CN114160647B - 一种掩膜版Stick条的冲压夹具、冲压装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种掩膜版Stick条的冲压夹具、冲压装置及加工方法，涉及掩膜版加工设备领域。冲压夹具包括：支撑台面，两个支撑台面平行设置，之间具有沿y轴方向延伸的工件放置区域；以及锁定装置，其包括压件和第一驱动单元，压件位于所述的支撑台面的上侧，第一驱动单元用于驱动压件沿z轴方向的移动；多个锁定装置设置在工件放置区域的两侧，且沿y轴方向分布；以及整平装置，其包括压辊和压辊输送装置，压辊位于工件放置区域的上方，压辊输送装置能够带动压辊沿z轴方向和y轴方向的移动。冲压装置包含上述的冲压夹具。加工时，利用整平装置将掩膜版Stick条后并利用锁定装置进行锁紧。本发明能够提高大尺寸的掩膜版Stick条的冲压加工精度和良率。

Description

一种掩膜版Stick条的冲压夹具、冲压装置及加工方法

技术领域

本发明涉及掩膜版加工设备领域，尤其涉及一种掩膜版Stick条的冲压夹具、冲压装置及加工方法。

背景技术

大尺寸金属掩模版的制备需要使用金属stick条，stick条交错排列形成大尺寸金属掩模版中部的网格图案。Stick条为长宽比很大的金属薄片(条)，材质一般为SUS304、SUS420或Invar合金。例如：长约3m的stick条，宽度一般仅有60～90mm，甚至更窄，主体厚度仅有0.1～0.2mm。

在Stick条上需要冲压多组圆形凸台，用于防止蒸镀后Stick条对玻璃基板上的膜层产生损害。由于Stick条在长度方向上跨度大，且厚度较小，因此冲压时难以精准定位和固定，且容易产生翘曲形变，导致Stick条的冲压加工精度和良率大幅下降。

使用现有的加工设备和方法难以解决上述问题。因此，为了保证Stick条的产品质量，亟需寻求一种新的解决方案。

发明内容

为了解决现有技术中因Stick条易产生翘曲形变而导致的冲压加工精度和良率下降的问题，本发明提供了一种掩膜版Stick条冲压夹具，该冲压夹具包括：

支撑台面，两个支撑台面平行设置，之间具有沿y轴方向延伸的工件放置区域；以及

锁定装置，其包括压件和第一驱动单元，压件位于所述的支撑台面的上侧，第一驱动单元用于驱动压件沿z轴方向的移动；多个锁定装置设置在工件放置区域的两侧，且沿y轴方向分布；以及

整平装置，其包括压辊和压辊输送装置，压辊位于工件放置区域的上方，压辊输送装置能够带动压辊沿z轴方向和y轴方向的移动。

更进一步地，所述的冲压夹具还包括挡件和推送装置，多个挡件设置在工件放置区域的一侧，多个推送装置设置在工件放置区域的另一侧，所述的挡件和推送装置均沿y轴方向分布，所述的推送装置用于将掩膜版Stick条向挡件推送。

更进一步地，所述的压辊沿y轴方向移动时，在压辊的移动线路上被经过的所述锁定装置随即启动并压住掩膜版Stick条。

更进一步地，所述的锁定装置在所述的工件放置区域的两侧对称分布或者沿y轴方向错位分布。

更进一步地，所述的第一驱动单元为旋转气缸，所述的压件设置在旋转气缸的活塞杆末端，且沿所述的活塞杆的径向伸出。

更进一步地，所述的压件沿z轴方向移动至接触掩膜版Stick条的过程中，压件在所述的活塞杆上的伸出方向从沿y轴方向旋转至沿x轴方向。

更进一步地，所述的挡件、推送装置分别和与之处于同一侧的所述锁定装置沿y轴方向交替分布。

更进一步地，所述的推送装置包括推件和第二驱动单元，第二驱动单元驱动推件沿x轴方向移动。

更进一步地，所述的工件放置区域内设置有定位柱，所述的定位柱位于所述的工件放置区域的一端。

以及

本发明还提供了一种掩膜版Stick条冲压装置，该冲压装置包括上述的掩膜版Stick条冲压夹具。

更进一步地，该冲压装置还包括：

下模，其设置在所述的两个支撑台面之间，且沿y轴方向延伸，在下模的延伸方向上分布有多组模孔；以及

上模冲头，其位于所述的下模的上方，上模冲头具有沿x轴方向、y轴方向和z轴方向的移动自由度。

以及

本发明还提供了一种掩膜版Stick条的加工方法，步骤包括：

S01、将掩膜版Stick条置于两个支撑台面之间的工件放置区域中，保证掩膜版Stick条的边缘分别与两个支撑台面具有3～10mm的搭接宽度；

S02、启动整平装置，在掩膜版Stick条一端上方的压辊沿z轴方向移动至预设位置并接触到掩膜版Stick条的上侧面，然后沿y轴方向移动压辊至掩膜版Stick条的另一端，到达该另一端处后压辊沿z轴方向移动抬升至起始高度；

S03、启动锁定装置，从掩膜版Stick条的两侧压紧掩膜版Stick条；

S04、启动冲压装置，在下模上的模孔的对应位置冲压掩膜版Stick条，在掩膜版Stick条上形成多组圆形凸台。

更进一步地，所述的S02～S03步骤中，所述的压辊沿y轴方向移动时，被压辊经过的所述锁定装置随即启动并压住掩膜版Stick条。

更进一步地，所述的S01步骤中，掩膜版Stick条上的定位孔落在工件放置区域一端的定位柱上。

更进一步地，在所述的S01步骤中，当掩膜版Stick条被放置在工件放置区域后，启动位于掩膜版Stick条一侧的推送装置，沿x轴方向将掩膜版Stick条推至其另一侧边缘与位于该侧的所述挡件贴合。

本发明的有益效果为：

1)基于支撑台面、锁定装置和整平装置的配合设置，实现了对掩膜版Stick条同时进行固定和整平的目的，避免了因掩膜版Stick条翘曲形变而影响冲压加工精度、导致良率下降的情况，尤其适用于长3m左右甚至更长的大尺寸的掩膜版Stick条；

2)经压辊整平的掩膜版Stick条随即被锁定装置压紧固定在支撑台面上，能够避免压辊经过后掩膜版Stick条自然反弹而恢复翘曲形变；

3)通过挡件和推送装置配合，确定了掩膜版Stick条在x轴方向上的精确位置，提高了在该方向上的定位精度；

4)通过设置定位柱与掩膜版Stick条上的定位孔配合，确定了掩膜版Stick条在y轴方向上的精确位置，提高了在该方向上的定位精度。

附图说明

图1为本发明的冲压夹具的结构示意图；

图2为本发明的冲压夹具的俯视图；

图3为整平装置的结构示意图；

图4为整平装置中的竖向驱动机构的结构示意图；

图5为本发明的冲压装置的结构示意图；

图中：1、支撑台面；1a、第一支撑台面；1b、第二支撑台面；11、通孔；12、凹槽；2、工件放置区域；

3、锁定装置；31、压件；32、第一驱动单元；

4、挡件；5、推送装置；51、推件；52、第二驱动单元；

6、整平装置；61、压辊；62、压辊输送装置；621、导轨；622、基座；623、丝杠机构；624、压辊安装座；625、滑块；626、第三驱动单元；627、齿轮；628、齿条；

7、定位柱；

8、冲压模块；81、下模；811、模孔；82、上模冲头；

9、工件；91、定位孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明：

本实施例提供了一种掩膜版Stick条冲压夹具，参照图1和图5中所示，该冲压夹具包括支撑台面1、锁定装置3和整平装置6。其中：

上述的支撑台面1具有两个，分别为第一支撑台面1a和第二支撑台面1b，第一支撑台面1a和第二支撑台面1b平行设置，在第一支撑台面1a和第二支撑台面1b之间具有工件放置区域2，该工件放置区域2沿y轴方向延伸，可以理解的，该工件放置区域2不仅包括第一支撑台面1a和第二支撑台面1b之间的间隔区域，同时也包括两个支撑台面1相向一侧的用于支撑掩膜版Stick条9边缘部分的区域。需要说明的是，第一支撑台面1a和第二支撑台面1b可以是一个整体平台的两个部分，也可以是独立设置的两个支撑平台。

上述的锁定装置3包括压件31和第一驱动单元32，第一驱动单元32用于驱动压件31沿z轴方向的移动，压件31将掩膜版Stick条9的边缘锁定在支撑台面1上。压件31位于支撑台面1的上侧，可以是长方形的板或块，但对其形状的限定并不是必须的，只要在功能上满足需求即可，因此也可以是其它具有类似结构或作用的构件。第一驱动单元32为旋转气缸，安装在支撑台面1的下侧，其活塞杆从支撑台面1上的通孔11穿过并伸至支撑台面1的上侧，压件31固定在旋转气缸的活塞杆末端，且沿所述的活塞杆的径向伸出。所述的压件31沿z轴方向移动至接触掩膜版Stick条9的过程中，压件31在旋转气缸的活塞杆上的伸出方向从沿y轴方向旋转至沿x轴方向，也即是说，初始状态下的压件31是沿y轴方向的，能够避免在工件放置区域2的上方形成干涉，方便了掩膜版Stick条9的取放。当然，第一驱动单元32并不必须是旋转气缸，也可以是普通的气缸，这种情况下压件31在其活塞杆上的伸出方向始终沿x轴方向；第一驱动单元32还可以是液压缸或者其它具有相同功能的驱动装置。另外需要说明的是，第一驱动单元32的安装位置并不限于支撑台面1的下侧，也可以是吊装在支撑台面1的上方，从上向下推送压件31；或者安装在其它可行的位置。

多个锁定装置3设置在工件放置区域2的两侧，且沿y轴方向分布，该分布最好是均匀的，当掩膜版Stick条9放置好后由两侧的锁定装置3对其边缘进行均匀的锁定；当然，锁定装置3沿y轴方向的分布也可以不均匀。作为本发明的一种实施方式，如图2(a)中所示，所述的锁定装置3在所述的工件放置区域2的两侧对称分布；或者，如图2(b)中所示，所述的锁定装置3在所述的工件放置区域2的两侧沿y轴方向错位分布。相比较而言，采用错位分布的设计较对称分布的设计在单位长度上所需要的锁定装置3的数量要少一些；而采用对称分布的设计能够有效避免可能发生的翘边现象。

上述的整平装置6包括压辊61和压辊输送装置62。所述的压辊61并不必须是辊，也可以是轮或其它轮状构件等。压辊61位于工件放置区域2的上方，且受压辊输送装置62驱使而移动。压辊61具有两个方向的移动自由度，分别是沿z轴方向移动而靠近或远离掩膜版Stick条9，以及沿y轴方向移动用以将掩膜版Stick条9的翘曲形变部分整平。

所述的压辊输送装置62可以是具有多个方向移动自由度的自动化机械手臂，或者其它具备相同功能的机械结构。例如，如图3和图4所示，所述的压辊输送装置62包括导轨621、基座622、丝杠机构623、压辊安装座624、第三驱动单元626、齿轮627和齿条628。导轨621沿y轴方向水平设置，基座622滑动连接在导轨621上，丝杠机构623(图中未完整示出)连接在基座622上用以带动基座622沿导轨621移动。压辊61安装在压辊安装座624上，压辊安装座624与基座622之间通过滑轨(图中未示出)和滑块625滑动连接，该滑轨沿z轴方向延伸。齿条628竖向(也即是沿z轴方向)固定在压辊安装座624上，齿轮627与齿条628啮合，同时齿轮627与第三驱动单元626传动连接，第三驱动单元626带动齿条628、压辊安装座624以及压辊61沿z轴方向移动。第三驱动单元626优选为电机，安装在基座622上；当然，第三驱动单元626也可以是其它动力装置。另外，基座622沿y轴方向的移动也可以通过直线电机或气缸或液压缸或包含齿轮齿条传动的动力机构等驱动；由第三驱动单元626、齿轮627和齿条628组成的驱动机构也可以使用气缸或液压缸或直线电机等替代。

上述的掩膜版Stick条冲压夹具，在采用人工或自动化机械上料的情况下，掩膜版Stick条9被放置在工件放置区域2后有可能偏离预定位置，例如：倾斜偏离y轴方向，或者沿y轴方向移位等。势必会影响掩膜版Stick条9的冲压加工精度和良率。基于上述原因，本发明中的掩膜版Stick条冲压夹具还具有如下改进：

如图1中所示，本发明中，所述的冲压夹具还包括挡件4和推送装置5，多个挡件4设置在工件放置区域2的一侧，多个推送装置5设置在工件放置区域2的另一侧，所述的挡件4和推送装置5均沿y轴方向分布，这一分布最好也是均匀的。并且，如图1中所示，所述的挡件4、推送装置5分别和与之处于同一侧的所述锁定装置3沿y轴方向交替分布。所述的推送装置5用于将掩膜版Stick条9向挡件4推送，以调整并定位掩膜版Stick条9在x轴方向的位置，确保在该方向上的位置精度。

具体地，所述的推送装置5包括推件51和第二驱动单元52，第二驱动单元52驱动推件51沿x轴方向移动。所述的挡件4和推件51可以是矩形的板或者块，但对其形状的限定并不是必须的，只要在功能上满足需求即可。所述的第二驱动单元52为沿x轴方向设置的气缸，且其活塞杆伸出方向指向挡件4所在的一侧，推件51安装在该气缸的活塞杆末端。当然，第二驱动单元52也可以用液压缸或者其它动力装置代替。另外，在一些实施方式中，支撑台面1上具有与推送装置5对应的凹槽12，推件51的移动被限制在相应的凹槽12内，以避免移动过量而挤压掩膜版Stick条9并导致其变形。

如图1中所示，在本发明中，所述的工件放置区域2内还设置有定位柱7，所述的定位柱7位于所述的工件放置区域2的一端，用以定位掩膜版Stick条9在y轴方向上的预设位置。相应的，如图5中所示，在掩膜版Stick条9上应设置有与该定位柱7相适配的定位孔91。此处需要指出的是，定位柱7所在的位置并不必须是图1上的位置，也可以是图1上的工件放置区域2的另一端或其它位置，具体的位置选择可以根据实际需求而定。当定位柱7在图1中所示的位置时，压辊61在整平掩膜版Stick条9过程中，应从该定位孔91所在一端向另一端移动。

上述的掩膜版Stick条冲压夹具，经压辊61整平的掩膜版Stick条9很容易出现反弹而恢复翘曲变形的情况。为解决这一问题，压辊61在y轴方向移动路径上分布的锁定装置3的启动顺序被预先设定，当压辊61沿y轴方向移动时，在压辊61的移动线路上被经过的所述锁定装置3随即启动并压住掩膜版Stick条9。这样一来，掩膜版Stick条9的形变反弹行为将被阻止。

本实施例还提供了一种掩膜版Stick条冲压装置，该冲压装置包括上述的掩膜版Stick条冲压夹具。如图5中所示，该冲压装置还包括冲压模块8，冲压模块8包括下模81和上模冲头82，其中：

上述的下模81设置在所述的两个支撑台面1之间，且沿y轴方向延伸，在下模81的延伸方向上分布有多组模孔811，模孔811的位置和数量根据掩膜版Stick条9的实际加工需求而定。

上述的上模冲头82位于所述的下模81的上方，上模冲头82具有沿x轴方向、y轴方向和z轴方向的移动自由度。例如，上模冲头82被设置在一个具有x轴方向、y轴方向和z轴方向的移动自由度的自动化机械手臂上。当然，上模冲头82在各方向上移动的驱动方式也可以是通过气缸或液压缸或丝杠机构或直线电机或包含齿轮齿条传动的动力机构等实现。

另外，本实施例中还提供了一种掩膜版Stick条的加工方法，具体步骤包括：

S01、将掩膜版Stick条9置于两个支撑台面1之间的工件放置区域2中，保证掩膜版Stick条9的边缘分别与两个支撑台面1具有3～10mm的搭接宽度，以保证夹持的可靠性；需要说明的是，该过程可以采用人工上料或自动化机械上料；

S02、启动整平装置6，在掩膜版Stick条9一端上方的压辊61沿z轴方向移动至预设位置并接触到掩膜版Stick条9的上侧面，然后沿y轴方向移动压辊61至掩膜版Stick条9的另一端，到达该另一端处后压辊61沿z轴方向移动抬升至起始高度；

S03、启动锁定装置3，从掩膜版Stick条9的两侧压紧掩膜版Stick条9；

S04、启动冲压装置，在下模81上的模孔811的对应位置冲压掩膜版Stick条9，在掩膜版Stick条9上形成多组圆形凸台。

上述的S02～S03步骤中，所述的压辊61沿y轴方向移动时，被压辊61经过的所述锁定装置3随即启动并压住掩膜版Stick条9，以避免掩膜版Stick条9被整平的部分出现反弹而恢复翘曲变形。需要说明的是，锁定装置3中的压件31最好超出相应的支撑台面1的边缘，以防止对后续的冲压加工产生干涉。当然，在空间充足的情况下，压件31少量的超出支撑台面1的边缘是可以被允许的。

上述的S01步骤中，掩膜版Stick条9上的定位孔91落在工件放置区域2一端的定位柱7上；另外，当掩膜版Stick条9被放置在工件放置区域2后，启动位于掩膜版Stick条9一侧的推送装置5，沿x轴方向将掩膜版Stick条9推至其另一侧边缘与位于该侧的所述挡件4贴合。

需要指出的是，上述对本发明技术方案的阐述中，所述的“x轴方向”、“y轴方向”和“z轴方向”既应当包括相应坐标轴的正方向(也即是图中坐标轴箭头所指示的方向)，也可以包括坐标轴的负方向(也即是图中坐标轴箭头所指示方向的反方向)。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种掩膜版Stick条冲压夹具，其特征在于，包括：

支撑台面（1），两个支撑台面（1）平行设置，之间具有沿y轴方向延伸的工件放置区域（2）；以及

锁定装置（3），其包括压件（31）和第一驱动单元（32），压件（31）位于所述的支撑台面（1）的上侧，第一驱动单元（32）用于驱动压件（31）沿z轴方向的移动；多个锁定装置（3）设置在工件放置区域（2）的两侧，且沿y轴方向分布；以及

整平装置（6），其包括压辊（61）和压辊输送装置（62），压辊（61）位于工件放置区域（2）的上方，压辊输送装置（62）能够带动压辊（61）沿z轴方向和y轴方向的移动；

在压辊（61）沿y轴方向移动路径上分布的锁定装置（3）的启动顺序被预先设定，当压辊（61）沿y轴方向移动时，在压辊（61）的移动路径上被经过的所述锁定装置（3）随即启动并压住掩膜版Stick条（9）；

所述的第一驱动单元（32）为旋转气缸，所述的压件（31）设置在旋转气缸的活塞杆末端，且沿所述的活塞杆的径向伸出；

所述的压件（31）沿z轴方向移动至接触掩膜版Stick条（9）的过程中，压件（31）在所述的活塞杆上的伸出方向从沿y轴方向旋转至沿x轴方向。

2.根据权利要求1所述的掩膜版Stick条冲压夹具，其特征在于，还包括挡件（4）和推送装置（5），多个挡件（4）设置在工件放置区域（2）的一侧，多个推送装置（5）设置在工件放置区域（2）的另一侧，所述的挡件（4）和推送装置（5）均沿y轴方向分布，所述的推送装置（5）用于将掩膜版Stick条（9）向挡件（4）推送。

3.根据权利要求1或2所述的掩膜版Stick条冲压夹具，其特征在于，所述的锁定装置（3）在所述的工件放置区域（2）的两侧对称分布或者沿y轴方向错位分布。

4.根据权利要求2所述的掩膜版Stick条冲压夹具，其特征在于，所述的挡件（4）、推送装置（5）分别和与之处于同一侧的所述的锁定装置（3）沿y轴方向交替分布。

5.根据权利要求2所述的掩膜版Stick条冲压夹具，其特征在于，所述的推送装置（5）包括推件（51）和第二驱动单元（52），第二驱动单元（52）驱动推件（51）沿x轴方向移动。

6.根据权利要求1或2所述的掩膜版Stick条冲压夹具，其特征在于，所述的工件放置区域（2）内设置有定位柱（7），所述的定位柱（7）位于所述的工件放置区域（2）的一端。

7.一种掩膜版Stick条冲压装置，其特征在于，该冲压装置包括权利要求1至6任一中所述的掩膜版Stick条冲压夹具。

8.根据权利要求7所述的掩膜版Stick条冲压装置，其特征在于，还包括：

下模（81），其设置在所述的两个支撑台面（1）之间，且沿y轴方向延伸，在下模（81）的延伸方向上分布有多组模孔（811）；以及

上模冲头（82），其位于所述的下模（81）的上方，上模冲头（82）具有沿x轴方向、y轴方向和z轴方向的移动自由度。

9.一种掩膜版Stick条的加工方法，其特征在于，步骤包括：

S01、将掩膜版Stick条（9）置于两个支撑台面（1）之间的工件放置区域（2）中，保证掩膜版Stick条（9）的边缘分别与两个支撑台面（1）具有3～10mm的搭接宽度；

S02、启动整平装置（6），在掩膜版Stick条（9）一端上方的压辊（61）沿z轴方向移动至预设位置并接触到掩膜版Stick条（9）的上侧面，然后沿y轴方向移动压辊（61）至掩膜版Stick条（9）的另一端，到达该另一端处后压辊（61）沿z轴方向移动抬升至起始高度；

S03、启动锁定装置（3），从掩膜版Stick条（9）的两侧压紧掩膜版Stick条（9）；

S04、启动冲压装置，在下模（81）上的模孔（811）的对应位置冲压掩膜版Stick条（9），在掩膜版Stick条（9）上形成多组圆形凸台；

所述的S02～S03步骤中，所述的压辊（61）沿y轴方向移动时，被压辊（61）经过的所述锁定装置（3）随即启动并压住掩膜版Stick条（9）。

10.根据权利要求9所述的掩膜版Stick条的加工方法，其特征在于，所述的S01步骤中，掩膜版Stick条（9）上的定位孔（91）落在工件放置区域（2）一端的定位柱（7）上。

11.根据权利要求9所述的掩膜版Stick条的加工方法，其特征在于，在所述的S01步骤中，当掩膜版Stick条（9）被放置在工件放置区域（2）后，启动位于掩膜版Stick条（9）一侧的推送装置（5），沿x轴方向将掩膜版Stick条（9）推至其另一侧边缘与位于该侧的挡件（4）贴合。