CN210967503U - 飞行切割机构 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种飞行切割机构，涉及自动控制技术领域，该飞行切割机构包括平台组件、真空夹具组件、光路系统、激光器和多个切割头组件，该平台组件包括动子直线电机组件和直线电机组件，该直线电机组件与该真空夹具组件固定连接，该动子直线电机与多个该切割头组件固定连接，该多个切割头组件互相平行并列设置，真空夹具组件固定待加工件，该直线电机组件带动该真空夹具组件沿该平台组件横向移动，该动子直线电机带动多个该切割头组件沿该平台组件纵向移动，光路系统包括分光镜组，分光镜组将激光器发射出的激光分为多路激光分别到达多个切割头组件。该飞行切割机构可以提高切割效率。

Description

飞行切割机构

技术领域

本申请涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种飞行切割机构。

背景技术

在显示面板行业，区别于传统的LCD(液晶显示器，Liquid Crystal Display)屏幕刀轮加工，现今的屏幕是柔性OLED(Organic Light-Emitting Diode)屏幕，OLED屏幕采用激光加工的方式，由于OELD屏幕尺寸太大，单一的切割头加工太慢并且振镜的加工范围有限，切割效率比较低下。

实用新型内容

本申请实施例提供一种飞行切割机构，可通过双头切割，解决单头切割加工慢，切割效率低下的问题。

本申请实施例提供了一种飞行切割机构，包括：

平台组件、真空夹具组件、光路系统、激光器和多个切割头组件；

所述平台组件包括动子直线电机组件和直线电机组件，所述直线电机组件与所述真空夹具组件固定连接，所述动子直线电机与多个所述切割头组件固定连接，所述多个切割头组件互相平行并列设置，所述真空夹具组件固定待加工件；

所述直线电机组件带动所述真空夹具组件沿所述平台组件横向移动，所述动子直线电机带动多个所述切割头组件沿所述平台组件纵向移动；

所述光路系统包括分光镜组，所述分光镜组将所述激光器发射出的激光分为多路激光分别到达多个所述切割头组件。

进一步地，当多个所述切割头组件的数量为两个时，所述两个切割头组件分别固定安装在所述动子直线电机上，且分布在所述动子直线电机的两端。

进一步地，所述切割头组件包括：

Z轴安装板、光路安装板、连接板、振镜固定底板、第一光阑组件、第二光阑组件、第三光阑组件、第一反射镜组、第二反射镜组、第三反射镜组、窗口镜、振镜及场镜；

所述Z轴安装板的背面固安装在所述动子直线电机组件上，所述光路安装板的侧面固定安装在所述Z轴安装板的正面，所述振镜固定底板通过所述连接板固定在所述光路连接板上；

所述第一光阑组件、所述第一反射镜组、所述第二反射镜组均固定安装在所述光路安装板上；

所述第三光阑组件、所述第三反射镜组、所述第二光阑组件、所述窗口镜、所述振镜和所述场镜固定安装在所述振镜固定底板上；

并且，所述第一光阑组件、所述第一反射镜组、所述第二反射镜组、所述第三光阑组件、所述第三反射镜组、所述第二光阑组件、所述窗口镜、所述振镜和所述场镜依次沿光路排列。

进一步地，所述切割头组件还包括：

第一振镜固定板和第二振镜固定板；

所述第一振镜固定板和所述第二振镜固定板互相垂直地固定安装在所述振镜固定底板的上表面；

所述振镜固定在所述第一振镜固定板和所述第二振镜固定板310的内侧；

所述窗口镜设置在所述第二振镜固定板上。

进一步地，所述光路系统包括：

第一光路盒组件、第一光路密封管、第二光路盒组件、第二光路密封管和第三光路盒组件；

所述第一光路盒组件与所述第二光路盒组件之间通过所述第一光路密封管形成封闭光通路；

所述第二光路盒组件与所述第三光路盒组件之间通过所述第二光路密封管形成封闭光通路。

进一步地，所述第一光路盒组件包括：

第四光阑组件、第四反射镜组和第五光阑组件；

所述第四光阑组件、所述第四反射镜组件和所述第五光阑组件依次位于所述激光器发出激光的光路上。

进一步地，所述第二光路盒组件包括：

第五反射镜组、第六光阑组件、扩束镜组、第七光阑组件、分光镜组、第八光阑组件、第六反射镜组、第九光阑组件和第七反射镜组；

其中，所述第五反射镜组、所述第六光阑组件、所述扩束镜组、所述第七光阑组件和所述分光镜组依次位于所述第五光阑组件中射出的激光的光路上；

所述第八光阑组件位于所述分光镜组透射的激光的光路上，所述第六反射镜组、第九光阑组件和第七反射镜组依次位于所述分光镜组反射的激光的光路上。

进一步地，所述第三光路盒组件包括：

第八反射镜组和第十光阑组件；

所述第八反射镜组和所述第十光阑组件位于从所述第七反射镜反射的激光的光路上。

进一步地，所述光路系统还包括：第九反射镜组和第十反射镜组；

所述第九反射镜组和所述第十反射镜组位于所述从第十光阑组件中通过的激光的光路上，所述第十反射镜组将所述激光反射至与所述第十反射镜组最近的所述切割头组件的所述第一光阑组件。

进一步地，所述真空夹具组件包括：

夹具底板、支撑柱和夹具体；

所述夹具底板固定安装在所述直线电机组件上；

所述支撑柱固定连接在所述夹具底板和所述夹具体之间，并对所述夹具底板和所述夹具体形成刚性支撑；

所述夹具体上表面用于放置并真空吸附所述待加工件。

上述实施例中，具有多个切割头组件，在平台组件中X轴动子直线电机组件的带动下滑动到切割位置对待加工件进行激光切割，多个切割头组件同时切割，提高了切割效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的飞行切割机构的整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的飞行切割机的平台组件的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的飞行切割机的真空夹具组件的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的飞行切割机的切割头组件的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的飞行切割机的光路系统的俯视图；

图6为本申请实施例提供的飞行切割机的光路系统的立体图。

具体实施方式

为使得本申请的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

参见图1，图1为本申请实施例提供的一种飞行切割机构，该机构适用于飞行切割显示屏等切割加工场景。该飞行切割机构包括：

平台组件10、真空夹具组件20、切割头组件30、光路系统40和激光器50，其中，切割头组件30的数量为多个，例如两个切割头组件、三个切割头组件、四个切割头组件等。为方便描述，本实用新型实施例均用两个切割头组件为例进行说明，其他数量的切割头组件结构及工作原理可参照两个切割头组件的描述。图1中包括两个切割头组件，第一切割头组件31和第二切割头组件32。

平台组件10包括：焊机基础架组件101、直线电机组件102、动子直线电机组件103和平台104，其中平台104的材质可以为大理石或其他坚硬度、材料性质与大理石接近的其他石材。

其中，焊机基础架组件101起到平台组件支架的作用，包括基础横梁、纵梁等结构，支撑平台组件10的其他组成部分；

直线电机组件102与真空夹具组件20固定连接，可带动真空夹具组件20沿平台组件10横向移动，即沿Y轴方向移动，也即沿垂直于多个切割头组件的连线的方向移动；

动子直线电机组件103与第一切割头组件31和第二切割头组件32连接，可带动两个切割头组件沿平台组件10纵向移动，即沿X轴方向移动，也即与直线电机组件102的移动方向垂直。动子直线电机组件103和直线电机组件102联动，动子直线电机组件103将两个切割头组件移动到切割位置，对直线电机组件102带到该切割位置的真空夹具组件20上表面放置的待加工件进行切割。第一切割头组件31和第二切割头组件32之间的距离可以根据切割路径的要求发生变动。

平台104即为平台组件10的载台，包括平面部1041和高台部1042，其中平面部1041上表面用于安装直线电机组件102等，高台部1042用于安装第一切割头组件31和第二切割头组件32、光路系统40、激光器50等。高台部1042为拱门状，与平面部1041之间有预设高度差，直线电机组件102固定设置在平台部1041上表面，动子直线电机103固定设置在高台部1042的侧面，直线电机组件102横向穿过高台部1042的悬空部分。

进一步地，真空夹具组件20包括夹具底板201、支撑柱202和夹具体203。

其中，夹具底板201固定安装在直线电机组件102上；支撑柱202固定连接在夹具底板201和夹具体203之间，并对它们刚性支撑；夹具体203上表面用于放置待加工件(图中未示出)，夹具体203的上表面真空吸附住该待加工件，将该待加工件紧紧贴附在夹具体203的上表面，确保该待加工件在切割过程中不会产生移动，提高切割成功率。

进一步地，第一切割头组件31和第二切割头组件32的结构相同，每个切割头组件均包括：Z轴安装板301、Z轴平台302、第一反射镜组303、第一光阑组件304、第二反射镜组305、振镜306、CCD(Charge Coupled Device)相机307、第一振镜固定板308、场镜309、第二振镜固定板310、窗口镜311、第二光阑组件312、第三反射镜组313、振镜固定底板314、第一加强筋板315、连接板316、第三光阑组件317、光路安装板318和第二加强筋板319。

其中，Z轴安装板301安装在动子直线电机组件103上，若有两个切割头组件30，则两个Z轴安装板301平行，之间有设定间距的并列安装在动子直线电机组件103上。同理，若有更多个切割头组件，则每个切割头组件均平行且之间有设定间距的并列安装在动子直线电机组件103上，具体的设定距离根据Z轴安装板301的宽度以及动子直线电机组件103的规格而定，使得多个切割头组件在切割时不互相干扰为宜。

Z轴平台302固定安装在Z轴安装板301的侧壁上；

第一反射镜组303固定设置在光路安装板318的上表面，第一光阑组件304固定设置在光路安装板318的上表面，且位于反射镜组303的出光侧；第二反射镜组305固定设置在光路安装板318的上表面

连接板316固定在Z轴平台302上。第一振镜固定板308和第二振镜固定板310互相垂直地固定安装在振镜固定底板314的上表面，振镜306固定在第一振镜固定板308和第二振镜固定板310的内侧。

第二振镜固定板310上设置有窗口镜311，窗口镜311的镜面垂直于振镜固定底板314的上表面。第二光阑组件312和第三反射镜组313均固定在振镜固定底板314的上表面，且第二光阑组件312位于窗口镜311和第三反射镜组313之间，第三光阑组件317安装在连接板316的侧板上，位于第三反射镜组313的上方。

在上述结构中，第一光阑组件304、第一反射镜组303、第二反射镜组305、第三光阑组件317、第三反射镜组313、第二光阑组件312、窗口镜311、振镜306和场镜309依次沿光路排列，激光从第一光阑组件304进入后，经过上述各器件组成的光路，从窗口镜311中进入振镜306，再进入场镜309。

场镜309位于振镜固定底板314的下表面。CCD相机307位于振镜306的一侧，安装在振镜固定底板314上，与处理设备(图中未示出)连接，该处理设备具体可以是PC(personalcomputer)，CCD相机307拍摄该待加工件上的切割标记，将拍摄的图像传输给该处理设备，该处理设备根据该切割标记计算出激光切割路径，该处理器也与平台组件10、第一切割头组件31、第二切割头组件32、激光器50分别连接，控制平台组件10、第一切割头组件31、第二切割头组件32和激光器50按照计算出的激光切割路径完成对待加工件的加工。

进一步地，第一加强筋板315用于加强振镜固定底板314和连接板316之间的夹角维持力；第二加强筋板319用于加强Z轴安装板301与光路安装板318之间的夹角维持力。

进一步地，光路系统40包括：第一光路盒组件401、第二光路盒组件402、第三光路盒组件403、第一光路密封管404、第二光路密封管405；

其中，第一光路盒组件401与第二光路盒组件402之间通过第一光路密封管404形成封闭光通路；

第二光路盒组件402与第三光路盒组件403之间通过第二光路密封管405形成封闭光通路。每个光路盒组件均具有一个外壳，每个光路盒组件的构成光学元件都固定在各自外壳的底端，且在外壳的侧壁上开有必要的小孔，令激光通过。

进一步地，第一光路盒组件401包括：第四光阑组件406、第四反射镜组407和第五光阑组件408；

第四光阑组件406、第四反射镜组407和第五光阑组件408依次沿光路排列，位于激光器50发出激光的光路上，激光器50发出的激光通过第四光阑组件406，到达第四反射镜组407，反射后通过第五光阑组件408。

进一步地，第二光路盒组件402包括：第五反射镜组409、第六光阑组件410、扩束镜组411、第七光阑组件412、分光镜组413、第八光阑组件414、第六反射镜组415、第九光阑组件416和第七反射镜组417。

其中，第五反射镜组409、第六光阑组件410、扩束镜组411、第七光阑组件412、分光镜组413依次沿光路排列，第八光阑组件414位于分光镜组413的透射光路上，而第六反射镜组415、第九光阑组件416和第七反射镜组417依次位于分光镜组413的反射光路上。

从第五光阑组件408穿过的激光到达第五反射镜组409，经反射后通过第六光阑组件410进入扩束镜组411，然后通过第七光阑组件412进入分光镜组413，分光镜组413将激光均分为两部分，一部分激光透射至第八光阑组件414；另一部分激光反射至第六反射镜组415，经反射后通过第九光阑组件416，到达第七反射镜组417，经反射后的激光穿过第二光路盒组件402的外壳侧壁上的小孔射出。

进一步地，第三光路盒组件403包括：第八反射镜组418和第十光阑组件419。

第八反射镜组418和第十光阑组件419位于激光光路上，从第八光阑组件414通过的激光到达第八反射镜组418后，反射至第十光阑组件419。

进一步地，光路系统40还包括：第九反射镜组420、第十反射镜组421和安装板422。

第九反射镜组420和第十反射镜组421通过安装板422固定在第一切割头组件31的外侧，其中，第九反射镜组420固定于安装板422的顶端，第十反射镜组421位于第一切割头组件31的第一光阑组件304的左侧。

第九反射镜组420和第十反射镜组421位于激光光路上，用于将从第十光阑组件419，两次反射后，使得激光穿过第一光阑组件304。激光从第十光阑组件419中通过后，穿过第三光路盒组件403的外壳侧壁上的小孔，到达第九反射镜组420，反射到第十反射镜组421后，进入第一光阑组件304。

其中，第一光路盒组件401、第二光路盒组件402和第三光路盒组件403均固定设置在平台104的高台部。

进一步地，光路系统40的安装板421固定安装在第一切割头组件31的外侧，与第一切割头组件31平行设置，第八光阑组件420和第十反射镜组422固定安装在安装板421上。

进一步地，50激光器包括激光器本体、激光器安装块和激光器控制器。其中激光器本体在激光器控制器的控制下，发射激光。

切割工作过程如下：有待加工件需要切割时，放置该待加工件到真空夹具组件20的上表面，真空夹具组件20真空吸附紧该待加工件在夹具体203上表面。切割头组件中的CCD相机307对该待加工件上的切割标记进行拍摄，并将拍摄的图像或视频传输给处理设备，通过该处理设备计算出切割路径。该处理设备控制激光器50发出激光，经过光路系统40中的分光镜组414把激光分成两束，分别射向第一切割头组件31和第二切割头组件32。具体地，激光发出后，从第一光路盒组件401中进入到光路系统40，具体经第四光阑组件406到第四反射镜组407，由第四反射镜组407反射后经过第五光阑组件408，从第一光路密封管404进入第二光路盒组件402中，经过第五反射镜组409、第六光阑组件410、扩束镜组411、第七光阑组件412，到达分光镜组413，分光镜组413将激光均分为两部分，一部分激光透射至第八光阑组件414，另一部分激光反射至第六反射镜组415。其中，透射至第八光阑组件414的激光经过第二光路密封管405进入第三光路盒组件403中，经过第八反射镜组418的反射，透过第十光阑组件419及第三光路盒组件403侧壁上的小孔，射至第九反射镜组420，经反射后到达第十反射镜组421，激光经反射后到达第十反射镜组421后，再次被反射，经过第一切割头组件31的第一光阑组件304、第一反射镜组303、第二反射镜组305、第三光阑组件317、第三反射镜组313、第二光阑组件312，从窗口镜311进入振镜306，然后进入场镜309，到达待切割件，可以完成切割；而反射至第六反射镜组415的激光通过第九光阑组件416，到达第七反射镜组417，经过第七反射镜组417的反射，激光穿过第二光路盒组件402的外壳侧壁上的小孔射出，到达第二切割头组件32，与第一切割头组件31同步切割该待切割件。

此时，直线电机组件102带动真空夹具组件20上的该待加工件在Y方向移动，动子直线电机组件103带动第一切割头组件31和第二切割头组件32同步在X方向移动，第一切割头组件31和第二切割头组件32上的振镜306里面有两个电机带动的发射镜，可以改变光的输出角度，可以对该待加工件进行X、Y两个方向的大幅面切割，即使该待加工件不移动，仅仅振镜306就可以加工50*50(单位：mm)面积的图形，第一切割头组件31和第二切割头组件32同时进行切割，提高了切割效率。

本申请中的飞行切割机构，具有多个切割头组件，在平台组件中X轴动子直线电机组件的带动下滑动到切割位置对待加工件进行激光切割，多个切割头组件同时切割，提高了切割效率。

以上为对本申请所提供的飞行切割机构的描述，对于本领域的技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种飞行切割机构，其特征在于，包括：

平台组件、真空夹具组件、光路系统、激光器和多个切割头组件；

所述平台组件包括动子直线电机组件和直线电机组件，所述直线电机组件与所述真空夹具组件固定连接，所述动子直线电机与多个所述切割头组件固定连接，所述多个切割头组件互相平行并列设置，所述真空夹具组件固定待加工件；

所述直线电机组件带动所述真空夹具组件沿所述平台组件横向移动，所述动子直线电机带动多个所述切割头组件沿所述平台组件纵向移动；

所述光路系统包括分光镜组，所述分光镜组将所述激光器发射出的激光分为多路激光分别到达多个所述切割头组件。

2.如权利要求1所述的飞行切割机构，其特征在于，当多个所述切割头组件的数量为两个时，所述两个切割头组件分别固定安装在所述动子直线电机上，且分布在所述动子直线电机的两端。

3.如权利要求1或2所述的飞行切割机构，其特征在于，所述切割头组件包括：

Z轴安装板、光路安装板、连接板、振镜固定底板、第一光阑组件、第二光阑组件、第三光阑组件、第一反射镜组、第二反射镜组、第三反射镜组、窗口镜、振镜及场镜；

所述Z轴安装板的背面固安装在所述动子直线电机组件上，所述光路安装板的侧面固定安装在所述Z轴安装板的正面，所述振镜固定底板通过所述连接板固定在所述光路连接板上；

所述第一光阑组件、所述第一反射镜组、所述第二反射镜组均固定安装在所述光路安装板上；

所述第三光阑组件、所述第三反射镜组、所述第二光阑组件、所述窗口镜、所述振镜和所述场镜固定安装在所述振镜固定底板上；

并且，所述第一光阑组件、所述第一反射镜组、所述第二反射镜组、所述第三光阑组件、所述第三反射镜组、所述第二光阑组件、所述窗口镜、所述振镜和所述场镜依次沿光路排列。

4.如权利要求3所述的飞行切割机构，其特征在于，所述切割头组件还包括：

第一振镜固定板和第二振镜固定板；

所述第一振镜固定板和所述第二振镜固定板互相垂直地固定安装在所述振镜固定底板的上表面；

所述振镜固定在所述第一振镜固定板和所述第二振镜固定板的内侧；

所述窗口镜设置在所述第二振镜固定板上。

5.如权利要求4所述的飞行切割机构，其特征在于，所述光路系统包括：

第一光路盒组件、第一光路密封管、第二光路盒组件、第二光路密封管和第三光路盒组件；

所述第一光路盒组件与所述第二光路盒组件之间通过所述第一光路密封管形成封闭光通路；

所述第二光路盒组件与所述第三光路盒组件之间通过所述第二光路密封管形成封闭光通路。

6.如权利要求5所述的飞行切割机构，其特征在于，所述第一光路盒组件包括：

第四光阑组件、第四反射镜组和第五光阑组件；

所述第四光阑组件、所述第四反射镜组件和所述第五光阑组件依次位于所述激光器发出激光的光路上。

7.如权利要求6所述的飞行切割机构，其特征在于，所述第二光路盒组件包括：

第五反射镜组、第六光阑组件、扩束镜组、第七光阑组件、分光镜组、第八光阑组件、第六反射镜组、第九光阑组件和第七反射镜组；

其中，所述第五反射镜组、所述第六光阑组件、所述扩束镜组、所述第七光阑组件和所述分光镜组依次位于所述第五光阑组件中射出的激光的光路上；

所述第八光阑组件位于所述分光镜组透射的激光的光路上，所述第六反射镜组、第九光阑组件和第七反射镜组依次位于所述分光镜组反射的激光的光路上。

8.如权利要求7所述的飞行切割机构，其特征在于，所述第三光路盒组件包括：

第八反射镜组和第十光阑组件；

所述第八反射镜组和所述第十光阑组件位于从所述第七反射镜反射的激光的光路上。

9.如权利要求8所述的飞行切割机构，其特征在于，所述光路系统还包括：第九反射镜组和第十反射镜组；

所述第九反射镜组和所述第十反射镜组位于从所述第十光阑组件中通过的激光的光路上，所述第十反射镜组将所述激光反射至与所述第十反射镜组最近的所述切割头组件的所述第一光阑组件。

10.如权利要求9所述的飞行切割机构，其特征在于，所述真空夹具组件包括：

夹具底板、支撑柱和夹具体；

所述夹具底板固定安装在所述直线电机组件上；

所述支撑柱固定连接在所述夹具底板和所述夹具体之间，并对所述夹具底板和所述夹具体形成刚性支撑；

所述夹具体上表面用于放置并真空吸附所述待加工件。

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