向固定限位块204方向移动，活动限位块203推动铁框9在两侧的定位滑轨202上滑动，定位滑轨202的滑槽205使铁框9的滑动更稳定可靠，活动限位块203到位后将铁框9夹持固定。所述第五驱动机构包括第五滑轨207、与第五滑轨207配合的第五滑块208、与第五滑块208螺纹连接的丝杆和驱动丝杆旋转的伺服电机206，第五驱动机构能够驱动定位平台201精确的直线运动。所述第二旋转台210设在第五滑块上，所述第五滑块上设有千分尺209，所述第二旋转台210上设有限位凸块211，限位凸块211与千分尺209配合限制第二旋转台210的旋转角度。

本发明动作原理：取料机器人4通过第一灯条吸盘44在放料机构5中取出一条FPC灯条8；取料机器人4将取出的FPC灯条8转送至转料机构3的第二灯条吸盘312上，待第二灯条吸盘312吸住FPC灯条8后，第一灯条吸盘44松开；第一驱动机构驱动送料转移平台301连同FPC灯条8转送至取料贴附机构1的上料位处；取料贴附机构1的第二驱动机构驱动旋转轴116旋转，旋转轴116带动第一安装板101、第二安装板102、第三安装板103、第四安装板104和第三灯条吸盘105旋转一定角度后，使第三灯条吸盘105能对准第二灯条吸盘312，第四驱动机构驱动第四安装板104连同第三灯条吸盘105向下移动并压住吸附FPC灯条8；折弯气缸308驱动折弯块309斜向上推将FPC灯条8折弯，压紧气缸114动作，压紧块115将折弯后的FPC灯条8压紧防止回弹；第四驱动机构带动第四安装板104连同第三灯条吸盘105上升，第三灯条吸盘105从第二灯条吸盘312中取出FPC灯条8，转料机构3复位；第二驱动机构驱动旋转轴116带动FPC灯条8旋转一定角度，使FPC灯条8转向操作人员，操作人员手动撕掉FPC灯条8导热胶离型膜；定位治具2将铁框9转送至指定位置，第三驱动机构和第四驱动机构相互配合将FPC灯条8向前推，同时，定位治具2的第五驱动机构带着铁框9缓慢前进，FPC灯条8贴附在铁框9内侧边上后，取料贴附机构1和定位治具2复位，各动作循环执行连续作业。