高 鵬， 陳國澍， 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)階段隨著社會的持續(xù)發(fā)展和科技的日益進(jìn)步，LCD 產(chǎn)品在社會生活中取得了更加廣泛的應(yīng)用，在手機(jī)、平板、筆電、車載屏等領(lǐng)域，LCD 產(chǎn)品的無論是在應(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LCD 產(chǎn)品的核心組件之一也配合此發(fā)展趨勢不斷推陳出新，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始普及[1]。

目前，LED 背光源模塊已基本實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。傳統(tǒng)背光疊片機(jī)下料壓合機(jī)構(gòu)在運行過程中，對遮光膠進(jìn)行一次直壓同時完成遮光膠頭部膠翻折包邊動作，存在遮光膠激活率低，鐵框立面包邊效果差，調(diào)試?yán)щy等問題，已無法滿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作，完成后產(chǎn)品排出到流水線皮帶上。整個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)且貼合面平整無褶皺。

2 傳統(tǒng)壓合機(jī)構(gòu)存在的問題分析

如圖1 所示。壓合機(jī)構(gòu)采用懸臂式，通過手臂左右兩個位置循環(huán)搬送，下料夾爪從轉(zhuǎn)盤夾取已完成所有膜材組裝的產(chǎn)品到壓合支撐平臺處，平臺定位治具完成產(chǎn)品位置校正，壓合工位下降對遮光膠加壓，壓塊頭部對應(yīng)遮光膠翻折部分為凸臺結(jié)構(gòu)，此時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)動包邊治具向前推動將遮光膠頭部下折部分貼合至膠框背面，最后通過手臂搬送將產(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題

三個方面的原因會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)行壓合動作時，支撐側(cè)對側(cè)位置會有上翹趨勢導(dǎo)致壓塊對遮光膠作用力在壓合平面上不均衡；其次，壓合支撐平臺由于需要給產(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，會造成產(chǎn)品頭部遮光膠激活率較低；另外，壓合支撐平臺對應(yīng)產(chǎn)品中部位置需要給搬送夾爪做避讓槽，也會造成相應(yīng)位置無法激活進(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題

傳統(tǒng)下料壓合機(jī)構(gòu)翻折包邊方式為：壓塊頭部對應(yīng)遮光膠翻折部分為凸臺結(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。這種模式存在三個問題點：壓合支撐平臺避讓翻折包邊機(jī)構(gòu)位置造成的支撐力不均衡會影響遮光膠整體激活率；壓塊上的引導(dǎo)凸臺將包邊膠引導(dǎo)下壓時對鐵框立面無擠壓會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作使用專用治具表面貼附軟性材料對包邊膠進(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法應(yīng)對大批量穩(wěn)定生產(chǎn)。

2.3 機(jī)構(gòu)調(diào)試?yán)щy問題

傳統(tǒng)下料壓合機(jī)構(gòu)的搬送夾爪位置、支撐平臺定位位置、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，其中任何一個位置的變動都會導(dǎo)致其他位置重新調(diào)整，給調(diào)試流程帶來很大的困難。

3 壓合機(jī)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計

改進(jìn)后下料壓合機(jī)構(gòu)如圖2 所示，壓合動作分解為兩次，產(chǎn)品搬送動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)獨立于壓塊之外單獨執(zhí)行，末端排出夾爪增加旋轉(zhuǎn)動作。

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)支撐均使用龍門架式結(jié)構(gòu)，保證加壓時壓塊對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，支撐平臺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，產(chǎn)品搬送方式改為從下表面托舉搬動，支撐平臺無需做夾爪避讓槽，保證第一次壓合時夾爪避讓位置的遮光膠激活。通過改進(jìn)，保證加壓時壓塊對遮光膠作用力保持均衡的同時將遮光膠的激活分解為獨立的兩個部分互相補充且互不干涉，從而保證整體激活率滿足要求。

3.2 遮光膠頭部翻折包邊改為獨立機(jī)構(gòu)進(jìn)行

新機(jī)構(gòu)翻折包邊動作流程如下：產(chǎn)品在完成第一次壓合動作后，壓塊1 吸取產(chǎn)品上升的同時隨搬送手臂運動至右位，此時支撐平臺2 運動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，在第二次壓合對應(yīng)位置進(jìn)行二次壓合的同時執(zhí)行遮光膠頭部翻折包邊。新機(jī)構(gòu)鐵框立面包邊獨立于壓塊之外，支撐平臺2 完成產(chǎn)品位置校正后，壓塊2 下降壓緊產(chǎn)品正面，然后使用單獨氣缸驅(qū)動軟膠輥向下運動引導(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)品頭部對應(yīng)平推氣缸驅(qū)動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)試難度的同時防止包邊貼附過程中膠片產(chǎn)生褶皺。

通過上述方式的機(jī)構(gòu)改進(jìn)，遮光膠包邊過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)盤到支撐平臺1 使用常規(guī)上方夾取搬送方式，支撐平臺2 為模組驅(qū)動兼做搬送平臺使用，通過左右兩個位置實現(xiàn)對產(chǎn)品從下方托舉搬送，如此壓合2 位置無需再做夾爪避讓位，同時實現(xiàn)將翻折包邊機(jī)構(gòu)在空間上獨立出來。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)，可以滿足對產(chǎn)品排出方向自由指定的要求。

4 結(jié)語

對背光疊片機(jī)下料壓合機(jī)構(gòu)改進(jìn)后的新機(jī)構(gòu)已投入實際生產(chǎn)中，通過現(xiàn)場生產(chǎn)效果跟蹤對比，新機(jī)構(gòu)已解決傳統(tǒng)壓合機(jī)構(gòu)存在的各項問題，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)試時間由1 h 縮短至約0.5 h。驗證新機(jī)構(gòu)能夠滿足背光單元在新工藝、新要求下的批量穩(wěn)定生產(chǎn)需求。