一种背光单元下料压合机构的优化改进

高 鹏， 陈国澍， 赵 磊

（中电科风华信息装备股份有限公司， 山西 太原 030024）

引言

现阶段随着社会的持续发展和科技的日益进步，LCD 产品在社会生活中取得了更加广泛的应用，在手机、平板、笔电、车载屏等领域，LCD 产品的无论是在应用范围还是使用数量都在持续提升。背光源模块作为LCD 产品的核心组件之一也配合此发展趋势不断推陈出新，产品工艺不断改进，组装要求持续提升。遮光胶激活率开始纳入产品品质考核范围，遮光胶头部翻折包边工艺也开始普及[1]。

目前，LED 背光源模块已基本实现自动化生产。传统背光叠片机下料压合机构在运行过程中，对遮光胶进行一次直压同时完成遮光胶头部胶翻折包边动作，存在遮光胶激活率低，铁框立面包边效果差，调试困难等问题，已无法满足背光单元在新工艺、新要求下的批量稳定生产要求,因此，需要对原有机构进行优化改进。

1 背光叠片机下料压合机构工作流程介绍

背光源模块在前道工序完成所有膜材的组装后，下料夹爪将产品夹取到压合支撑平台处完成位置校正，之后进行正面加压和遮光胶头部翻折包边动作，完成后产品排出到流水线皮带上。整个流程需要保证加压完成后遮光胶激活率≥80%，遮光胶头部翻折包边部分与铁框紧密贴合，整体外形尺寸在公差范围内且贴合面平整无褶皱。

2 传统压合机构存在的问题分析

如图1 所示。压合机构采用悬臂式，通过手臂左右两个位置循环搬送，下料夹爪从转盘夹取已完成所有膜材组装的产品到压合支撑平台处，平台定位治具完成产品位置校正，压合工位下降对遮光胶加压，压块头部对应遮光胶翻折部分为凸台结构，此时随压块整体下压将遮光胶头部其向下引导弯折90°，包边推入气缸驱动包边治具向前推动将遮光胶头部下折部分贴合至胶框背面，最后通过手臂搬送将产品排出到流水线皮带，全部流程完成。

图1 传统下料压合机构示意图

2.1 遮光胶压合激活率较低问题

三个方面的原因会造成激活率难以提升。首先，下料压合机构手臂为悬臂式，在执行压合动作时，支撑侧对侧位置会有上翘趋势导致压块对遮光胶作用力在压合平面上不均衡；其次，压合支撑平台由于需要给产品头部遮光胶翻折包边做避让位，辅助支撑的效果不如整体支撑压力均衡，会造成产品头部遮光胶激活率较低；另外，压合支撑平台对应产品中部位置需要给搬送夹爪做避让槽，也会造成相应位置无法激活进而影响整体激活率。

2.2 遮光胶头部翻折包边效果较差问题

传统下料压合机构翻折包边方式为：压块头部对应遮光胶翻折部分为凸台结构，用做铁框立面包边引导，压块整体下降压合的同时将包边胶向下引导弯折90°，然后平推机构完成铁框背面的包胶贴附。这种模式存在三个问题点：压合支撑平台避让翻折包边机构位置造成的支撑力不均衡会影响遮光胶整体激活率；压块上的引导凸台将包边胶引导下压时对铁框立面无挤压会造成最终立面空隙较大而非紧密贴合，影响最终成品尺寸；铁框下表面包边的平推动作使用专用治具表面贴附软性材料对包边胶进行挤压贴附，平整度调节困难容易造成贴附完成后包边胶产生褶皱，且不耐磨损需要频繁更换软性材料无法应对大批量稳定生产。

2.3 机构调试困难问题

传统下料压合机构的搬送夹爪位置、支撑平台定位位置、压合位置、遮光胶包边位置在机构里面的空间重合且各位置互相关联，操作空间较小，其中任何一个位置的变动都会导致其他位置重新调整，给调试流程带来很大的困难。

3 压合机构改进设计

改进后下料压合机构如图2 所示，压合动作分解为两次，产品搬送动作也分解为两次且分别作用于产品上下表面，包边机构独立于压块之外单独执行，末端排出夹爪增加旋转动作。

图2 改进后下料压合机构示意图

3.1 使用两次压合保障遮光胶激活率

新机构使用两次压合且两次压合机构支撑均使用龙门架式结构，保证加压时压块对遮光胶输出压力在压合平面方向上保持均衡。第一次压合时，支撑平台仅需给搬送夹爪做避让槽，可以保证产品正面除夹爪避让位外所有位置的遮光胶激活。第二次压合时，产品搬送方式改为从下表面托举搬动，支撑平台无需做夹爪避让槽，保证第一次压合时夹爪避让位置的遮光胶激活。通过改进，保证加压时压块对遮光胶作用力保持均衡的同时将遮光胶的激活分解为独立的两个部分互相补充且互不干涉，从而保证整体激活率满足要求。

3.2 遮光胶头部翻折包边改为独立机构进行

新机构翻折包边动作流程如下：产品在完成第一次压合动作后，压块1 吸取产品上升的同时随搬送手臂运动至右位，此时支撑平台2 运动到左位在下方收取产品，之后将产品托举搬送至压合2 下方，在第二次压合对应位置进行二次压合的同时执行遮光胶头部翻折包边。新机构铁框立面包边独立于压块之外，支撑平台2 完成产品位置校正后，压块2 下降压紧产品正面，然后使用单独气缸驱动软胶辊向下运动引导遮光胶头部包胶向下弯折90°完成包边胶与铁框立面的紧密贴合。之后产品头部对应平推气缸驱动软胶辊在水平方向上前推至铁框下表面，引导包边胶完成铁框背面的贴附，该平推软胶辊两侧支撑采用浮动式结构可以与铁框背板自适应找平，降低调试难度的同时防止包边贴附过程中胶片产生褶皱。

通过上述方式的机构改进，遮光胶包边过程向下和铁框背面平推都使用了软胶辊引导，确保贴附效果满足要求，而且此种改进方式给翻折包边调试留出了足够的操作空间方便机构在生产过程中的微调或产品换型调试。

3.3 优化产品搬送排出机构

产品从转盘到支撑平台1 使用常规上方夹取搬送方式，支撑平台2 为模组驱动兼做搬送平台使用，通过左右两个位置实现对产品从下方托举搬送，如此压合2 位置无需再做夹爪避让位，同时实现将翻折包边机构在空间上独立出来。压合完成后，末端皮带上方为旋转、夹取气缸组合结构，可以满足对产品排出方向自由指定的要求。

4 结语

对背光叠片机下料压合机构改进后的新机构已投入实际生产中，通过现场生产效果跟踪对比，新机构已解决传统压合机构存在的各项问题，遮光胶激活率可以做到≥80%；遮光胶翻折包边可以保证胶条和铁框紧密平整贴合，成品尺寸控制到公差范围内；该机构产品换型调试难度明显降低，调试时间由1 h 缩短至约0.5 h。验证新机构能够满足背光单元在新工艺、新要求下的批量稳定生产需求。