高 鵬， 陳國(guó)澍， 趙 磊

（中電科風(fēng)華信息裝備股份有限公司， 山西 太原 030024）

引言

現(xiàn)階段隨著社會(huì)的持續(xù)發(fā)展和科技的日益進(jìn)步，LCD 產(chǎn)品在社會(huì)生活中取得了更加廣泛的應(yīng)用，在手機(jī)、平板、筆電、車(chē)載屏等領(lǐng)域，LCD 產(chǎn)品的無(wú)論是在應(yīng)用范圍還是使用數(shù)量都在持續(xù)提升。背光源模塊作為L(zhǎng)CD 產(chǎn)品的核心組件之一也配合此發(fā)展趨勢(shì)不斷推陳出新，產(chǎn)品工藝不斷改進(jìn)，組裝要求持續(xù)提升。遮光膠激活率開(kāi)始納入產(chǎn)品品質(zhì)考核范圍，遮光膠頭部翻折包邊工藝也開(kāi)始普及[1]。

目前，LED 背光源模塊已基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。傳統(tǒng)背光疊片機(jī)下料壓合機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)遮光膠進(jìn)行一次直壓同時(shí)完成遮光膠頭部膠翻折包邊動(dòng)作，存在遮光膠激活率低，鐵框立面包邊效果差，調(diào)試?yán)щy等問(wèn)題，已無(wú)法滿(mǎn)足背光單元在新工藝、新要求下的批量穩(wěn)定生產(chǎn)要求,因此，需要對(duì)原有機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

1 背光疊片機(jī)下料壓合機(jī)構(gòu)工作流程介紹

背光源模塊在前道工序完成所有膜材的組裝后，下料夾爪將產(chǎn)品夾取到壓合支撐平臺(tái)處完成位置校正，之后進(jìn)行正面加壓和遮光膠頭部翻折包邊動(dòng)作，完成后產(chǎn)品排出到流水線皮帶上。整個(gè)流程需要保證加壓完成后遮光膠激活率≥80%，遮光膠頭部翻折包邊部分與鐵框緊密貼合，整體外形尺寸在公差范圍內(nèi)且貼合面平整無(wú)褶皺。

2 傳統(tǒng)壓合機(jī)構(gòu)存在的問(wèn)題分析

如圖1 所示。壓合機(jī)構(gòu)采用懸臂式，通過(guò)手臂左右兩個(gè)位置循環(huán)搬送，下料夾爪從轉(zhuǎn)盤(pán)夾取已完成所有膜材組裝的產(chǎn)品到壓合支撐平臺(tái)處，平臺(tái)定位治具完成產(chǎn)品位置校正，壓合工位下降對(duì)遮光膠加壓，壓塊頭部對(duì)應(yīng)遮光膠翻折部分為凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，此時(shí)隨壓塊整體下壓將遮光膠頭部其向下引導(dǎo)彎折90°，包邊推入氣缸驅(qū)動(dòng)包邊治具向前推動(dòng)將遮光膠頭部下折部分貼合至膠框背面，最后通過(guò)手臂搬送將產(chǎn)品排出到流水線皮帶，全部流程完成。

圖1 傳統(tǒng)下料壓合機(jī)構(gòu)示意圖

2.1 遮光膠壓合激活率較低問(wèn)題

三個(gè)方面的原因會(huì)造成激活率難以提升。首先，下料壓合機(jī)構(gòu)手臂為懸臂式，在執(zhí)行壓合動(dòng)作時(shí)，支撐側(cè)對(duì)側(cè)位置會(huì)有上翹趨勢(shì)導(dǎo)致壓塊對(duì)遮光膠作用力在壓合平面上不均衡；其次，壓合支撐平臺(tái)由于需要給產(chǎn)品頭部遮光膠翻折包邊做避讓位，輔助支撐的效果不如整體支撐壓力均衡，會(huì)造成產(chǎn)品頭部遮光膠激活率較低；另外，壓合支撐平臺(tái)對(duì)應(yīng)產(chǎn)品中部位置需要給搬送夾爪做避讓槽，也會(huì)造成相應(yīng)位置無(wú)法激活進(jìn)而影響整體激活率。

2.2 遮光膠頭部翻折包邊效果較差問(wèn)題

傳統(tǒng)下料壓合機(jī)構(gòu)翻折包邊方式為：壓塊頭部對(duì)應(yīng)遮光膠翻折部分為凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，用做鐵框立面包邊引導(dǎo)，壓塊整體下降壓合的同時(shí)將包邊膠向下引導(dǎo)彎折90°，然后平推機(jī)構(gòu)完成鐵框背面的包膠貼附。這種模式存在三個(gè)問(wèn)題點(diǎn)：壓合支撐平臺(tái)避讓翻折包邊機(jī)構(gòu)位置造成的支撐力不均衡會(huì)影響遮光膠整體激活率；壓塊上的引導(dǎo)凸臺(tái)將包邊膠引導(dǎo)下壓時(shí)對(duì)鐵框立面無(wú)擠壓會(huì)造成最終立面空隙較大而非緊密貼合，影響最終成品尺寸；鐵框下表面包邊的平推動(dòng)作使用專(zhuān)用治具表面貼附軟性材料對(duì)包邊膠進(jìn)行擠壓貼附，平整度調(diào)節(jié)困難容易造成貼附完成后包邊膠產(chǎn)生褶皺，且不耐磨損需要頻繁更換軟性材料無(wú)法應(yīng)對(duì)大批量穩(wěn)定生產(chǎn)。

2.3 機(jī)構(gòu)調(diào)試?yán)щy問(wèn)題

傳統(tǒng)下料壓合機(jī)構(gòu)的搬送夾爪位置、支撐平臺(tái)定位位置、壓合位置、遮光膠包邊位置在機(jī)構(gòu)里面的空間重合且各位置互相關(guān)聯(lián)，操作空間較小，其中任何一個(gè)位置的變動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致其他位置重新調(diào)整，給調(diào)試流程帶來(lái)很大的困難。

3 壓合機(jī)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)

改進(jìn)后下料壓合機(jī)構(gòu)如圖2 所示，壓合動(dòng)作分解為兩次，產(chǎn)品搬送動(dòng)作也分解為兩次且分別作用于產(chǎn)品上下表面，包邊機(jī)構(gòu)獨(dú)立于壓塊之外單獨(dú)執(zhí)行，末端排出夾爪增加旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。

圖2 改進(jìn)后下料壓合機(jī)構(gòu)示意圖

3.1 使用兩次壓合保障遮光膠激活率

新機(jī)構(gòu)使用兩次壓合且兩次壓合機(jī)構(gòu)支撐均使用龍門(mén)架式結(jié)構(gòu)，保證加壓時(shí)壓塊對(duì)遮光膠輸出壓力在壓合平面方向上保持均衡。第一次壓合時(shí)，支撐平臺(tái)僅需給搬送夾爪做避讓槽，可以保證產(chǎn)品正面除夾爪避讓位外所有位置的遮光膠激活。第二次壓合時(shí)，產(chǎn)品搬送方式改為從下表面托舉搬動(dòng)，支撐平臺(tái)無(wú)需做夾爪避讓槽，保證第一次壓合時(shí)夾爪避讓位置的遮光膠激活。通過(guò)改進(jìn)，保證加壓時(shí)壓塊對(duì)遮光膠作用力保持均衡的同時(shí)將遮光膠的激活分解為獨(dú)立的兩個(gè)部分互相補(bǔ)充且互不干涉，從而保證整體激活率滿(mǎn)足要求。

3.2 遮光膠頭部翻折包邊改為獨(dú)立機(jī)構(gòu)進(jìn)行

新機(jī)構(gòu)翻折包邊動(dòng)作流程如下：產(chǎn)品在完成第一次壓合動(dòng)作后，壓塊1 吸取產(chǎn)品上升的同時(shí)隨搬送手臂運(yùn)動(dòng)至右位，此時(shí)支撐平臺(tái)2 運(yùn)動(dòng)到左位在下方收取產(chǎn)品，之后將產(chǎn)品托舉搬送至壓合2 下方，在第二次壓合對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行二次壓合的同時(shí)執(zhí)行遮光膠頭部翻折包邊。新機(jī)構(gòu)鐵框立面包邊獨(dú)立于壓塊之外，支撐平臺(tái)2 完成產(chǎn)品位置校正后，壓塊2 下降壓緊產(chǎn)品正面，然后使用單獨(dú)氣缸驅(qū)動(dòng)軟膠輥向下運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)遮光膠頭部包膠向下彎折90°完成包邊膠與鐵框立面的緊密貼合。之后產(chǎn)品頭部對(duì)應(yīng)平推氣缸驅(qū)動(dòng)軟膠輥在水平方向上前推至鐵框下表面，引導(dǎo)包邊膠完成鐵框背面的貼附，該平推軟膠輥兩側(cè)支撐采用浮動(dòng)式結(jié)構(gòu)可以與鐵框背板自適應(yīng)找平，降低調(diào)試難度的同時(shí)防止包邊貼附過(guò)程中膠片產(chǎn)生褶皺。

通過(guò)上述方式的機(jī)構(gòu)改進(jìn)，遮光膠包邊過(guò)程向下和鐵框背面平推都使用了軟膠輥引導(dǎo)，確保貼附效果滿(mǎn)足要求，而且此種改進(jìn)方式給翻折包邊調(diào)試留出了足夠的操作空間方便機(jī)構(gòu)在生產(chǎn)過(guò)程中的微調(diào)或產(chǎn)品換型調(diào)試。

3.3 優(yōu)化產(chǎn)品搬送排出機(jī)構(gòu)

產(chǎn)品從轉(zhuǎn)盤(pán)到支撐平臺(tái)1 使用常規(guī)上方夾取搬送方式，支撐平臺(tái)2 為模組驅(qū)動(dòng)兼做搬送平臺(tái)使用，通過(guò)左右兩個(gè)位置實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品從下方托舉搬送，如此壓合2 位置無(wú)需再做夾爪避讓位，同時(shí)實(shí)現(xiàn)將翻折包邊機(jī)構(gòu)在空間上獨(dú)立出來(lái)。壓合完成后，末端皮帶上方為旋轉(zhuǎn)、夾取氣缸組合結(jié)構(gòu)，可以滿(mǎn)足對(duì)產(chǎn)品排出方向自由指定的要求。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)背光疊片機(jī)下料壓合機(jī)構(gòu)改進(jìn)后的新機(jī)構(gòu)已投入實(shí)際生產(chǎn)中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)效果跟蹤對(duì)比，新機(jī)構(gòu)已解決傳統(tǒng)壓合機(jī)構(gòu)存在的各項(xiàng)問(wèn)題，遮光膠激活率可以做到≥80%；遮光膠翻折包邊可以保證膠條和鐵框緊密平整貼合，成品尺寸控制到公差范圍內(nèi)；該機(jī)構(gòu)產(chǎn)品換型調(diào)試難度明顯降低，調(diào)試時(shí)間由1 h 縮短至約0.5 h。驗(yàn)證新機(jī)構(gòu)能夠滿(mǎn)足背光單元在新工藝、新要求下的批量穩(wěn)定生產(chǎn)需求。