CN110076686A - 一种非平面按键分片装置及分片加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种非平面按键分片装置，包括可旋转运动的底盘、至少一个与所述底盘做反向旋转运动的单磨机主轴、设置在所述单磨机主轴和所述底盘之间的治具以及用于放置产品的承载盘；所述单磨机主轴设有用于固定所述治具的凹槽，所述治具表面设有至少一个用于固定承载盘的凹型腔，位于承载盘上的产品待加工面高于治具表面。本发明还提供了一种非平面按键分片的分片加工方法。本发明提供的一种非平面按键分片装置，设备成本低，工艺简单，方便易操作，一次可同时加工多片中片，且良率可达90％以上，大大提高了切割效率和制程良率。

Description

一种非平面按键分片装置及分片加工方法

技术领域

本发明涉及非平面按键分片技术领域，特别地，涉及一种非平面按键分片装置及分片加工方法。

背景技术

近年来，随着电子业的迅速发展，越来越多的电子设备产品的物理按键由塑胶材质转为玻璃材质或者陶瓷材质，比如电脑键盘、遥控器按键等；原因是塑胶材料制作的按键由于其特性，存在着耐磨性较差的缺陷，在多次使用后，易出现脱色、掉漆、划痕等问题，直接影响到产品的美观。而玻璃材质或者陶瓷材质具有重量轻、强度高、耐腐蚀、电绝缘性能好，以及容易着色、能通过电磁波等特性。

例如，平面玻璃板材热弯后呈凹凸不平多个相连的3D按键形状，针对多个相连的按键需要进行切割分成单个的小片产品，然后在进行下道工序的加工。目前，直线开料机只能对平面玻璃板材进行切割分片，对3D凹凸面玻璃板材暂切割不了，没有合适的设备加工。若开发3D凹面新激光切割机设备，所需周期长且成本费用昂贵。同时，因3D凹凸面玻璃板材是非平面产品，现有单线切割机吸气底座，虽设有与产品匹配的凹槽将产品镶嵌其中并通过真空吸气进行固定，但因机台震动及底座加工误差等因素，中片产品在切割过程底座存在漏气，部分切割成小片产品时直接脱离导致崩废和尺寸不良导致良率低。因单线切割机金刚线是横向切割，所以，加工中片时中途需要手动调转夹具，使夹具上中片产品横向及纵向都被切割，每次中片加工完，产品夹具再次重新装机定位时，都需重新调试机器，不仅繁琐且效率低。而且，目前使用单线切割机需要长达三个多小时将中片切割成单个按键，其最大问题点在于切割效率低且切割后的小片报废率较高，如何提升切割效率及切割后小片良率成为最大的难点。

因此，业内急需一种非平面按键分片装置的新型技术。

发明内容

本发明目的在于提供一种非平面按键分片装置，以解决现有针对非平面按键分片的装置切割效率低且切割后的产品报废率高，周期长，成本高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种非平面按键的分片装置，包括可旋转运动的底盘、至少一个与所述底盘做反向旋转运动的单磨机主轴、设置在所述单磨机主轴和所述底盘之间的治具以及用于放置产品的承载盘；所述单磨机主轴设有用于固定所述治具的凹槽，所述治具表面设有至少一个用于固定承载盘的凹型腔，位于承载盘上的产品待加工面高于治具表面。

进一步的，所述承载盘包括底板、限位框和定位柱，所述底板和限位框通过定位柱可拆卸连接。

进一步的，产品通过石蜡固定在承载盘的底板上。

进一步的，所述治具通过真空吸附的方式固定在所述单磨机主轴的凹槽内。

进一步的，所述单磨机主轴中心设有气孔，单磨机主轴底部凹槽面设有与中心气孔相连通的气槽。

进一步的，所述治具呈圆柱状，厚度为15～30mm，材质为电木、陶瓷、铸铁或者PVC。

进一步的，所述单磨机主轴上设有控制单磨机主轴做旋转运动的电机和控制单磨机主轴上下升降的气缸；所述底盘上设有控制底盘做旋转运动的电机。

进一步的，所述底盘表面设有一层研磨产品的切削材料，所述切削材料为铜；所述底盘设有用于助切剂流入底盘的管道。

本发明还提供了一种采用上述的分片装置进行非平面按键分片加工的方法，包括以下步骤：

步骤1)将石蜡放置在承载盘中，然后加热至石蜡熔融成粘稠状；将待加工产品放置在承载盘的限位框内，通过压合机将产品和承载盘进行压合，待石蜡冷却凝固再将定位柱和限位框拆卸掉，待加工产品贴合在承载盘的底板上呈凸起形态；

步骤2)将承载盘镶嵌至治具的凹型腔中，所述承载盘中底板的厚度与治具的凹槽深度相同，产品待加工的一面高于治具凹型腔的顶面；

步骤3)将装好承载盘的治具中产品待加工的一面放在底盘上，通过气缸控制单磨机主轴下降，使治具嵌入单磨机主轴凹槽内；然后通过真空吸附的方式将治具固定在所述单磨机主轴的凹槽内；

步骤4)同时开启所述单磨机主轴和底盘的电机，使单磨机主轴和底盘做相反方向旋转运动。

进一步的，所述步骤3)中通过单磨机主轴中心上的气孔和与中心的气孔相连通的气槽吸气将治具固定在所述单磨机主轴的凹槽内；所述步骤4)单磨机主轴和底盘做相反方向旋转运动时，通过管道将助切剂流入到底盘。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供的一种非平面按键的分片装置，包括多个与所述底盘做反向旋转运动的单磨机主轴，所述单磨机主轴设有用于固定所述治具的凹槽，所述治具表面设有多个用于固定承载盘的凹型腔，多个承载盘用于放置待加工产品，而且，每个单磨机主轴由单个电机控制独立控制，这样一次可以加工多个中片，大大提高切割效率。

(2)本发明提供的一种非平面按键的分片装置，采用石蜡加热然后冷却凝固来固定产品的方式，具体是石蜡加热将非平面产品凹陷处填满与承载盘的底板贴合形成平面，冷却后石蜡粘性较大将产品粘住，可有效解决产品在加工过程采用真空吸附固定产品因漏气造成产品脱落松动而报废不良。同时，所述治具通过真空吸附的方式固定在所述单磨机主轴的凹槽内。通过石蜡固定产品和真空吸附治具两者相结合，不仅操作简便，便于治具的拆卸和产品的加工，大大提高工作效率，而且不容易损伤产品，提高产品良率。

(3)本发明提供的一种非平面按键的分片装置，所述单磨机底盘表面设有一层研磨产品的切削材料，优选为铜，同时所述底盘设有用于助切剂流入底盘的管道，所述助切剂优选为钻石液。这样产品表面与底盘表面上的切削材料进行摩擦，同时配合助切剂，可以起到降温、润滑和助削的作用，大大提高切割效率。

(4)采用本发明提供的分片装置进行非平面按键分片加工，设备成本低，工艺简单，方便易操作，切割效率高且良率较高。因为产品与承载盘定位方式由之前的真空吸气固定产品方式改为用石蜡加热再冷却凝固的方式使产品更加贴合，产品在加工中更加牢固定粘贴在承载盘的底座上，解决了因底座漏气而造成崩废及尺寸不良，有效的提升制程良率。另外，采用单磨机的研磨方式将产品凸出的厚度去除，从而达到分片目的，此加工方法简单且产品循环加工不需重新调试机器。例如，一台分片装置上可设有四个单磨机主轴且每个单磨机主轴对应的治具可放置3个承载盘，这样一次可加工12块中片，大大提升了加工效率。相对于使用单线切割机需要长达三个多小时将1片中片切割成单个按键，本发明分片装置产能由当初三个小时加工一片中片提升至三个小时加工72片中片甚至更高，大大提升加工效率；同时，制程良率可由60％提升至90％以上。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的结构示意图；

图2是本发明优选实施例治具的结构示意图；

图3是本发明优选实施例承载盘的结构示意图；

其中，1、底盘，2、单磨机主轴，3、治具，3.1、凹型腔，4、承载盘，4.1、底板，4.2、限位框，4.3、定位柱，5、气孔，6、气槽，7、铜垫，8、管道，9、产品。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图3所示，本发明提供了一种非平面按键的分片装置，包括可旋转运动的底盘1、至少一个与所述底盘1做反向旋转运动的单磨机主轴2、设置在所述单磨机主轴2和所述底盘1之间的治具3以及用于放置产品的承载盘4；所述单磨机主轴2设有用于固定所述治具3的凹槽，所述治具3表面设有至少一个用于固定承载盘的凹型腔3.1，位于承载盘4上的待加工产品9待加工面高于治具3表面。

所述承载盘4包括底板4.1、限位框4.2和定位柱4.3，所述底板4.1和限位框4.2通过定位柱4.3可拆卸连接。所述承载盘4整体呈凹形，将一定量石蜡放置凹形中，一起置于加热板上进行加热，加热至45℃以上石蜡即可熔融成粘稠状；然后将产品9放置承载盘4的限位框4.2内，通过压合机将产品9和承载盘4进行压合，待石蜡冷却凝固再将定位柱4.3以及限位框4.2拆卸掉，待加工产品9贴合在承载盘4的底板4.1上呈凸起形态，待加工的一面预留在外面。

所述治具3呈圆柱状，厚度为15～30mm，材质为电木、陶瓷、铸铁或者PVC。所述治具3通过真空吸附的方式固定在所述单磨机主轴2的凹槽内。具体的，所述单磨机主轴2中心设有气孔5，单磨机主轴2底部凹槽面设有与中心气孔相连通的气槽6。通过单磨机主轴中心的气孔吸气时，可以将治具3固定在单磨机主轴的凹槽内；通过单磨机主轴中心的气孔吹气时，可以将治具3与单磨机主轴3分离，治具3留在底盘1上。

所述治具3表面的凹型腔3.1的深度与承载盘4上底板4.1的厚度相同，从而保证产品承载盘4的底板4.1镶入治具3后，承载盘4底板4.1上的产品高于治具3表面；治具3的外圆直径小于单磨机主轴的凹槽，单磨机主轴与底盘合拢后产品承载盘4上的产品待加工面与底盘相贴合。

所述单磨机主轴与底盘都是由电机带动，做相反方向高速旋转，旋转速度根据产品加工要求进行可调。

所述单磨机底盘表面设有一层研磨产品的切削材料，优选为铜，在一个具体实施方式中，优选厚度为10mm的铜垫7，同时所述底盘设有用于助切剂流入底盘的管道8，所述助切剂优选为钻石液。这样产品表面与底盘表面上的切削材料进行摩擦，同时配合助切剂，可以起到降温、润滑和助削的作用。

本发明还提供了一种采用上述分片装置进行非平面按键分片加工的方法，具体包括以下步骤：

步骤1)将一定量石蜡放置在承载盘4中，然后置于加热板上加热至至45℃以上石蜡即可熔融成粘稠状；然后将产品9放置承载盘4的限位框4.2内，通过压合机将产品9和承载盘4进行压合，待石蜡冷却凝固再将定位柱4.3以及限位框4.2拆卸掉，待加工产品9贴合在承载盘4的底板4.1上呈凸起形态，待加工的一面预留在外面。

步骤2)将承载盘4镶嵌至治具3的凹型腔3.1中，所述承载盘4中底板4.1的厚度与治具的凹槽深度相同，从而将产品9待加工的一面预留在治具3的凹型腔3.1外面。

按上述操作重复作业将三个承载盘4分别安装在治具3的凹型腔3.1内。

步骤3)将装好承载盘4的治具3中产品待加工的一面放在底盘1上，通过气缸控制单磨机主轴2下降，使治具3嵌入单磨机主轴2凹槽内；然后通过真空吸附的方式将治具3固定在所述单磨机主轴2的凹槽内。所述单磨机主轴2中心设有气孔5，单磨机主轴2底部凹槽面设有与中心气孔相连通的气槽6。具体是，通过单磨机主轴2中心的气孔5吸气时，可以使治具3更加贴紧单磨机主轴。同时，通过气缸控制单磨机主轴2下降，使治具上待加工产品与底盘贴合。

按上述操作重复作业将四个固定有治具3的单磨机主轴2分别与底盘贴合。所述单磨机主轴2由单个电机控制。

步骤4)同时开启所述单磨机主轴和底盘的电机，使单磨机主轴和底盘做相反方向旋转运动。同时，通过管道将助切剂流入到底盘。所述单磨机底盘表面设有一层研磨产品的切削材料，所述切削材料优选材质为铜，在一个具体实施方式中，优选厚度为10mm的铜垫7，同时所述底盘设有用于助切剂流入底盘的管道8，所述助切剂优选为钻石液，这样产品表面与底盘表面上的切削材料进行摩擦同时配合助切剂起到降温、润滑、助削的作用。

所述产品9厚度为1.0mm，热弯后最高点与最低点差距厚度是2.0mm，按表1中的旋转速度和时间进行工作。

表1：非平面按键分片加工时的工作参数

步骤	底盘转速r/min	主轴转速r/min	时间s
				第一步	20	5	10
第二步	30	10	10
				第三步	45-60	15-25	120
第四步	10	7	10

步骤5)加工完成后，关闭电机，通过单磨机主轴中心的气孔吹气，将治具3与单磨机主轴3分离，治具3留在底盘1上。

采用不同设备对非平面按键的中片进行分片加工，不同设备对非平面按键的分片加工时间、产能及良率如表2所示。

表2：不同设备对非平面按键的分片加工时间、产能及良率

由表2可知，开料机只能对平面玻璃板材进行切割分片，对3D凹凸面玻璃板材暂切割不了；使用单线切割机需要长达三个小时将一片中片切割成单个按键，不仅切割效率低且切割后的小片良率只有60％，报废率较高；使用激光机良率高，但是切割效率低，而且设备成本费用昂贵，同时要提高产能还需要买多个激光头的激光机或买更大功能率设备来实现，设备成本高。

而相对于目前使用单线切割机需要长达三个多小时将中片切割成单个按键，采用本发明装置和加工方法进行非平面按键分片加工，产能由当初三个小时加工一片中片提升至三个小时加工72片中片甚至更高，大大提升加工效率；同时，制程良率可由60％提升至90％以上。而且，采用单磨机的研磨方式将产品凸出的厚度去除，从而达到分片目的，此加工方法简单且产品循环加工不需重新调试机器，设备成本低，操作方便。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种非平面按键的分片装置，其特征在于，包括可旋转运动的底盘、至少一个与所述底盘做反向旋转运动的单磨机主轴、设置在所述单磨机主轴和所述底盘之间的治具以及用于放置产品的承载盘；所述单磨机主轴设有用于固定所述治具的凹槽，所述治具表面设有至少一个用于固定承载盘的凹型腔，位于承载盘上的产品待加工面高于治具表面。

2.根据权利要求1所述的一种非平面按键的分片装置，其特征在于，所述承载盘包括底板、限位框和定位柱，所述底板和限位框通过定位柱可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的一种非平面按键的分片装置，其特征在于，产品通过石蜡固定在承载盘的底板上。

4.根据权利要求1所述的一种非平面按键的分片装置，其特征在于，所述治具通过真空吸附的方式固定在所述单磨机主轴的凹槽内。

5.根据权利要求4项所述的一种非平面按键的分片装置，其特征在于，所述单磨机主轴中心设有气孔，单磨机主轴底部凹槽面设有与中心气孔相连通的气槽。

6.根据权利要求1所述的一种非平面按键的分片装置，其特征在于，所述治具呈圆柱状，厚度为15～30mm，材质为电木、陶瓷、铸铁或者PVC。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种非平面按键的分片装置，其特征在于，所述单磨机主轴上设有控制单磨机主轴做旋转运动的电机和控制单磨机主轴上下升降的气缸；所述底盘上设有控制底盘做旋转运动的电机。

8.根据权利要求1所述的一种非平面按键的分片装置，其特征在于，所述底盘表面设有一层研磨产品的切削材料，所述切削材料为铜；所述底盘设有用于助切剂流入底盘的管道。

9.一种采用如权利要求1-8任一所述的分片装置进行非平面按键分片加工的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)将石蜡放置在承载盘中，然后加热至石蜡熔融成粘稠状；将待加工产品放置在承载盘的限位框内，通过压合机将产品和承载盘进行压合，待石蜡冷却凝固再将定位柱和限位框拆卸掉，待加工产品贴合在承载盘的底板上呈凸起形态；

步骤2)将承载盘镶嵌至治具的凹型腔中，所述承载盘中底板的厚度与治具的凹槽深度相同，产品待加工的一面高于治具凹型腔的顶面；

步骤3)将装好承载盘的治具中产品待加工的一面放在底盘上，通过气缸控制单磨机主轴下降，使治具嵌入单磨机主轴凹槽内；然后通过真空吸附的方式将治具固定在所述单磨机主轴的凹槽内；

步骤4)同时开启所述单磨机主轴和底盘的电机，使单磨机主轴和底盘做相反方向旋转运动。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中通过单磨机主轴中心上的气孔和与中心的气孔相连通的气槽吸气将治具固定在所述单磨机主轴的凹槽内；所述步骤4)单磨机主轴和底盘做相反方向旋转运动时，通过管道将助切剂流入到底盘。