CN110415615A - 一种薄膜面板贴装装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种薄膜面板贴装装置,所述装置包括:器件周转模块,其设有承托制具;所述承托制具用于承托器件,且能随所述器件周转模块旋转;薄膜面板供料模块,其设有存储仓;所述存储仓用于存放多张面板单元,各张面板单元包括多个薄膜面板;视觉***,用于获取第一位置信息和第二位置信息;其中,所述第一位置信息包括所述器件的位置信息,所述第二位置信息包括所述多个薄膜面板的其中一个已被自动操作装置取出的薄膜面板的位置信息;自动操作装置,用从所述薄膜面板供料模块取下其中一个薄膜面板,并将所述薄膜面板送至所述第二位置信息对应的位置处,还用于根据所述第一位置信息及第二位置信息,将所述待贴装薄膜面板贴装于所述器件上。
Description
技术领域
本发明涉及智能设备领域,特别是涉及一种薄膜面板贴装装置。
背景技术
随着电子技术不断进步以及智能电子电器的蓬勃发展,数码显示屏被应用于越来越多类别的电器产品上。现今,数码显示屏作为电器信息的输出模块,在产品外观以及使用舒适性方面被寄予了越来越高的要求。
随着市场对数码显示屏外观、功能及其它方面要求的不断增加,显示屏生产厂家的生产难点愈加显现于显示屏面板的贴装技术。
但是,在现有技术中,显示屏面板的贴装效率非常低,贴装精度无法得到保证,贴装质量不可控,而且贴装过程因不够智能化而过度依赖人工操作。因此,用于亟需一款智能化的薄膜面板贴装设备,以提升薄膜面板的贴装效率、精度、及质量。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明要解决的技术问题在于提供一种薄膜面板贴装装置,用于解决现有技术中显示屏面板的贴装效率非常低,贴装精度无法得到保证,贴装质量不可控,而且贴装过程因不够智能化而过度依赖人工操作等技术问题。
为实现上述目的,本发明提供一种薄膜面板贴装装置,所述装置包括:器件周转模块,其设有承托制具;所述承托制具用于承托器件,且能随所述器件周转模块旋转;薄膜面板供料模块,其设有存储仓;所述存储仓用于存放多张面板单元,各层面板单元包括多张薄膜面板;视觉***,用于获取第一位置信息和第二位置信息;其中,所述第一位置信息包括所述器件的位置信息,所述第二位置信息包括所述多个薄膜面板的其中一个已被自动操作装置取出的薄膜面板的位置信息,令该薄膜面板为待贴装薄膜面板;自动操作装置,用于从所述薄膜面板供料模块取下其中一个薄膜面板,并将所述薄膜面板送至所述第二位置信息对应的位置处,以供所述视觉***摄取图像并据以获取所述第二位置信息;所述自动操作装置还用于根据所述第一位置信息及第二位置信息,将所述待贴装薄膜面板贴装于所述器件上。
于本发明的一实施例中,所述装置还包括:上位机,分别连接所述自动操作装置及视觉***;其中,所述控制模块接收并分析所述第一位置信息及第二位置信息,且根据相应的分析结果控制所述自动操作装置,以通过所述自动操作装置将所述待贴装的薄膜面板精准地贴装于所述器件。
于本发明的一实施例中,所述视觉***包括:第一机器视觉模块,用于获取所述第一位置信息;所述第一机器视觉模块包括第一图像摄取装置、第一光源、以及第一图像处理模块;第二机器视觉模块,用于获取所述第二位置信息;所述第二机器视觉模块包括第二图像摄取装置、第二光源、以及第二图像处理模块;第三机器视觉模块,用于检测贴装薄膜面板之后的器件是否是良品。
于本发明的一实施例中,所述承托制具包括一承托部,用于承托所述器件;其中,所述承托部的承托空间尺寸可调,以承托不同尺寸的器件。
于本发明的一实施例中,所述承托制具包括一通电部,用于连接所述器件,以提供电源至所述器件。所述带有通电部的承托制具为本发明的可选项目,也即本发明也可采用不带通电功能的承托制具,所述不带通电功能的承托制具在制造及使用方面更加简单便捷。
于本发明的一实施例中,所述装置还包括成品检测模块,所述成品检测模块包括黑箱组件;所述视觉***还包括第三机器视觉模块,所述器件周转模块带动所述承托制具及其承托的器件旋转至所述黑箱组件的下方;其中:所述器件连通所述通电部并发出光亮,供所述第三机器视觉模块采集并处理,据以检测该器件的质量是否合格。或者,所述成品检测模块也可使用不带有通电部的承托制具来检测器件是否合格;举例来说,所述承托制具自身虽不带有提供电能的通电部,但器件可通过通电导线连通承托制具外部的电源,据以获取电能。
于本发明的一实施例中,所述装置还包括:指示模块,用于在检测到不合格的器件时发出相应的指示。所述指示模块为本发明的可选项目,于所述成品检测模块配套使用。也即,在不使用成品检测模块的情况下则不需要该指示模块。
于本发明的一实施例中,所述指示单元包括一或多个指示灯、扬声器、及显示器中的一种或多种组合;所述指示单元的指示动作类型包括:指示灯亮灭、声音鸣叫、及图案显示中的任意一种或多种组合。
于本发明的一实施例中,所述薄膜面板供料模块包括:分离模块,用于将所述存储仓中的面板单元按层分离;送料模块,用于将所述分离模块分离出的单层面板单元输送至剥离模块。
于本发明的一实施例中,所述薄膜面板供料模块还包括剥离模块;所述剥离模块包括驱动电机,用于带动粘附于薄膜面板的基带剥离所述薄膜面板,以进行薄膜面板和基带的分离。
于本发明的一实施例中,所述器件周转模块带动所述承托制具及其承托的器件至多个工位,所述工位包括:第一工位,所述第一工位为人工取、放料工位,所述人工取、放料工位用于由人工将所述器件放置于承托制具中,以及将完工后的器件取出;所述完工后的器件包括:贴装完成的器件,或者是贴装及测试组合完成的器件;第二工位,用于对所述器件进行除尘操作;第三工位,用于对所述器件进行薄膜面板的贴装操作;第四工位,用于对所述器件进行压紧和成品检测操作。
如上所述,本发明涉及的薄膜面板贴装装置,具有以下有益效果:本发明提供的薄膜面板贴装装置采用自动的薄膜面板供料模块和器件周转模块,利用精度高于人眼的视觉***取代人眼观察,利用灵活多维的自动操作装置替代易感疲劳的手臂,从而实现高效率、高精度、高质量、自动化、以及智能化的薄膜面板贴装装置。此外,本发明将承托制具置于器件周转模块上,可由器件周转模块旋转至不同的工作位置。所述器件周转模块与通常工序中长条形的流水线相比,不仅方便操作而且还大大缩小了薄膜面板贴装装置的制造尺寸,从而有效降低了制造成本和占地空间。下文将具体解释说明所述器件周转模块、薄膜面板供料模块、视觉***、以及自动操作装置如何实现以及如何运作。
附图说明
图1显示本发明一实施例中薄膜面板贴装装置的示意图。
图2显示本发明一实施例中薄膜面板贴装装置的示意图。
图3显示本发明一实施例中器件周转模块的示意图。
图4显示本发明一实施例中薄膜面板剥离基底的示意图。
元件标号说明
11 人机交互终端
12 器件周转模块
121 驱动电机
122 转盘
123 承托制具
124 传动同步带
13 薄膜面板供料模块
14 视觉***
15 自动操作装置
16 成品检测模块
41 带有基底的薄膜面板
411 基底
412 薄膜面板
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供一种薄膜面板贴装装置,用于将薄膜面板自动贴装于器件上。所述薄膜面板集装饰性和功能性为一体,通常在PVC、PC、PET等柔性塑胶材料上印刷既定的图形、文字说明、透明窗等,从而制成主要用于起标识和保护作用的塑胶制品。所述器件主要是指LED数码显示屏,或者也可以是指智能电子设备,例如:移动通信终端、平板电脑、或者其他带有显示屏的设备。下文将以具体的实施例说明本发明提供的薄膜面板贴装装置的实施方式及实现原理。
如图1所示,展示本发明一实施例中薄膜面板贴装装置的立体图。所述薄膜面板贴装装置包括:人机交互终端11、器件周转模块12、薄膜面板供料模块13、以及视觉***14。
所述人机交互终端11用于供用户输入或选择目标产品的相关参数,以供薄膜面板贴装装置识别并作相应调整,该参数例如为目标产品的规格、尺寸、及数量等信息。所述器件周转模块12设有承托制具,所述承托制具用于承托器件且能随所述器件周转模块12旋转;所述薄膜面板供料模块13设有存储仓,所述存储仓用于存放多层面板单元,各层面板单元包括多个薄膜面板;所述视觉***14用于获取用于获取器件的第一位置信息以及待贴装薄膜面板的第二位置信息;所述自动操作装置15用于用于从所述薄膜面板供料模块取下其中一个薄膜面板,并将所述薄膜面板送至所述第二位置信息对应的位置处,以供所述视觉***摄取图像并据以获取所述第二位置信息;所述自动操作装置还用于根据所述第一位置信息及第二位置信息,将所述待贴装薄膜面板贴装于所述器件上。
可选的,所述装置还包括控制模块,分别连接所述自动操作装置15及视觉***14;其中,所述控制模块接收并分析所述第一位置信息及第二位置信息,且根据相应的分析结果控制所述自动操作装置15,以通过所述自动操作装置15将所述待贴装的薄膜面板贴装于所述器件。
所述自动操作装置15包括机械手,所述机械手是一种能够模仿人手和臂用以通过程序抓取、搬运物件或者操作工具的自动操作装置。优选的,所述自动操作装置15为多轴机械手,可实现多个行动自由度的智能机械装置,例如四轴机械手或者六轴机械手,从而可更灵活地抓取器件。于本实施例中,所述机械手带有吸盘,用于吸附薄膜面板。
需要说明的是,所述自动操作装置15的运动可由其内嵌的控制模块驱动,所述控制模块接收并分析第一位置信息和第二位置信息,据以控制自动操作装置的运动。具体的,所述控制模块例如可以是MCU控制器、FPGA控制器、DSP处理器、或者Soc处理器等等,本发明对此不作限定。当然,所述自动操作装置的运动也可由外设的上位机驱动,所述上位机例如可以是PC机、服务器、或者移动终端等设备,通过所述上位机驱动自动操作装置15的控制器,从而降低自动操作装置15的运算量,有效提升自动操作装置15的效率。
值得注意的是,现有的薄膜面板贴装过程通常都由人工操作完成,但是贴装效率非常低且贴装精度无法得到保证,贴装质量不可控,不仅成本居高不下且贴装效果差强人意。本发明提供的薄膜面板贴装装置则很好地解决了上述技术问题,采用自动的薄膜面板供料模块13和器件周转模块12,利用精度高于人眼的视觉***14取代人眼观察,利用灵活多维的自动操作装置15替代易感疲劳的手臂,从而实现高效率、高精度、高质量、自动化、以及智能化的薄膜面板贴装装置。
此外,本发明将承托制具置于器件周转模块12上,可由器件周转模块12旋转至不同的工作位置。所述器件周转模块12与通常工序中长条形的流水线相比,不仅方便操作而且还大大缩小了薄膜面板贴装装置的制造尺寸,从而有效降低了制造成本和占地空间。下文将具体解释说明所述器件周转模块12、薄膜面板供料模块13、视觉***14、以及自动操作装置15如何实现以及如何运作。
如图2所示,展示本发明一实施例中薄膜面板贴装装置的俯视图,图中所有模块组件均固定在贴装装置的台板上,所述台板则固定于未图示的机架上。所述薄膜面板贴装装置包括:人机交互终端11、器件周转模块12、薄膜面板供料模块13、视觉***14、自动操作装置15、以及成品检测模块16,下文将解释说明各模块、***、及装置的工作原理。
如图3所示,展示本发明一实施例中器件周转模块12的示意图。所述器件周转模块12具体可包括驱动电机121、转盘122、以及设于转盘122上的所述承托制具123,所述驱动电机121通过传动同步带124与转盘122连接。所述驱动电机121驱动转盘122、承托制具123、以及置于所述承托制具123上的器件一同旋转至不同的工作位置。
所述承托制具123包括一未图示的承托部,用于承托所述器件。其中,所述承托部的承托空间尺寸可调,例如该承托部的长度、宽度、以及深度均可调,从而可承托不同尺寸的器件,大大提升承托制具123的尺寸兼容性。
可选的,所述器件周转模块12带动器件旋转至除尘工作位置,所述除尘工作位置用于供所述器件在贴装薄膜面板之前进行除尘操作。本领域技术人员应当知晓的是,器件表面通常会落入灰尘、碎屑等杂质,会严重影响薄膜面板贴装后的显示效果。因此,为确保薄膜面板贴装后具备优质的显示效果,本发明的贴装装置在贴装之前进行除尘操作,从而令利于薄膜面板贴装的显示效果。所述除尘操作可由操作员人工进行,也可在除尘工作位置设置一自动扫除装置,两者均可实现扫除功能。
可选的,所述视觉***14包括第一机器视觉模块,所述器件周转模块12带动器件旋转至所述第一机器视觉模块的视域范围内,以获取所述器件的位置信息。具体的,所述第一机器视觉模块包括图像摄取装置、光源、以及图像处理模块。所述图像摄取装置例如为工业相机,所述工业相机获取图像后通过所述图像处理模块进行图像数据的预处理以进行器件的定位,在视域中求出器件在图像中的坐标位置,然后再求出视域平面的坐标***与机器人坐标***的对应关系,由此即确定器件的坐标信息。所述光源用于使图像中的目标信息与背景信息得到最佳的分离,以获取对比鲜明的所述器件的图像,大大降低图像处理模块在图像处理及识别上的难度,并提高定位、测量的精准度。
可选的,所述承托制具包括一未图示的通电部,用于连接所述器件,以提供电源至所述器件。其中,所述通电部可以是电源,直接可为器件提供电源;所述通电部也可连通外部电源与器件,将外部电源的电能传至所述器件,本发明对此不作限定。
可选的,所述成品检测模块16具体包括:成品检测相机、光源、黑箱组件、以及所述转盘上的带有加电功能的承托制具。所述器件随器件周转模块12转动至黑箱组件的下方,待所述黑箱组件下降并罩住所述器件后,该器件通电点亮,以供检测其质量是否合格。需要说明的是,带有加电功能的承托制具只是本发明的一个可选项,并非用于限定本发明保护范围的必选项。换言之,本领域技术人员在应用本发明的技术方案时,也可采用不带有通电部的承托制具,器件可通过通电导线连通承托制具外部的电源,据以获取电能,本发明对此不作限定。
具体的,所述视觉***14包括第三机器视觉模块,所述第三机器视觉模块的图像摄取装置采集发光的成品器件,也即贴装有薄膜面板的器件图像,并通过图像处理模块分析该成品器件是否合格。例如,采集到的成品器件图像显示薄膜面板与器件产生偏移、显示区域有脏污、杂质、整体或部分发光单元失效、多个发光单元之间相比发光不均匀等,可判断该成品器件为不合格产品。
可选的,所述装置还包括未图示的指示模块,用于在检测到不合格的器件时发出相应的指示。具体而言,所述指示模块可电性连接并受控于上位机。所述上位机接收并分析来自所述第三机器视觉模块的图像数据,据以分析该成品器件是否合格;若不合格,则在所述器件周转模块12带动成品器件至放料工作位置时,控制所述指示模块发出指示,以提醒操作员该成品器件不合格。其中,所述指示单元包括一或多个指示灯、扬声器、及显示器中的一种或多种组合;所述指示单元的指示动作类型包括:指示灯亮灭、声音鸣叫、及图案显示中的任意一种或多种组合,本发明对此不作限定。
可选的,所述器件周转模块12还可带动器件旋转至第四工位,所述第四工位供器件进行增压以及成品检测操作。所述增压工作位置用于供所述器件在贴装薄膜面板之后进行增压操作,以增加薄膜面板与器件之间的压紧力,从而可确保薄膜面板牢固地贴附于器件的表面。
于本实施例中,所述器件周转模块设有4个工位,分别为:第一工位,所述第一工位为人工取、放料工位;所述人工取、放料工位用于由人工将所述器件放置于承托制具中以及将完工后的器件取出;所述完工后的器件包括完成贴装之后、或者完成检测之后、或者既完成贴装又完成成品检测之后的器件;第二工位,用于对所述器件进行除尘操作;第三工位,用于对所述器件进行薄膜面板的贴装操作;第四工位,用于对所述器件进行压紧和成品检测操作。
可选的,所述薄膜面板供料模块13包括存储仓,所述存储仓中存放有多层叠放的面板单元,各面板单元包括多个薄膜面板,各薄膜面板用于贴装于一个器件上。所述视觉***14包括第二机器视觉模块,用于获取待贴附薄膜面板的位置信息。具体的,所述第二机器视觉模块包括图像摄取装置、光源、以及图像处理模块,所述第二机器视觉模块的工作原理与上文中第一机器视觉模块的原理雷同,故不再赘述。
所述薄膜面板供料模块13包括未图示的分离模块、送料模块、以及剥离模块,所述分离模块用于将所述存储仓中的面板单元按层分离,所述送料模块用于将所述分离模块分离出的单层面板单元输送至剥离模块,所述剥离模块包括驱动电机,用于带动粘附于薄膜面板的基带剥离所述薄膜面板,以进行薄膜面板和基带的分离。其中,所述基带通常是指离型纸,由涂有防粘物质的纸张制成,是一种防止预浸料粘连又可以保护预浸料不受污染的防粘纸。
具体的,所述剥离模块包括夹爪气缸、拉底纸机械臂、膜片压板、膜片剥离板、基带折弯以及膜片托承平台等部件,所述剥离模块将离型纸的前端夹紧后向下拉动预设距离,所谓预设距离例如为一行薄膜面板的宽度(或长度),则所述剥离模块即可将这一行的薄膜面板与离型纸分离。当然,所述预设距离并不受限于一行薄膜面板的宽度,该预设距离可由操作员在人机交互终端11中输入或选择或者通过薄膜面板的参数自动计算得出。
如图4所示,展示本发明一实施例中薄膜面板剥离基底的示意图。图中带有基底的薄膜面板41示意为剥离操作执行之前的薄膜面板,所述剥离模块将基底的一端夹紧并每次向下拉动预设距离,直至薄膜面板412完全脱离基底411为止。
需要说明的是,于本实施例中片状的面板单元以堆叠的方式进行存储,片状形式的面板单元只能以非连续的来料供给方式供于剥离模块,也即只能每次供给一片面板单元的形式供剥离模块将薄膜面板与基底剥离。但在其他的实施例中,若面板单元以卷装方式存储,则所述剥离模块可通过牵引轴连续拉动基带的方式将薄膜面板与基底剥离。
综上所述,本发明提供的薄膜面板贴装装置采用自动的薄膜面板供料模块和器件周转模块,利用精度高于人眼的视觉***取代人眼观察,利用灵活多维的自动操作装置替代易感疲劳的手臂,从而实现高效率、高精度、高质量、自动化、以及智能化的薄膜面板贴装装置。此外,本发明将承托制具置于器件周转模块上,可由器件周转模块旋转至不同的工作位置。所述器件周转模块与通常工序中长条形的流水线相比,不仅方便操作而且还大大缩小了薄膜面板贴装装置的制造尺寸,从而有效降低了制造成本和占地空间。下文将具体解释说明所述器件周转模块、薄膜面板供料模块、视觉***、以及自动操作装置如何实现以及如何运作。因此,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (11)
1.一种薄膜面板贴装装置,其特征在于,所述装置包括:
器件周转模块,其设有承托制具;所述承托制具用于承托器件,且能随所述器件周转模块旋转;
薄膜面板供料模块,其设有存储仓;所述存储仓用于存放多张面板单元,各张面板单元包括多个薄膜面板;
视觉***,用于获取第一位置信息和第二位置信息;其中,所述第一位置信息包括所述器件的位置信息,所述第二位置信息包括所述多个薄膜面板的其中一个已被自动操作装置取出的薄膜面板的位置信息,令该薄膜面板为待贴装薄膜面板;
所述自动操作装置,用于从所述薄膜面板供料模块取下其中一个薄膜面板,并将所述薄膜面板送至所述第二位置信息对应的位置处,以供所述视觉***摄取图像并据以获取所述第二位置信息;所述自动操作装置还用于根据所述第一位置信息及第二位置信息,将所述待贴装薄膜面板贴装于所述器件上。
2.根据权利要求1所述的贴装装置,其特征在于,所述装置还包括:
上位机,分别连接所述自动操作装置及视觉***;其中,所述控制模块接收并分析所述第一位置信息及第二位置信息,且根据相应的分析结果控制所述自动操作装置,以通过所述自动操作装置将所述待贴装的薄膜面板精准地贴装于所述器件。
3.根据权利要求1所述的贴装装置,其特征在于,所述视觉***包括:
第一机器视觉模块,用于获取所述第一位置信息;所述第一机器视觉模块包括第一图像摄取装置、第一光源、以及第一图像处理模块;
第二机器视觉模块,用于获取所述第二位置信息;所述第二机器视觉模块包括第二图像摄取装置、第二光源、以及第二图像处理模块。
4.根据权利要求1所述的贴装装置,其特征在于,所述承托制具包括一承托部,用于承托所述器件;其中,所述承托部的承托空间尺寸可调,以承托不同尺寸的器件。
5.根据权利要求1所述的贴装装置,其特征在于,所述承托制具包括一通电部,用于连接所述器件,以提供电源至所述器件。
6.根据权利要求5所述的贴装装置,其特征在于,所述装置还包括成品检测模块,所述成品检测模块包括黑箱组件;所述视觉***还包括第三机器视觉模块,所述器件周转模块带动所述承托制具及其承托的器件旋转至所述黑箱组件的下方;其中:
所述器件连通所述通电部并发出光亮,供所述第三机器视觉模块采集并处理,据以检测该器件的质量是否合格。
7.根据权利要求6所述的贴装装置,其特征在于,所述装置还包括:
指示模块,用于在检测到不合格的器件时发出相应的指示。
8.根据权利要求7所述的贴装装置,其特征在于,所述指示单元包括一或多个指示灯、扬声器、及显示器中的一种或多种组合;所述指示单元的指示动作类型包括:指示灯亮灭、声音鸣叫、及图案显示中的任意一种或多种组合。
9.根据权利要求1所述的贴装装置,其特征在于,所述薄膜面板供料模块包括:
分离模块,用于将所述存储仓中的面板单元按层分离;
送料模块,用于将所述分离模块分离出的单层面板单元输送至剥离模块。
10.根据权利要求1所述的贴装装置,其特征在于,所述薄膜面板供料模块还包括:
剥离模块;所述剥离模块包括驱动电机,用于带动粘附于薄膜面板的基带剥离所述薄膜面板,以进行薄膜面板和基带的分离。
11.根据权利要求1所述的贴装装置,其特征在于,所述器件周转模块带动所述承托制具及其承托的器件至多个工位,所述工位包括:
第一工位,所述第一工位为人工取、放料工位;所述人工取、放料工位用于由人工将所述器件放置于承托制具中,以及将完工后的器件取出;所述完工后的器件包括:贴装完成的器件,或者是贴装及测试组合完成的器件;
第二工位,用于对所述器件进行除尘操作;
第三工位,用于对所述器件进行薄膜面板的贴装操作;
第四工位,用于对所述器件进行压紧和成品检测操作。
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