CN208178716U - 一种新型pcb板激光切割机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光切割技术领域，尤其是一种新型PCB板激光切割机。它包括一操作平台、设置于操作平台上的激光升降机构、设置于激光升降机构上的激光器、设置于激光器前端的扫描头、设置于扫描头下端的远心场镜、设置于远心场镜下方的治具平台以及设置于操作平台上治具调节机构。本实用新型可利用扫描头使激光在切割范围内的进行扫描切割，提高了切割速度和切割效率；同时利用扫描头和远心场镜配合使激光光束聚焦，使激光在切割范围内的任何视场角下均垂直于焦平面，使激光切割面没有坡度，从而使本装置可适用于对PCB板进行切割。此外，利用激光升降机构驱动激光器，利用治具调节机构驱动治具平台，以便于激光按预定的轨迹进行扫描切割。

Description

一种新型PCB板激光切割机

技术领域

本实用新型涉及激光切割技术领域，尤其是一种新型PCB板激光切割机。

背景技术

众所周知，PCB板是电子设备中常用的组成单元。而在处PCB板的过程中需要对PCB板连片进行分割，传统采用人工手工折板或者采用铣刀对PCB板进行铣削加工。人工手工折板力度不均位置不准，易造成PCB板电气回路及元器件的损坏。铣刀加工由于是接触式加工，径向力会使PCB板产生应力甚至翘曲变形影响电气性能。

为了解决上述问题，目前技术采用激光对PCB板连片进行分割，激光切割属于非接触加工，加工时PCB板无变形翘曲，也不会产生刀具磨损问题，但是现有的激光切割装置的激光切割效率不高，并且在切割范围内，被聚焦的激光光束的光线并不会都与焦平面相垂直，因此在切断面会有存在一定的切割角度，即被切割的PCB板在切断面存在一定的坡度，而当PCB板上焊接的元器件的高度较高时，聚焦的激光由于存在一定的倾斜角度，在切割过程中有可能会碰到元器件，从而造成元器件的损坏。

因此，有必要对现有的激光切割装置提出改进方案，以最大限度地提升激光切割装置的切割效率以及使被聚焦的激光光束的光线在切割范围内均与焦平面相垂直，以满足针对PCB板进行分割时的实际需求。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种新型PCB板激光切割机。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型PCB板激光切割机，它包括一操作平台、设置于操作平台上的激光升降机构、设置于激光升降机构上的激光器、设置于激光器前端的扫描头、设置于扫描头下端的远心场镜、设置于远心场镜下方的治具平台以及设置于操作平台上且用于驱动治具平台在水平方向运动的治具调节机构，所述激光升降机构用于驱动激光器沿竖直方向作上下直线运动。

优选地，它还包括一视觉定位机构，所述视觉定位机构包括设置于扫描头侧壁上的相机、设置于相机下端的近摄接圈、镜头以及吊设于镜头下方的环形光源。

优选地，它还包括一抽气吹风机构，所述抽气吹风机构包括吊设于远心场镜下方的抽风壳体和设置于抽风壳体的前侧壁、左侧壁以及右侧壁上且与抽风壳体转轴连接的三个吹气管，所述抽风壳体的后侧壁上设置有一抽风管；所述抽风壳体的上侧壁开设有一供远心场镜射出的激光通过的第一通孔，所述抽风壳体的下侧壁开设有与第一通孔对位设置的第二通孔，所述每个吹气管上均设置有若干个吹气孔。

优选地，所述第一通孔上侧架设有一保护镜片，所述抽风壳体的上表面且位于保护镜片上侧设置有一用于将保护镜片卡合于第一通孔上方的镜片压板。

优选地，所述激光升降机构包括固定于操作平台上且沿Z轴方向分布的支撑柱、固定于支撑柱上端且沿Y轴方向分布的悬臂、固定于悬臂上且沿Z轴方向分布的第一固定滑座、设置于第一固定滑座上端的第一电机以及与第一电机传动连接的升降滑台，所述激光器固定设置于升降滑台上。

优选地，所述治具调节机构包括固定于操作平台上且沿Y轴方向分布的第二固定滑座、设置于第二固定滑座一端的第二电机、与第二电机传动连接的Y轴滑台、固定于Y轴滑台上且沿X轴方向分布的第三固定滑座、设置于第三固定滑座一端的第三电机以及与第三电机传动连接的X轴滑台，所述治具平台固定设置于X轴滑台上。

由于采用了上述方案，本实用新型可利用激光器和扫描头的结合，使激光在切割范围内的进行扫描切割，提高了切割速度和切割效率；同时利用扫描头和远心场镜配合使激光光束聚焦，使激光在切割范围内的任何视场角下均垂直于焦平面，使激光切割面没有坡度，从而使本装置可适用于对PCB板进行切割。此外，利用激光升降机构驱动激光器，利用治具调节机构驱动治具平台，以便于激光按预定的轨迹进行扫描切割。

附图说明

图1是本实用新型实施例的装配结构示意图；

图2是图1的正视图；

图3是本实用新型实施例的视觉定位机构的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的抽气吹风机构的结构示意图；

图5是图4中B-B方向的截面示意图；

图6是本实用新型实施例的抽气吹风机构的分解结构示意图；

图7是本实用新型实施例的吹气管的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图7所示，本实用新型实施例提供的一种新型PCB板激光切割机，它包括一操作平台10、设置于操作平台10上的激光升降机构20、设置于激光升降机构20上的激光器31、设置于激光器31前端的扫描头32、设置于扫描头32下端的远心场镜33、设置于远心场镜33下方的治具平台40以及设置于操作平台10上且用于驱动治具平台40在水平方向运动的治具调节机构50，其中激光升降机构20用于驱动激光器31沿竖直方向作上下直线运动。

基于以上结构，可利用激光器31和扫描头32的结合，扩大激光器31的切割范围，并且激光器31和扫描头32无须运动，只需要在切割范围内的进行激光扫描切割，这样大大提高了切割的速度，从而提高了切割效率；同时利用扫描头32和远心场镜33的配合，使激光器31产生的激光光束进行聚焦，在切割范围内，将聚焦光束的光线在任何视场角下均垂直于焦平面，从而使激光切割面(即被切割工件A的断面)没有坡度，并且由于远心场镜33距离被切割工件A较远，因此不受被切割工件A的高度影响，从而使本装置可适用于对PCB板进行切割，特别是在PCB板上已经焊接有相应元器件的情况下，由于元器件具有一定高度，若聚焦光束的光线在任何视场角下不垂直于焦平面，就有可能在切割过程中损伤元器件，造成不必要的损失。此外，利用激光升降机构20驱动激光器31、扫描头32以及远心场镜33沿Z轴方向进行升降运动，即可调节激光器31的高度，从而调节激光焦平面的高度，针对不同的被切割工件A或不同的切割位置进行切割；利用治具调节机构50驱动治具平台40在水平面上(即XY平面)运动，从而控制放置于治具平台40上的被切割工件的待切割的位置定位于远心场镜33下方的切割范围内，以便于激光按预定的轨迹进行扫描切割。

为了便于对被切割工件A进行定位，以及便于精准的控制治具平台40在水平面(即XY平面内)运动，本实施例的切割机还包括一视觉定位机构60，其中视觉定位机构60包括设置于扫描头32侧壁上的相机61、依次设置于相机61下端的近摄接圈62和镜头63以及吊设于镜头63下方的环形光源64。由此，可利用相机61、近摄接圈62以及镜头63对待切割工件进行定位，并将定位信号发送至电脑进行处理，电脑处理后会相应地控制激光器31和扫描头32对工件进行扫描切割；同时利用环形光源64可对被切割工件A进行进行照明，便于操作人员利用相机61对工件进行视觉定位。

为了有效地去除在激光切割工件时产生的烟尘保证切割效果，并且避免烟尘污染工件以及周围环境，本实施例的切割机还包括一抽气吹风机构70，其中抽气吹风机构70包括吊设于远心场镜33下方的抽风壳体71和设置于抽风壳体71的前侧壁、左侧壁以及右侧壁上且与抽风壳体71转轴连接的三个吹气管72，在抽风壳体71的后侧壁上设置有一抽风管73，抽风管73的外端可通过出气管道连通抽风装置(图中未示出)；在抽风壳体的上侧壁开设有一供远心场镜33射出的激光通过的第一通孔711，抽风壳体71的下侧壁开设有与第一通孔711对位设置的第二通孔712，在每个吹气管72上均设置有若干个吹气孔721，吹气管72的一端封闭且另一端设置有气管接头722，可通过气管接头722连接进气管道并连通吹气装置。

由此，利用抽风壳体71上第一通孔711和第二通孔712的结构设置，为从远心场镜33发出的激光通过并向下聚焦于抽风壳体71下方提供结构基础，利用吹气管72与抽风壳体71转轴连接，可旋转吹气管72，从而使三个吹气管72上的吹气孔721的吹气方向均朝向激光的焦平面附近，从而在切割过程中，利用吹气装置依次通过进气管道、气管接头722、吹气管72以及吹气孔721向被切割工件A上被切割的位置进行吹气，从而吹散切割过程中产生的烟尘，并利用抽风装置产生的吸力依次通过第二通孔712、抽风壳体71、抽风管73、出气管道以及抽风装置向外排出或收集烟尘，从而有效地清除烟尘保证切割效果；在抽风壳体71三侧均设置吹气管72可使被切割工件A上的切割位置在某个方向被遮挡的情况下(即PCB板上的切割位置被元器件遮挡)，可从另外两侧或一侧进行吹气，从而有效地保证烟尘被吹散的效果。同时，在吹气管72上的吹气孔721对切割位置进行吹气的同时，可有效地降低被切割位置的温度，从而有效地防止因切割发热导致元器件的性能下降。此外，可通过对抽风壳体71进行固定并调节第一通孔12与远心场镜33之间的距离，以调节抽气吹风机构70的抽风吹气的效果，从而使切割效果达到最佳。

为了避免烟尘在经过抽风壳体10时污染激光切割镜头，作为优选方案，本实施例的第一通孔711上侧架设有一保护镜片74，在抽风壳体71的上表面且位于保护镜片74上侧设置有一用于将保护镜片74卡合于第一通孔711上方的镜片压板75。由此，可利用镜片压板75保证保护镜片14结构的稳定性；利用保护镜片14封堵第一通孔12，防止烟尘在被抽风装置吸走的过程中通过第一通孔12向上而污染远心场镜33且不影响激光的通过。

为更好地控制激光器31进行升降运动，便于对激光焦平面的高度进行调节，作为优选方案，本实施例的激光升降机构20包括固定于操作平台上且沿Z轴方向分布的支撑柱21、固定于支撑柱21上端且沿Y轴方向分布的悬臂22、固定于悬臂22上且沿Z轴方向分布的第一固定滑座231、设置于第一固定滑座231上端的第一电机232以及与第一电机232传动连接的升降滑台233，其中激光器31固定设置于升降滑台233上。由此，可利用第一电机232精确控制激光器31作升降运动，以便于对激光焦平面的高度进行调节,为激光切割的自动控制提供结构基础。同时利用支撑柱21和悬臂22的结构设置，可使激光器31悬吊于治具平台40上方，从而为治具平台40(即待切割工件)的运动留出空间。

为更好地地控制治具平台40在水平方向运动，便于对被切割的工件A相对于远心场镜33的位置进行调节，作为优选方案，本实施例的治具调节机构50包括固定于操作平台上且沿Y轴方向分布的第二固定滑座511、设置于第二固定滑座511一端的第二电机(图中未示出)以及与与第二电机传动连接的Y轴滑台513、固定于Y轴滑台513上且沿X轴方向分布的第三固定滑座521、设置于第三固定滑座521一端的第三电机522以及与第三电机522传动连接的X轴滑台523，其中治具平台40固定设置于X轴滑台523上。基于以上结构，当被切割工件A被固定于治具平台40上时，可利用第二电机和第三电机522控制治具平台40分别沿Y轴方向运动和沿X轴方向运动，从而当激光的焦平面在第一电机232控制下下降至被切割工件A的切割位置的所在高度附近后，可控制被切割工件A在焦平面上作水平方向运动，从而便于对被切割的工件A的切割点移动至远心场镜33下方的切割范围内；同时进一步地为激光切割的自动控制提供结构基础。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种新型PCB板激光切割机，其特征在于：它包括一操作平台、设置于操作平台上的激光升降机构、设置于激光升降机构上的激光器、设置于激光器前端的扫描头、设置于扫描头下端的远心场镜、设置于远心场镜下方的治具平台以及设置于操作平台上且用于驱动治具平台在水平方向运动的治具调节机构，所述激光升降机构用于驱动激光器沿竖直方向作上下直线运动。

2.如权利要求1所述的一种新型PCB板激光切割机，其特征在于：它还包括一视觉定位机构，所述视觉定位机构包括设置于扫描头侧壁上的相机、设置于相机下端的近摄接圈、镜头以及吊设于镜头下方的环形光源。

3.如权利要求1所述的一种新型PCB板激光切割机，其特征在于：它还包括一抽气吹风机构，所述抽气吹风机构包括吊设于远心场镜下方的抽风壳体和设置于抽风壳体的前侧壁、左侧壁以及右侧壁上且与抽风壳体转轴连接的三个吹气管，所述抽风壳体的后侧壁上设置有一抽风管；所述抽风壳体的上侧壁开设有一供远心场镜射出的激光通过的第一通孔，所述抽风壳体的下侧壁开设有与第一通孔对位设置的第二通孔，所述每个吹气管上均设置有若干个吹气孔。

4.如权利要求3所述的一种新型PCB板激光切割机，其特征在于：所述第一通孔上侧架设有一保护镜片，所述抽风壳体的上表面且位于保护镜片上侧设置有一用于将保护镜片卡合于第一通孔上方的镜片压板。

5.如权利要求1所述的一种新型PCB板激光切割机，其特征在于：所述激光升降机构包括固定于操作平台上且沿Z轴方向分布的支撑柱、固定于支撑柱上端且沿Y轴方向分布的悬臂、固定于悬臂上且沿Z轴方向分布的第一固定滑座、设置于第一固定滑座上端的第一电机以及与第一电机传动连接的升降滑台，所述激光器固定设置于升降滑台上。

6.如权利要求1所述的一种新型PCB板激光切割机，其特征在于：所述治具调节机构包括固定于操作平台上且沿Y轴方向分布的第二固定滑座、设置于第二固定滑座一端的第二电机、与第二电机传动连接的Y轴滑台、固定于Y轴滑台上且沿X轴方向分布的第三固定滑座、设置于第三固定滑座一端的第三电机以及与第三电机传动连接的X轴滑台，所述治具平台固定设置于X轴滑台上。