CN107160034A - 一种双台面激光切割机及其切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双台面激光切割机及其切割方法，包括：床身、固定在所述床身上的横梁、支撑左工作台面的左第一方向直线运动机构、支撑右工作台面的右第一方向直线运动机构、第二方向直线运动机构、固定在所述第二方向直线运动机构上的第三方向直线运动机构、视觉控制系统、以及激光器控制系统和光学机械系统；所述视觉控制系统固定所述第三方向直线运动机构上且位于所述左工作台面和右工作台面的其中一个的上方。本发提高激光切割机的高效性，缩短上料加工的时间，通过双台面的切换加工，来提高激光加工效率。通过感应器可监测双工作平台的加工位置，使双平台泊车在机罩的外面,可通过扩展外联机械手进行上料和下料，提高设备自动化程度。
Description
技术领域
本发明属于激光加工技术领域，尤其涉及一种双台面激光切割机及其切割方法。
背景技术
随着微电子产品的快速发展和快速换代，软板和软硬结合板的设计制造时间越来越短。大规模和超大规模集成电路的广泛应用，微组装技术的进步，使印制电路板的制造向积成化。多功能化方向发展，使印制电路图形导线细。微孔化窄间距化，加工中所采用的机械模切方式已不能满足要求。而现有制程中PCB打样过程中的模具费用是一笔很高的开支。现在很多线路板一直在尝试使用紫外激光切割机成型机来进行FPCB(柔性印刷电路板)的柔性加工，以取代原来用模具进行加工的过程。由于激光加工过程中存在激光辐射，都是用外罩把要加工的工作台和运动机构封闭在里面，这样每加工一次，都需要操作者进行设备的开门和关门，同时要暂停设备和重新上料进行加工。不方便进行自动化联线加工。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高激光切割机的高效性、缩短上料加工的时间、通过双台面的切换加工的双台面激光切割机及其切割方法。
本发明提供一种双台面激光切割机，设有并列的左工作台面和右工作台面，其包括：床身、固定在所述床身上的横梁、支撑左工作台面的左第一方向直线运动机构、支撑右工作台面的右第一方向直线运动机构、第二方向直线运动机构、固定在所述第二方向直线运动机构上的第三方向直线运动机构、视觉控制系统、以及激光器控制系统和光学机械系统；其中，所述左第一方向直线运动机构和右第一方向直线运动机构均固定于所述床身表面；所述第二方向直线运动机构固定在所述横梁的侧边，所述激光器控制系统和光学机械系统固定所述横梁的表面；所述视觉控制系统固定所述第三方向直线运动机构上且位于所述左工作台面和右工作台面的其中一个的上方。
优选地，还包括固定在右第一方向直线运动机构上且紧挨右工作台面的校正工作台。
优选地，还包括固定于床身表面的左支撑块和右支撑块、以及光路密封机构；所述横梁固定在左支撑块和右支撑块上，所述光路密封机构固定在所述横梁上；所述激光器控制系统和光学机械系统的大部分零件均位于光路密封机构内部。
优选地，还包括位于床身上且固定在左支撑块上的左防撞块、以及位于床身上且固定在右支撑块上的右防撞块。
优选地，还包括：固定于床身底部的前底脚和后底脚、以及固定连接前底脚和后底脚之间的气路安装板和工控机安装板，一工控机安装在工控机安装板，一激光器电源的控制系统也安装在前底脚和后底脚之间。
优选地，还包括分别罩设在左第一方向直线运动机构和右第一方向直线运动机构外的防尘罩、以及固定防尘罩的前防尘罩固定板。
优选地，还包括：固定在左第一方向直线运动机构上的左工作台底板、固定在左工作台底板上的左工作台面板和左吸附接头、固定在右第一方向直线运动机构上的右工作台底板、以及固定在右工作台底板上的右工作台面板和右吸附接头；所述左工作台底板和左工作台面板组成一个左吸附工作台，左工作台面由左吸附工作台固定；所述右工作台底板和右工作台面板组成一个右吸附工作台，右工作台面由右吸附工作台固定。
优选地，所述第三方向直线运动机构包括：固定在第二方向直线运动机构上的Z轴安装底板、安装在Z轴安装底板上的Z轴运动结构和Z轴滑板、以及Z轴电机和丝杠螺母副。
优选地，还包括外罩，所述左第一方向直线运动机构、右第一方向直线运动机构、第二方向直线运动机构、第三方向直线运动机构、视觉控制系统、工控机、以及激光器控制系统和光学机械系统均位于外罩内部；左工作台面和右工作台面位于外罩外部。
本发明还提供一种双台面激光切割机的切割方法，包括如下步骤：
加工时在工况一的位置：左工作台面和右工作台面均停在初始位置等待上料加工；
左工作台面上料后，进入工况二位置：左工作台面上料进入加工区域，右工作台面等待上料加工；
左工作台面在激光加工过程中，进入工况三位置：左工作台面正在激光加工中，右工作台面上料后等待进入加工；
待左工作台面加工完成后，进入工况四位置：左工作台面加工完成后，退出加工区域,回待加工位置，右工作台面上料后进入加工区域进行激光加工；
取走左工作台面上面加工完成的物料，同时给左工作台面进行上料，并进入工况五：左工作台面上面的物料取走，进行待上料状态，右工作台面正在进行激光加工；
待右工作台面加工完成后，右工作台面退出加工区域，同时左工作台面进入激光加工区域，开始进行加工，进入工况六的位置：左工作台面上料后进入加工区域，右工作台面加工完成后，退回到待加工位置，然后重复到工况二状态。
本发提高激光切割机的高效性，缩短上料加工的时间，通过双台面的切换加工，来提高激光加工效率。通过感应器可监测双工作平台的加工位置，使双平台泊车在机罩的外面,可通过扩展外联机械手进行上料和下料，提高设备自动化程度。
附图说明
图1为本发明双台面激光切割机的结构示意图；
图2为图1所示双台面激光切割机除去外罩的结构示意图；
图3为图2所示双台面激光切割机除去光路密封机构的结构示意图；
图4为图2所示双台面激光切割机的第三方向直线运动机构和视觉控制系统的组合示意图；
图5为图2所示双台面激光切割机的激光器控制系统和光学机械系统的示意图；
图6至图11为本发明双台面激光切割机的切割步骤示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明双台面激光切割机设有并列的左工作台面100和右工作台面200，其包括：外罩1、大理石床身2、左第一方向直线运动机构31、右第一方向直线运动机构32、第二方向直线运动机构4、第三方向直线运动机构5、视觉控制系统6、工控机7、以及激光器控制系统和光学机械系统8。其中，左第一方向直线运动机构31和右第一方向直线运动机构32均固定于所述床身2表面；第二方向直线运动机构4固定在所述横梁29的侧边，所述激光器控制系统和光学机械系统8固定所述横梁29的表面；所述视觉控制系统6固定所述第三方向直线运动机构5上且位于所述左工作台面100和右工作台面200的其中一个的上方。
其中，外罩1安装在大理石床身2的上面，左工作台面100和右工作台面200设置在外罩1的外面，电气控制箱(图未示)位于外罩1的后面；外罩1的前面设有翻转门，在外罩1的左右立柱两侧都有开关门，方便维修和保养。
左第一方向直线运动机构31、右第一方向直线运动机构32、第二方向直线运动机构4、第三方向直线运动机构5、视觉控制系统6、工控机7、以及激光器控制系统和光学机械系统8均位于外罩1内部。
本发明双台面激光切割机还包括：固定于大理石床身2底部的前底脚21和后底脚22、以及固定连接前底脚21和后底脚22之间的气路安装板23和工控机安装板24，工控机安装在工控机安装板24，一激光器电源的控制系统25也安装在前底脚21和后底脚22之间。
工控机7和激光器电源的控制系统25均安装在大理石床身2的下面，通过在前底脚21和后底脚22之间安装托板支架，工控机安装板24和水气路托板安装在托板支架上。工控机7通过工控机左右固定架进行固定。激光器电源安装板固定在托板支架上，通过激光器电源左右固定架进行固定，本发明尽快缩小设备的尺寸大小，保证激光在加工时，提高设备的稳定性。
本发明双台面激光切割机还包括：固定于大理石床身2表面的左支撑块26和右支撑块27、固定在左支撑块26和右支撑块27上的横梁28、固定在横梁28上的光路密封机构29、位于大理石床身2上且固定在左支撑块26上的左防撞块261、以及位于大理石床身2上且固定在右支撑块27上的右防撞块271。
其中，左第一方向直线运动机构31和右第一方向直线运动机构32并列安装在大理石床身2上，左工作台面100安装在左第一方向直线运动机构31上，右工作台面100安装在右第一方向直线运动机构32上。左第一方向直线运动机构31和右第一方向直线运动机构32均包括2条直线导轨和2条直线电机，通过直线导轨和对应的直线电机带动对应的工作台面运动。
左第一方向直线运动机构31和右第一方向直线运动机构32外均防尘罩33罩设，2个防尘罩33由一前防尘罩固定板34固定。
本发明双台面激光切割机还包括：固定在左第一方向直线运动机构31上的左工作台底板311、固定在左工作台底板311上的左工作台面板312和左吸附接头、固定在右第一方向直线运动机构32上的右工作台底板321、以及固定在右工作台底板321上的右工作台面板322和右吸附接头。
左工作台底板311和左工作台面板312组成一个左吸附工作台，左吸附接头连接在左工作台面板312的后面；右工作台底板321和右工作台面板322组成一个右吸附工作台，右吸附接头连接在右工作台面板322的后面；左工作台面100和右工作台面200在Y轴方向都可以单独移动。
本发明双台面激光切割机还包括：固定在右第一方向直线运动机构32上且紧挨右工作台面200的校正工作台300。
第二方向直线运动机构4固定在横梁28上，第三方向直线运动机构5固定在第二方向直线运动机构4上，第二方向直线运动机构4带动第三方向直线运动机构5在X方向运动。
如图3所示，第三方向直线运动机构5包括：固定在第二方向直线运动机构4上的Z轴安装底板51、安装在Z轴安装底板51上的Z轴运动结构52和Z轴滑板53、以及Z轴电机和丝杠螺母副。
视觉控制系统6固定在第三方向直线运动机构5上，视觉控制系统6包括：固定在Z轴滑板53上的振镜安装板61和CCD安装固定板62、固定在振镜安装板61上的振镜63、固定在CCD安装固定板62上的CCD相机64、固定在CCD相机64下方的CCD相机镜头65、以及固定在CCD相机镜头65下方的LED光源66。通过Z轴电机和丝杠螺母副带动Z轴滑板53上下移动，来找激光加工时焦点和CC相机64的焦距。在激光加工时，也需要对CCD相机64和振镜中心进行校正。
激光器控制系统和光学机械系统8的大部分零件均位于光路密封机构29内部，如图5所示，激光器控制系统和光学机械系统8包括：固定在横梁29上的光路安装底板81、固定在光路安装底板81上的紫外激光器82、扩散镜装置83、第一反射镜座84、第二反射镜座85、以及第三反射镜座86，其中，扩散镜装置83位于紫外激光器82的出光口前面，第一反射镜座84和第二反射镜座85均固定在光路安装底板81上，第三反射镜座86位于光路密封机构29的外面。通过密封盖板291进行前端密封固定；在X轴方向使用飞行光路进行加工。
本发明双台面激光切割机的切割方法，包括如下步骤：
如图6所示，加工时在工况一的位置：左工作台面100和右工作台面200均停在初始位置等待上料加工；
如图7所示，左工作台面100上料后，进入工况二位置：左工作台面100上料进入加工区域，右工作台面200等待上料加工；
如图8所示，左工作台面100在激光加工过程中，进入工况三位置：左工作台面100正在激光加工中，右工作台面200上料后等待进入加工；
如图9所示，待左工作台面100加工完成后，进入工况四位置：左工作台面100加工完成后，退出加工区域,回待加工位置，右工作台面200上料后进入加工区域进行激光加工；
如图10所示，取走左工作台面100上面加工完成的物料，同时给左工作台面100进行上料，并进入工况五：左工作台面100上面的物料取走，进行待上料状态，右工作台面200正在进行激光加工；
如图11所示，待右工作台面200加工完成后，右工作台面200退出加工区域，同时左工作台面100进入激光加工区域，开始进行加工，进入工况六的位置：左工作台面100上料后进入加工区域，右工作台面200加工完成后，退回到待加工位置，然后重复到工况二状态。
本发明激光切割方法能提高激光加工的效率，降低工作台等待上料的时间，同时能外接机械手，进行自动化联线加工。
本发提高激光切割机的高效性，缩短上料加工的时间，通过双台面的切换加工，来提高激光加工效率。通过感应器可监测双工作平台的加工位置，使双平台泊车在机罩的外面,可通过扩展外联机械手进行上料和下料，提高设备自动化程度。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种双台面激光切割机，设有并列的左工作台面和右工作台面，其特征在于，其包括：床身、固定在所述床身上的横梁、支撑左工作台面的左第一方向直线运动机构、支撑右工作台面的右第一方向直线运动机构、第二方向直线运动机构、固定在所述第二方向直线运动机构上的第三方向直线运动机构、视觉控制系统、以及激光器控制系统和光学机械系统；其中，所述左第一方向直线运动机构和右第一方向直线运动机构均固定于所述床身表面；所述第二方向直线运动机构固定在所述横梁的侧边，所述激光器控制系统和光学机械系统固定所述横梁的表面；所述视觉控制系统固定所述第三方向直线运动机构上且位于所述左工作台面和右工作台面的其中一个的上方。
2.根据权利要求1所述的双台面激光切割机，其特征在于：还包括固定在右第一方向直线运动机构上且紧挨右工作台面的校正工作台。
3.根据权利要求1或2所述的双台面激光切割机，其特征在于：还包括固定于床身表面的左支撑块和右支撑块、以及光路密封机构；所述横梁固定在左支撑块和右支撑块上，所述光路密封机构固定在所述横梁上；所述激光器控制系统和光学机械系统的大部分零件均位于光路密封机构内部。
4.根据权利要求3所述的双台面激光切割机，其特征在于：还包括位于床身上且固定在左支撑块上的左防撞块、以及位于床身上且固定在右支撑块上的右防撞块。
5.根据权利要求1或2所述的双台面激光切割机，其特征在于：还包括：固定于床身底部的前底脚和后底脚、以及固定连接前底脚和后底脚之间的气路安装板和工控机安装板，一工控机安装在工控机安装板，一激光器电源的控制系统也安装在前底脚和后底脚之间。
6.根据权利要求1或2所述的双台面激光切割机，其特征在于：还包括分别罩设在左第一方向直线运动机构和右第一方向直线运动机构外的防尘罩、以及固定防尘罩的前防尘罩固定板。
7.根据权利要求1或2所述的双台面激光切割机，其特征在于：还包括：固定在左第一方向直线运动机构上的左工作台底板、固定在左工作台底板上的左工作台面板和左吸附接头、固定在右第一方向直线运动机构上的右工作台底板、以及固定在右工作台底板上的右工作台面板和右吸附接头；所述左工作台底板和左工作台面板组成一个左吸附工作台，左工作台面由左吸附工作台固定；所述右工作台底板和右工作台面板组成一个右吸附工作台，右工作台面由右吸附工作台固定。
8.根据权利要求1或2所述的双台面激光切割机，其特征在于：所述第三方向直线运动机构包括：固定在第二方向直线运动机构上的Z轴安装底板、安装在Z轴安装底板上的Z轴运动结构和Z轴滑板、以及Z轴电机和丝杠螺母副。
9.根据权利要求1或2所述的双台面激光切割机，其特征在于：还包括外罩，所述左第一方向直线运动机构、右第一方向直线运动机构、第二方向直线运动机构、第三方向直线运动机构、视觉控制系统、工控机、以及激光器控制系统和光学机械系统均位于外罩内部；左工作台面和右工作台面位于外罩外部。
10.一种双台面激光切割机的切割方法，其特征在于，包括如下步骤：
加工时在工况一的位置：左工作台面和右工作台面均停在初始位置等待上料加工；
左工作台面上料后，进入工况二位置：左工作台面上料进入加工区域，右工作台面等待上料加工；
左工作台面在激光加工过程中，进入工况三位置：左工作台面正在激光加工中，右工作台面上料后等待进入加工；
待左工作台面加工完成后，进入工况四位置：左工作台面加工完成后，退出加工区域,回待加工位置，右工作台面上料后进入加工区域进行激光加工；
取走左工作台面上面加工完成的物料，同时给左工作台面进行上料，并进入工况五：左工作台面上面的物料取走，进行待上料状态，右工作台面正在进行激光加工；
待右工作台面加工完成后，右工作台面退出加工区域，同时左工作台面进入激光加工区域，开始进行加工，进入工况六的位置：左工作台面上料后进入加工区域，右工作台面加工完成后，退回到待加工位置，然后重复到工况二状态。
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