移動電話液晶屏全自動焊接機的設計*

□ 王 領 □ 王 蔓 □ 張 東 □ 張成爽 □ 王新霞

1.日照國嶠黃越汽車零部件有限公司 山東日照 276514 2.山東梅拉德能源動力科技有限公司 山東濰坊 262404 3.山東省電子信息產品檢驗院 濟南 250014

1 設計背景

目前,隨著移動電話行業的飛速發展,液晶顯示模組作為顯示部件已經被廣泛應用,尤以液晶屏模組和觸摸液晶屏模組兩種結構形式居多[1]。液晶屏模組組裝完成后,需要對背光引腳和柔性電路板焊盤進行上錫焊接或熱壓焊[2],焊接位置如圖1所示。焊接完成之后,還要經過一系列工序操作及質量檢驗,然后才可以進行后續裝配。現有的焊接工序基本都由人工進行焊接,焊接效率低,產品單一,制造柔性差[3],且焊接質量差,無法滿足高效焊接的要求。對此,筆者設計了移動電話液晶屏全自動焊接機,在電控系統的控制下,通過機械、電子、軟件三大部分的高效配合來完成焊接工序,不僅能夠節省焊接時間,而且可以顯著提高工作效率和工作質量[4]。

2 設計思路

對焊接工序進行研究,分析工人在進行焊接操作時的動作,綜合考慮各方面因素,確定移動電話液晶屏全自動焊接機需要具備的功能,并對現有焊接工序的不合理之處進行改進[5-6]。

▲圖1 液晶屏模組焊接位置

移動電話液晶屏全自動焊接機應用于2～8 in(1 in=2.54 cm)液晶屏背光引腳和柔性電路板焊盤的焊接,兼容帶觸摸屏和不帶觸摸屏兩種產品形式,需要具備的功能包括自動上料、自動下料、自動翻轉、電荷耦合器件對位糾偏、自動焊接、自動清潔、檢測、焊接絕緣膠帶貼附等,并可兼容拖焊和脈沖熱壓焊兩種方式。

3 結構

由于受到物流運輸與加工工藝的限制,將移動電話液晶屏全自動焊接機設計為3.8 m長大架臺和1.2 m長小架臺兩部分,兩部分可以組裝為一個整體使用。大架臺主要實現物料傳輸及焊接功能,包括氣缸、直線導軌、直線軸承等驅動和導向元件,組成直線型布置形式。小架臺主要實現對焊后物料進行處理,采用回轉型布置方式,實現回轉定位[7-8]。

移動電話液晶屏全自動焊接機各工位情況如圖2所示。

▲圖2 移動電話液晶屏全自動焊接機工位

4 工作流程

移動電話液晶屏全自動焊接機的工作流程如圖3所示。

▲圖3 移動電話液晶屏全自動焊接機工作流程

5 時序圖

為滿足所設定的生產節拍,需要確定應用移動電話液晶屏全自動焊接機后上下料、載臺清潔、烙鐵頭校準等的動作順序,以及焊接通道的數量與次序。移動電話液晶屏全自動焊接機時序圖如圖4所示,通過時序圖,可以計算生產節拍,時序圖同時也是電氣工程師加工編程的重要依據。

▲圖4 移動電話液晶屏全自動焊接機時序圖

6 結束語

目前,在移動電話的生產組裝過程中,除焊接工序外都已經實現了自動化。焊接工序中,柔性電路板手工焊接的效率嚴重制約著移動電話液晶顯示模組的產能。筆者設計的移動電話液晶屏全自動焊接機結構緊湊,占用空間小,造價低,兼容性強,可以滿足不同產線布局和不同上下料位置的要求,進而提高生產效率和生產質量。

移動電話液晶屏全自動焊接機已在多家企業中得到應用,效果良好,并獲得國家發明專利授權[9]。