CN1007224B - 将敷金属层压带分割成板的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种按要求借助计算机和锯将连续生产的敷金属层压塑料带分割为任意大小的板。有关的设备包括一台由计算机操纵的数控锯，装在锯中的锯片沿切割边有一个侧面支撑装置。此侧面支撑装置包括有刀形小板，它以其一个侧面轻压在锯片上，而以其一个逐渐变窄的棱面支撑敷金属层压塑料带的切割切。为了切除在无压力情况下硬化了的边缘，在锯的前部敷金属层压塑料带的边上装设固定的带锯片侧面支撑装置的圆锯。

Description

本发明涉及一种将连续运行的敷金属层压带分割成板的方法以及实施此方法的设备。其中层压塑料带有一个层压材料芯部，此芯部由一层层浸渍了热固性塑料树脂的带组合而成，在它的一个或两个表面上敷以金属箔带，在加表面压力和加温的情况下，此一层层带在双带压力机中压制成致密的层压塑料。

敷金属层压塑料包括一个层压材料芯部，这时至少在此层压材料芯部的一个表面敷以金属箔并与之牢固相连。层压材料芯部一般是由若干层浸渍了热固性塑料树脂的基材所组成。这样的敷金属层压塑料例如是敷铜绝缘层压塑料。用来作为制造印刷电路板的原材料。它由若干层浸渍环氧树脂的玻璃纤维织物所构成，并在加热和加压条件下与电解精炼铜箔以较高的光洁度压制在一起。

为了制造这样的敷金属层压塑料，越来越多地采用连续法，因为与非连续法相比，这种方法的产量和质量都得到提高。采用双带压力机的这种连续生产方法在专利DE-OS3307057中给出。因为在连续法中所生产的敷金属层压塑料是无间断的连续带所以紧接着有必要将此带分切成一块块成。

由上述公开文件中得知，在双带压力机后面设有冲切剪。用这种剪切机所得到的板，其宽度为层压塑料带的宽度，长度则按某个预先规定的标准固定值。然而利用这种方法所得板的切割边不整齐。由剪切机加工出来的切割边在板的边缘区使金属箔与层压材料的芯部分离。当用手握住此边缘时会使玻璃纤维浸入皮肤，而且粘附在玻璃纤维上用来加速树脂凝固的硬化剂会引起皮肤搔痒和过敏反应等。因此有必要铣切此切割边以清除它的毛边这种再加工使成本提高。

此外还已知，使用了在木材加工设备中的圆锯来切割非连续生产的敷金属层压塑料。但这同样形成不整齐的边缘而必须进行再加工。为了改善这种情况，将许多同样尺寸的敷金属层压塑料板上下堆放并压紧，然后锯成较小的板，这时切割边的质量有所改善。显然，这种方法需要成本很高的人工操作，并且不能自动化。因此这种方法只能用在非连续生产敷金属层压塑料中，因为堆放并压紧的层压塑料务必已是具有某个固定尺寸的板。因此可见这种方法不能使用在连续生产敷金属层压塑料的情况下。

现有的这种分割敷金属层压塑料方法的缺点是，它提供的是具有预先规定的尺寸固定的板，而不是由买主按需要选定的任意的大小，为此，这些板具有的是通常还需要进行再加工的切割边。因此在分割后还需要对这些板进行附加的加工，并必须在分割层压塑料时就考虑到这一加工过程所需的材料加工余量。

本发明的目的是进一步发展分割连续生产敷金属层压塑料带的方法，使之可以在层压塑料带宽度范围内按买主给定尺寸生产任意大小的板，而且它们的切割边不需要进行再加工。

达到上述目的的方法为：分割工作通过计算机按要求的方式进行，用锯在带宽范围内将带料切成任意大小的板，在锯的锯片处敷金属层压塑料带的切割边侧面是被支撑着的。只有当整个备料的所有各板的尺寸和数量输入计算机时，才将敷金属层压塑料带分割成一块块板。

分割敷金属层压塑料为一块块板是按计算机所确定的程序进行的，计算机使这一程序最佳化，以便使下脚料最少。板按不同的备料堆放在不同的运输小车上。实施上述方法的设备之特征为：横切割机包括一个由计算机操纵的数控锯，它的锯可借助于在导向轴上运行的滑座沿敷金属层压塑料带的前进方向和借助于在导向轴上的一个滑架沿与之垂直的方向在敷金属层压塑料带的平面中运动，在锯中的锯片有侧面支撑装置，在锯切过程中它通过一个棱边在切割边的附近沿纵向支撑敷金属层压塑料带。

本发明所具有的优点特别是使连续生产的敷金属层压塑料可以分割成任意尺寸的板。因此在相当大的程度上取消了下脚料。通过利用计算机使分割过程最佳化，可以进一步减少下脚料。通过锯片的侧面支撑装置使板的边缘为整齐的切割边，所以取消了再加工和由此引起的成本的增加。因此在切割时不需将再加工的余量计算在内，其结果是使敷金属层压塑料带得到更充分的利用。即使在敷金属层压塑料带只需切割成宽度与层压塑料带相同而长度不同的矩形板时，也同样可以应用本发明的方法。这时，锯以与层压塑料带同样的速度沿层压塑料带的前进方向运动。为此使锯片沿层压塑料带的前进方向运动的滑座在锯切过程中与层压塑料带刚性联结。这样所得的仍然具有无需再加工的整齐的切割边，并使切割时的材料消耗量最小。

按本发明的方法以及有关的设备可与一台配备有双带压力机的制造敷铜绝缘层压塑料的设备组合起来使用。

下面借助附图所表示的设备的最佳实施例，进一步详细说明本发明的方法。其中：

图1连续制造敷铜绝缘层压塑料，并将绝缘层压塑料带分割成板的设备总图。

图2分割绝缘层压塑料带的数控锯

图3在数控锯中滑架上的锯在两根导向轴之间与层压塑料带的前进方向相垂直的切面图;

图4通过锯沿图3A-B线的切面图;

图5通过锯片侧面支撑装置的图3中的E-F切面图;

图6表示刀形小板的图5局部放大图;

图7沿图6C-D线并画有力分解情况的切面图，以及

图8刀形小板透视图。

如图1所示，连续制造敷金属层压塑料（在本实施例中为敷铜绝缘层压塑料）的设备，包括一台双带压力机1和装在它前后的若干装置。在双带压力机1的前面装有退卷装置2a至2d和3以及装在其中的贮料辊4a-d、5a-d、6和7。贮料辊4a-d和5a-d上带有浸渍了环氧树脂的玻璃纤维织物，它们连续不断地从这些辊引出，并按所要求的层压材料芯部的结构输入双带压力机1中。这些玻璃纤维织物构成了绝缘层压塑料的层压材料芯部。在此芯部的上下表面各敷以电解精炼铜箔，铜箔从退卷装置3中的贮料辊6和7引出。

在这里所表示的设备中，层压材料芯部总共由八层浸渍树脂的玻璃纤维带组织。层压材料芯部亦可以由更多层或由较少层组成，这取决于绝缘层压塑料所要求的厚度和稳定性。若有必要，可在双带压力机1的前面安装其它的退卷装置，或在不需要退卷的装置中不装贮料辊。也可以拆除贮料辊6或7中的一个，以生产单面敷铜绝缘层压塑料。由图1还可看出，在每一个退卷装置2a-d和3中为每一个贮料辊4a-d、5a-d、6和7设一个备用辊8a-d、9a-d、10和11，一旦贮料辊被用尽了，材料便从这些备用辊引出。这样可使层压塑料的制造即使在这种情况下也能不中断地连续进行。

在退卷装置3的后面，按绝缘层压塑料的结构分层重叠的带12被送入双带压力机1中，并在那里在加温和加表面压力的情况下连续地压制成绝缘层压塑料。双带压力机1可分成加热区和冷却区，所以此绝缘层压塑料已经在双带压力机1中在加压的条件下被冷却。随后此绝缘层压塑料作为密致的绝缘层压塑料带13离开双带压力机1，并在双带压力机1后面的装置中进一步加工。若有必要，此绝缘层压塑料带13通过图中未表示的另一个冷却装置进一步冷却。紧接着，绝缘层压塑料带13的横切割机14中分割成一块块板15。它们被堆放在堆，装置16的运输小车上以便运输。

图1所示设备的全部工作过程，即各料带的退卷，在双带压力机中过程参数的给定和保持不变，以及将绝缘层压塑料带13分割成一块块板等工作，均由一台装在控制柜17中的计算机操纵。数据终端18用来由操作者输入参数。当然，在控制柜17中的计算机也可以与例如装在数据处理中心的外部主机相联，以便可以由计算中心直接操纵生产过程和处理反馈的生产数据。

将绝缘层压塑料带13分切成板15的横切割机14是一台控制轮廓的数控锯，它具有一个可沿两个互相垂直的轴线运动的锯47。锯47的两个运动方向为X方向和Y方向。这里X方向是指绝缘层压塑料带13的前进方向，Y方向则表示在绝缘层压塑料带3平面内与之垂直的方向。如若需要，锯47还可以设计成能绕一根垂直于X和Y方向的垂直轴旋转。横切割机14的锯47同样由控制柜17中的计算机操纵。设备的操作者通过数据终端18或数据处理中心与控制柜17中的计算机相联的主机，规定日生产或一段时间内所生产的板15的尺寸，并在非矩形板的情况下规定其形状，因为按本发明的方法，可以将连续的绝缘层压塑料带13分切成任意大小和形状的板。计算机根据所规定的尺寸计算出使下脚料尽可能少的最佳切割方案。

计算机通过计算规定了各板的切割顺序，并考虑到绝缘层压塑料带13的前进速度，确定用于数控锯相应于所规定顺序、板的形状和大小的操纵信号。前进速度由双带压力机1中的过程参数所规定。此操纵信号传递给横切割机14中锯47的马达操纵机构，从而将连续前进的绝缘层压塑料带13锯切成所需的板，并堆放在堆装置16中以便于运输。这些板已经可以发货，因为按照本发明在锯片处绝缘层压塑料带13切割边的侧面支撑装置使板边不需作任何进一步的加工。最好由计算机将分割板的顺序通过一台例如在数据处理中心的打印机打印成文。于是可以同时递交成15的发货单。

图2所示为设计成数控锯的横切割机14。它包括一个机架19其中有两根沿X方向彼此平行的导向轴20a、b。在导向轴20ab上各支撑着一个可移动的滑座21a、b。这两个滑座21a、b通过两根沿Y方向平行的导向轴22a、b彼此连接。导向轴22a、b的方向垂直于绝缘层压塑料带13的前进方向。在导向轴22a、b上移动着一个滑架23，它由两个在相应的导向轴22a、b上可运动地支撑着的部分23a、b所组成。锯47固定在这两个部分23a、b上，并位于它们之间。滑架23以及至少滑座21a、b中之一个，由在控制柜17中的计算机操纵马达来驱动。如图2借助于导向轴22a、b所示，可以通过加工于导向轴上的齿条24来实现驱动，与之相啮合的是图中未表示的固定在滑架23和滑座21a、b中由马达驱动的主动小齿轮。驱动马达可以是电机或液压马达。滑架23的小齿轮和驱动马达装在与滑架23的两个部分23a、b为一整体的驱动块28上（见图3和4）。供驱动马达用的液压流体的输送管道在柔性的电缆通道25中通过。考虑绝缘层压塑料带13的前进运动，通过适当地操纵滑座21a、b和滑架23，锯47可作出任意的二维曲线轨迹。

如图3和图4所示，在滑架23的两个部分23a、b上装有锯47。锯47有一个支撑块27，支撑块借助于两个装在侧面的固定环26a、b固定在滑架23上，按图4，这里用螺钉孔49来表示此固定装置。锯片支架48利用一个液压油缸29可沿垂直方向运动地支撑在支撑块27中的两根导杆30上。因而位于锯片支架48下部的锯片31可以放在绝缘层压塑料带13上去锯切，并在锯切后抬起，离开绝缘层压塑料带13回到其原始位置。亦可不用液压油缸29而改用直线电机实施其垂直运动。此外，在锯片支架48的下部有一块用螺钉33固定的盖板34，拆去盖板后便易于更换锯片31。如图3所示，当锯切绝缘层压塑料带13时，层压塑料带13上处于锯片31锯齿的咬合区并与旋转方向所对应的那一部分，靠在一个被盖板34所遮盖住的侧面支撑装置32上。在锯片支架48中绝缘层压塑料带13的其余部分靠在滚轮35上，滚轮既作为支撑，又作为锯片支架48和绝缘层压塑料带13之间的定距器。

图4详细表示了锯片31的传动装置。在锯片支架48的下部装有一个液压马达50，它的输入导管没有表示。在液压马达50的轴51上装了一个齿轮52，它与在锯片轴54上的齿轮53啮合。此锯片轴54支承在锯片支架48中的滚珠轴承55上。锯片31用圆板56和螺钉57同心地紧固在锯片轴54上。也可以不用液压马达50而采用电 机。

图5详细表示了图3E-F切面的侧面支撑装置32。它由两块分处于锯片31左右的支撑板36a、b所组成，槽64各用来安装一块刀形小板37a、b所组成，在图中右面的支撑板36b借助于一个弹簧38压在刀形小板37b上，弹簧38的另一端支撑在盖板34的槽41中，所以刀形小板37b靠在锯片31的右面。左支撑板36a可借助圆柱销39和调整螺钉40来移动，使刀形小板37a靠在锯片31的左面。这一结构可利用调整螺钉40来调整，使锯片31准确地垂直旋转，并使刀形小板37a、b在轻微压力作用下无间隙地紧贴在锯片31上。在图5中装在右面的支撑板36b还用支撑条58附加在固定在盖板34上。

刀形小板37a、b由硬制合金制成，并由图6可见它具有梯形截面。因为只是将它轻压在锯片31上，所以实际上不会磨损锯片的侧面，最多有轻微的磨痕。若有必要，可在锯片31的表面设耐磨层，如碳化钛层。刀形小板37a、b在其较长底边上远离锯片31旋转中心的梯形角处具有尖劈形刀口42。绝缘层压塑料带13的左右切割边59牢牢地压在此刀口上，此刀口形成了Y方向的纵向边缘，它在X方向的宽度为零点几毫米。

侧面支撑装置32装在与锯片31的旋转方向相对应的位置，锯片31的锯齿60在该处锯入绝缘层压塑料带13尚未开的部分。因此，如图7所示，锯片31沿锯片圆周的切向在绝缘层压塑料带13上作用了一个力F。力F可以分解为垂直分量Fv和水平分量Fh。垂直分力Fv将绝缘层压塑料带13压向刀形小板37a、b的棱边形刀口42，所以在锯切过程中，绝缘层压塑料带13的边缘区沿切割边59牢牢地被支撑住，从而获得无毛边整齐的切割边，在此切割边上既无铜屑亦无从层压材料芯部卷起的玻璃纤维。

沿滑架23的送进方向看，刀口42经过绝缘层压塑料带13在切割边59的区域中滑过，因此在切割边59的边缘敷有金属的侧面产生一个轻微的磨痕。因为刀口42沿Y方向做成尖劈。所以这一磨痕只有零点几毫米宽。因而没有什么关系。因为刀形小板37a、b由硬制合金制成，所以由于刀口42在绝缘层压塑料带上滑动使刀口42尖峰的磨损很缓慢。一旦尖峰被磨圆而使其支撑作用受到影响时，如图3所示，卸下螺钉33和盖板34，可方便地更换刀形小板37a、b。

可以通过特殊的设计来提高刀形小板37a、b的使用寿命。为此使刀形小板与锯片31相靠的表面为正方形，它所有的四个边均制有刀口42a至d，所以如图8所示，它的外形为扁平的角锥台。如果在一个棱边上的第一个刀口42a被磨损了，则将刀形小板37a、b转90度，使下一个棱边的刀口42b用作为支撑装置。若此刀口42b又被磨损，则再改用刀口42c，如此继续。因此刀形小板37a、b在所有的刀口42a-d均被磨损而必须将其磨削前总共可以旋转4次。

在锯切时由所敷的铜箔产生的金属屑以及玻璃纤维层压塑料芯部造成的切屑利用低压吸除。在图2中可见之抽吸管43即为此目的所设。

为了获得无毛边的切割边，要求在锯切过程中牢牢地支撑切割边。如上所述，为此要利用锯片旋转时的垂直分力Fv，它将切割边压靠在刀形小板的刀口上。如果这一分力不够大，可以将切割边用机械装置如滚轮等或用真空附加地压在刀口上。

按照本发明的设备，通过相应的操纵数控锯可以从绝缘层压塑料带13上锯下任意形状的板。不过大多数情况下是与绝缘层压塑料带同宽但按需要为不同长度的矩形板。为此，使锯47沿X方向以绝缘层压塑料带的前进速度运动。做到这一点是通过在锯切过程中在X方向不传动导向轴20a、b的滑座21a、b（见图2），而是将它与绝缘层压塑料带13刚性地联结起来，因此滑座21a、b直接随绝缘层压塑料带13运动。为了做到刚性联结，将滑座21a、b与横梁61彼此连接。在此横梁61上，有许多纵向支架62，其上再装有抽吸板63，抽吸板在锯切过程中借助于真空吸放在绝缘层压塑料带13中要锯切的板上。真空导管与纵向支架62制成一体。锯切过程结束后，板15被准确地输往堆装置16的小车之上，切断真空和放下板15。随后，锯47回到原始位置以备下一个锯切过程之用。

当绝缘层压塑料带13离开双带压力机1时，在它边缘的一定宽度内具有在压力不足的情况下硬化的树脂。所以对这种边缘必须切边。为此设置圆锯，它的锯片与绝缘层压塑料带13的前进方向平行地、亦即沿X方向竖立着。切边锯44顺绝缘层 压塑料带13前进方向装在绝缘层压塑料带13的左右边缘处锯47前面的机架19中，如图2所示。切边锯沿X和Y方向固定，即在机架19中不可移动地被固定住。除此以外它与锯47的结构相同，它在垂直方向可借助于液压缸移动，所以它们可以进入或退出切割绝缘层压塑料带13的位置。切边锯44在锯片处同样也有已经说明的按本发明的切割边侧面支撑装置。从而使绝缘层压塑料带13切割边的下脚料最少，并使锯切后的板15的全部边缘均无毛边。在机架19中对于每一个切边锯44装一个备用锯45，因此当更换锯片或刀形小板时，使备用锯进入工作，从而使绝缘层压塑料带13的生产不会中断。切边锯44和备用锯45的传动仍通过液压马达或电机。在机架19的前部，绝缘层压塑料带13由滚轮46支撑，所以可避免挠曲。显然这种滚轮可以装在机架19中所有需要它的地方。

对本发明的方法和有关的设备，上面已详细说明了其用在由敷铜玻璃纤维织物组成的绝缘层压塑料带中的情况。当然亦可用此方法和上述设备将其它的敷金属层压塑料分割成板。

Claims (20)

1、分割连续运行的敷金属层压带为一块块板的方法，层压带由一个层压材料芯部和金属箔带构成，其中，芯部由一层层浸渍了热固性塑料树脂的带组成，金属箔带则敷在芯部的一个或两个表面上，各浸渍了热固性塑料树脂的带和金属箔带连续地从卷筒上退出，并汇合成组合层，此组合层在加表面压力和加温的情况下在双带压力机中压制成致密的层压带，压制成的层压带通过计算机按要求用锯在带宽范围内切成任意大小的板，其特征为：锯的锯片在轻微的压力作用下受到来自两侧作无间隙平面接触的支撑，支撑的部位相对于锯片的旋转方向位于敷金属层压带上锯片锯齿在尚未切开的部分内的锯入区和敷金属层压带上背向锯片锯齿锯入处的表面区，与此同时，敷金属层压带背向锯齿锯入处沿锯片切割边两侧的表面处通过一条长而狭窄的边缘部分受到支撑，此边缘部分沿敷金属层压带上锯齿锯入区的切割边延伸到尚未切开的部分，并在锯片移动中在此表面上滑动，因此，由锯片旋转方向引起的分力即将此表面压在此边缘部分上。

2、权利要求1所述方法，其特征是：由在压力不足的情况下硬化的树脂所形成的敷金属层压带边缘在分割成一块块板以前用切边锯锯掉，为此，切边锯的锯片和敷金属层压带上在锯片侧边沿切割边的面积受到支撑。

3、权利要求1所述方法，其特征是：当所涉及的敷金属层压带为绝缘层压带时，在其层压材料芯部上压制有电解精炼的铜箔。

4、实施权利要求1至3中任一要求所述方法的设备，该设备具有一台横切割机，用以将敷金属层压带分割成一块块板，此横切割机为一由计算机操纵的数控锯，其锯可借助于在导向轴上运行的滑座沿敷金属层压带的前进方向和借助于在导向轴上的一个滑架沿与之垂直的方向在敷金属层压带的平面中运动，锯可沿垂直方向，也即与敷金属层压带相垂直的方向运动，所以锯片可以进入或退出敷金属层压带的锯入处，其特征是：在锯（47）中的锯片（31）有侧面支撑装置，此装置相对于锯片（31）旋转方向位于敷金属层压带（13）上锯片（31）锯齿在尚未切开的部分内的锯入区和敷金属层压带（13）上背向锯片（31）锯齿锯入处的表面区，此锯片（31）的侧面支撑装置由两个彼此相对地处于锯片（31）两侧的硬质合金刀形小板（37a，b）组成，其一个侧面以轻微的压力靠在锯片（31）上，刀形小板（37a，b）具有一个朝锯片（31）切割边（59）的方向构成刀口（42）的纵向棱边，直接在此切割边旁移动，并对着敷金属层压带（13）上背向锯片（31）锯齿锯入处的面积，因而敷金属层压带（13）上靠近刀口（42）的部分，可由锯片（31）旋转方向引起的分力将其压在刀口（42）上，而在锯（47）运动时，刀口（42）在敷金属层压带（13）上滑动，因此，敷金属层压带（13）在锯切过程中在切割边（59）旁受到纵向的支撑。

5、权利要求4所述设备，其特征是：刀口（42）只有零点几毫米宽。

6、权利要求4或5所述设备，其特征是：刀形小板（37b）装在支撑板（36b）的槽（64）中，并借助于弹簧（38）靠在锯片（31）上，弹簧（38）的另一端支撑在锯（47）盖板（34）内的槽（41）中。

7、权利要求4或5所述设备，其特征是：刀形小板（37a）装在支撑板（36a）的槽（64）中，并借助于圆柱销（39）靠在锯片（31）上，圆柱销（39）又可借助于锯（47）内的调整螺钉（40）移位。

8、权利要求4或5所述设备，其特征是：锯片（31）的表面设耐磨层。

9、权利要求8所述设备，其特征是：表面层由碳化钛构成。

10、权利要求4或5所述设备，其特征是：刀形小板（37a、b）具有梯形截面，梯形较长的底边靠在锯片（31）上，刀口（42）由底边上远离锯片（31）旋转中心的梯形的角构成。

11、权利要求10所述设备，其特征是：刀形小板（37a、b）的外形为具有正方形底面的扁平角锥台，底面的所有四个棱边均制有刀口（42a-b）。

12、权利要求4或5所述设备，其特征是：利用真空增大敷金属层压带（13）靠在刀形小板（37a、b）刀口（42）上的压紧力。

13、权利要求4或5所述设备，其特征是：利用滚轮增大敷金属层压带（13）靠在刀形小板（37a、b）的刀口（42）上的压紧力。

14、权利要求4或5所述设备，其特征是：在锯（47）前面顺敷金属层压带（13）前进方向，在敷金属层压带（13）左右两边，在敷金属层压带（13）的平面内沿其前进方向和与之垂直方向固定设置着两个圆锯（44），用以对敷金属层压带（13）进行切边，同时在锯片相对两侧设有两个刀形小板，用以侧向支撑圆锯（44）的锯片和用以支撑敷金属层压带（13）上靠锯片侧面沿切割边的面积。

15、权利要求14所述设备，其特征是：对每一个圆锯（44）装一个带锯片侧面支撑装置的备用锯（45）。

16、权利要求15所述设备，其特征是：圆锯（44）和备用锯（45）可在垂直于敷金属层压带（13）的方向运动，所以可以进入或退出敷金属层压带（13）的锯入处。

17、权利要求16所述设备，其特征是：锯（47）和切边用圆锯（44，45）的锯片（31）用液压马达传动。

18、权利要求16所述设备，其特征是：锯（47）和切边用圆锯（44，45）的锯片（31）用电机传动。

19、权利要求4或5所述设备，其特征是：用液压马达来驱动使锯（47）运动的滑座（21a、b）和滑架（23）。

20、权利要求4或5所述设备，其特征是：用电机来驱动使锯（47）运行的滑座（21a、b）和滑架（23）。

Images