CN104907706A - 一体式柔性扁平电缆自动化双面高精密开窗系统及方法 - Google Patents

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王志彬
陈萌炯
黄三玻
贾巍
池卫英
雷刚
韦祎
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/42—Printed circuits

Abstract

本发明的一体式柔性扁平电缆自动化双面高精密开窗系统，包括：激光切割系统、监视系统和位移控制系统；其中激光切割系统由机身、激光器、激光光源系统和控制系统组成；监视系统由信号追踪器、信号处理器组成；位移系统由主转动机构、张力控制机构、平面控制机构和步进电机组成。本发明一体式柔性扁平电缆自动化双面高精密开窗方法能解决一体式扁平柔性电缆开窗难题，推动柔性电缆空间工程应用进度。

Description

一体式柔性扁平电缆自动化双面高精密开窗系统及方法
技术领域
本发明涉及柔性印制电缆板技术领域，具体涉及一种柔性印制电路板表面开窗的装置及方法。
背景技术
柔性印制电路是一种广泛应用于电子、航天、汽车等领域的电路板，可以用来传输功率和信号。传统的柔性印制电路结构尺寸小，可制作成单层、双层甚至是多层结构，每层结构可先开窗再制作柔性电路，也可制作完成后采用机械方式实现开窗。而对于一体式柔性电缆，其长度尺寸大，有些线路可达数十米乃至上百米长，线路制作精度高，传统的开窗方式结构尺寸或开窗方法的限制已经无法满足工程应用需求。对于多层长尺度柔性电缆，其开窗工艺将决定电缆的焊接性能和使用性能。如此长度的电缆表面开窗成为制约其工程应用的一大技术瓶颈。
因此，为解决长尺寸柔性电缆快速开窗，业界急需一种一体式柔性电缆开窗系统及方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明在于开发一种一体式柔性扁平电缆自动化双面高精密开窗系统及方法，以解决一体式柔性电缆开窗问题。
为了达到上述发明目的，本发明的一体式柔性扁平电缆自动化双面高精密开窗系统，包括：激光切割系统、监视系统和位移控制系统；其中激光切割系统由机身、激光器、激光光源系统和控制系统组成；监视系统由信号追踪器、信号处理器组成；位移系统由主转动机构、张力控制机构、平面控制机构和步进电机组成。
一些实施例中，所述激光器采用紫外激光。
本发明的另一技术方案在于提供一体式柔性扁平电缆自动化双面高精密开窗的方法，该方法具体工作步骤如下：
步骤一，将一体式柔性扁平电缆放置在位移系统上，位移机构可带动一体式柔性扁平电缆连续转动，其张力控制结构可调节柔性电缆的张紧程度，平面控制机构可调节柔性电缆的平面度并能校正柔性电缆的水平位置。
步骤二，打开电源，启动激光切割系统，操纵控制系统将上下两台激光器移动至一体式柔性扁平电缆焊盘待开窗区域。
步骤三，利用信号追踪器捕捉焊盘待开窗位置信息并经信号处理器处理反馈，确定开窗位置，实现上下面开窗位置一致。
步骤四，打开激光器，通过激光切割系统对柔性电缆表面进行开窗，通过激光加工处理可将柔性电缆表面绝缘材料去除，将内部传输金属线路裸露出来，从而实现双面开窗，且上下面可同时开窗，位置精度一致。通过位移系统可调节柔性电缆的位置，通过连续转动后再进行定位和激光加工可解决长达数十米乃至更长电缆的双面开窗问题。
结合附图，根据下文的通过示例说明本发明主旨的描述可清楚本发明的其他方面和优点。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的一体式柔性扁平电缆自动化双面高精密开窗系统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一体式柔性扁平电缆自动化双面高精密开窗用激光切割系统；
图3为本发明实施例提供的一体式柔性扁平电缆自动化双面高精密开窗用位移系统；
图4为本发明提供的一体式柔性扁平电缆自动化双面高精密开窗方法流程图。
具体实施方式
参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。
现通过详细说明根据本发明的较佳具体实施例，以对本发明做进一步阐述。本发明实施例的一体式柔性扁平电缆自动化双面高精密开窗系统，包括激光切割系统1、监视系统2和位移控制系统3；其中激光切割系统1由于加工产品，其加工过程全周期由监视系统2进行实时监测，其中监视系统2得到某部位加工完好的信息后，可以反馈到位移控制系统3进行移动，同时监视系统2可以得到位移系统的位置信息，待位置确认好后监视系统2可将信息反馈至激光切割系统1进行后续加工，如此形成整套系统实现连续加工。
激光切割系统1由机身1-1、激光器1-2、激光光源系统1-3和控制系统1-4组成；其中控制系统1-4安装在机身的上、下方，激光器1-2和激光光源系统1-3安装在控制系统1-4上，激光器1-2和激光光源系统1-3在控制系统1-4的控制下可实现水平及垂直方向的运动。激光光源系统1-3可产生不同能量的光源，并通过激光器1-2发射出去，对待加工产品进行加工。
监视系统2由信号追踪器2-1、信号处理器2-2组成；其中信号追踪器2-1安装在激光器1-2的上方，可追踪激光器1-2的移动轨迹，并将信号反馈到信号处理器2-2，信号处理器2-2可识别出激光器1-2的实时位置。
位移系统由主转动机构3-1、张力控制机构3-2、平面控制机构3-3，3-4和步进电机3-5，3-6组成。其中步进电机3-5可带动主转动机构3-1转动，同时步进电机3-6带动张力控制机构3-2转动，并可控制柔性扁平式电缆的张紧力度。平面控制机构3-3，3-4位于一个水平面上，并安装在机身1-1的两侧。主转动机构3-1与平面控制机构3-3的距离和张力控制机构3-2与平面控制机构3-4的距离可调。
实现一体式扁平柔性电缆双面开窗的方法时，具体工作步骤如下：
步骤一，将一体式柔性扁平电缆放置在位移系统上3，位移机构3-1可带动一体式柔性扁平电缆连续转动，其张力控制机构3-2可调节柔性电缆的张紧程度，平面控制机构3-3和3-4可调节柔性电缆的平面度并能校正柔性电缆的水平位置。
步骤二，打开电源，启动激光切割系统1，操纵控制系统1-4将上下两台激光器移动至一体式柔性扁平电缆焊盘待开窗区域。
步骤三，通过信号追踪器2-1确定焊盘开窗具体位置并反馈给信号处理器2-2进行分析，从而确定开船位置4-1，实现上下面开窗位置一致。
步骤四，打开激光器1-2，通过激光切割系统1对柔性电缆表面进行开窗，通过激光加工处理可将柔性电缆表面绝缘材料去除，将内部金属传输线路裸露出来，从而实现双面开窗，且上下面可同时开窗，位置精度一致。通过位移系统可调节柔性电缆的位置，通过连续转动后再进行定位和激光加工可解决长达数十米乃至更长电缆的双面开窗问题。
实验已经证明，本发明通过紫外激光加工一体式扁平柔性电缆表面，利用激光切割原理实现电缆上下面开窗。并借助于连续位移控制系统解决长尺度电缆表面开窗难题。
本发明可以有效解决一体式扁平柔性电缆表面开窗难题，提供了工作效率，提高了一体式电缆开窗精度，推动了一体式扁平柔性电缆的工程应用进度。
本发明所提供的一体式柔性扁平电缆自动化双面高精密开窗系统及方法将为控制系统用柔性印制电路、空间太阳电池阵用柔性电缆提供广阔的应用市场。该技术创新填补国内了空白，提高我国太阳电池阵的应用水平，为国防做出贡献。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.一体式柔性扁平电缆自动化双面高精密开窗系统，包括：激光切割系统、监视系统和位移控制系统；所述激光切割系统由机身、激光器、激光光源系统和控制系统组成；所述监视系统由信号追踪器、信号处理器组成；所述位移系统由主转动机构、张力控制机构、平面控制机构和步进电机组成；所述非接触探针安装在位移系统的垂直导轨上，所述灯管和反射镜安装在非接触探针上方，非接触探针、灯管和反射镜均可随位移机构移动。
2.根据权利要求1所述的一体式柔性扁平电缆自动化双面高精密开窗系统，其特征在于，所述激光切割系统采用紫外光光源，所述紫外光光源有上下两个。
3. 一种采用权利要求1所述的一体式柔性扁平电缆自动化双面高精密开窗系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将一体式柔性扁平电缆放置在位移系统上，位移机构可带动一体式柔性扁平电缆连续转动，其张力控制结构可调节柔性电缆的张紧程度，平面控制机构可调节柔性电缆的平面度并能校正柔性电缆的水平位置；步骤二，打开电源，启动激光切割系统，操纵控制系统将上下两台激光器移动至一体式柔性扁平电缆焊盘待开窗区域；步骤三，利用信号追踪器捕捉焊盘待开窗位置信息并经信号处理器处理反馈，确定开窗位置，实现上下面开窗位置一致；步骤四，打开激光器，通过激光切割系统对柔性电缆表面进行开窗，通过激光加工处理可将柔性电缆表面绝缘材料去除，将内部传输金属线路裸露出来，从而实现双面开窗，且上下面可同时开窗，位置精度一致；通过位移系统可调节柔性电缆的位置，通过连续转动后再进行定位和激光加工可解决长达数十米乃至更长电缆的双面开窗问题。
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