CN109262152A - 一种双工位fpc紫外激光切割设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种激光切割设备，具体涉及一种双工位FPC紫外激光切割设备，包括底座，底座上平行安装有运动吸附平台一和运动吸附平台二，用于对FPC电路板进行固定并带动其做直线运动；还包括运动切割平台和视觉定位系统，运动切割平台安装在运动吸附平台一和运动吸附平台二的上方，视觉定位系统安装在运动切割平台上且在其带动下在竖直平面内运动，视觉定位系统用于对FPC电路板进行视觉定位；还包括安装在底座上的紫外激光器，用于产生紫外激光对FPC电路板进行切割。本申请的设备设置了双工位用于固定FPC电路板，其中一个工位上的FPC电路板在切割的同时，可以在另一个空闲工位上进行下料，实现了连续切割，提高了切割效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光切割设备，具体涉及一种双工位FPC紫外激光切割设备。
背景技术
FPC(Flexible Printed Circuit Board柔性印制电路板)简称“软板"，行业内俗称FPC，是用柔性的绝缘基材(主要是聚酰亚胺或聚酯薄膜)制成的印刷电路板，具有许多硬性印刷电路板不具备的优点。
对于覆盖膜、PI辅料、FR4等FPC材料的切割加工来说，传统的方式是设计相应的模具，然后通过模具进行机械冲压的机加工方式。传统的加工方法是一种接触式的机械加工方法，其本身不可避免地会存在一些不足之处，由于FPC产品的线路密度和间距不断提高，加之FPC图形轮廓也越来越复杂，这就使得制作FPC模具的难度越来越大。对于一般复杂度的FPC来说，制作模具的难度大，制作周期变长，进而导致加工成本的大幅提升；而对于一些复杂度很高的FPC样品来说，这种非常复杂的模具制作已无法实现，FPC紫外激光切割采用冷光加工方式，很好的解决了这个难题，但是目前存在切割效率低，只能解决样品的切割问题，而且存在购买设备成本和设备所创造的价值不平等的现象。
对于软硬结合板、去塑料盖板、摄像头及IC模组的切割加工来说，传统的方式是通过PCB成型机(俗称PCB锣边机)，按照图形轨迹对其外形进行加工的方式。由于产品的线路密度和间距的不断提高，图形拐角尺寸越来越小，使得对成型机刀具直径尺寸要求越来越小。但是目前PCB成型机常用最小刀具直径尺寸约为0.8mm，而对于一些复杂度较高、线路间距为0.2mm以下以及图形拐角(R角)尺寸较小的材料来说，传统的成型机已无法实现，FPC紫外激光切割采用冷光加工方式，其切割光斑大小一般为0.02-0.05左右，很好的解决了这个问题，但是目前单个工位的切割设备，切割效率较低，只能解决样品的切割问题，达不到供需要求。
发明内容
本发明提供一种双工位FPC紫外激光切割设备，旨在解决现有技术中激光切割设备的切割效率低的技术问题。
一种双工位FPC紫外激光切割设备,包括底座，所述底座上平行安装有运动吸附平台一和运动吸附平台二，用于对FPC电路板进行固定并带动其做直线运动；
还包括运动切割平台和视觉定位系统，所述运动切割平台安装在所述运动吸附平台一和运动吸附平台二的上方，所述视觉定位系统安装在所述运动切割平台上且在其带动下在竖直平面内运动，所述视觉定位系统用于对FPC电路板进行视觉定位；
还包括安装在所述底座上的紫外激光器，用于产生紫外激光对FPC电路板进行切割。
其中，所述运动吸附平台一包括直线电机运动平台一及安装在其上受其驱动运动的真空吸附平台一，所述运动吸附平台二包括直线电机运动平台二及安装在其上受其驱动运动的真空吸附平台二。
其中，所述运动切割平台包括直线电机运动平台三及安装在其上受其驱动运动的竖直运动机构。
其中，所述直线电机运动平台一、直线电机运动平台二和直线电机运动平台三上分别设置有高精度光栅定位系统一、高精度光栅定位系统二和高精度光栅定位系统三。
其中，所述视觉定位系统包括CCD视觉定位系统以及高速扫描振镜和安装在其下端的场镜。
进一步的，还包括紫外反射镜一和紫外反射镜二，用于对紫外激光器产生的紫外激光进行反射使其射入所述高速扫描振镜。
其中，所述竖直运动机构包括马达、传动件、固定座、滑块、导轨和安装座，所述固定座安装在所述直线电机运动平台三上，所述导轨安装在所述固定座上，所述滑块安装在所述导轨上，所述马达固定在所述固定座的上端其输出轴通过所述传动件与所述滑块连接带动该滑块滑动，所述安装座安装在所述滑块上。
进一步的，还包括连接在所述场镜下端的烟尘净化装置，用于对切割产生的烟雾进行吸收处理。
其中，所述高精度光栅定位系统一、高精度光栅定位系统二和高精度光栅定位系统三的定位反馈精度均为0.001mm。
其中，所述CCD视觉定位系统安装在所述固定座上，所述高速扫描振镜和场镜安装在所述安装座上。
依据上述实施例的双工位FPC紫外激光切割设备，在一台激光切割设备上设有运动吸附平台一和运动吸附平台二，当其中一个运动吸附平台上的FPC电路板在进行切割时，可以在另一个运动吸附平台上进行下料，这样当对一个运动吸附平台上的FPC电路板切割完成后，自动转到另一个运动吸附平台上对其上固定的FPC电路板进行切割，如此减少了切割等待时间，使得切割效率翻倍。
附图说明
图1为本申请实施例提供的紫外激光切割设备整体结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。
实施例
如图1，本实施提供一种双工位FPC紫外激光切割设备，包括安装在固定龙门花岗岩底座2上的直线电机运动平台一26、直线电机运动平台二6以及直线电机运动平台三3，其中直线电机运动平台一26和直线电机运动平台二6平行设置在固定龙门花岗岩底座2上，直线电机运动平台三3设置在直线电机运动平台一26和直线电机运动平台二6的上方，其运动的轴线方向与直线电机运动平台一26和直线电机运动平台二6的运动轴线方向垂直。具体的，还包括一个安装横梁1，该安装横梁1设置在直线电机运动平台一26和直线电机运动平台二6的上方，直线电机运动平台三3安装在该安装横梁1上。其中固定龙门花岗岩底座2安装在平台架子24上。
进一步的，在直线电机运动平台一26和直线电机运动平台二6分别安装有真空吸附平台一25和真空吸附平台二5，真空吸附平台一25和真空吸附平台二5在直线电机运动平台一26和直线电机运动平台二6的带动下沿着运动平台的轴线运动。具体的，直线电机运动平台一26和直线电机运动平台二6还分别包括导轨一27和导轨二7，导轨一27和导轨二7上分别安装有与导轨配合的滑块，真空吸附平台一25和真空吸附平台二5分别安装在导轨一27和导轨二7上的滑块上。其中真空吸附平台一25和真空吸附平台二5用于对FPC电路板进行固定。
进一步的，真空吸附平台一25和真空吸附平台二5上均安装有对紫外激光进行自动调焦的自动调焦平台，该自动调焦平台的行程范围为竖直运动机构的行程范围，其其聚焦精度为0.01-0.03mm。
进一步的，在直线电机运动平台三3上还安装有竖直运动机构，该竖直运动机构在直线电机运动平台三3的驱动下沿着其轴向运动。其中，直线电机运动平台三3还包括导轨三4，在该导轨三4上也安装有滑块(图中未标出)，滑块上安装有一个安装板，竖直运动机构安装在该安装板上。其中该竖直运动机构包括马达14、传动件、固定座15、竖直滑块16、竖直导轨17和安装座18，固定座15安装在直线电机运动平台三3上的安装板上，竖直滑块16安装在固定座15上，竖直滑块16安装在竖直滑块16上，马达14固定在固定座15的上端其输出轴通过传动件与竖直滑块16连接带动竖向滑块16滑动，安装座18安装在该竖向滑块16上。马达14通过传动件带动竖直滑块16在竖直导轨17上滑动，即该安装座18也随之滑动，其中本实施例中的传动件采用丝杆，在其他实施例中还可以采用连杆等传动机构。
其中，在直线电机运动平台一26、直线电机运动平台二6和直线电机运动平台三3上分别设置有高精度光栅定位系统一28、高精度光栅定位系统二8和高精度光栅定位系统三(图中未标出)，分别用于对运动定位的反馈，用于配合视觉定位系统对FPC板进行精确的定位，其中高精度光栅定位系统一28、高精度光栅定位系统二8和高精度光栅定位系统三的定位反馈精度为0.001mm，可以实现精确的定位。
进一步的，该激光切割设备还包括视觉定位系统，该视觉定位系统包括CCD视觉定位系统23、高速扫描振镜19和场镜21，其中CCD视觉定位系统23安装在固定座15上，高速扫描振镜19和场镜21安装在安装座18上，其中高速扫描振镜19下端安装有场镜21连接环20，该场镜21通过连接环20安装在高速扫描振镜19的下端。该CCD视觉定位系统23、高速扫描振镜19和场镜21组成的视觉定位系统配合高精度光栅定位系统一28、高精度光栅定位系统二8和高精度光栅定位系统三，用于对安装在真空吸附平台一25和真空吸附平台二5上的FPC电路板进行精确定位。
进一步的，在场镜21的下端还连接有烟尘净化装置22，用于对切割产生的烟雾进行吸收处理。
进一步的，该设备还包括紫外激光器9、紫外反射镜一13和紫外反射镜二11，紫外激光器9产生的紫外激光经过紫外反射镜一13和紫外反射镜二11的反射后进入高速扫描振镜19对FPC板进行激光切割。其中，紫外反射镜一13和紫外反射镜二11安装在紫外反射镜固定架12上，紫外激光器9安装在激光器固定板10上。
以下结合上述实施例对本申请工作原理进行说明：
安装、调试好设备后，将FPC电路板分别固定在真空吸附平台一25和真空吸附平台二5上，然后控制CCD视觉定位系统23快速移动到FPC电路板Mark标识点的位置上，然后捕捉其Mark点，计算其伸缩比和旋转比，并通过调节直线电机运动平台一26、直线电机运动平台二6进行相应的补偿。然后高功率的紫外激光器9产生相应频率和脉宽的紫外激光，经过紫外反射镜一13和紫外反射镜二11的反射后进入高速扫描振镜19内，对真空吸附平台一25和真空吸附平台二5上固定的FPC板进行激光切割。当真空吸附平台一25上的FPC板切割完成后，该真空吸附平台一25会自动退到安全区域，然后直线电机运动平台三3带动竖直运动机构及其上的视觉定位系统移动到真空吸附平台二5上，同样通过CCD视觉定位系统23对真空吸附平台二5上的FPC电路板进行CCD定位，计算其伸缩比和旋转比，并进行相应的补偿后，紫外激光器9产生相应频率和脉宽的紫外激光，经过紫外反射镜一13和紫外反射镜二11的反射后进入高速扫描振镜19内，完成对FPC电路板的切割。其中，当其中一个运动吸附平台上的FPC电路板在进行切割时，可以在另一个运动吸附平台上进行下料，这样当对一个运动吸附平台上的FPC电路板切割完成后，自动转到另一个运动吸附平台上对其上固定的FPC电路板进行切割，如此减少了切割等待时间，使得切割效率翻倍。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (10)
1.一种双工位FPC紫外激光切割设备,包括底座，其特征在于，
所述底座上平行安装有运动吸附平台一和运动吸附平台二，用于对FPC电路板进行固定并带动其做直线运动；
还包括运动切割平台和视觉定位系统，所述运动切割平台安装在所述运动吸附平台一和运动吸附平台二的上方，所述视觉定位系统安装在所述运动切割平台上且在其带动下在竖直平面内运动，所述视觉定位系统用于对FPC电路板进行视觉定位；
还包括安装在所述底座上的紫外激光器，用于产生紫外激光对FPC电路板进行切割。
2.如权利要求1所述的紫外激光切割设备，其特征在于，所述运动吸附平台一包括直线电机运动平台一及安装在其上受其驱动运动的真空吸附平台一，所述运动吸附平台二包括直线电机运动平台二及安装在其上受其驱动运动的真空吸附平台二。
3.如权利要求2所述的紫外激光切割设备，其特征在于，所述运动切割平台包括直线电机运动平台三及安装在其上受其驱动运动的竖直运动机构。
4.如权利要求3所述的紫外激光切割设备，其特征在于，所述直线电机运动平台一、直线电机运动平台二和直线电机运动平台三上分别设置有高精度光栅定位系统一、高精度光栅定位系统二和高精度光栅定位系统三。
5.如权利要求4所述的紫外激光切割设备，其特征在于，所述视觉定位系统包括CCD视觉定位系统以及高速扫描振镜和安装在其下端的场镜。
6.如权利要求5所述的紫外激光切割设备，其特征在于，还包括紫外反射镜一和紫外反射镜二，用于对紫外激光器产生的紫外激光进行反射使其射入所述高速扫描振镜。
7.如权利要求6述的紫外激光切割设备，其特征在于，所述竖直运动机构包括马达、传动件、固定座、滑块、导轨和安装座，所述固定座安装在所述直线电机运动平台三上，所述导轨安装在所述固定座上，所述滑块安装在所述导轨上，所述马达固定在所述固定座的上端其输出轴通过所述传动件与所述滑块连接带动该滑块滑动，所述安装座安装在所述滑块上。
8.如权利要求4所述的紫外激光切割设备，其特征在于，还包括连接在所述场镜下端的烟尘净化装置，用于对切割产生的烟雾进行吸收处理。
9.如权利要求4所述的紫外激光切割设备，其特征在于，所述高精度光栅定位系统一、高精度光栅定位系统二和高精度光栅定位系统三的定位反馈精度均为0.001mm。
10.如权利要求6所述的紫外激光切割设备，其特征在于，所述CCD视觉定位系统安装在所述固定座上，所述高速扫描振镜和场镜安装在所述安装座上。
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