CN113859691B - 自动撕膜机械臂及自动撕膜方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动撕膜机械臂及自动撕膜方法，自动撕膜机械臂包括安装座、第一气缸、基板、夹爪装置及第二气缸，其中，夹爪装置包括夹爪组件，在夹爪组件将待撕除的薄膜夹持住以后，第一气缸沿轴向伸长，第二气缸同步地沿轴向伸长而驱使所述夹爪装置整体地向前翻转，便能够将薄膜从待撕膜的电路板上撕下。该自动撕膜机械臂仅利用几个气缸来实现撕膜加工，且能够模仿人手撕膜的动作，避免采用单一方向拽拉薄膜，从而避免在撕膜加工过程中造成薄膜整体张力大而导致在撕膜过程中薄膜断裂而影响撕膜效率及质量的状况发生。该自动撕膜机械臂结构简单，成本低廉，操作方式简单，能够显著地提升撕膜的效率与质量，具有良好的实用性。

Description

自动撕膜机械臂及自动撕膜方法

技术领域

本发明涉及一种自动撕膜机械臂，以及自动撕膜方法。

背景技术

柔性电路板又称“软板”，是用柔性的绝缘基材制成的印刷电路板，该类印刷电路板在制造的过程中，基板在曝光之前，皆会在基板的上下表面粘附薄膜，在基板曝光之后，再将薄膜剥离以便于后续工艺的加工处理，这就需要将上述薄膜予以撕除。

目前，通常采用人工的方式撕膜，但人工撕膜效率低下，而且容易产生撕膜不良而造成产品的损坏。也有一些采用撕膜装置来将该薄膜撕除，但是其大多是采用夹爪将薄膜的一端夹住，然后驱使夹爪远离柔性电路板朝某个固定的方向运动，以将薄膜从柔性电路板上剥离，然而，这样的撕膜操作方式，极易造成薄膜被撕断，造成薄膜不能完全被剥离，还需要二次撕膜加工，影响撕膜的质量及效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动撕膜机械臂，以避免撕膜过程中薄膜断裂的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种自动撕膜机械臂，所述撕膜机械臂包括：

安装座；

第一气缸，包括能够沿轴向相对伸缩的第一缸体与第一伸缩杆，所述第一缸体固定地设置在所述安装座上，所述第一伸缩杆自所述第一缸体向上并向前倾斜延伸，所述第一伸缩杆的轴心线与水平面之间呈夹角α，所述夹角α的角度值为45°±10°；

基板，所述基板的长度延伸方向与所述第一伸缩杆的轴心线延伸方向相互平行，且所述基板固设于所述第一伸缩杆上且由所述第一伸缩杆驱动而沿自身长度方向运动；

夹爪装置，包括夹爪座、设置在所述夹爪座上且具有张开状态或闭合状态的夹爪组件，以及用于驱使所述夹爪组件在所述张开状态与所述闭合状态之间转换的夹爪驱动机构，所述夹爪座绕水平方向延伸的第一转动中心线转动地连接于所述基板的上端部；

第二气缸，所述第二气缸具有能够相对伸缩的第二缸体与第二伸缩杆，所述第二气缸的一端部绕第二转动中心线转动地连接于所述夹爪座上，所述第二气缸的另一端部绕第三转动中心线转动地连接于所述基板的下端部，所述第二气缸位于所述基板的后方，所述第二转动中心线、第三转动中心线与所述第一转动中心线相互平行，所述第二气缸的轴心线与所述基板的长度延伸方向之间呈一可变夹角β，所述夹角β的角度值始终不大于45°。

优选地，所述夹爪组件包括能够相互配合的第一夹爪与第二夹爪，所述第一夹爪与所述第二夹爪这两者中的至少一者活动地设置在所述夹爪座上，所述第一夹爪具有第一夹持面，所述第二夹爪具有第二夹持面，所述第一夹持面与所述第二夹持面相对设置，且两者之间相互配合形成对待撕除薄膜的夹持。

进一步地，所述第一夹爪包括一体设置或者相互固定连接的第一夹爪体与第一夹爪头，所述第二夹爪包括一体设置或者相互固定连接的第二夹爪体与第二夹爪头，所述第一夹爪体与所述第二夹爪体分别自所述夹爪座向下延伸，所述第一夹爪头自所述第一夹爪体的下端向前延伸，所述第二夹爪头自所述第二夹爪体的下端向前延伸，所述第一夹持面形成在所述第一夹爪头上，所述第二夹持面形成在所述第二夹持头上。

进一步地，所述第一夹持面上设有远离所述第二夹持面凹入的凹槽，所述第二夹持面上设置有朝向所述第一夹持面凸出的凸起，所述凸起与所述凹槽分别设有一组或多组，所述第一夹爪与所述第二夹爪相互闭合时，所述凸起能够配合地卡设在所述凹槽中。

进一步地，所述第一夹爪固定地设于所述夹爪座上，所述第二夹爪能够沿竖直方向升降地设置，所述夹爪驱动机构为夹爪气缸，所述夹爪气缸与所述第二夹爪连接且能够驱使所述第二夹爪沿竖直方向朝向或远离所述第一夹爪运动，所述第二夹持面位于所述第一夹持面的上方。

优选地，所述夹爪座包括连接座，以及分设于所述连接座左右两侧的两组连接臂，所述基板及所述第二气缸分别与所述连接座连接，每个所述连接臂的外端部上均设有所述的夹爪组件与所述的夹爪驱动机构。

进一步地，所述连接臂包括沿左右方向延伸的横板、自所述横板的内端部向下延伸的第一侧板，以及自所述横板的外端部向下延伸的第二侧板，所述第一侧板与所述连接座固定地连接，所述夹爪组件及所述夹爪驱动机构设于所述第二侧板的外侧，两组所述连接臂的所述第一侧板沿左右方向间距地设置。

优选地，所述第一气缸还包括固设于所述第一伸缩杆上的滑座，所述滑座滑动配合地设于所述第一缸体上，所述滑座的滑动方向与所述第一伸缩杆的轴心线延伸方向相互平行，所述基板固定地设置在所述滑座上。

优选地，所述撕膜机械臂还包括底座，所述安装座能够沿竖直方向升降以及能够沿水平方向平移地设置在所述底座上，所述夹爪组件悬伸于所述底座的前侧上方。

本发明的另一目的是提供一种自动撕膜方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种自动撕膜方法，基于上述的自动撕膜机械臂，其中，所述夹爪组件将待撕除的薄膜夹持住以后，所述第一气缸沿轴向伸长，所述第二气缸同步地沿轴向伸长而驱使所述夹爪装置整体地向前翻转。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的自动撕膜机械臂，其中仅利用几个气缸来实现撕膜加工，且能够模仿人手撕膜的动作，避免采用单一方向拽拉薄膜，从而避免在撕膜加工过程中造成薄膜整体张力大而导致在撕膜过程中薄膜断裂而影响撕膜效率及质量的状况发生。该自动撕膜机械臂结构简单，成本低廉，操作方式简单，能够显著地提升撕膜的效率与质量，具有良好的实用性。

附图说明

附图1为本发明的自动机械臂的立体结构示意图一；

附图2为图1中A部放大示意图；

附图3为本发明的自动机械臂的立体结构示意图二；

附图4为图3中B部放大示意图；

附图5为本发明的自动机械臂在刚夹持到待撕除薄膜时的立体结构示意图；

附图6为图5中C部放大示意图；

附图7为本发明的自动机械臂在将薄膜撕除时的立体结构示意图；

附图8为图7中D部放大示意图；

其中：1-安装座；11-安装平台；12-竖立部；

2-第一气缸；21-第一缸体；22-第一伸缩杆；23-滑座；3-基板；

4-夹爪装置；41-连接座；42-连接臂；421-横板；422-第一侧板；423-第二侧板；424-加强筋；43-夹爪组件；431-第一夹爪；431a-第一夹爪体；431b-第一夹爪头；431c-凹槽；431d-第一夹持面；432-第二夹爪；432a-第二夹爪体；432b-第二夹爪头；432c-凸起；432d-第二夹持面；44-夹爪气缸；

5-第二气缸；51-第二缸体；52-第二伸缩杆；

6-底座；7-升降气缸；8-升降座；9-水平移动气缸；10-薄膜；100-电路板。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

以下关于前后、左右、上下等方位的描述，均是按照该机械臂在对待撕膜处理的电路板100进行撕膜加工时，电路板100位于机械臂前侧作为参照予以定义的。

参见图1至图8所示的一种自动撕膜机械臂，该撕膜机械臂包括安装座1、第一气缸2、基板3、第二气缸5及夹爪装置4，其中：

第一气缸2能够沿自身轴向相对伸缩的第一缸体21与第一伸缩杆22，第一缸体21固定地设置在安装座1上，第一伸缩杆22自第一缸体21向上并向前倾斜地延伸，第一伸缩杆22的轴心线与水平面之间构成一夹角α，该夹角α的角度值为45°±10°，本实施例中具体为45°。

基板3的长度延伸方向与第一伸缩杆22的轴心线延伸方向相互平行，且该基板3固设于第一伸缩杆22上且有第一伸缩杆22驱动而能够沿自身长度方向运动。本实施例中，第一气缸2还包括固设于第一伸缩杆22上的滑座23，该滑座23滑动配合地设于第一缸体21上，滑座23的滑动方向与第一伸缩杆22的轴心线延伸方向相互平行，基板3固定地设置在该滑座23上，在第一气缸2的驱动下，基板3沿自身长度方向的运动更为稳定且具有良好的精度。

夹爪装置4包括夹爪座及设置在夹爪座上的夹爪组件43，该夹爪组件43具有张开状态与闭合状态，夹爪装置4还包括用于驱使夹爪组件43在张开状态与闭合状态之间转换的夹爪驱动机构，其中，夹爪座绕水平左右方向延伸的第一转动中心线转动地连接于基板3的一端部上。

第二气缸5具有能够沿自身轴向相对伸缩的第二缸体51与第二伸缩杆52，第二气缸5轴向上的一端部绕第二转动中心线转动地连接于夹爪座上，第二气缸5轴向上的另一端部绕第三转动中心线转动地连接于基板3的另一端部上。第二气缸5位于基板3的后方，第二气缸5的轴心线与基板3的长度延伸方向之间呈一可变夹角β，该夹角β的角度值始终不大于45°。上述第二转动中心线、第三转动中心线与第一转动中心线相互平行，三者之间的相对位置关系参见图5中的标示，其中，该撕膜机械臂尚未开始撕膜工作的状态下，第一转动中心线对应的中心点L1位于第二转动中心线对应的中线点L2的前方，第三转动中心线对应的中心点L3位于基板3的下部。

具体地，参见各附图尤其是图2所示，夹爪座包括连接座41，以及分设于连接座41左右两侧的两组连接臂42，基板3的上端部、第二气缸5的第二伸缩杆52的伸出端分别转动地连接于连接座41上，每组连接臂42的外端部上均设有一组夹爪组件43与夹爪驱动机构。此处具体地，连接臂41包括沿左右方向延伸的横板421、自横板421的内端部向下延伸的第一侧板422，以及自横板421的外端部向下延伸的第二侧板423，第一侧板422与横板421之间还固设有加强筋424，第一侧板422与连接座41固定地连接，两组连接臂42的第一侧板422沿左右方向间距地设置，夹爪组件43及夹爪驱动机构设于第二侧板423的外侧部。

夹爪组件43包括能够相互配合的第一夹爪431与第二夹爪432，第一夹爪431与第二夹爪432这两者中的至少一者活动地设置在连接臂42上，第一夹爪431上具有第一夹持面431d，第二夹爪432上具有第二夹持面432d，第一夹持面431d与第二夹持面432d相对地设置，两者之间相互配合而形成对待撕除薄膜10的夹持。

参见图2、图4及图6所示，第一夹爪431包括一体设置或者相互固定连接的第一夹爪体431a与第一夹爪头431b，第二夹爪432包括一体设置或者相互固定连接的第二夹爪体432a与第二夹爪头432b，第一夹爪体431a与第二夹爪体432a分别自夹爪座向下延伸，第一夹爪头431b自第一夹爪体431a的下端向前延伸，第二夹爪头432b自第二夹爪体432a的下端向前延伸，第一夹持面431d形成在第一夹爪头431b上，第二夹持面432d形成在第二夹持头432b上。

本实施例中，第一夹爪431固定地设于连接臂42上，第二夹爪432能够沿竖直方向升降地设置，夹爪驱动机构为夹爪气缸44，该夹爪气缸44与第二夹爪432连接且能够驱使第二夹爪432沿竖直方向朝向或远离第一夹爪431运动，第二夹持面432d位于第一夹持面431d的上方。第一夹持面431d上还设有远离第二夹持面432d凹入的凹槽431c，第二夹持面432d上设置有朝向第一夹持面431d凸出延伸的凸出432c，上述凹槽431c与凸起432c分别设有一组或者多组，此处为分别沿前后方向间隔地设置的两组。当第一夹爪431与第二夹爪432相互闭合时，凸起432c能够对应配合地卡设在凹槽431c中，使得待撕除的薄膜10能够稳定可靠地被夹爪组件43夹持，以避免撕膜操作的过程中薄膜10从夹住组件43中滑脱。

参见各附图所示，该撕膜机械臂还包括底座6，安装座1能够沿竖直方向升降以及能够沿水平方向平移地设置在底座6上，夹爪组件43悬伸于底座6的前侧上方，以用于与待撕膜加工的电路板100予以配合进行撕膜加工。具体地，该撕膜机械臂还包括设置在底座6上且能够沿竖直方向升降运动的升降气缸7、设置在升降气缸7的顶部且由该升降气缸7驱动而能够沿上下方向升降的升降座8、以及设置在升降座8上且能够沿左右方向伸缩运动的水平移动气缸9，安装座1设置在水平移动气缸9的上方且由水平移动气缸9驱动而能够沿前后方向移动。如此，通过升降气缸7的升降运动，以及水平移动气缸9的前后移动，能够使得顶部的夹爪组件43上升至与待撕膜的电路板100同样的高度，以及靠近电路板100上的待撕除薄膜10以夹持薄膜10。其中，安装座1包括竖立部12及位于竖立部12上的安装平台11，该安装平台11的上表面呈45°向前并向上倾斜的斜面，以用于与第一气缸2的第一缸体21配合固定安装，竖立部12与水平移动气缸9的伸缩杆相互固定。

采用该自动撕膜机械臂来撕除电路板100上的薄膜10时，按照如下步骤操作：

参见图2所示，待撕膜处理的电路板100由外部的传送装置输送至撕膜加工位置，两组待撕膜处理的电路板100分别到达两组夹爪组件43的前方。夹爪组件43保持张开状态下，升降气缸7工作使得夹爪组件43的高度与待撕膜处理的电路板100中薄膜10的高度一致，使得薄膜10在高度位置上位于第一夹爪431与第二夹爪432形成的间隙之间；水平移动气缸9工作使得夹爪组件43向前逐渐靠近薄膜10，直至薄膜10位于第一夹爪431与第二夹爪432之间，夹爪气缸44工作驱使第二夹爪432向下运动，使得第一夹持面431d与第二夹持面432d相互靠近并配合而形成对薄膜10的固定夹持，随后，第一气缸2沿轴向伸长，第二气缸5同步地沿轴向伸长而驱使夹持装置4整体地向前翻转。

如此，薄膜10被夹持装置4夹持撕膜的过程中，薄膜10被夹爪组件43夹持的端部向上并向前运动，随后在第二气缸5的作用下逐渐有向下朝向电路板100靠近的趋势，使得从电路板100上先被撕除的部分薄膜10能够尽量地贴近未被撕除的部分，模仿人手工撕膜的动作方式，能够有效地避免撕膜过程中薄膜10整体受到的张力较大而导致在撕膜过程中薄膜10断裂而影响撕膜效率及质量的状况发生。该自动撕膜机械臂中，仅利用了几个气缸就完成了较为复杂的撕膜动作，成本低廉，实用性好。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动撕膜机械臂，其特征在于，所述撕膜机械臂包括：

安装座；

第一气缸，包括能够沿轴向相对伸缩的第一缸体与第一伸缩杆，所述第一缸体固定地设置在所述安装座上，所述第一伸缩杆自所述第一缸体向上并向前倾斜延伸，所述第一伸缩杆的轴心线与水平面之间呈夹角α，所述夹角α的角度值为45°±10°；

基板，所述基板的长度延伸方向与所述第一伸缩杆的轴心线延伸方向相互平行，且所述基板固设于所述第一伸缩杆上且由所述第一伸缩杆驱动而沿自身长度方向运动；

夹爪装置，包括夹爪座、设置在所述夹爪座上且具有张开状态或闭合状态的夹爪组件，以及用于驱使所述夹爪组件在所述张开状态与所述闭合状态之间转换的夹爪驱动机构，所述夹爪座绕水平方向延伸的第一转动中心线转动地连接于所述基板的上端部；

第二气缸，所述第二气缸具有能够相对伸缩的第二缸体与第二伸缩杆，所述第二气缸的一端部绕第二转动中心线转动地连接于所述夹爪座上，所述第二气缸的另一端部绕第三转动中心线转动地连接于所述基板的下端部，所述第二气缸位于所述基板的后方，所述第二转动中心线、第三转动中心线与所述第一转动中心线相互平行，所述第二气缸的轴心线与所述基板的长度延伸方向之间呈一可变夹角β，所述夹角β的角度值始终不大于45°。

2.根据权利要求1所述的自动撕膜机械臂，其特征在于：所述夹爪组件包括能够相互配合的第一夹爪与第二夹爪，所述第一夹爪与所述第二夹爪这两者中的至少一者活动地设置在所述夹爪座上，所述第一夹爪具有第一夹持面，所述第二夹爪具有第二夹持面，所述第一夹持面与所述第二夹持面相对设置，且两者之间相互配合形成对待撕除薄膜的夹持。

3.根据权利要求2所述的自动撕膜机械臂，其特征在于：所述第一夹爪包括一体设置或者相互固定连接的第一夹爪体与第一夹爪头，所述第二夹爪包括一体设置或者相互固定连接的第二夹爪体与第二夹爪头，所述第一夹爪体与所述第二夹爪体分别自所述夹爪座向下延伸，所述第一夹爪头自所述第一夹爪体的下端向前延伸，所述第二夹爪头自所述第二夹爪体的下端向前延伸，所述第一夹持面形成在所述第一夹爪头上，所述第二夹持面形成在所述第二夹持头上。

4.根据权利要求2所述的自动撕膜机械臂，其特征在于：所述第一夹持面上设有远离所述第二夹持面凹入的凹槽，所述第二夹持面上设置有朝向所述第一夹持面凸出的凸起，所述凸起与所述凹槽分别设有一组或多组，所述第一夹爪与所述第二夹爪相互闭合时，所述凸起能够配合地卡设在所述凹槽中。

5.根据权利要求2所述的自动撕膜机械臂，其特征在于：所述第一夹爪固定地设于所述夹爪座上，所述第二夹爪能够沿竖直方向升降地设置，所述夹爪驱动机构为夹爪气缸，所述夹爪气缸与所述第二夹爪连接且能够驱使所述第二夹爪沿竖直方向朝向或远离所述第一夹爪运动，所述第二夹持面位于所述第一夹持面的上方。

6.根据权利要求1至5任一项所述的自动撕膜机械臂，其特征在于：所述夹爪座包括连接座，以及分设于所述连接座左右两侧的两组连接臂，所述基板及所述第二气缸分别与所述连接座连接，每个所述连接臂的外端部上均设有所述的夹爪组件与所述的夹爪驱动机构。

7.根据权利要求6所述的自动撕膜机械臂，其特征在于：所述连接臂包括沿左右方向延伸的横板、自所述横板的内端部向下延伸的第一侧板，以及自所述横板的外端部向下延伸的第二侧板，所述第一侧板与所述连接座固定地连接，所述夹爪组件及所述夹爪驱动机构设于所述第二侧板的外侧，两组所述连接臂的所述第一侧板沿左右方向间距地设置。

8.根据权利要求1所述的自动撕膜机械臂，其特征在于：所述第一气缸还包括固设于所述第一伸缩杆上的滑座，所述滑座滑动配合地设于所述第一缸体上，所述滑座的滑动方向与所述第一伸缩杆的轴心线延伸方向相互平行，所述基板固定地设置在所述滑座上。

9.根据权利要求1所述的自动撕膜机械臂，其特征在于：所述撕膜机械臂还包括底座，所述安装座能够沿竖直方向升降以及能够沿水平方向平移地设置在所述底座上，所述夹爪组件悬伸于所述底座的前侧上方。

10.一种自动撕膜方法，其特征在于：基于权利要求1至9任一项所述的自动撕膜机械臂，其中，所述夹爪组件将待撕除的薄膜夹持住以后，所述第一气缸沿轴向伸长，所述第二气缸同步地沿轴向伸长而驱使所述夹爪装置整体地向前翻转。

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