CN116871704A - 一种智能化柔性半导体激光加工机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明属于激光加工设备技术领域，本发明公开了一种智能化柔性半导体激光加工机器人，包括机架以及设置于机架顶部的移动组件，所述移动组件上设有激光发生器，所述机架的底部对称滑动连接有两个滑架，所述滑架与机架侧壁之间固定连接有第一电动推杆，所述滑架上设有移动架，所述滑架上对称固定安装两个第二电动推杆，两个所述第二电动推杆的伸缩端上设有下夹持组件。本发明设置了第一电动推杆，第一电动推杆可推动滑架在机架内滑动改变两个滑架之间的距离，从而能够夹持不同大小的柔性半导体，夹持完成后可收回第一电动推杆伸缩端，使得柔性半导体在激光加工过程中保持张紧状态。
Description
技术领域
本发明属于激光加工设备技术领域，具体涉及一种智能化柔性半导体激光加工机器人。
背景技术
柔性半导体在加工过程中易弯曲变形，影响加工效果，因此常采用激光加工这种非接触式加工方式，激光加工可对柔性半导体执行切割、雕刻、打孔等加工工艺。目前，现有激光加工设备在使用时，需先将柔性半导体工件放置于加工平台上，再使用加工平台上的夹持装置对柔性半导体工件进行夹持定位，然后使用移动的激光发生装置对柔性半导体工件进行加工，但现有激光加工设备的夹持装置大多是位于加工平台边缘，为使柔性半导体在激光加工的过程中保持张紧状态，还常会使用辅助框架对柔性半导体工件进行压紧，导致夹持过程操作麻烦，且辅助框架也无法调节大小，无法实现对不同大小的柔性半导体工件进行夹持张紧；另外，激光发生装置常竖直固定于移动座上，使激光发生装置仅能垂直向下发射激光，无法改变激光发射的角度，使得现有激光加工设备无法加工出圆台和梯台型的工件或通孔，实用性较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能化柔性半导体激光加工机器人，以解决现有的激光加工设备无法实现对不同大小的柔性半导体工件进行夹持张紧以及无法改变激光发射角度的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能化柔性半导体激光加工机器人，包括机架以及设置于机架顶部的移动组件，所述移动组件上设有激光发生器，所述机架的底部对称滑动连接有两个滑架，且机架内还固定安装有滑动贯穿两个滑架的导杆，所述滑架与机架侧壁之间固定连接有第一电动推杆，所述滑架上设有移动架，所述滑架上对称固定安装两个第二电动推杆，两个所述第二电动推杆的伸缩端上设有下夹持组件，所述移动架的一侧固定安装有上夹板，且所述下夹持组件位于上夹板的正下方。
优选的，所述下夹持组件包括U型结构的安装架以及转动安装于安装架内的负吸辊，所述安装架的底部与两个第二电动推杆固定连接。
优选的，所述安装架的一侧固定安装有第四电机，且第四电机的输出轴与负吸辊的一端固定连接。
优选的，所述滑架上对称固定安装有两个滑杆，所述移动架的底部对称开设有两个导孔，且两个滑杆的一端一一对应的滑动伸入导孔内，所述滑杆的外侧套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与滑架和移动架固定连接。
优选的，两个所述滑架的一侧均固定安装有刮板，且两个刮板相向设置，所述机架的底部开设有收集槽，且收集槽位于两个刮板之间。
优选的，所述移动组件包括对称转动连接于机架内的两个丝杆以及分别旋合连接于两个丝杆上的两个滑块，且两个所述滑块之间固定连接有导轨，所述导轨上滑动连接有滑座，所述激光发生器设置于滑座上。
优选的，所述机架的一侧固定安装有第一电机，所述第一电机的输出端与其中一个丝杆固定连接，两个所述丝杆上均共轴固定有带轮，两个所述带轮之间传动连接有皮带。
优选的，所述导轨内固定安装有齿条，所述滑座上固定安装有第二电机，所述第二电机的输出端上固定连接有齿轮，且齿轮与齿条啮合连接。
优选的，所述滑座的一侧由上而下分别设有第一旋转座和第二旋转座，且第二旋转座与滑座固定连接，所述第一旋转座和第二旋转座内均转动连接有旋转球，所述激光发生器滑动贯穿第一旋转座上的旋转球，所述激光发生器的末端贯穿固定于第二旋转座上的旋转球内。
优选的，所述滑座上固定安装有第三电机，所述第三电机的输出端上固定安装有第三电动推杆，所述第三电动推杆的伸缩端与第一旋转座固定连接。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明设置了第一电动推杆，第一电动推杆可推动滑架在机架内滑动，在移动架和下夹持组件对柔性半导体进行夹持前可通过第一电动推杆改变两个滑架之间的距离，从而能够夹持不同大小的柔性半导体，夹持完成后可收回第一电动推杆伸缩端，使得柔性半导体在激光加工过程中保持张紧状态，防止柔性半导体弯曲导致加工偏移。
(2)本发明设置了滑杆、弹簧、移动架和第二电动推杆，第二电动推杆向上推出伸缩端使得下夹持组件向上移动，使得柔性半导体夹持于上夹板和下夹持组件之间，然后第二电动推杆继续推出伸缩端使得柔性半导体能够继续向上移动，同时移动架沿导杆上升，且弹簧对移动架施加相下的力，使得改变柔性半导体高度的同时仍能够实现夹紧，柔性半导体的上升可调整柔性半导体与激光焦点之间的位置关系，在切割时使焦点位于工件中间可保证切割面的平整，在切缝时可调整焦点与加工面之间的距离以改变切缝的大小。
(3)本发明设置了刮板和收集槽，在进行连续加工时，第一电动推杆推动滑架移动的同时刮板对机架底部的熔渣和废料进行清理，保证滑架的平稳移动，且可使熔渣和废料集中于中部收集槽内，便于加工结束后对熔渣和废料进行清理，提高清理效率。
(4)本发明设置了旋转球，激光发生器滑动贯穿第一旋转座上的旋转球，激光发生器固定贯穿第二旋转座上的旋转球，通过第三电机和第三电动推杆驱动第一旋转座在平面内移动，使得旋转球在第一旋转座和第二旋转座内转动，同时使得激光发生器能够处于倾斜状态，从而改变激光发生器发射激光的角度，使得激光加工设备能够加工出圆台或梯台型的工件，增加实用性。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的剖视图；
图3为本发明的滑架装配剖视图；
图4为本发明的激光发生器装配剖视图；
图中：1-机架、2-导杆、3-第一电动推杆、4-带轮、5-皮带、6-丝杆、7-导轨、8-滑座、9-第二电机、10-滑块、11-激光发生器、12-第一电机、13-移动架、14-弹簧、15-滑杆、16-滑架、17-收集槽、18-刮板、19-第二电动推杆、20-负吸辊、21-安装架、22-第四电机、23-齿条、24-第三电动推杆、25-第一旋转座、26-旋转球、27-第二旋转座、28-第三电机、29-齿轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图4所示，本发明提供如下技术方案：
一种智能化柔性半导体激光加工机器人，包括机架1以及设置于机架1顶部的移动组件，移动组件上设有激光发生器11，机架1的底部对称滑动连接有两个滑架16，且机架1内还固定安装有滑动贯穿两个滑架16的导杆2，滑架16与机架1侧壁之间固定连接有第一电动推杆3，滑架16上设有移动架13，滑架16上对称固定安装两个第二电动推杆19，两个第二电动推杆19的伸缩端上设有下夹持组件，移动架13的一侧固定安装有上夹板，且下夹持组件位于上夹板的正下方；
下夹持组件包括U型结构的安装架21以及转动安装于安装架21内的负吸辊20，安装架21的底部与两个第二电动推杆19固定连接；
安装架21的一侧固定安装有第四电机22，且第四电机22的输出轴与负吸辊20的一端固定连接。
基于上述公开结构，在执行柔性半导体激光加工时：
首先需对不同尺寸大小的柔性半导体进行夹持张紧，其具体操作为：同时启动两个第一电动推杆3使得两个滑架16在机架1底部滑动并相互靠近，从而使得两个移动架13相互靠近，且使两个移动架13之间的距离略大于柔性半导体上的待加工区域长度，然后启动第二电动推杆19向上推出伸缩端，使得安装架21向上移动，从而使得负吸辊20抵触于移动架13上的上夹板底部，然后将柔性半导体的两端分别放置于负吸辊20与上夹板之间，启动负吸辊20对柔性半导体进行吸附，再启动第四电机22驱动负吸辊20转动，使得柔性半导体两端随负吸辊20穿过负吸辊20和上夹板之间，以增加夹持面积、提升夹持效果，且保证柔性半导体上的待加工区域完全暴露于两个移动架13之间，再启动两个第一电动推杆3收回伸缩端，使得两个滑架16相互远离，从使得两侧的移动架13和负吸辊20相互远离，从而使得负吸辊20与移动架13上夹板之间夹持的柔性半导体保持张紧状态，保证激光加工过程中的加工效果；
然后启动激光发生器11发射激光，通过移动组件在平面内移动激光发生器11，从而使激光发生器11对柔性半导体进行加工。
另外，为实现更好的加工效果，可调整夹持的柔性半导体的高度，从而改变激光发生器11发射的激光焦点与柔性半导体之间的相对位置，滑架16上对称固定安装有两个滑杆15，移动架13的底部对称开设有两个导孔，且两个滑杆15的一端一一对应的滑动伸入导孔内，滑杆15的外侧套设有弹簧14，弹簧14的两端分别与滑架16和移动架13固定连接。基于此，在对柔性半导体进行夹持张紧之后，启动第二电动推杆19推出伸缩端，从而使得安装架21与负吸辊20向上移动，进而使得柔性半导体向上移动，同时移动架13沿滑杆15向上移动，弹簧14处于拉伸状态，由于弹簧14的两端与滑架16和移动架13固定，使得弹簧14对移动架13施加向下的拉力，使得柔性半导体在上升的同时仍能够被夹紧，且由于弹簧14的存在还可对不同厚度的柔性半导体进行夹持；
柔性半导体的高度升高，可调整激光发生器11发射的激光焦点与柔性半导体之间的相对位置，从而实现更好的加工效果，例如，在进行激光切割时，可使激光焦点位置位于柔性半导体厚度的中间，使得切割面更加平整；在进行激光切缝时，可调整激光焦点与柔性半导体表面之间的距离，从而改变激光单次切缝的大小。
再另外，两个滑架16的一侧均固定安装有刮板18，且两个刮板18相向设置，机架1的底部开设有收集槽17，且收集槽17位于两个刮板18之间。基于此，在执行连续的加工过程中，第一电动推杆3推动滑架16相互靠近时，刮板18可对机架1底部的熔渣和废料进行刮处，保证滑架16在机架1底部的平稳滑动，另外在全部加工作业完成后，可直接启动第一电动推杆3推动滑架16，从而使刮板18对机架1底部的熔渣和废料向中间推至收集槽17内，便于集中清理，以提高设备的清理效率。
上述，为实现激光发生器11的移动，设有如下优选结构：
移动组件包括对称转动连接于机架1内的两个丝杆6以及分别旋合连接于两个丝杆6上的两个滑块10，且两个滑块10之间固定连接有导轨7，导轨7上滑动连接有滑座8，激光发生器11设置于滑座8上；
机架1的一侧固定安装有第一电机12，第一电机12的输出端与其中一个丝杆6固定连接，两个丝杆6上均共轴固定有带轮4，两个带轮4之间传动连接有皮带5；
导轨7内固定安装有齿条23，滑座8上固定安装有第二电机9，第二电机9的输出端上固定连接有齿轮29，且齿轮29与齿条23啮合连接。
由上可知，激光发生器11的移动分为横向移动和纵向移动，在实现横向移动时，启动第一电机12驱动其中一个丝杆6转动，同时使得对应丝杆6上共轴固定的带轮4转动，通过皮带5的传动，使得另一个带轮4与丝杆6转动，以此实现两个丝杆6的同步转动，使得两个滑块10在丝杆6上同步横向移动，从而使得两个滑座10之间的导轨7带动滑座8移动，进而实现激光发生器11的横向移动；在实现纵向移动时，启动第二电机9驱动齿轮29转动，齿轮29与齿条23啮合传动，从而使得齿轮29在齿条23上滚动，进而使得滑座8在导轨7上滑动，进而实现激光发生器11的纵向移动。
另外，为改变激光发生器11发射激光的角度，对应设置如下优选结构：
滑座8的一侧由上而下分别设有第一旋转座25和第二旋转座27，且第二旋转座27与滑座8固定连接，第一旋转座25和第二旋转座27内均转动连接有旋转球26，激光发生器11滑动贯穿第一旋转座25上的旋转球26，激光发生器11的末端贯穿固定于第二旋转座27上的旋转球26内；
滑座8上固定安装有第三电机28，第三电机28的输出端上固定安装有第三电动推杆24，第三电动推杆24的伸缩端与第一旋转座25固定连接。
由上可知，在改变激光发生器11发射激光的角度时，启动第三电机28驱动第三电动推杆24转动，同时启动第三电动推杆24，使第一旋转座25在平面内移动，使得第一旋转座25内的旋转球26带动激光发生器11的上部移动，同时两个旋转球26分别在第一旋转座25和第二旋转座27内转动，由于激光发生器11与第二旋转座27内的旋转球26固定，因此激光发生器11的上部在第一旋转座25内的旋转球内滑动，根据第一旋转座25和第二旋转座27的相对位置，可实现激光发生器11的倾斜设置，以此改变激光发生器11发射激光的角度，使得激光加工设备能够加工出圆台或梯台型的工件。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种智能化柔性半导体激光加工机器人，其特征在于：包括机架(1)以及设置于机架(1)顶部的移动组件，所述移动组件上设有激光发生器(11)，所述机架(1)的底部对称滑动连接有两个滑架(16)，且机架(1)内还固定安装有滑动贯穿两个滑架(16)的导杆(2)，所述滑架(16)与机架(1)侧壁之间固定连接有第一电动推杆(3)，所述滑架(16)上设有移动架(13)，所述滑架(16)上对称固定安装两个第二电动推杆(19)，两个所述第二电动推杆(19)的伸缩端上设有下夹持组件，所述移动架(13)的一侧固定安装有上夹板，且所述下夹持组件位于上夹板的正下方。
2.根据权利要求1所述的一种智能化柔性半导体激光加工机器人，其特征在于：所述下夹持组件包括U型结构的安装架(21)以及转动安装于安装架(21)内的负吸辊(20)，所述安装架(21)的底部与两个第二电动推杆(19)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种智能化柔性半导体激光加工机器人，其特征在于：所述安装架(21)的一侧固定安装有第四电机(22)，且第四电机(22)的输出轴与负吸辊(20)的一端固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种智能化柔性半导体激光加工机器人，其特征在于：所述滑架(16)上对称固定安装有两个滑杆(15)，所述移动架(13)的底部对称开设有两个导孔，且两个滑杆(15)的一端一一对应的滑动伸入导孔内，所述滑杆(15)的外侧套设有弹簧(14)，所述弹簧(14)的两端分别与滑架(16)和移动架(13)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种智能化柔性半导体激光加工机器人，其特征在于：两个所述滑架(16)的一侧均固定安装有刮板(18)，且两个刮板(18)相向设置，所述机架(1)的底部开设有收集槽(17)，且收集槽(17)位于两个刮板(18)之间。
6.根据权利要求1所述的一种智能化柔性半导体激光加工机器人，其特征在于：所述移动组件包括对称转动连接于机架(1)内的两个丝杆(6)以及分别旋合连接于两个丝杆(6)上的两个滑块(10)，且两个所述滑块(10)之间固定连接有导轨(7)，所述导轨(7)上滑动连接有滑座(8)，所述激光发生器(11)设置于滑座(8)上。
7.根据权利要求4所述的一种智能化柔性半导体激光加工机器人，其特征在于：所述机架(1)的一侧固定安装有第一电机(12)，所述第一电机(12)的输出端与其中一个丝杆(6)固定连接，两个所述丝杆(6)上均共轴固定有带轮(4)，两个所述带轮(4)之间传动连接有皮带(5)。
8.根据权利要求4所述的一种智能化柔性半导体激光加工机器人，其特征在于：所述导轨(7)内固定安装有齿条(23)，所述滑座(8)上固定安装有第二电机(9)，所述第二电机(9)的输出端上固定连接有齿轮(29)，且齿轮(29)与齿条(23)啮合连接。
9.根据权利要求4所述的一种智能化柔性半导体激光加工机器人，其特征在于：所述滑座(8)的一侧由上而下分别设有第一旋转座(25)和第二旋转座(27)，且第二旋转座(27)与滑座(8)固定连接，所述第一旋转座(25)和第二旋转座(27)内均转动连接有旋转球(26)，所述激光发生器(11)滑动贯穿第一旋转座(25)上的旋转球(26)，所述激光发生器(11)的末端贯穿固定于第二旋转座(27)上的旋转球(26)内。
10.根据权利要求9所述的一种智能化柔性半导体激光加工机器人，其特征在于：所述滑座(8)上固定安装有第三电机(28)，所述第三电机(28)的输出端上固定安装有第三电动推杆(24)，所述第三电动推杆(24)的伸缩端与第一旋转座(25)固定连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN119525741A (zh) * | 2024-12-26 | 2025-02-28 | 国鲸合创(青岛)科技有限公司 | 一种用于柔性面板制造的高精度激光刻蚀设备 |
| CN120133768A (zh) * | 2025-05-15 | 2025-06-13 | 山东九鸿新材料集团有限公司 | 铝单板生产装置及生产工艺 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20231013 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |