CN113066658B - 用于窄薄线圈的组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于窄薄线圈的组装方法，包括：提供组装装置和定位垫片，组装装置包括绕线单元、移动单元、视觉单元和控制单元，定位垫片具有第一区域和第二区域，第二区域具有多个定位孔；绕线单元形成窄薄线圈，控制单元获取窄薄线圈的位置坐标；控制单元控制移动单元抓取定位垫片，将定位垫片移向视觉单元，以获取定位孔的位置信息并反馈给控制单元，控制单元根据位置信息计算定位垫片的位置坐标并将其与窄薄线圈的位置坐标进行比对，以控制移动单元移动定位垫片至窄薄线圈的正上方，控制移动单元下行，将定位垫片压合于窄薄线圈，使窄薄线圈粘附于第一区域；借助定位垫片上的定位孔，将窄薄线圈对位于磁铁模块，使窄薄线圈组装于磁铁模块上。

Description

用于窄薄线圈的组装方法

技术领域

本发明涉及电子设备制造技术领域，特别涉及一种用于窄薄型电子元件的组装方法。

背景技术

Magsafe是苹果公司的一种充电连接技术，即将无线充电发射端以及接收端的线圈与磁铁组装在一起，通过磁铁之间的对心吸附来提升无线充电效率。但对于很多手机里面没有磁铁的用户，就需要一种磁吸手机保护壳来作为媒介，以实现Magsafe的功能。这种磁吸手机保护壳里面的线圈很小很薄(通常其宽度只有1.8mm，厚度仅为0.15mm)，这就导致在将线圈与磁铁组装时，无法使用线圈来直接定位。因此，如何将窄薄线圈与磁铁模组定位并快速组装，成为磁吸手机保护壳制造迫切需求解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是窄薄线圈无法通过线圈本身结构与磁铁模组直接定位并实现组装的技术问题。本发明的目的是实现线圈自动绕线以及通过一种线圈衬垫(coil liner)实现自动组装的工艺设计，解决了线圈自动组装的技术难题，提高了组装效率，也节省了人力设备。

具体来说，为了实现上述目的，本发明提供了一种用于窄薄线圈的组装方法，包括：

步骤1，分别提供组装装置和定位垫片，其中所述组装装置包括绕线单元、移动单元、视觉单元和控制单元，所述定位垫片上具有第一区域和第二区域，所述第二区域上还具有多个定位孔；

步骤2，通过所述绕线单元形成所述窄薄线圈，所述控制单元获取所述窄薄线圈的位置坐标；

步骤3，所述控制单元控制所述移动单元抓取所述定位垫片，将所述定位垫片移动至所述视觉单元，所述视觉单元获取所述定位垫片上的多个所述定位孔的位置数据，并反馈给所述控制单元，所述控制单元根据所述多个定位孔的位置数据计算出所述定位垫片的位置坐标；所述控制单元通过比对所述定位垫片的位置坐标和所述窄薄线圈的位置坐标，并控制所述移动单元移动所述定位垫片至所述窄薄线圈的正上方，所述控制单元控制所述移动单元下行，将所述定位垫片压合于所述窄薄线圈，使所述窄薄线圈粘附于所述第一区域上；

步骤4，借助所述定位垫片上的多个定位孔，将所述窄薄线圈对位于磁铁模块，使所述窄薄线圈组装于所述磁铁模块上。

优选地，在本发明的一些实施例中，所述绕线单元包括：

下模具，线材的一端经过过线轮后引至所述下模具上，并进行固定；

上模具，与所述下模具相对设置，所述上模具能够压合于所述下模具上，所述下模具与所述上模具之间形成绕线空间；

驱动件，用于驱动所述上模具和所述下模具旋转，以在所述绕线空间内绕制所述窄薄线圈。

优选地，在本发明的一些实施例中，所述下模具包括模芯和外缘，所述模芯凸出于所述外缘，形成一台阶，所述模芯上具有线夹和线槽，所述线材经过所述线槽引至所述线夹，并由所述线夹夹持固定。

优选地，在本发明的一些实施例中，所述组装装置还包括加热单元，采用所述加热单元对绕制的所述窄薄线圈进行通电加热，使其成型。

优选地，在本发明的一些实施例中，所述视觉单元为电荷耦合元件相机，所述移动单元为机械手，所述机械手吸取所述定位垫片移动至所述电荷耦合元件相机下拍照，以获取所述定位垫片上的多个所述定位孔的位置数据。

优选地，在本发明的一些实施例中，所述组装装置还包括喷码单元，所述喷码单元在所述定位垫片进行喷码，形成用于追溯所述定位垫片及与其组装的窄薄线圈的追溯码。

优选地，在本发明的一些实施例中，在步骤3和步骤4之间还包括将附有所述窄薄线圈的所述定位垫片从所述绕线单元上下料再进行测试的步骤。

优选地，在本发明的一些实施例中，所述步骤4进一步包括：

所述控制单元获取所述磁铁模块的位置坐标；

所述控制单元通过比对所述磁铁模块的位置坐标和附有所述窄薄线圈的所述定位垫片的位置坐标，并控制所述移动单元移动所述定位垫片至所述磁铁模块的正上方，所述控制单元控制所述移动单元下行，将所述定位垫片压合于所述磁铁模块上，使所述窄薄线圈粘附于所述磁铁模块上；

撕除所述窄薄线圈上的所述定位垫片。

优选地，在本发明的一些实施例中，所述第一区域呈环形结构，所述第一区域环绕所述第二区域，所述定位垫片为透明聚酯薄膜。

优选地，在本发明的一些实施例中，所述定位垫片上还具有第三区域，所述第三区域在所述第一区域外，在步骤3中，所述窄薄线圈的引出端黏附于所述第三区域。

综上所述，本发明通过利用组装装置和定位垫片，提供了一种能够自动绕线制作线圈以及自动组装的工艺方法。于本发明中，组装装置包括绕线单元、移动单元、视觉单元和控制单元，通过绕线单元形成窄薄线圈，控制单元控制移动单元抓取定位垫片，将定位垫片移动至视觉单元，视觉单元获取定位垫片上的多个定位孔的位置信息，并反馈给控制单元，控制单元根据多个定位孔的位置信息计算出定位垫片的位置坐标；控制单元比对定位垫片的位置坐标和窄薄线圈的位置坐标，并控制移动单元移动定位垫片至所述窄薄线圈的正上方，控制单元控制移动单元下行，将定位垫片压合于所述窄薄线圈，使窄薄线圈粘附于第一区域上。定位垫片设计为片状载体，片状载体上包括用于承载窄薄型电子元件的第一区域以及用于定位的第二区域，在第二区域设置多个用于定位的定位孔。本发明通过控制单元、视觉单元和移动单元共同实现自动组装的设计，并借助定位垫片来辅助窄薄线圈的定位，即采用间接定位的方式，先将线圈组装到定位垫片上，然后再通过定位垫片的定位孔与磁铁模块的定位配合，确保窄薄线圈与磁铁的定位精度，既提高了组装效率，也节省了人力成本。

本发明包括如何自动绕制线圈，绕制线圈后如何跟定位垫片自动组装到一起，也就是说线圈自动绕制后，直接吸取定位垫片进行组装，通过一台机实现。其中，窄薄线圈跟定位垫片组装有很高的位置度要求，这里采用了视觉单元获取定位孔的方式实现与线圈的组装定位。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例定位垫片的示意图。

图2为本发明一实施例的流程图。

其中，附图标记：

100：定位垫片；

PA：第一区域；PB：第二区域；

110：定位孔；

111：定位圆孔；112：定位腰孔

S1-S4:步骤

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“外表面”、“内表面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是暗示或指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

如图2所示，为本发明一实施例的流程图，包括以下步骤：

步骤S1，分别提供组装装置和定位垫片100，本实施例中，组装装置用以绕制线圈并自动将线圈与定位垫片100组装到一起，也就是说，线圈自动绕制完成后，直接吸取定位垫片100进行组装，通过一台机实现。本实施例的组装装置包括绕线单元、移动单元、视觉单元和控制单元，其中，所述绕线单元包括上模具和与所述上模具相对设置的下模具，以及用于驱动所述上模具和所述下模具旋转的驱动件。使用绕线单元形成线圈时，需要将线材的一端经过过线轮后引至所述下模具上，并进行固定，在本实施例中，所述下模具例如包括模芯和外缘，所述模芯凸出于所述外缘，形成一台阶，所述模芯上还可以具有线夹和线槽，所述线材经过所述线槽引至所述线夹，并由所述线夹夹持固定。

进一步地，在本实施例中，所述上模具设置成能够压合于所述下模具上，当上模具与下模具上下扣合时，所述下模具与所述上模具之间形成绕线空间，驱动件驱动所述上模具和所述下模具旋转，以在所述绕线空间内绕制所述窄薄线圈。所述组装装置还包括加热单元，采用所述加热单元对绕制的所述窄薄线圈进行通电加热，使其成型。

组装装置还包括喷码单元，所述喷码单元在所述定位垫片100(如图1所示) 进行喷码，形成用于追溯所述定位垫片100及与其组装的窄薄线圈的追溯码。示例性地，本实施例的喷码单元可以是一种具有喷码头的设备，喷码头对定位垫片100进行喷码以对线圈所进行标记，也就是说喷码是为了追踪线圈，后续工艺中的测试可以扫描这些喷码，以知道线圈是什么时候在哪台机器上生产的，示例性地，喷码例如是条形码或者二维码等。这些测试针对线圈的有AOI尺寸测试，LCR功能测试，针对成品的有Gauss测试，retention force测试，成品尺寸测试，VNA测试以及U-trust测试，线圈AOI以及LCR是带定位垫片 100的，后面的测试去掉定位垫片100后，通过将定位垫片100上的条码跟成品上的条码关联在一起，可以继续追溯线圈来源。

如图1所示，为本发明一实施例定位垫片的示意图。定位垫片100上具有第一区域PA和第二区域PB，所述第二区域PB上还具有多个定位孔110。定位垫片100定位时依靠于定位孔110，便于定位。示例性地，这些定位孔110 可以包括定位圆孔111和定位腰孔112，定位圆孔111用于控制定位垫片100 定位时的对位位置，定位腰孔112用于控制定位垫片100定位时的对位方向。

进一步地，本实施例的定位垫片100可以采用一种片状的载体，该片状载体可以是选用透明的PET薄膜制成，举例来说该薄膜的厚度是0.125mm。采用透明的薄膜，一是价格便宜，制作成本低；二是可以方便定位，通过透明的载体，可以在定位时便于视觉抓取。

步骤S2，通过所述绕线单元形成所述窄薄线圈，所述控制单元获取所述窄薄线圈的位置坐标。

步骤S3，所述控制单元控制所述移动单元抓取所述定位垫片100，将所述定位垫片100移动至所述视觉单元，所述视觉单元获取所述定位垫片100上的多个所述定位孔110的位置数据，并反馈给所述控制单元，所述控制单元根据所述多个定位孔110的位置数据计算出所述定位垫片100的位置坐标；所述控制单元通过比对所述定位垫片100的位置坐标和所述窄薄线圈的位置坐标，并控制所述移动单元移动所述定位垫片100至所述窄薄线圈的正上方，所述控制单元控制所述移动单元下行，将所述定位垫片100压合于所述窄薄线圈，使所述窄薄线圈粘附于所述第一区域PA上。

在本实施例中，所述视觉单元例如为电荷耦合元件(CCD)相机，所述移动单元例如为机械手，所述机械手吸取所述定位垫片100移动至所述CCD相机下拍照，以获取所述定位垫片100上的多个所述定位孔110的位置数据。由于上模具位置不能增加CCD拍照，因此，需要在机械手吸取定位垫片100后，移动至CCD下拍照，因为线圈是靠下模具的模芯绕制的，所以，默认线圈的位置是固定的，机械手吸取定位垫片100放在CCD下拍照，视觉会抓取定位垫片100的定位孔110，最后在控制单元中得到定位垫片100的中心位置坐标，将该坐标与线圈的实际位置坐标重合，通过机械手直接移动到线圈的位置就好了。本实施例的控制单元，例如是一种计算设备，其与用于绕制线圈的绕线单元通信连接，当线圈绕制形成后，控制单元可以获取线圈在组装装置上的位置坐标，当然，本实施例的控制单元也可以用于控制绕线单元工作，本实施例对此不作限制。此外，控制单元还可以根据从视觉单元获取的定位垫片100的图片，通过内部预设的算法计算定位垫片100的中心位置，从而确定其中心位置坐标。控制单元可以自动比对线圈与定位垫片100的位置坐标，据此可知移动单元的动作及动作方向等。进一步地，在其他更多的实施例中，控制单元还可以控制黏附在定位垫片100上的线圈与磁铁模块等外置设备的组装，由此实现线圈的自动化组装。

在本发明的另一实施例中，也可以将附有所述窄薄线圈的所述定位垫片 100从所述绕线单元上下料，然后再进行测试的步骤。

步骤S4，借助所述定位垫片100上的多个定位孔110，将所述窄薄线圈对位于磁铁模块，使所述窄薄线圈组装于所述磁铁模块上。具体来说，机械手的吸盘吸取线圈与定位垫片100可以选择下料至托盘，也可以直接与磁铁模组进行组装，但是通常还有其他测试工序，因此，这里是通过机械手吸盘吸取线圈与定位垫片100下料至托盘。一般来说，线圈与定位垫片100与磁铁模组组装存在两种方式，一种手动方式，一种自动机台方式，手动的是依靠治工具，销钉与定位孔110配合；自动机台方式是视觉抓取，通过机械手，组装到磁铁模组上。

在借助所述定位垫片100，将所述窄薄线圈对位于磁铁模块，使所述窄薄线圈组装于所述磁铁模块上的过程中，所述控制单元首先获取所述磁铁模块的位置坐标；所述控制单元通过比对所述磁铁模块的位置坐标和附有所述窄薄线圈的所述定位垫片100的位置坐标，并据此控制所述移动单元移动所述定位垫片100至所述磁铁模块的正上方，所述控制单元控制所述移动单元下行，将所述定位垫片100压合于所述磁铁模块上，使所述窄薄线圈粘附于所述磁铁模块上；撕除所述窄薄线圈上的所述定位垫片100。

示例性地，在本实施例中，所述第一区域PA呈环形结构，所述第一区域 PA环绕所述第二区域PB，所述定位垫片100为透明聚酯薄膜。采用透明的薄膜，一是价格便宜，制作成本低；二是可以方便定位，通过透明的载体，可以在定位时便于视觉抓取。所述定位垫片100上还具有第三区域，所述第三区域在所述第一区域PA外，在步骤3中，所述窄薄线圈的引出端黏附于所述第三区域。使得线圈的内外引出端中的一个在线圈内，另一个在线圈外，当线圈组装到定位垫片100后，在对线圈进行通电加热时，有利于定位垫片100避让开电极。

综上所述，本发明采用间接定位的方式，先将线圈组装到定位垫片上，然后再通过定位垫片上的定位孔与磁铁模组的定位配合，确保窄薄线圈与磁铁的定位精度，其中，包括如何自动绕制线圈，绕制线圈后如何跟定位垫片自动组装到一起，也就是说线圈自动绕制后，直接吸取定位垫片进行组装，通过一台机实现。

其中，线圈跟定位垫片组装有很高的位置度要求，这里采用了CCD视觉获取定位孔的方式实现与线圈的组装定位，此外，内引出端在绕线结束后，是在下模具的线夹里，需要固定位置，与定位垫片对应的粘胶区相粘合，确保线圈内线圈在定位垫片上是固定位置。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于窄薄线圈的组装方法，其特征在于，包括：

步骤1，分别提供组装装置和定位垫片，其中所述组装装置包括绕线单元、移动单元、视觉单元和控制单元，所述定位垫片上具有第一区域和第二区域，所述第二区域上还具有多个定位孔；

步骤2，通过所述绕线单元形成所述窄薄线圈，所述控制单元获取所述窄薄线圈的位置坐标；

步骤3，所述控制单元控制所述移动单元抓取所述定位垫片，将所述定位垫片移动至所述视觉单元，所述视觉单元获取所述定位垫片上的多个所述定位孔的位置数据，并反馈给所述控制单元，所述控制单元根据所述多个定位孔的位置数据计算出所述定位垫片的位置坐标；所述控制单元通过比对所述定位垫片的位置坐标和所述窄薄线圈的位置坐标，并控制所述移动单元移动所述定位垫片至所述窄薄线圈的正上方，所述控制单元控制所述移动单元下行，将所述定位垫片压合于所述窄薄线圈，使所述窄薄线圈粘附于所述第一区域上；

步骤4，借助所述定位垫片上的多个定位孔，将所述窄薄线圈对位于磁铁模块，使所述窄薄线圈组装于所述磁铁模块上；

所述第一区域呈环形结构，所述第一区域环绕所述第二区域，所述定位垫片为透明聚酯薄膜。

2.根据权利要求1所述的用于窄薄线圈的组装方法，其特征在于，所述绕线单元包括：

下模具，线材的一端经过过线轮后引至所述下模具上，并进行固定；

上模具，与所述下模具相对设置，所述上模具能够压合于所述下模具上，所述下模具与所述上模具之间形成绕线空间；

驱动件，用于驱动所述上模具和所述下模具旋转，以在所述绕线空间内绕制所述窄薄线圈。

3.根据权利要求2所述的用于窄薄线圈的组装方法，其特征在于，所述下模具包括模芯和外缘，所述模芯凸出于所述外缘，形成一台阶，所述模芯上具有线夹和线槽，所述线材经过所述线槽引至所述线夹，并由所述线夹夹持固定。

4.根据权利要求3所述的用于窄薄线圈的组装方法，其特征在于，所述组装装置还包括加热单元，采用所述加热单元对绕制的所述窄薄线圈进行通电加热，使其成型。

5.根据权利要求1所述的用于窄薄线圈的组装方法，其特征在于，所述视觉单元为电荷耦合元件相机，所述移动单元为机械手，所述机械手吸取所述定位垫片移动至所述电荷耦合元件相机下拍照，以获取所述定位垫片上的多个所述定位孔的位置数据。

6.根据权利要求5所述的用于窄薄线圈的组装方法，其特征在于，所述组装装置还包括喷码单元，所述喷码单元在所述定位垫片进行喷码，形成用于追溯所述定位垫片及与其组装的窄薄线圈的追溯码。

7.根据权利要求1所述的用于窄薄线圈的组装方法，其特征在于，在步骤3和步骤4之间还包括将附有所述窄薄线圈的所述定位垫片从所述绕线单元上下料再进行测试的步骤。

8.根据权利要求1所述的用于窄薄线圈的组装方法，其特征在于，所述步骤4进一步包括：

所述控制单元获取所述磁铁模块的位置坐标；

所述控制单元通过比对所述磁铁模块的位置坐标和附有所述窄薄线圈的所述定位垫片的位置坐标，并控制所述移动单元移动所述定位垫片至所述磁铁模块的正上方，所述控制单元控制所述移动单元下行，将所述定位垫片压合于所述磁铁模块上，使所述窄薄线圈粘附于所述磁铁模块上；

撕除所述窄薄线圈上的所述定位垫片。

9.根据权利要求1所述的用于窄薄线圈的组装方法，其特征在于，所述定位垫片上还具有第三区域，所述第三区域在所述第一区域外，在步骤3中，所述窄薄线圈的引出端黏附于所述第三区域。

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