CN102581492A - 卷料自动送料激光刻蚀机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种卷料自动送料激光刻蚀机，包括机架、控制系统、计算机系统、激光发生器、吸附平台、二维振镜头、F-θ透镜组和卷料输送机构，控制系统、计算机系统和吸附平台都安装在机架上，激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组安装在吸附平台上方，F-θ透镜组安装在二维振镜头下部，卷料输送机构由收卷辊、放卷辊和牵引辊组成，收卷辊、放卷辊和牵引辊的中心线相互平行，收卷辊和牵引辊位于吸附平台的一侧，放卷辊位于吸附平台的另一侧，收卷辊、放卷辊和牵引辊都由电机驱动，从放卷辊到牵引辊的卷料穿过吸附平台上方。本卷料自动送料激光刻蚀机，自动化程度高，生产效率高。

Description

卷料自动送料激光刻蚀机

 

技术领域

本发明涉及一种激光刻蚀设备，特别是涉及卷料自动送料激光刻蚀机。

背景技术

用于刻蚀显示触摸屏ITO薄膜、玻璃基底或PET基底的银浆激光刻蚀设备的运动驱动机构多采用二维振镜头和F-θ透镜组组合，这种激光刻蚀设备刻蚀速度快，效率高，但是，现有激光刻蚀设备的上料多为人工上料，要求事先把整卷的薄膜卷料裁切成一张张的矩形块料，再把一张张矩形块料定位加工，前期准备工序多，而且上料、定位的辅助时间长，生产效率低，也不利于自动化加工。

专利号为201120001278.2的一种双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机，包括机架、控制系统、计算机系统、激光发生器、吸附平台、二维振镜头、一维运动平台和F-θ透镜组，控制系统、计算机系统、吸附平台和激光发生器都安装在机架上，激光发生器、二维振镜头和F-θ透镜组安装在吸附平台上方，激光发生器的激光出光孔与二维振镜头的激光进光孔同心，F-θ透镜组安装在二维振镜头下部，一维运动平台安装在机架与吸附平台之间，吸附平台的长度大于所刻蚀ITO薄膜材料宽度的两倍。此多振镜头激光刻蚀机，辅助时间短，生产效率高。

虽然专利201120001278.2的一种双工位触摸屏ITO薄膜激光刻蚀机，工作过程中，辅助时间短，生产效率比一个工位薄膜激光刻蚀机高，但是，前期准备工序多，事先把整卷的薄膜卷料裁切成一张张的矩形块料的工序仍然没能省去，并且还得人工上料，自动化程度低，生产效率低，而且，此设备只适应于对精度要求不高的TO薄膜激光刻蚀。

发明内容

本发明的目的是提供一种卷料自动送料激光刻蚀机，此卷料自动送料激光刻蚀机，自动化程度高，生产效率高。

为了达到上述目的，本发明的卷料自动送料激光刻蚀机，包括机架、控制系统、计算机系统、激光发生器、吸附平台、二维振镜头和F-θ透镜组，控制系统、计算机系统和吸附平台都安装在机架上，激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组安装在吸附平台上方，激光发生器的激光头的激光出光孔与二维振镜头的激光进光孔同心，F-θ透镜组安装在二维振镜头下部，其特征在于：还包括卷料输送机构；

卷料输送机构由收卷辊、放卷辊和牵引辊组成，收卷辊、放卷辊和牵引辊的中心线相互平行，收卷辊和牵引辊位于吸附平台的一侧，放卷辊位于吸附平台的另一侧，收卷辊、放卷辊和牵引辊都由电机驱动，从放卷辊到牵引辊的卷料穿过吸附平台上方。

因为有了卷料输送机构，卷料输送机构的收卷辊和牵引辊位于吸附平台的一侧，放卷辊位于吸附平台的另一侧，从放卷辊到牵引辊的卷料穿过吸附平台上方，当牵引辊把卷料牵引输送到吸附平台上方时，牵引辊停止牵引，吸附平台的抽气装置工作，使吸附平台将卷料吸附定位在其上表面，激光发生器和二维振镜头工作，将要刻蚀的图形或文字刻蚀在卷料上；刻蚀完后，吸附平台的抽气装置停止工作，牵引辊牵引卷料移动一定的距离，激光发生器和二维振镜头又开始刻蚀工作，如此循环工作，将刻蚀的图形或文字刻蚀到整卷卷料上，省去了人工一张张上料过程，也省去了将整卷的薄膜卷料裁切成一张张的矩形块料的工序，自动化程度高，生产效率高。

所述的卷料自动送料激光刻蚀机，其特征在于：还包括一个直线运动平台，直线运动平台安装在机架上，激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组安装在直线运动平台上，直线运动平台的运动方向与卷料的运动方向垂直。当牵引辊把卷料牵引输送到吸附平台上方时，牵引辊停止牵引，吸附平台的抽气装置工作，使吸附平台将卷料吸附定位在其上表面，激光发生器和二维振镜头工作，将要刻蚀的图形或文字刻蚀在卷料上，增加了一直线运动平台后，直线运动平台的运动可使卷料自动送料激光刻蚀机在直线运动平台运动方向实现拼图，这样就可利用小焦距小幅面的F-θ透镜组的高精度和窄线宽特性刻蚀宽幅卷料，使宽幅卷料的刻蚀线宽和精度得到提高。

所述的卷料自动送料激光刻蚀机，其特征在于：还包括两个交叉的直线运动平台，两个交叉的直线运动平台运动方向相互垂直叠加，其中一个直线运动平台安装在机架上，激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组安装在另一个直线运动平台上。当牵引辊把卷料牵引输送到吸附平台上方时，牵引辊停止牵引，吸附平台的抽气装置工作，使吸附平台将卷料吸附定位在其上表面，激光发生器和二维振镜头工作，将要刻蚀的图形或文字刻蚀在卷料上，增加了两个交叉的直线运动平台后，两个交叉的直线运动平台的运动可使卷料自动送料激光刻蚀机在两个交叉的直线运动平台运动方向实现两个方向拼图，这样既可利用小焦距小幅面的F-θ透镜组的高精度和窄线宽特性保证整块拼接图的刻蚀精度。

所述的卷料自动送料激光刻蚀机，其特征在于：还包括CCD定位系统，CCD定位系统安装在吸附平台上方，CCD定位系统由CCD摄像机、工业镜头和分析系统组成。工作时，CCD定位系统对吸附平台上放置的卷料上的定位靶标摄像，通过像素分析比较卷料材料工件上定位靶标的位置与标准位置的差别，分析系统控制刻蚀软件对刻蚀位置进行调整，以补偿卷料材料位置的偏差。

所述的卷料自动送料激光刻蚀机，其特征在于：F-θ透镜组的焦距在150~300mm之间。因为焦距比较短，所以刻蚀的线宽小、高精度。F-θ透镜组为一组镜片组，其作用是将经过二维振镜头的不同角度激光光束聚焦到一个平面上，所以能对置于吸附平台上的卷料进行刻蚀加工。

所述的卷料自动送料激光刻蚀机，其特征在于：还包括除尘机构，除尘机构的抽风口朝向吸附平台上方，除尘机构的作用是把加工时产生的粉尘排出到室外或进行过滤处理。

所述的二维振镜头内有两个高速伺服振动电机，每个高速伺服振动电机的轴上安装有激光反射镜片，两个高速伺服振动电机交叉安装。

所述的吸附平台的内部为空腔，上面表设置多个与空腔连通的小孔，吸附平台的侧面或下部开有与空腔相连通的通孔，其中，至少有一个通孔与真空装置或抽风装置连接；真空装置或抽风装置把卷料吸附于吸附平台，使卷料平展于吸附平台，保证刻蚀质量。

所述的机架为金属结构件或大理石构件，是整个卷料自动送料激光刻蚀机的支撑与连接部件，控制系统、计算机系统和激光发生器都安装在机架上。

所述的控制系统包括工控机及其操作控制软件，其作用是控制卷料自动送料激光刻蚀机的运行。

所述的计算机系统包括计算机主机、显示器、键盘和鼠标，其中计算机主机的主板上安装有运动控制卡。计算机系统同控制系统一起控制整个卷料自动送料激光刻蚀机，显示器的作用是用于显示操作控制软件的界面。

本发明的卷料自动送料激光刻蚀机，自动化程度高，生产效率高。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是图1另一个方向的轴侧图。

图3是卷料输送机构的原理示意图。

具体实施方式

图1标记的说明：计算机系统1，机架2，卷料输送机构3，CCD定位系统4，F-θ透镜组5，二维振镜头6，激光发生器的激光头7，控制系统8，显示器9，上方的直线运动平台10，卷料11，吸附平台12，下方的直线运动平台13，收卷驱动电机31，放卷驱动电机32。

图2标记的说明：牵引驱动电机33。

图3标记的说明：放卷辊34，托辊35，压辊36，牵引辊37，收卷辊38，卷料感应器39。

参见图1，本发明卷料自动送料激光刻蚀机的实施例包括机架2、控制系统8、计算机系统1、激光发生器、吸附平台12、二维振镜头6、F-θ透镜组5、卷料输送机构3、上方的直线运动平台10和下方的直线运动平台13，控制系统8、计算机系统1、吸附平台12和下方的直线运动平台13都安装在机架2上，激光发生器的激光头7、二维振镜头6和F-θ透镜组5安装在上方的直线运动平台10上。激光发生器的激光头7的激光出光孔与二维振镜头6的激光进光孔同心，F-θ透镜组5安装在二维振镜头6下部。

参见图3，卷料输送机构3由收卷辊38、放卷辊34和牵引辊37组成，收卷辊38、放卷辊34和牵引辊37的中心线相互平行，收卷辊38和牵引辊37位于吸附平台12的一侧，放卷辊34位于吸附平台12的另一侧，收卷辊38、放卷辊34和牵引辊37分别由收卷驱动电机31、放卷驱动电机32和牵引驱动电机33驱动（参见图2），从放卷辊34到牵引辊37的卷料11穿过吸附平台12上方，在放卷辊34一侧设备有托辊35和压辊36，用来调整卷料11的走向。在收卷辊38和放卷辊34下方，还设备有卷料感应器39，用来感应的收卷辊38和放卷辊34前卷料11的余料多少，以控制收卷辊38和放卷辊34的运动启停和运动快慢。

因为有了卷料输送机构3，卷料输送机构3的收卷辊38和牵引辊37位于吸附平台12的一侧，放卷辊34位于吸附平台12的另一侧，从放卷辊34到牵引辊37的卷料11穿过吸附平台12上方，当牵引辊37把卷料11牵引输送到吸附平台12上方时，牵引辊37停止牵引，吸附平台12的抽气装置工作，使吸附平台12将卷料11吸附定位在其上表面，激光发生器和二维振镜头6工作，将要刻蚀的图形或文字刻蚀在卷料11上；刻蚀完后，吸附平台12的抽气装置停止工作，牵引辊37牵引卷料11移动一定的距离，激光发生器和二维振镜头6又开始刻蚀工作，如此循环工作，将刻蚀的图形或文字刻蚀到整卷卷料11上，省去了人工一张张上料过程，也省去了将整卷的薄膜卷料11裁切成一张张的矩形块料的工序，自动化程度高，生产效率高。

实施例中，在吸附平台12上方还安装了CCD定位系统4安装，CCD定位系统4由CCD摄像机、工业镜头和分析系统组成。工作时，CCD定位系统4对吸附平台12上放置的卷料11上的定位靶标摄像，通过像素分析比较卷料11材料工件上定位靶标的位置与标准位置的差别，分析系统控制刻蚀软件对刻蚀位置进行调整，以补偿卷料11材料位置的偏差。

实施例中，F-θ透镜组5的焦距采用185mm和265mm两种。因为焦距比较短，所以刻蚀的线宽小、高精度。F-θ透镜组5为一组镜片组，其作用是将经过二维振镜头6的不同角度激光光束聚焦到一个平面上，所以能对置于吸附平台12上的卷料11进行刻蚀加工。二维振镜头6内有两个高速伺服振动电机，每个高速伺服振动电机的轴上安装有激光反射镜片，两个高速伺服振动电机交叉安装。吸附平台12的内部为空腔，上面表设置多个与空腔连通的小孔，吸附平台12的侧面或下部开有与空腔相连通的通孔，其中，至少有一个通孔与真空装置或抽风装置连接；真空装置或抽风装置把卷料11吸附于吸附平台12，使卷料11平展于吸附平台12，保证刻蚀质量。控制系统8包括工控机及其操作控制软件，其作用是控制卷料自动送料激光刻蚀机的运行。计算机系统1包括计算机主机、显示器9、键盘和鼠标，其中计算机主机的主板上安装有运动控制卡。计算机系统1同控制系统8一起控制整个卷料自动送料激光刻蚀机，显示器9的作用是用于显示操作控制软件的界面。

机架2为金属结构件或大理石构件，是整个卷料自动送料激光刻蚀机的支撑与连接部件，控制系统8、计算机系统1和激光发生器都安装在机架2上。

自动送料激光刻蚀机还设置了除尘机构，除尘机构的抽风口朝向吸附平台12上方，除尘机构的作用是把加工时产生的粉尘排出到室外或进行过滤处理。

本发明的卷料自动送料激光刻蚀机，自动化程度高，生产效率高。它的推广应用，对提高触摸屏ITO薄膜、玻璃基底或PET基底的银浆激光刻蚀加工生产率、实现自动化生产和降低生产成本有着积极意义，特别适合于摸屏ITO薄膜、玻璃基底或PET基底的银浆激光刻蚀的规模化生产。

Claims (6)

1.卷料自动送料激光刻蚀机，包括机架、控制系统、计算机系统、激光发生器、吸附平台、二维振镜头和F-θ透镜组，控制系统、计算机系统和吸附平台都安装在机架上，激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组安装在吸附平台上方，激光发生器的激光头的激光出光孔与二维振镜头的激光进光孔同心，F-θ透镜组安装在二维振镜头下部，其特征在于：还包括卷料输送机构；

卷料输送机构由收卷辊、放卷辊和牵引辊组成，收卷辊、放卷辊和牵引辊的中心线相互平行，收卷辊和牵引辊位于吸附平台的一侧，放卷辊位于吸附平台的另一侧，收卷辊、放卷辊和牵引辊都由电机驱动，从放卷辊到牵引辊的卷料穿过吸附平台上方。

2.根据权利要求1所述的卷料自动送料激光刻蚀机，其特征在于：还包括一个直线运动平台，直线运动平台安装在机架上，激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组安装在直线运动平台上，直线运动平台的运动方向与卷料的运动方向垂直。

3.根据权利要求1所述的卷料自动送料激光刻蚀机，其特征在于：还包括两个交叉的直线运动平台，两个交叉的直线运动平台运动方向相互垂直叠加，其中一个直线运动平台安装在机架上，激光发生器的激光头、二维振镜头和F-θ透镜组安装在另一个直线运动平台上。

4.根据权利要求1所述的卷料自动送料激光刻蚀机，其特征在于：还包括CCD定位系统，CCD定位系统安装在吸附平台上方，CCD定位系统由CCD摄像机、工业镜头和分析系统组成。

5.根据权利要求1所述的卷料自动送料激光刻蚀机，其特征在于：F-θ透镜组的焦距在150~300mm之间。

6.根据权利要求1所述的卷料自动送料激光刻蚀机，其特征在于：还包括除尘机构，除尘机构的抽风口朝向吸附平台上方。

Images