CN101569963A - 一种激光切割成形机及其对软硬结合板开盖的方法 - Google Patents

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高云峰
吕洪杰
翟学涛
雷群
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Abstract

本发明适用于激光加工技术领域，提供了一种激光切割成形机及其对软硬结合板开盖的方法；激光切割成形机包括：激光器、光路传导系统、振镜扫描系统、激光聚焦系统、CCD定位系统以及控制系统，控制系统控制激光器发射的激光光束的能量，并根据切割图形控制CCD定位系统对振镜扫描系统的定位以及控制振镜扫描系统根据切割图形利用激光聚焦系统聚焦形成的光斑对待加工件进行切割处理。本发明提供的激光切割成形机通过控制系统控制振镜扫描系统根据切割图形利用激光聚焦系统聚焦形成的光斑对待加工件进行切割处理；节约了加工时间，降低了成本且提高了切割精度。

Description

一种激光切割成形机及其对软硬结合板开盖的方法
技术领域
本发明属于激光加工技术领域，尤其涉及一种激光切割成形机及其对软硬结合板开盖的方法。
背景技术
随着机器、仪器设备向着小型化发展，在电子、汽车、航天、测量实验设备等行业中，线路板的应用越来越广泛，相应的产值也越来越大，而软硬结合板(Rigid-Flex PCB，简称R&F板)的数量也在逐年递增。在制作R&F板的过程中，必须对压合在软板上的硬性材料(即半固化片)进行开盖，令软板暴露出来从而使得整个R&F板可以在软板处任意弯曲。
传统方式是采用模具冲床对R&F板进行开盖，但是制作模具价钱昂贵，周期长，从而导致整个R&F板的制作过程效率降低，严重的影响了研发的步伐；同时，R&F板的精度很难控制，容易导致线路板报废。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种激光切割成形机，旨在解决现有的激光切割成形机采用模具冲床对R&F板进行开盖导致成本高、周期长、效率低、精度难控制的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种激光切割成形机，包括：
激光器，发射激光光束；
光路传导系统，将所述激光器发射的激光光束进行传输；
振镜扫描系统，将所述光路传导系统传输的激光光束反射输出；
激光聚焦系统，将所述振镜扫描系统反射输出的激光光束在待加工件上聚焦形成光斑；
CCD定位系统，对所述振镜扫描系统进行定位；以及
控制系统，用于控制所述激光器发射的激光光束的能量，并根据切割图形控制所述CCD定位系统对所述振镜扫描系统的定位以及控制所述振镜扫描系统根据切割图形利用所述激光聚焦系统聚焦形成的光斑对所述待加工件进行切割处理。
本发明实施例的目的还在于提供一种采用上述激光切割成形机对软硬结合板开盖的方法，所述方法包括以下步骤：
激光器发射激光光束；
光路传导系统将所述激光器发射的激光光束进行传输；
振镜扫描系统将所述光路传导系统传输的激光光束反射输出；
激光聚焦系统将所述振镜扫描系统反射输出的激光光束在软硬结合板上聚焦形成光斑；
CCD定位系统对所述振镜扫描系统进行定位；
控制系统控制所述激光器发射的激光光束的能量和频率，并根据切割图形控制所述CCD定位系统对所述振镜扫描系统的定位以及控制所述振镜扫描系统根据切割图形利用所述激光聚焦系统聚焦形成的光斑对所述软硬结合板进行开盖处理。
本发明实施例提供的激光切割成形机通过控制系统控制振镜扫描系统根据切割图形利用激光聚焦系统聚焦形成的光斑对待加工件进行切割处理；节约了加工时间，降低了成本且提高了切割精度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的激光切割成形机的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的激光切割成形机中控制系统的模块结构图；
图3是本发明实施例提供的激光切割成形机的装配图；
图4是本发明实施例提供的R&F板的结构示意图；
图5本发明实施例提供的利用激光切割成形机对软硬结合板开盖的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的激光切割成形机通过控制系统控制振镜扫描系统根据切割图形利用激光聚焦系统形成的光斑对待加工件进行切割处理；节约了加工时间，降低了成本且提高了切割精度。
本发明实施例提供的激光切割成形机的模块结构如图1所示，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。
激光切割成形机包括：控制系统1、激光聚焦扫描系统2以及CCD定位系统3，其中，激光聚焦扫描系统2进一步包括：激光器21、光路传导系统22、振镜扫描系统23、激光聚焦系统24；激光器21发射激光光束；光路传导系统22将激光器21发射的激光光束进行传输；振镜扫描系统23将光路传导系统22传输的激光光束反射输出；激光聚焦系统24将振镜扫描系统23反射输出的激光光束在待加工件4上聚焦形成光斑；而CCD定位系统3对振镜扫描系统23进行定位；控制系统1用于控制激光器21发射的激光光束的能量，并根据切割图形控制CCD定位系统3对所述振镜扫描系统23的定位以及控制振镜扫描系统23根据切割图形利用激光聚焦系统24聚焦形成的光斑对待加工件4进行切割处理。
在本发明实施例中，激光切割成形机还包括：真空吸附系统5，用于吸附并固定待加工件4。真空吸附系统5是利用平台内部抽成真空而形成的负压原理将待加工件4吸附在其上面。作为本发明的一个实施例，真空吸附系统5还包括：吸尘装置(图中未示出)，用于吸走待加工件4切割时产生的粉尘。
在本发明实施例中，控制系统1的模块结构如图2所示，包括：文件导入模块11、参数设置模块12、靶标定位模块13以及扫描模块14，其中，文件导入模块11导入需要切割的加工文件；参数设置模块12根据加工文件设置初始参数；靶标定位模块13控制CCD定位系统3对振镜扫描系统23进行靶标定位；扫描模块14根据定位的靶标控制振镜扫描系统23对待加工件4进行切割处理。
作为本发明的一个实施例，参数设置模块12设置的初始参数包括：激光器参数以及振镜参数；其中，激光器参数为激光光束的能量；振镜参数为振镜扫描系统23控制激光光束在待加工件4上形成的光斑的二维坐标。
作为本发明的一个实施例，控制系统1还包括：参数调整模块15，根据切割处理后样品的效果对初始参数做进一步的调整并根据调整后的参数对待加工件4再次进行切割处理；具体的，根据参数调整模块15调整后的参数对振镜扫描系统23重新进行靶标定位，根据重新定位的靶标控制振镜扫描系统23对待加工件4进行再次切割处理；可以重复多次直至达到设置的切割精度。
为了更进一步说明本发明实施例提供的激光切割成形机；图3示出了激光切割成形机的装配图；包括：激光器21、光路传导系统22、振镜扫描系统23、激光聚焦系统24、以及CCD定位系统3，其中，激光器21发射激光光束；光路传导系统22将激光器21发射的激光光束进行传输；振镜扫描系统23将光路传导系统22传输的激光光束反射输出；激光聚焦系统24将振镜扫描系统23反射输出的激光光束在待加工件4上聚焦形成光斑；而CCD定位系统3对振镜扫描系统23进行定位；振镜扫描系统23根据切割图形利用激光聚焦系统24聚焦形成的光斑对待加工件4进行切割处理。用于控制激光器21发射的激光光束的能量，并根据切割图形控制CCD定位系统3对振镜扫描系统23的定位以及控制振镜扫描系统23根据切割图形利用激光聚焦系统24聚焦形成的光斑对待加工件4进行切割处理的控制系统1可以采用计算机软件控制的形式。
在本发明实施例中，激光切割成形机还包括真空吸附系统5，用于吸附并固定待加工件4。
作为本发明的一个实施例，光路传导系统22进一步包括：第一反射镜221、扩束镜222以及第二反射镜223；其中，第一反射镜221将激光器21发射的激光光束反射输出；扩束镜222将第一反射镜221反射输出的激光光束进行扩束后由第二反射镜223反射输出给振镜扫描系统23。
在本发明实施例中，激光器21为CO2激光器；待加工件4为R&F板，现以对R&F板进行开盖为例并结合图3详述本发明实施例提供的激光切割成形机的工作原理如下：
当需要对R&F板进行开盖处理时，CO2激光器21发射出一束激光光束，经过第一反射镜221反射进入扩束镜222，扩束镜222对其进行扩束处理后再经过第二反射镜223进入振镜扫描系统23，振镜扫描系统23反射出的激光光束再进入激光聚焦系统24聚焦形成一个小光斑，然后振镜扫描系统23利用这个小光斑对R&F板进行开盖加工。图4示出了为R&F板的结构，R&F板4包括硬板部分41，底铜及软板部分42，需要烧蚀掉的半固化片部分43以及盖子44；通过开盖加工处理将R&F板结合处的硬板烧蚀干净且不伤及到硬板下的底铜，即将盖子44取走。
在本发明实施例中，开盖完成后可以通过检查样品的效果来进一步调整参数，然后根据新的参数对R&F板进行再次加工直至加工出的样品效果最佳为止；这样经过多次重复操作可以提高切割品质。
在本发明实施例中，通过将R&F板4所需要切割的加工文件导入控制系统1后，开始设置开盖加工的初始参数，设置好初始参数后，通过设置CCD定位系统3的参数对振镜扫描系统23进行靶标定位；定位完成后，通过振镜扫描系统23控制激光聚焦系统24聚焦形成的光斑对R&F板4进行开盖加工处理。作为本发明的一个实施例，初始参数包括：激光器参数以及振镜参数；其中，激光器参数为激光光束的能量；振镜参数为振镜扫描系统23控制激光光束在待加工件4上形成的光斑的二维坐标。
在本发明实施例中，通过真空吸附系统5将待加工件4固定，同时真空吸附系统5中配置有吸尘装置，可以带走切割时产生的粉尘，从而避免了粉尘对环境的污染以及对人体产生的伤害。
图5示出了本发明实施例提供的利用激光切割成形机对软硬结合板开盖的方法流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。
在步骤S51中，激光器发射激光光束；作为本发明的一个实施例，在步骤S51之前还包括步骤：真空吸附系统吸附并固定软硬结合板。
在步骤S52中，光路传导系统将激光器发射的激光光束进行传输；
在步骤S53中，振镜扫描系统将光路传导系统传输的激光光束反射输出；
在步骤S54中，激光聚焦系统将振镜扫描系统反射输出的激光光束在软硬结合板上聚焦形成光斑；
在步骤S55中，CCD定位系统对振镜扫描系统进行定位；
在步骤S56中，控制系统控制激光器发射的激光光束的能量和频率，并根据切割图形控制CCD定位系统对振镜扫描系统的定位以及控制振镜扫描系统根据切割图形利用激光聚焦系统聚焦形成的光斑对软硬结合板进行开盖处理。
采用本发明实施例提供的激光切割成形机可以将R&F板结合处的硬板烧蚀干净且不伤及到硬板下的底铜，成功的实现了这一难度很大的加工工艺。
本发明实施例提供的激光切割成形机通过控制系统控制振镜扫描系统根据切割图形利用激光聚焦系统聚焦形成的光斑对待加工件进行切割处理；节约了加工时间，降低了成本且提高了切割精度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种激光切割成形机，其特征在于，所述激光切割成形机包括：
激光器，发射激光光束；
光路传导系统，将所述激光器发射的激光光束进行传输；
振镜扫描系统，将所述光路传导系统传输的激光光束反射输出；
激光聚焦系统，将所述振镜扫描系统反射输出的激光光束在待加工件上聚焦形成光斑；
CCD定位系统，对所述振镜扫描系统进行定位；以及
控制系统，用于控制所述激光器发射的激光光束的能量和频率，并根据切割图形控制所述CCD定位系统对所述振镜扫描系统的定位以及控制所述振镜扫描系统根据切割图形利用所述激光聚焦系统聚焦形成的光斑对所述待加工件进行切割处理。
2、如权利要求1所述的激光切割成形机，其特征在于，所述激光器为CO2激光器。
3、如权利要求1所述的激光切割成形机，其特征在于，所述光路传导系统进一步包括：
第一反射镜、扩束镜以及第二反射镜；
所述第一反射镜将所述激光器发射的激光光束反射输出；
所述扩束镜将所述第一反射镜反射输出的激光光束进行扩束后由所述第二反射镜反射输出给所述振镜扫描系统。
4、如权利要求1所述的激光切割成形机，其特征在于，所述控制系统进一步包括：
文件导入模块，导入需要切割的加工文件；
参数设置模块，根据所述加工文件设置初始参数；
靶标定位模块，控制所述CCD定位系统对所述振镜扫描系统进行靶标定位；
扫描模块，根据所述定位的靶标，控制所述振镜扫描系统对所述待加工件进行切割处理。
5、如权利要求4所述的激光切割成形机，其特征在于，所述初始参数包括：激光器参数以及振镜参数；所述激光器参数为激光光束的能量；所述振镜参数为振镜扫描系统控制激光光束在所述待加工件上形成的所述光斑的二维坐标。
6、如权利要求4所述的激光切割成形机，其特征在于，所述控制系统还包括：
参数调整模块，根据切割处理后样品的效果对所述初始参数做进一步的调整并根据调整后的参数对所述待加工件再次进行切割处理。
7、如权利要求1所述的激光切割成形机，其特征在于，所述激光切割成形机还包括：真空吸附系统，用于吸附并固定所述待加工件。
8、如权利要求7所述的激光切割成形机，其特征在于，所述真空吸附系统还包括：吸尘装置，用于吸走所述待加工件切割时产生的粉尘。
9、一种采用权利要求1至8任一项所述的激光切割成形机对软硬结合板开盖的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
激光器发射激光光束；
光路传导系统将所述激光器发射的激光光束进行传输；
振镜扫描系统将所述光路传导系统传输的激光光束反射输出；
激光聚焦系统将所述振镜扫描系统反射输出的激光光束在软硬结合板上聚焦形成光斑；
CCD定位系统对所述振镜扫描系统进行定位；
控制系统控制所述激光器发射的激光光束的能量和频率，并根据切割图形控制所述CCD定位系统对所述振镜扫描系统的定位以及控制所述振镜扫描系统根据切割图形利用所述激光聚焦系统聚焦形成的光斑对所述软硬结合板进行开盖处理。
10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述激光器发射激光光束步骤之前进一步包括步骤：
真空吸附系统吸附并固定所述软硬结合板。
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