CN103212834B

CN103212834B - Smt模板激光湿切割及检测的方法

Info

Publication number: CN103212834B
Application number: CN201210015694.7A
Authority: CN
Inventors: 魏志凌; 宁军; 夏发平
Original assignee: Kunshan Theta Micro Co Ltd
Current assignee: Kunshan Theta Micro Co Ltd
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2032-01-19
Also published as: CN103212834A

Abstract

本发明涉及一种SMT模板激光湿切割的加工方法，主要解决现有技术中SMT模板因激光干切工艺导致加工质量不好及加工尺寸精度不高的问题，本发明通过采用一种SMT模板激光湿切割的加工方法，采用移动双驱龙门结构，Y轴前后运动带动X轴前后运动，而Z轴固定在X轴动板上，并随X轴动板一起进行左右运动，Z轴动板上安装有切割头和喷嘴；通过该喷嘴向切割头下方的切割点区域进行同步喷射冷却水的技术方案，较好地解决了该问题，可用于SMT模板激光湿切割工业中。

Description

SMT模板激光湿切割及检测的方法

技术领域

本发明涉及一种SMT模板激光湿切割及检测的方法。

背景技术

目前SMT模板激光切割技术被广泛采用，在使用移动横梁式高速切割的完成模板切割后，模板往往还存在多孔或少孔的缺陷。现在普遍采用的都是人工检测，对于孔数量多，密度大的模板往往出现遗漏，人为因素成为影响质量可靠性的重要因素。在切割完成后再使用线性CCD检测设备对模板进行扫描，然后进行图像处理和识别对比，是一种稳定可靠的方法。如果发生漏孔需要重新返回切割设备进行对位，然后再补孔。如果多孔则直接报废重新生产。此工作对于生产线来说，增加产品质量可靠性的同时也大大增加了人工和成本。同时切割使用的文件在切割设备和检测设备之间要来回调用，模板在检测的过程中正反面的放置、前后左右方向以及对位都要依靠人工操作处理，在效率和准确性上都不高。

本发明提出一种SMT模板激光湿切割的加工设备，该加工设备通过试验验证，完全可以适应于SMT网板新材料的加工，为拓宽应用于SMT网板的材料领域提供加工基础。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的SMT模板因激光干切工艺导致加工质量不好及加工尺寸精度不高的问题，本发明提供一种新的SMT模板激光湿切割及检测的方法，该方法在SMT模板激光切割过程中，同时向切割点区域喷射适量冷却水，及时对切割区域因激光与材料瞬时产生的热影响区进行冷却处理，避免因为及时冷却而导致切割点区域因局部高温产生热变形。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种SMT模板激光湿切割及检测的方法，包括如下几个步骤：

a)把SMT模板固定在激光切割机的工件台上，

b）用加紧张平机构把SMT模板加紧张平；

c)CCD线性扫描组件在X、Y方向移动到切割区域，并将CCD线性扫描组件移到具体的扫描位置，同时上部分横梁移动到非切割区；

d）调整激光切割机的切割头，对准切割点区域，并通过切割头旁边的喷嘴向切割点区域喷射冷却水；对SMT模板进行激光切割；

e）切割完成后废料吸尘装置自动退出机台清理废渣，在横梁上方的灯箱下压，与下面CCD线性扫描组件的上玻璃面将被切割的SMT夹紧，此时进入扫描状态进行扫描检测；切割、扫描的文件、位置、方向、正反面判断工作由主控机自动完成；

f）扫描结束后灯箱上移，CCD扫描组件下移；

g）废料吸尘装置清理完废渣回到设备主体内恢复到切割状态；

h）如果检测SMT模板有少孔，主控机进行补孔切割。

所用的SMT模板激光湿切割的加工设备，包括切割头、喷嘴、自动加紧张平SMT模板的机构，所述加工设备采用移动双驱龙门结构，Y轴前后运动带动X轴前后运动，而Z轴固定在X轴动板上，并随X轴动板一起进行左右运动，Z轴动板上安装有切割头和喷嘴；通过该喷嘴向切割头下方的切割点区域进行同步喷射冷却水。

上述技术方案中，所述的激光切割机采用同轴式喷嘴。同轴式喷嘴呈中空圆柱形，上端有光电传感器安装座23，光电传感器21和光电传感器调焦旋钮22设在光电传感器安装座23的上面，在光电传感器安装座23下面，同轴水射流装置内部设有45⁰反射镜24，与45⁰反射镜24对应的圆柱体侧壁上，设有照明光源25，照明光源25的下面设有激光发生器26，45⁰反射镜24下面设有聚焦镜27，聚焦镜27对应的圆柱体侧壁上设有聚焦镜调焦微分头28，聚焦镜27的下面设有保护镜29，保护镜29的下面为具有双层结构的喷嘴211，水射流212从喷嘴211双层结构间通过，喷嘴211通过侧壁上的进水口213和高压供水单元210连接。

激光发生器26为光纤激光发生器；喷嘴211呈圆环形，水射流212呈柱状；聚焦镜调焦微分头28用于水平或垂直调节聚焦镜27。

所述的自动加紧张平SMT模板机构，包括压紧偏心圆棒31，从动张平圆棒32，压紧偏心圆棒的旋转臂33，从动圆棒的张平滑槽34，从动圆棒的轴心滑杆35，气缸组件36，气缸转轴37；压紧偏心圆棒31和压紧偏心圆棒的旋转臂33相连，压紧偏心圆棒的旋转臂33和气缸组件36相连，从动张平圆棒32具有从动圆棒的轴心滑杆35，气缸转轴37位于气缸组件36中，并和气缸支杆相连，气缸支杆和压紧偏心圆棒的旋转臂33相连。

激光切割SMT模板时，将SMT模板插入压紧偏心圆棒31和从动张平圆棒32中。开启气缸组件36时，气缸转轴37带动气缸支杆运动，气缸支杆带动压紧偏心圆棒的旋转臂33旋转，从而使偏心圆棒旋转。

上述技术方案中，切割完成后X向横梁带动其上的切割头左移，通过废料吸尘部件上的把手将废料吸尘部件拉开，安装在废料吸尘部件下部的CCD线性扫描组件就能够对切割完成的SMT模板扫描检测。在灯箱盖板上具有每3个为一组的LED灯带，LED灯的尺寸仅为3X3，当对SMT模板扫描的时候提供背面照明，为了使得LED提供的一个个点光源变得均匀减少扫描获得的图像上存在的噪点，在光学玻璃板上粘附一层极薄的波士膜。这样可以获得清晰、噪点少得扫描图片。SMT模板切割完成后X向横梁带动其上的切割头由切割状态的位置运动到非切割状态位置，拉掉废料吸尘部件，CCD线性扫描部件上行到与SMT模板下表面贴合，灯箱下行直到压紧待扫描SMT模板。

本发明中，需要激光切割SMT模板时，将SMT模板插入压紧偏心圆棒1和从动张平圆棒2中，开启气缸，气缸顶出支杆，带动旋转臂旋转从而使压紧偏心圆棒1旋转，由于压紧偏心圆棒1为偏心转动，则转到一定角度，偏心大半径一侧与从动张平圆棒2接触压住SMT模板，这时旋转臂靠紧从动张平圆棒2的滑杆，气缸继续工作顶出支杆，使圆棒以偏心圆棒旋转轴为中心、两轴距为半径做回转运动，产生水平位移即张平了SMT模板。

本发明公开一种SMT模板激光湿切割工艺方法，该方式采用激光湿切加工工艺，在SMT网板激光切割过程中，同步给切割区域喷射冷却水，及时对切割区域进行冷却处理，减少加工过程中的热作用时间，缩小加工热影响区，进而明显减少切口氧化残留物的存在，减少背面挂渣，显著提高切口加工质量和加工精度，为生产出更高质量要求的SMT网板提供可能。另外，该加工工艺通过试验验证，完全可以适应于SMT网板新材料的加工，为拓宽应用于SMT网板的材料领域提供加工基础。

本发明公开的SMT模板激光湿切割工艺方法，该工艺方法与传统SMT模板的激光干切割工艺相比，具有以下优势：

1）能显著改善SMT模板切口质量，表现为缝宽更小、表面更洁净、切口残留更小等特点；

2）由于局部变形影响基本忽略不计，采用该方法能采用更高的加工速度进行切割，提高加工效率；

不仅能适用于现有不锈钢的SMT模板加工，还能针对应用于SMT新兴材料（如镍合金、镍片等）进行激光加工，弥补了传动激光干切工艺难以适应SMT新兴材料加工的不足。

本发明公开的SMT模板激光湿切割工艺方法，解决以往SMT模板因激光干切工艺导致加工质量不好及加工尺寸精度不高的问题，另外，为应用于SMT模板新材料加工提供更为合适的激光加工工艺。经加工验证，采用该激光湿切割工艺方法能显著改善SMT模板切口质量，表现为缝宽更小、表面更洁净、切口残留更小等特点，提高生产效率、节省生产成本，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为SMT模板激光湿切割工艺方法示意图。

图2为同轴式喷嘴结构示意图。

图3为SMT模板加紧张平机构。

图1中，SMT模板；2、喷水嘴；3、激光切割头；4、Z轴；5、X轴；6、Y轴；7、工件台。

图2中，21为光电传感器；22为光电传感器调焦旋钮，23为光电传感器安装座，24为45⁰反射镜，25为照明光源，26为激光发生器，27为聚焦镜，28为聚焦镜调焦微分头，29为保护镜，210为高压供水单元，211为喷嘴，212为水射流，213为进水口，214为待加工SMT板，215为工作台。

照明光源25发射的照明光和光纤激光器26发射的激光同时入射到45⁰反射镜24，45⁰反射镜24对激光全反，并对照明光45度增透，光束垂直入射到聚焦镜27上，通过控制聚焦镜27与加工平台215之间的距离可以调整加工平面聚焦光斑的能量分布，透过聚焦镜27聚焦后的激光，通过保护镜29后打到加工平台215上的SMT板214表面。从高压水供给单元210引入高压水流，使在加工过程中工件浸于高压水射流212形成的水射流中。

图3中，31为压紧偏心圆棒，32为从动张平圆棒，33为压紧偏心圆棒的旋转臂，34为从动圆棒的张平滑槽，35为从动圆棒的轴心滑杆，36为气缸组件，37气缸转轴，M为压紧偏心圆棒与从动张平圆棒之间的缝宽。

下面通过具体实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。

具体实施例

【实施例1】

一种SMT模板激光湿切割及检测的方法，包括如下几个步骤：

a)把SMT模板固定在激光切割机的工件台上，

b）用加紧张平机构把SMT模板加紧张平；

c)CCD线性扫描组件在X、Y方向移动到切割区域，并到扫描位置，同时上部分横梁移动到非切割区；

f）扫描结束后灯箱上移，CCD扫描组件下移；

h）如果检测SMT模板有少孔，主控机进行补孔切割。

SMT模板激光湿切割的加工设备，如图1所示，包括切割头、喷嘴、自动加紧张平SMT模板的机构，所述加工设备采用移动双驱龙门结构，Y轴前后运动带动X轴前后运动，而Z轴固定在X轴动板上，并随X轴动板一起进行左右运动，Z轴动板上安装有切割头和喷嘴；通过该喷嘴向切割头下方的切割点区域进行同步喷射冷却水。

加紧张平SMT模板机构，如图3所示，包括压紧偏心圆棒31，从动张平圆棒32，压紧偏心圆棒的旋转臂33，从动圆棒的张平滑槽34，从动圆棒的轴心滑杆35，气缸组件36，气缸转轴37；压紧偏心圆棒31和压紧偏心圆棒的旋转臂33相连，压紧偏心圆棒的旋转臂33和气缸组件36相连，从动张平圆棒32具有从动圆棒的轴心滑杆35，气缸转轴37位于气缸组件36中，和气缸支杆相连，气缸支杆和压紧偏心圆棒的旋转臂33相连。

SMT模板激光湿切割工艺方法，包括如下几个步骤：a)把SMT模板固定在激光切割机的工件台上；b）调整激光切割机的切割头，对准切割点区域，并通过切割头旁边的喷嘴向切割点区域喷射冷却水；c）对SMT模板进行激光切割。

【实施例2】

一种全自动SMT模板切割及检测一体化系统的切割及检测方法，包括如下几个步骤：

a)把SMT模板固定在激光切割机的工件台上，

b）用加紧张平机构把SMT模板加紧张平；

d）在横梁上方的灯箱下压，与下面CCD线性扫描组件的上玻璃面将被切割的SMT模板夹紧，此时进入扫描状态进行扫描检测；

e）切割、扫描的文件、位置、方向、正反面判断工作由主控机自动完成；

f）扫描结束后灯箱上移，CCD扫描组件下移，切割完成后废料吸尘装置自动退出机台清理废渣；

h）如果检测合格SMT模板，如果检测有少空，主控机进行补空切割；

所用的激光切割机采用移动双驱龙门结构，Y轴前后运动带动X轴前后运动，而Z轴固定在X轴动板上，并随X轴动板一起进行左右运动，Z轴动板上安装有切割头和喷嘴；通过该喷嘴向切割头下方的切割点区域进行同步喷射冷却水。

同轴式喷嘴，如图2所示，呈中空圆柱形，上端有光电传感器安装座23，光电传感器21和光电传感器调焦旋钮22设在光电传感器安装座23的上面，在光电传感器安装座23下面，同轴水射流装置内部设有45⁰反射镜24，与45⁰反射镜24对应的圆柱体侧壁上，设有照明光源25，照明光源25的下面设有激光发生器26，45⁰反射镜24下面设有聚焦镜27，聚焦镜27对应的圆柱体侧壁上设有聚焦镜调焦微分头28，聚焦镜27的下面设有保护镜29，保护镜29的下面为具有双层结构的喷嘴211，水射流212从喷嘴211双层结构间通过，喷嘴211通过侧壁上的进水口213和高压供水单元210连接。

【实施例3】

一种全自动SMT模板切割及检测一体化系统的切割及检测方法，该设备系统采用移动横梁式结构，在SMT模板绷网机构下面是废料吸尘部件，在切割完成后废料吸尘装置自动退出机台清理废渣。同时在废料吸尘装置下面的CCD线性扫描组件可以在X、Y方向移动到切割区域，并上台到扫描位置，同时上部分横梁移动到非切割区，在横梁上方的灯箱下压，与下面CCD线性扫描组件的上玻璃面将被切割的SMT模板夹紧，此事进入扫描状态进行扫描检测。切割和扫描同时由一台主控机完成，切割、扫描的文件、位置、方向、正反面判断等工作由此主控机自动完成。扫描结束后灯箱上移，扫描组件下移，废料吸尘装置已经清理完废渣回到设备主体内恢复到切割状态。如果检测合格则此SMT模板可以卸下，如果检测有少空，主控机可以立即进行补空切割，不需要再对位。

加紧张平SMT模板机构，包括压紧偏心圆棒，从动张平圆棒，压紧偏心圆棒的旋转臂，从动圆棒的张平滑槽，从动圆棒的轴心滑杆，气缸组件，气缸转轴；压紧偏心圆棒和压紧偏心圆棒的旋转臂相连，压紧偏心圆棒的旋转臂和气缸组件相连，从动张平圆棒具有从动圆棒的轴心滑杆，气缸转轴位于气缸组件中，和气缸支杆相连，气缸支杆和压紧偏心圆棒的旋转臂相连。

Claims

1.一种SMT模板激光湿切割及检测的方法，包括如下几个步骤：

a)把SMT模板固定在激光切割机的工件台上，

b）用自动夹紧张平机构把SMT模板夹紧张平；

e）切割完成后废料吸尘装置自动退出机台清理废渣，在横梁上方的灯箱下压，与下面CCD线性扫描组件的上玻璃面将被切割的SMT夹紧，此时进入扫描状态进行扫描检测；切割、扫描的文件位置、方向、正反面判断工作由主控机自动完成；

f）扫描结束后灯箱上移，CCD线性扫描组件下移；

h）如果检测SMT模板有少孔，主控机进行补孔切割；

所用的SMT模板激光湿切割的加工设备，包括切割头、喷嘴、自动夹紧张平SMT模板的机构，所述加工设备采用移动双驱龙门结构，Y轴前后运动带动X轴前后运动，而Z轴固定在X轴动板上，并随X轴动板一起进行左右运动，Z轴动板上安装有切割头和喷嘴；通过该喷嘴向切割头下方的切割点区域进行同步喷射冷却水。

2.根据权利要求1所述的SMT模板激光湿切割及检测的方法，其特征在于所述的激光切割机采用同轴式喷嘴。

3.根据权利要求2所述的SMT模板激光湿切割及检测的方法，其特征在于同轴式喷嘴呈中空圆柱形，上端有光电传感器安装座（23），光电传感器（21）和光电传感器调焦旋钮（22）设在光电传感器安装座（23）的上面，在光电传感器安装座（23）下面，所述同轴式喷嘴内部设有45°反射镜（24），与45°反射镜（24）对应的圆柱体侧壁上，设有照明光源（25），照明光源（25）的下面设有激光发生器（26），45°反射镜（24）下面设有聚焦镜（27），聚焦镜（27）对应的圆柱体侧壁上设有聚焦镜调焦微分头（28），聚焦镜（27）的下面设有保护镜（29），保护镜（29）的下面为具有双层结构的喷嘴（211），水射流（212）从喷嘴（211）双层结构间通过，喷嘴（211）通过侧壁上的进水口（213）和高压供水单元（210）连接。

4.根据权利要求3所述的SMT模板激光湿切割及检测的方法，其特征在于所述同轴式喷嘴还包括工作台（215），上面放置待加工工件（214），待加工工件（214）位于喷嘴（211）下方。

5.根据权利要求3所述的SMT模板激光湿切割及检测的方法，其特征在于激光发生器（26）为光纤激光发生器；喷嘴（211）呈圆环形，水射流（212）呈柱状；聚焦镜调焦微分头（28）用于水平或垂直调节聚焦镜（27）。

6.根据权利要求1所述的SMT模板激光湿切割及检测的方法，其特征在于所述的自动夹紧张平SMT模板机构，包括压紧偏心圆棒（31），从动张平圆棒（32），压紧偏心圆棒的旋转臂（33），从动张平圆棒（32）的张平滑槽（34），从动张平圆棒（32）的轴心滑杆（35），气缸组件（36），气缸转轴（37）；压紧偏心圆棒（31）和压紧偏心圆棒的旋转臂（33）相连，压紧偏心圆棒的旋转臂（33）和气缸组件（36）相连，从动张平圆棒（32）具有从动张平圆棒（32）的轴心滑杆（35），气缸转轴（37）位于气缸组件（36）中，并和气缸支杆相连，气缸支杆和压紧偏心圆棒的旋转臂（33）相连。

7.根据权利要求6所述的SMT模板激光湿切割及检测的方法，其特征在于激光切割SMT模板时，将SMT模板插入压紧偏心圆棒（31）和从动张平圆棒（32）中。

8.根据权利要求6所述的SMT模板激光湿切割及检测的方法，其特征在于开启气缸组件（36）时，气缸转轴（37）带动气缸支杆运动，气缸支杆带动压紧偏心圆棒的旋转臂（33）旋转，从而使压紧偏心圆棒（31）旋转。