一种软胶除膜设备及控制方法与流程

本发明涉及电路板除膜领域，尤其涉及一种软胶除膜设备及控制方法。

背景技术：

车载高清摄像头其核心光学感应器通过电路板的过孔铜柱固定在腔体内，过孔铜柱为便于吸附后贴装在电路板上，材料供应商会预先贴上软薄膜片封装在料盘中，贴装完成后，在组装前，需要撕去软薄膜片。由于软薄膜粘结力较强，受结构限制无预留易撕把手，人工除膜过程比较困难，若利用硬质工具除膜，则有撞件划伤风险且效率低下；人工除膜和利用常用工具除膜均有掉落膜片风险，并且对人员技能依赖较高，除膜速度慢，过程品控不稳定；传统的除膜方案存在同位置多次除膜不成功，膜片部分分离、部分粘贴现象；在除膜完成后，采用人工目视检查掉片，由于膜片极小极轻，容易漏检，导致膜片随机掉落并粘在电路板上，对后续工艺产生不良影响。

技术实现要素：

针对现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种软胶除膜设备，以解决现有技术中除膜速度慢、容易漏检的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种软胶除膜设备，包括机座，所述机座上方设置有上模组件、下模组件以及载具输送组件；所述上模组件包括设置在机座上表面一侧驱动胶带与铜柱膜片贴合的贴胶机构、设置在贴胶机构上用于输送胶带并粘走膜片的胶带输送机构、固定在胶带输送机构上用于给膜片与胶带贴合后的位置施加一定压力的膜片施压机构；所述载具输送组件包括设置在分离机构两侧的运输槽、设置在运输槽内用于提供直线步进动作的直线运输模组、设置在直线运输模组上方用于提供产品安放区域和避位部位的载具模组；所述下模组件包括载具模组提供上升动力的分离机构。

作为本发明的一种改进，所述贴胶机构包括设置在两侧的固定板以及连接两侧固定板的连接板，所述连接板中间还设置有能带动胶带输送机构和膜片施压机构向下移动的一号气缸机构。

作为本发明的一种改进，所述胶带输送机构包括设置在一侧的传动轴以及设置在另一侧的电机传动机构，所述传动轴上套设有胶带圈，所述胶带输送机构底部两侧各设置有一个输送杆，所述传动轴与电机传动机构通过胶带经过两个输送杆连接形成一个传送带结构，在两个输送杆之间形成的直线胶带与载具模组对应并进行除膜。

作为本发明的一种改进，所述膜片施压机构包括固定在胶带输送机构上的固定板、设置在固定板上的二号气缸、设置于二号气缸侧边的压板，所述压板上开有若干排通孔，每个所述通孔内设置有一个触压头，二号气缸用于带动压板以及触压头进行上下移动，触压头用于对膜片施加压力。

作为本发明的一种改进，所述分离机构包括固定在机座上的底板、设置于底板上的三号气缸以及设置在三号气缸上方的分离杆，三号气缸用于带动分离杆进行上下移动，分离杆用于将集成在载具模组上的分离针从产品的过孔铜柱反面穿出一定行程，将产品上的膜片从反面顶起。

作为本发明的一种改进，所述直线运输模组包括设置在机座内部的运输模组底座、设置在运输模组底座上的丝杠传动机构以及与丝杠相连并穿过运输槽的u形板，丝杠传动机构用于带动u形板沿着运输槽进行前后移动。

作为本发明的一种改进，所述载具模组包括设置在u形板上的载具底座以及设置在载具底座上用于固定产品的固定块，所述载具底座底部设置有若干排用于使得膜片与产品脱离的分离针，其中分离针对应触压头设置。

于此相应，本发明的另一个目的是提供一种软胶除膜设备的控制方法，以达到全自动化、过程品控稳定的目的。

为实现上述目的，本发明提供了一种软胶除膜设备的控制方法，包括信号输入单元、控制系统以及硬件执行单元；所述输入单元包括光纤传感器、气缸到位传感器、张紧传感器、厚度传感器、触控屏、操作按钮；所述控制系统包括数据采集单元、逻辑控制系统、控制程序、气驱动控制系统、闭环反馈系统、电驱动系统、执行系统；所述硬件执行单元包括直线运输模组、载具模组、胶带输送机构、贴胶机构、膜片施压机构、分离机构；

所述光纤传感器、气缸到位传感器、张紧传感器和厚度传感器将外部信号转换成逻辑控制系统能识别的信号，所述触控屏将输入信号转换成控制程序能识别的信号，所述操作按钮与执行系统相连；

所述直线运输模组通过逻辑控制系统和闭环反馈系统发出的程序指令转换成能识别的执行信号，载具模组通过控制程序发出的程序指令转换成能识别的执行信号，胶带输送机构通过闭环反馈系统和电驱动系统发出的程序指令转换成能识别的执行信号，贴胶机构、膜片施压机构以及分离机构通过气驱动控制系统发出的程序指令转换成能识别的执行信号。

作为本发明的一种改进，所述信号输入单元还设置有接受信号的安全传感器，所述执行单元对应设置有接受信号的安全系统，安全光栅通过安全系统停止设备动作。

作为本发明的一种改进，所述信号输入单元还设置有cdd监测系统，设备安全罩集成在ccd监测系统上，监控漏膜现象以判断是否报警。

综上所述，本发明软胶除膜设备及控制方法中一号气缸机构用于带动胶带输送机构和膜片施压机构向下移动；传动轴与电机传动机构通过胶带经过两个输送杆连接形成一个传送带结构，在两个输送杆之间形成的直线胶带与载具模组对应并进行除膜；二号气缸用于带动压板以及触压头进行上下移动，触压头用于对膜片施加压力；三号气缸用于带动分离杆进行上下移动，分离杆用于将集成在载具模组上的分离针从产品的过孔铜柱反面穿出一定行程，将产品上的膜片从反面顶起，其中分离针对应触压头设置；丝杠传动机构用于带动u形板沿着运输槽进行前后移动；分离针用于配合触压头使得膜片与产品脱离；设备安全罩提供防尘，隔离外部和观察窗口的基础安全作用；安全光栅用于保护危险机械装备周围的工作人员；安全光栅通过安全系统停止设备动作；设备安全罩集成在ccd监测系统上，监控漏膜现象以判断是否报警。本发明除膜速度快、漏检率低、自动化程度高、过程品控稳定。

附图说明

图1表示本发明软胶除膜设备结构示意图；

图2表示本发明软胶除膜设备与设备安全罩结构示意图；

图3表示本发明贴胶机构结构示意图；

图4表示本发明胶带输送机构结构示意图；

图5表示本发明膜片施压机构结构示意图；

图6表示本发明分离机构结构示意图；

图7表示本发明直线运输模组结构示意图；

图8表示本发明载具模组结构示意图；

图9表示本发明软胶除膜设备主视图；

图10为图9中a区域的结构放大示意图；

图11表示本发明撕膜过程示意图一；

图12表示本发明撕膜过程示意图二；

图13表示本发明撕膜过程示意图三；

图14表示本发明撕膜过程示意图四；

图15表示软胶除膜设备的控制方法的结构示意图；

图16表示软胶除膜设备的控制方法的工作流程图；

附图中标记为：1、机座，2、贴胶机构，3、胶带输送机构，4、膜片施压机构，5、分离机构，6、运输槽，7、直线运输模组，8、载具模组，21、连接板，22、一号气缸机构，31、传动轴，32、电机传动机构，33、胶带圈，34、输送杆，41、二号气缸，42、压板，43、触压头，51、底板，52、三号气缸，53、分离杆，71、运输模组底座，72、丝杠传动机构，73、u形板，81、载具底座，82、分离针，10、信号输入单元，20、控制系统，30、硬件执行单元，101、光纤传感器，102、气缸到位传感器，103、张紧传感器，104、厚度传感器，105、触控屏，106、操作按钮，107、安全传感器，108、ccd监测系统，201、数据采集单元，202、逻辑控制系统，203、控制程序，204、气驱动控制系统，205、闭环反馈系统，206、电驱动系统，207、执行系统，9、安全系统，1000、压头端面，1001、设备安全罩,1002、胶带光面，1003、胶带粘面，1004、膜片，1005、过孔铜柱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于下述实施方式的说明用于帮忙理解发明，但并不构成对本发明的限定。

实施例1

图1-14示出了本发明的一种软胶除膜设备，包括机座1，机座1上方设置有上模组件、下模组件以及载具输送组件；上模组件包括设置在机座1上表面一侧驱动胶带与铜柱膜片贴合的贴胶机构2、设置在贴胶机构2上用于输送胶带并粘走膜片1004的胶带输送机构3、固定在胶带输送机构3上用于给膜片1004与胶带贴合后的位置施加一定压力的膜片1004施压机构4；载具输送组件包括设置在分离机构5两侧的运输槽6、设置在运输槽6内用于提供直线步进动作的直线运输模组7、设置在直线运输模组7上方用于提供产品安放区域和避位部位的载具模组8；下模组件包括为载具模组8提供上升动力的分离机构5。

作为本发明的优选方案，贴胶机构2包括设置在两侧的固定板以及连接两侧固定板的连接板21，连接板中间还设置有能带动胶带输送机构3和膜片1004施压机构4向下移动的一号气缸机构22。

作为本发明的优选方案，胶带输送机构3包括设置在一侧的传动轴31以及设置在另一侧的电机传动机构32，传动轴31上套设有胶带圈33，胶带输送机构3底部两侧各设置有一个输送杆34，传动轴31与电机传动机构32通过胶带经过两个输送杆34连接形成一个传送带结构，在两个输送杆34之间形成的直线胶带与载具模组8对应并进行除膜。

作为本发明的优选方案，膜片1004施压机构4包括固定在胶带输送机构3上的固定板、设置在固定板上的二号气缸41、设置于二号气缸41侧边的压板42，压板42上开有若干排通孔，每个通孔内设置有一个触压头43，二号气缸41用于带动压板42以及触压头43进行上下移动，触压头43用于对膜片104施加压力。

作为本发明的优选方案，分离机构5包括固定在机座1上的底板51、设置于底板51上的三号气缸52以及设置在三号气缸52上方的分离杆53，三号气缸52用于带动分离杆53进行上下移动，分离杆53用于将集成在载具模组8上的分离针82从产品的过孔铜柱1005反面穿出一定行程，将产品上的膜片1004从反面顶起。

作为本发明的优选方案，直线运输模组7包括设置在机座1内部的运输模组底座71、设置在运输模组底座71上的丝杠传动机构72以及与丝杠相连并穿过运输槽6的u形板73，丝杠传动机构72用于带动u形板73沿着运输槽6进行前后移动。

作为本发明的优选方案，载具模组8包括设置在u形板73上的载具底座81以及设置在载具底座81上用于固定产品的固定块，载具底座81底部设置有若干排用于配合触压头43使得膜片1004与产品脱离的分离针82。

实施例2

图15示出了本发明一种软胶除膜设备的控制方法，包括信号输入单元10、控制系统20以及硬件执行单元30；所述输入单元10包括光纤传感器101、气缸到位传感器102、张紧传感器103、厚度传感器104、触控屏105、操作按钮106；所述控制系统20包括数据采集单元201、逻辑控制系统202、控制程序203、气驱动控制系统204、闭环反馈系统205、电驱动系统206、执行系统207；所述硬件执行单元30包括直线运输模组7、载具模组8、胶带输送机构3、贴胶机构2、膜片施压机构4、分离机构5；

所述光纤传感器101、气缸到位传感器102、张紧传感器103和厚度传感器104将外部信号转换成逻辑控制系统202能识别的信号，所述触控屏105将输入信号转换成控制程序203能识别的信号，所述操作按钮106与执行系统207相连；

所述直线运输模组7通过逻辑控制系统202和闭环反馈系统205发出的程序指令转换成能识别的执行信号，载具模组8通过控制程序203发出的程序指令转换成能识别的执行信号，胶带输送机构3通过闭环反馈系统205和电驱动系统206发出的程序指令转换成能识别的执行信号，贴胶机构2、膜片施压机构4以及分离机构5通过气驱动控制系统204发出的程序指令转换成能识别的执行信号。

作为本发明的优选方案，所述信号输入单元10还设置有接受信号的安全传感器107，所述执行单元对应设置有接受信号的安全系统9，安全光栅通过安全系统9停止设备动作。

作为本发明的优选方案，所述信号输入单元10还设置有cdd监测系统108，设备安全罩1001集成在ccd监测系统108上，监控漏膜现象以判断是否报警。

图16示出了本发明的工作流程：

开始：设备电源、气源开启，设备程序初始化。各执行机构为待机状态。

安全保护：急停开关，异常时按此开关紧急停止；安全光栅，外部有干扰时自动切断一切有危险的输入/输出，停止所有动作；装置装有设备安全罩1001。以上提供设备运行过程中的安全保护作用。

系统自检：设备启动自行诊断，包括各个操作按钮、感应器信号是否正常、触摸显示屏是否显示正常。设备是否在机械原点。

程序调用：根据不同的机型，手动切换对应机型名称，调取对应程序。

程序位置复位：根据切换好的程序，直线模组由原点位置0运动到的设定工作点1，以便进行上料，胶带输送机构调整，胶带粘面向下，光面向上，张紧适度。

产品上料：将电路板放入载具模组8，载具模组8已经进行防呆防错设计；人手撤离后，安全光栅绿色安全指示灯亮。

工作启动：双手按下启动按钮，直线运输模组7带动载具模组8运行到工作点2

胶膜贴合：贴胶机构2下降，膜片施压机构4和胶带输送机构3跟随下降，轴胶带输送机构3中的胶带粘面与载具模组8中电路板铜柱端面的膜片1004贴合，此时胶带粘在膜片1004上，膜片1004紧贴在铜柱端面上。

膜片施压：膜片施压机构4下降，机构中弹性圆柱触压头分别垂直压在胶带上，与铜柱的圆柱面同心；压头有弹性，压缩约1/3行程保证施加合理的压力。触压头端面为软面来保证胶带与膜片1004全面贴合

铜膜分离：分离机构5的三号气缸52上升，将集成在载具模组8上的分离针82从电路板过孔铜柱1005的反面穿出一定行程，将膜片1004从反面顶起。至此，在膜片施压机构4中的触压头43和分离机构5中的分离针82共同夹持下，膜片1004从过孔铜柱1005端面剥离，并粘在胶带上。

卷胶收集：膜片1004分离后，分离机构5的三号气缸52保持停止状态；贴胶机构2和膜片施压机构4归位完成后，分离机构5再归位。胶带输送机构4运动，通过光纤传感器101与张紧传感器103的反馈将粘好膜片的胶带卷动带走收集，以清空工作区，并给出一次完成信号。胶带粘面在工作区域以待下一次贴合作业。

重复运动：可编程控制器收到一次完成信号，给出下一步运动信号，直线运输模组7带动载具模组8运行到工作点3，并再次执行胶膜贴合、膜片施压、铜膜分离、卷胶收集等步骤，循环规定次数完成电路板剩余膜片1004的除膜工作。

ccd检测：自动检测膜片1004是否全部去除并进行逻辑判断，漏除膜会自动报警。

作业完成：电路板除膜完成，直线运输模组7带动载具模组8回归工作点1。其他机构回归程序设定的工作点。

下料待料：将工作点1的已经完成除膜的电路板取下，将待作业的电路板预备好，准备上料。

综合可知，设备正常启动后，作业员将待除膜电路板放到载具模组8里进行定位，直线运输模组7通过逻辑控制系统202和闭环反馈系统205的程序指令将载具模组8运送到指定位置，然后由贴胶机构2下降，带动膜片1004施压机构4下降，使得触压头43各自垂直压在胶带光面1002上，带动胶带向产品移动；胶带粘面1003与过孔铜柱1005上的膜片1004进行接触，随后膜片1004施压机构4下降，触压头43与过孔铜柱1005的圆柱面同心，待压头端面1000与膜片1004全面贴合，分离机构5中的三号气缸52带动分离杆53上升，分离杆53将集成在载具模组8上的分离针82从电路板过孔铜柱1005的反面穿出一定行程，将膜片1004从反面顶起，这时触压头43与分离针82共同夹持膜片1004，使得膜片1004从过孔铜柱1005上剥离并粘在胶带上；此时，分离机构5的三号气缸52保持停止状态，贴胶机构2、膜片1004施压机构4先行归位，分离机构5再归位，胶带输送机构3的电机传动机构32进行运转，将粘好膜片1004的胶带卷动带走收集，清空工作区，同时胶带粘面1003在工作区域以待下一次贴合作业。

在本发明的实施例中，一号气缸机构22设置在连接板21上，一号气缸机构22包括一号气缸、设置在一号气缸底部的气缸固定座、设置在一号气缸上并会随着气缸推杆移动的运动块，运动块与胶带输送机构3连接，当一号气缸进行工作时，带动运动块向下移动，同时带动胶带输送机构3与膜片1004施压机构4向下移动；电机传动机构32包括电机以及设置于靠电机一侧的输送杆34上方的传送杆，胶带由下方的输送杆34经过传送杆，然后与电机连接，由电机带动胶带进行传动；在电机上的胶带尾端还可设置一个胶带收集筒或者胶带收集装置；膜片1004施压机构4的二号气缸41与一号气缸类似为侧推杆气缸，其中二号气缸41的侧推杆与压板42相连，还可以设置为侧推杆还连接有一基座，基座与压板42连接；丝杠传动机构72为一般的丝杠机构，仅增加一u形板73与丝杠连接，使得u形板73随着丝杠移动。

在本发明的实施例中，直线运输模组7是提供直线步进动作的运行机构；载具模组8提供产品安放区域和避位部位，集成膜片1004辅助分离针结构；胶带输送机构3输送胶带，粘走膜片1004，集成于上模组件；贴胶机构2驱动胶带与铜柱膜片贴合，集成于上模组件；膜片施压机构4给膜片1004与胶带贴合后的位置施加一定压力，集成于上模组件；分离机构5辅助载具模组8分离膜片1004提供上升动力。光纤传感器101用以感应膜片1004在胶带中的位置，为伺服电机卷走胶带长度计算提供输入信号；气缸到位传感器102监控气缸是否在所需位置，属于输入信号；张紧传感器103检测胶带张紧程度，属于输入信号；厚度传感器104检测胶带厚度，属于输入信号；触控屏105用于程序的调取，模拟输入/输出信号；操作按钮106提供外部的操作，属于输入信号；安全传感器107用于当外部有干扰时停止动作，急停开关触发时停止动作，属于输入信号；ccd检测系统108用于检查膜片1004是否完全去除；数据采集单元201把采集到的外部信号转换成控制系统可识别的信号；逻辑控制系统202根据设定的运行程序，处理输入/输出信号，对整个运行系统进行控制；控制程序203用以过程的顺序控制、过程异常的处理、不同程序的切换；气驱动控制系统204控制气缸的运行位置和运动速度；闭环反馈系统205为免电绝对式编码器，闭环监控反馈电机运行状态、位置；电驱动系统206控制电机运行位置、速度；执行系统207对控制系统发出的程序指令转换成硬件可执行的信号；当安全系统208有异常时，人员主动触发急停开关停止设备动作，外部有干扰时，安全光栅通过程序停止设备动作，外置透明设备安全罩1001提供防尘，隔离外部和观察窗口的基础安全作用。设备安全罩1001集成ccd检测系统108，监控漏膜现象以判断是否报警。

在本发明中，过孔铜柱1005在产品上，产品为电路板，膜片1004粘附在产品的过孔铜柱1005上；胶带使用防静电胶带，能解决静电损伤风险和掉膜风险；机座1上还设置有设备安全罩1001，提高安全防护能力；软胶除膜设备上还设置有安全光栅，其作为一种光电安全保护装置，用于保护危险机械装备周围的工作人员；触压头43有弹性能保证施加的压力合适，触压头43为圆柱弹簧触压头且圆柱弹簧触压头的压头端面1000为软面，圆柱弹簧触压头有弹性，压缩约1/3行程能保证施加的压力合适，压头端面1000为软面来保证胶带与软膜片1004的全面贴合。

综上所述，本发明软胶除膜设备及控制方法中一号气缸机构22用于带动胶带输送机构3和膜片1004施压机构4向下移动；传动轴31与电机传动机构32通过胶带经过两个输送杆34连接形成一个传送带结构，在两个输送杆34之间形成的直线胶带与载具模组8对应并进行除膜；二号气缸41用于带动压板42以及触压头43进行上下移动，触压头43用于对膜片1004施加压力；三号气缸52用于带动分离杆53进行上下移动，分离杆53用于将集成在载具模组8上的分离针82从产品的过孔铜柱1005反面穿出一定行程，将产品上的膜片1004从反面顶起，其中分离针82对应触压头43设置；丝杠传动机构72用于带动u形板73沿着运输槽6进行前后移动；分离针82用于配合触压头43使得膜片1004与产品脱离；设备安全罩1001提供防尘，隔离外部和观察窗口的基础安全作用；安全光栅用于保护危险机械装备周围的工作人员；安全光栅通过安全系统停止设备动作；设备安全罩1001集成在ccd监测系统108上，监控漏膜现象以判断是否报警。本发明除膜速度快、漏检率低、自动化程度高、过程品控稳定。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本实用发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。