一种用于键盘膜的自动超声波焊接卸料设备技术领域
本发明涉及一种用于键盘膜的自动超声波焊接卸料设备。
背景技术
薄膜键盘以成本低、工艺简单和手感好等优势占有着绝大部分市场，日常生活中
所使用的键盘基本都是薄膜键盘。通过查看薄膜电路，可以发现薄膜电路是由上、中、下三
层组成，其中上下两层均为控制电路层，即导电薄膜，是使用导电涂料在薄膜印刷出电路，
并在按键的下方都设有相应的触点；中间一层为隔离层，即键盘膜，在键部分同样设有圆形
触点(或挖空形成孔)，在按下键帽时，实现上下两层电路的联通，产生出相应的信号。
传统的键盘膜的焊接工作和焊接好后的叠放工作均由人工操作完成，工人把三层
键盘薄膜手工叠起来放整齐，然后放到超声波焊接机上，操作焊接机进行焊接，最好还需要
对焊接好后的薄膜进行整齐叠放。传统的键盘薄膜的焊接工艺以及叠放薄膜的工序具有高
人工成本、低生产效率和对工人技艺的依赖性强等缺点。随着我国人口红利的消失，劳动力
价格上涨是必然趋势对传统制造业的自动化改造也因此成为一个人热门的趋势。
发明内容
本发明的目的是为了解决传统叠膜焊接工艺高人工成本、低生产效率和对工人技
艺的依赖性强等等问题，提供一种用于键盘膜的自动超声波焊接卸料设备。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：一种用于键盘膜的自动超
声波焊接卸料设备，包括基座以及安装在基座上的焊接机、焊接工作台、键盘膜托盘、运膜
机构和取卸膜机构，所述焊接机安装基座上，所述焊接工作台安装在焊接机的焊接头的正
下方，所述运膜机构安装在焊接机下方并位于焊接工作台的一侧，所述取卸膜机构安装在
运膜机构上方，该取卸膜机构先将盛有键盘膜的键盘膜托盘送至运膜机构，再由运膜机构
将键盘膜托盘及键盘膜送至焊接工作台由焊接机对键盘膜进行焊接处理，焊接完成后运膜
机构带动键盘膜托盘及键盘膜回复至起始位置，之后取卸膜机构则进行取卸膜操作。
所述运膜机构包括运膜电缸和支撑结构，所述运膜电缸设置在基座上并位于焊接
工作台一侧，所述支撑结构包括两个支撑定位板、两个分别设置磁性开关的升降气缸以及
运膜固定板，所述运膜固定板与运膜电缸连接，所述两个升降气缸分别竖直向上安装在所
述运膜固定板的两侧，所述两个支撑定位板分别安装在两个升降气缸输出端上并呈水平状
态，取卸膜机构将键盘膜托盘运至运膜机构上方，两个升降气缸驱动两个支撑定位板上升
承托键盘膜托盘，而后运膜电缸驱动整个支撑结构往焊接工作台运动将键盘膜托盘运至焊
接工作台。
进一步地，所述两个支撑定位板的上表面分别设置至少两个定位销，相应地，所述
键盘膜托盘于相应的位置设置定位孔，所述定位孔与定位销适配配合，使键盘膜托盘放置
在两个支撑定位板上，使得键盘膜托盘在运送过程中更加稳定。
所述取卸膜机构包括X轴电缸、取卸膜气缸和取料盘，所述X轴电缸设置在基座的
顶梁上并位于运膜机构上方，所述取卸膜气缸与X轴电缸连接并竖直向下设置，由X轴电缸
驱动取卸膜气缸沿X轴作往复运动，所述取料盘与取卸膜气缸的输出端连接，由取卸膜气缸
驱动气在竖直方向上作往复运动，所述取料盘上设置数个吸盘及电磁铁，用于吸附键盘膜
托盘及键盘膜。所述卸膜机构还包括磁性开关，所述磁性开关设置在卸膜气缸上。
所述焊接工作台包括两个相对设置的承托台以及位于所述两个承托台之间的焊
接支撑柱，所述承托台设置压紧机构，该压紧机构包括压紧升降气缸以及压板，所述压板设
置在压紧升降气缸的输出端由压紧升降气缸驱动在垂直线上的升降运动，所述压紧机构在
待机状态时，压紧升降气缸将压板升至最高点，使之高于运膜机构，待运膜机构将键盘膜托
盘运送至焊接工作台承托台的上方，在运膜机构的支撑结构下降将键盘膜托盘放置于承托
台上的同时，压紧升降气缸带动压板下降将键盘膜托盘和键盘膜压紧。所述压紧机构还包
括磁性开关，所述磁性开关设置在压紧升降气缸上。
本实施例还包括卸料台，其设置在运膜机构的一侧并位于取卸膜机构行程内，在
焊接结束后，运膜机构带动键盘膜托盘回复至起始位置，取卸膜机构的取料盘的电磁铁吸
起托盘并将其送至卸料台上放下而后气动吸盘继续键盘膜取卸料操作。
本发明具有以下优点：
1.本发明提供的用于键盘膜的自动超声波焊接卸料设备可以实现自动超声波焊接和
卸料，大大提高生产效率，满足工艺需求，整体结构简单、生产制造容易、维护方便。
2.本发明在焊接工作台、运膜机构和取卸膜机构均设置磁性开关，通过磁性开关
的感应可以保证工序到位以及使得焊接的节拍的完美配合，防止机械机构间发生因节拍不
配合产生碰撞或者危险。通过气动吸盘和电磁铁的巧妙设计可以实现对焊接好的三层键盘
膜的自动取膜和卸料，通过和超声波焊接机的集中控制可以实现自动超声波焊接。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
图1是本发明实施例的用于键盘膜的自动超声波焊接卸料设备总体结构示意图；
图2是本发明实施例的用于键盘膜的自动超声波焊接卸料设备总体结构示意图；
图3是本发明实施例的运膜机构示意图；
图4是本发明实施例的取卸膜机构示意图；
图5是本发明实施例的第一承托台的结构示意图；
图6是本发明实施例的第二承托台的结构示意图。
图中所示，1. X轴电缸，2. 第一支撑定位板，3. 焊接头，4. 键盘膜托盘，5. 焊接
机，6. 卸料台，7. 焊接机固定座,8. 取料盘，9. 基座，10. 脚架，11. 第一电控柜，12. 运
膜电缸，13第一承托台，14.第一压紧升降气缸，15.第一压紧磁性开关，16. 第二电控柜，
17. 焊接支撑柱，18. 第二承托台，19. 第二压紧升降气缸，20. 第二压紧磁性开关，21.
第一运膜升降气缸，22. 第二支撑定位板，23. 第一运膜磁性开关，24. 第二运膜升降气
缸，25. 运膜固定板，26. 第一定位销，27. 取卸膜气缸，28. 取卸膜磁性开关，29. 电磁
铁，30. 气动吸盘，31. 滑动槽固定件，32.第二定位销，33. 第二运膜磁性开关，91. 取卸
膜机构安装台，92. 安装平台，140.第一压板，190.第二压板。
具体实施方式
实施例1
如图1和图2所示的用于键盘膜的自动超声波焊接卸料设备，包括基座9、超声波焊接机
5、焊接工作台、键盘膜托盘4、运膜机构和取卸膜机构。超声波焊接机5、焊接工作台、键盘膜
托盘4、运膜机构和取卸膜机构均安装在基座9上。基座9具有安装平台92、位于安装平台92
下方的第一电控柜11和第二电控柜16、位于安装平台92上方的取卸膜机构安装台91。基座9
的底部设置数个脚架10。超声波焊接机5通过焊接机固定座7安装在基座9的安装平台92上，
焊接工作台安装在焊接机的焊接头3的正下方，运膜机构安装在焊接机5下方并位于焊接工
作台的一侧，焊接工作台与运膜机构沿Y轴依次排列。取卸膜机构安装在取卸膜机构安装台
91上并位于运膜机构上方，取卸膜机构先将键盘膜托盘4送至运膜机构，再由运膜机构将键
盘膜托盘4送至焊接工作台由焊接机5对键盘膜进行焊接处理。
如图1~2和图5~6所示，焊接工作台包括两个相对设置的承托台以及位于两个承托
台之间的焊接支撑柱17，两个承托台和焊接支撑柱17沿Y轴排列。两个承托台分别为第一承
托台13和第二承托台18。两个承托台的结构相同，下面以第一承托台18为例进行详细描述。
第一承托台18设置压紧机构，该压紧机构包括第一压紧升降气缸14以及用于将键盘膜托盘
4压紧的第一压板140。第一压板140设置在第一压紧升降气缸14的输出端由第一压紧升降
气缸14驱动在垂直线上的升降运动。第一压紧升降气缸14上还设置压紧磁性开关15，用于
检测和判断第一压板140是否将键盘膜托盘4和键盘膜压紧。压紧机构在初始状态时，即待
机时，第一压紧升降气缸14和第二压紧升降气缸19分别将第一压板140和第二压板190升至
最高点，使之高于运膜机构，待运膜机构将键盘膜托盘4运送至焊接工作台的两承托台上
方，在运膜机构的支撑结构下降将键盘膜托盘4放置两个承托台上的同时，两个压紧升降气
缸分别带动两个压板下降将键盘膜托盘4和键盘膜压紧。
如图1-3所示，运膜机构包括运膜电缸12和支撑结构， 运膜电缸12设置在基座9上
并位于焊接工作台一侧。如图3所示，支撑结构包括第一支撑定位板2、第二支撑定位板22、
第一运膜升降气缸21、第二运膜升降气缸24和运膜固定板25，运膜固定板25为U形件，其固
定在运膜电缸12上，第一运膜升降气缸21和第二运膜升降气缸24相对安装在运膜固定板25
的两竖直边上，而且每个运膜升降气缸均竖直向上安装，第一支撑定位板2和第二支撑定位
板22分别安装在第一运膜升降气缸21和第二运膜升降气缸24的输出端上并呈水平状态。每
个支撑定位板上均设置两个定位销，分别是第一支撑定位板2上的第一定位销26，第二支撑
定位板22上的第二定位销32。键盘膜托盘4于相对应的位置设置4个定位孔，键盘膜托盘4的
定位孔与定位销之间为过渡配合，使键盘膜托盘4稳固放置在支撑定位板上。第一运膜升降
气缸21和第二运膜升降气缸24上分别设置第一运膜磁性开关23和第二运膜磁性开关33，用
于检测运膜升降气缸的工作状态，放置运膜机构运动到焊接点时与焊接支撑柱17相碰撞。
如图1和4所示，取卸膜机构包括X轴电缸1、取卸膜气缸27和取料盘8，X轴电缸1设
置在基座9的取卸膜机构安装台91上。取卸膜机构安装台91上在X轴电缸1一侧开设沿X轴设
置的滑动槽，取卸膜气缸27通过穿过该滑动槽固定件31与X轴电缸1连接，取卸膜气缸27竖
直向下设置，取料盘8与取卸膜气缸27的输出端连接，由取卸膜气缸27驱动其在竖直线上作
往复运动。取料盘8设置数个气动吸盘30，其下表面还设置4个电磁铁29，用于吸附键盘膜托
盘4及键盘膜。取卸膜气缸27设置取卸膜磁性开关28，用于检测取卸膜气缸27的动作是否到
位。
本实施例还包括卸料台6，其设置在运膜机构的一侧并位于取卸膜机构行程内，在
焊接结束后，运膜机构带动键盘膜托盘4回复至起始位置，取卸膜机构的取料盘8的电磁铁
29吸起键盘膜托盘4并将其送至卸料台6上放下而后气动吸盘30完成键盘膜取卸料操作。
在自动生产过程中，首先，第一运膜升降气缸21和第二运膜升降气缸24进行上升
运动，将键盘膜托盘 4举起；然后运膜电缸 12驱动运膜机构到达焊接点位置，第一运膜升
降气缸21和第二运膜升降气缸24进行下降运动，使得键盘膜托盘 4降落到焊接工作台的第
一承托台13和第二承托台18的表面上，同时第一压紧气缸14和第二压紧气缸19下降，第一
压板140和第二压板190压紧键盘膜托盘4和键盘膜，通过第一磁性开关15和第二磁性开关
20的信号判断是否压紧键盘膜托盘 4。焊接完后，第一压紧气缸 14和第二压紧气缸 19同
时执行上升动作。然后，第一运膜升降气缸21和第二运膜升降气缸24同时执行上升动作。接
着，运膜电缸 12驱动运膜机构复位至起始位置。随后，X轴电缸 1驱动取料盘 8到达键盘膜
托盘 4正上方后，取卸膜气缸 27下降，取料盘 8上的电磁铁 29将键盘膜托盘 4吸起，然后
取卸膜气缸 27做上升运动。随后，X轴电缸 1驱动取料盘 8到达卸料台 6正上方后将键盘
膜托盘 4放下，同时气动吸盘 30执行抽真空动作，可将键盘膜牢牢吸住然后完成卸料。依
此进行循环工作直至键盘膜物料处理完全。
本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识
和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式
的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之中。