CN211305246U - 一种大行程柔性板夹具 - Google Patents

Abstract

一种大行程柔性板夹具，涉及柔性板夹具技术领域，其结构包括基座、设于基座上的送料滚筒装置、收料滚筒装置和加工平台，所述送料滚筒装置和收料滚筒装置分别设置于所述加工平台的进料侧和收料侧，所述送料滚筒装置包括用于固定待加工的柔性板的送料滚筒和送料滚筒旋转驱动装置，所述送料滚筒固定于所述送料滚筒旋转驱动装置的输出轴，所述收料滚筒装置包括用于收集已经加工的柔性板的收料滚筒和收料滚筒旋转驱动装置，所述收料滚筒固定于所述收料滚筒旋转驱动装置的输出轴，该大行程柔性板夹具能够解决加工过程停机更换材料的问题，大大提升加工效率。

Description

一种大行程柔性板夹具

技术领域

本实用新型涉及柔性板夹具技术领域，特别是涉及一种大行程柔性板夹具。

背景技术

现今航天、交通、电子、电机、医疗、建筑等产业产品已被现代人所广泛使用，在节能及轻量需求下，对柔性板材的使用越来越多。以柔性印制电路板为例，由于电子产品的轻薄化和多功能化的趋势必定要求上游的印制电路板技术不断向高密度化、高精度化、微小化、高速化进步，而柔性印制电路板因为它具有结构灵活、体积小、重量轻等显著的优越性，因此得到快速的发展和广泛的应用。但是随着柔性印制电路板高密集的发展趋势，在电路板上的线宽、间隔和孔径的要求逐渐增高，这就给微纳加工提出了更高的要求。

激光加工技术是先进制造技术的一种，由于其加工精度高、通用性好、加工效率高等特点，已经越来越多地运用于柔性板的切割、钻孔和划线当中。激光切割柔性板相比于机械切割的优势在于切割精度高，但是，只有在保证定位和装夹稳定的情况下才能发挥出激光加工柔性板的这种优势。

柔性板在生产过程中一般工序较多较复杂，且加工精度要求较为严格，这给加工过程的装夹定位带来挑战。传统的柔性板加工采用通用载具孔定位，孔定位是设计时在板材的区域内设计定位孔，再通过定位柱的定位底座来将板材套入定位柱里面实现位置固定后执行相应的加工，此装夹定位方式存在取放不方便、操作难度大、加工效率低等缺陷。例如专利201010542896.8公开了一种柔性板加工过程使用的定位夹具，该夹具采用载板、压板以及薄钢片等的相互配合，能够精确的夹持柔性板，该夹具可用于不能或者不便使用销定位的情况，但是其存在所夹持的板材尺寸规格有限，夹持步骤多导致加工效率低的缺陷。

由于柔性板可以任意弯折的特性，装夹比较困难，容易在加工过程中出现弯曲折皱的现象，从而导致装夹不当，造成定位不准确，导致加工失败。普遍简单的做法是运用双面或单面胶将其粘接在夹具上，但是受制于胶带的寿命，易脱落，品质隐患很大，需要定时更换；同时易粘到板材上，造成不必要的板材互粘；并且胶带是一次性的，加工前贴上，加工后撕下，增加了加工费，又导致加工效率低；另外，传统激光加工柔性板受制于夹具的形状尺寸，加工行程和尺寸都较小。专利201710652434.3公开了一种柔性板装夹用的夹具，该夹具通过传送带的形式，分为调整段、展平段与装夹断，能够保证板材在加工前实现展平、定位和夹紧，但是展平与定位装夹分开，导致效率低，并且存在加尺寸较小的缺陷。

发明内容

本实用新型的第一个目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种大行程柔性板夹具，该大行程柔性板夹具能够解决加工过程停机更换材料的问题，大大提升加工效率。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

提供一种大行程柔性板夹具，包括基座、设于基座上的送料滚筒装置、收料滚筒装置和加工平台，所述送料滚筒装置和收料滚筒装置分别设置于所述加工平台的进料侧和收料侧，所述送料滚筒装置包括用于固定待加工的柔性板的送料滚筒和送料滚筒旋转驱动装置，所述送料滚筒固定于所述送料滚筒旋转驱动装置的输出轴，所述收料滚筒装置包括用于收集已经加工的柔性板的收料滚筒和收料滚筒旋转驱动装置，所述收料滚筒固定于所述收料滚筒旋转驱动装置的输出轴。

优选的，所述送料滚筒装置的两端分别滑动固定于第一丝杆直线驱动装置，所述收料滚筒装置的两端分别滑动固定于第二丝杆直线驱动装置。

优选的，所述第一丝杆直线驱动装置包含导轨基座、直线导轨、丝杠、滑块和驱动电机，所述导轨基座固定于所述基座，所述直线导轨设于所述导轨基座且与送料滚筒互相垂直，所述滑块固定于所述送料滚筒装置的一端，所述滑块设有螺孔，所述丝杆穿过所述螺孔且与所述直线导轨的方向相平行，所述丝杆的一端固定于所述导轨基座，所述丝杆的另一端接所述驱动电机。

优选的，所述第二丝杆直线驱动装置的结构和第一丝杆直线驱动装置的结构相同。

优选的，所述基座上设有张紧力检测装置，所述张紧力检测装置位于第一丝杆直线驱动装置或第二丝杆直线驱动装置旁边。

优选的，所述张紧力检测装置包含设置于滚筒上方的力检测传感器和设置于丝杆直线驱动装置旁的检测装置。

优选的，加工平台为真空吸附平台，所述真空吸附平台包括带有阵列吸孔的平板、所述平板设有抽气管接口，所述抽气管接口与阵列洗孔的每个吸孔均连通。

优选的，所述抽气管接口设于所述平板的侧壁。

优选的，所述送料滚筒旋转驱动装置和所述收料滚筒旋转驱动装置均为旋转驱动电机。

本实用新型的有益效果：运用双滚筒滚动实现柔性板的送出与回收，能够解决加工过程停机更换材料的问题，大大提升加工效率。

本实用新型的第二个目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种大行程柔性板夹具的加工方法，该加工方法能够解决加工过程停机更换材料的问题，大大提升加工效率。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

提供一种大行程柔性板夹具的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将待加工的柔性板固定在送料滚筒，

步骤二：利用送料滚筒旋转驱动装置驱动送料滚筒转动将待加工的柔性板送至加工平台，将柔性板的最外端固定于收料滚筒，

步骤三：对待加工的柔性板进行加工，

步骤四：利用收料滚筒旋转驱动装置驱动收料滚筒收集已经加工的柔性板。

优选的，所述送料滚筒装置的两端分别滑动固定于第一丝杆直线驱动装置，所述收料滚筒装置的两端分别滑动固定于第二丝杆直线驱动装置，

所述步骤二和步骤三之间增加A步骤：利用第一丝杆直线驱动装置和第二丝杆直线驱动装置共同作用张紧待加工的柔性板。

另一优选的，所述加工平台为真空吸附平台，所述真空吸附平台包括带有阵列吸孔的平板、所述平板设有抽气管接口，所述抽气管接口与阵列洗孔的每个吸孔均连通，

所述步骤二和步骤三之间增加B步骤：利用真空吸附平台将待加工的柔性板吸附到平板上。

本实用新型的有益效果：运用双滚筒滚动实现柔性板的送出与回收，能够解决加工过程停机更换材料的问题，大大提升加工效率。

附图说明

利用附图对实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本实用新型的一种大行程柔性板夹具的整体结构示意图。

图2是本实用新型的一种大行程柔性板夹具的第一丝杆直线驱动装置或第二丝杆直线驱动装置的结构示意图。

图3为本实用新型的柔性板装夹激光加工图。

图中包括有：

1-基座，2-平板，21-阵列吸孔，22-第一连接螺纹孔，23-抽气管接口，3- 第一丝杠直线驱动装置，31-直线导轨，32-第二连接螺纹孔，33-导轨基座，34- 驱动电机，35-丝杠，36-滑块，4-送料滚筒装置，41-送料滚筒1,42-收料滚筒2， 43-输出轴，5-送料滚筒旋转驱动装置，6-张紧力检测装置，7-柔性板。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

本实施例的一种大行程柔性板夹具，如图1和图2所示，包括基座、设于基座上的送料滚筒装置、收料滚筒装置和加工平台，所述送料滚筒装置和收料滚筒装置分别设置于所述加工平台的进料侧和收料侧，所述送料滚筒装置包括用于固定待加工的柔性板的送料滚筒和送料滚筒旋转驱动装置，所述送料滚筒固定于所述送料滚筒旋转驱动装置的输出轴，所述收料滚筒装置包括用于收集已经加工的柔性板的收料滚筒和收料滚筒旋转驱动装置，所述收料滚筒固定于所述收料滚筒旋转驱动装置的输出轴。

优选的，所述送料滚筒旋转驱动装置和所述收料滚筒旋转驱动装置均为旋转驱动电机，用于驱动滚筒旋转。

本实施例通过滚筒旋转驱动装置驱动滚筒旋转，可以实现待加工的柔性板从一边的送料滚筒送出，已加工的柔性板从另一边的收料滚筒收回，解决了加工过程中需要停下更换材料的难题，真正实现一次性装夹后连续加工，减少加工费的同时大大提高了柔性板的加工效率。

优选的，所述送料滚筒装置的两端分别滑动固定于第一丝杆直线驱动装置，所述收料滚筒装置的两端分别滑动固定于第二丝杆直线驱动装置。

优选的，所述第一丝杆直线驱动装置包含导轨基座、直线导轨、丝杠、滑块和驱动电机，所述导轨基座固定于所述基座，所述直线导轨设于所述导轨基座且与送料滚筒互相垂直，所述滑块固定于所述送料滚筒装置的一端，所述滑块设有螺孔，所述丝杆穿过所述螺孔且与所述直线导轨的方向相平行，所述丝杆的一端固定于所述导轨基座，所述丝杆的另一端接所述驱动电机，驱动电机带动丝杠驱动滑块直线运动。

优选的，所述导轨基座设有第二连接螺纹孔，用于利用螺丝将导轨基座固定于基座上。

优选的，所述第二丝杆直线驱动装置的结构和第一丝杆直线驱动装置的结构相同。

优选的，所述基座上设有张紧力检测装置，所述张紧力检测装置位于第一丝杆直线驱动装置或第二丝杆直线驱动装置旁边。

优选的，所述张紧力检测装置包含设置于滚筒上方的力检测传感器和设置于丝杆直线驱动装置旁的检测装置。

本实施例通过丝杆直线导轨驱动装置带动滚筒沿垂直于滚筒(X轴方向)的方向移动，同时配合张紧力检测装置对柔性板的张紧力进行实时检测，反馈控制滚筒沿X轴方向移动的距离从而来控制柔性板的张紧程度，可实现柔性板时时处于合适的张紧状态，保证柔性板在加工过程处于展平状态，大大提高定位和加工精度。

优选的，加工平台为真空吸附平台，所述真空吸附平台包括带有阵列吸孔的平板、所述平板设有四个抽气管接口，四个所述抽气管接口均与阵列洗孔的每个吸孔均连通，四个抽气管接口对称设置于平板两侧。所述平板的四个角落均设有第一连接螺纹孔，用于通过螺丝将平板固定于基座。

优选的，所述抽气管接口设于所述平板的侧壁。

本实施例通过真空吸附平台的吸附作用，实现将柔性板紧贴于平台上方，避免柔性板在加工过程发生弯曲折皱影响加工精度的问题，并且配合真空吸附平台上的阵列吸孔的吸气作用，有助于激光对柔性板加工过程的热传导，降低了激光加工的热影响作用，提高了柔性板的加工质量。

本实施例的一种大行程柔性板夹具具有以下两种加工方式：

第一种加工方式包括如下步骤：

步骤一：将待加工的FPC板材固定在送料滚筒，

步骤二：利用送料滚筒旋转驱动装置驱动送料滚筒转动将待加工的FPC板材送至加工平台，将FPC板材的最外端固定于收料滚筒，

步骤A：利用第一丝杆直线驱动装置和第二丝杆直线驱动装置共同作用张紧待加工的FPC板材，

步骤三：对待加工的FPC板材进行加工，

步骤四：利用收料滚筒旋转驱动装置驱动收料滚筒收集已经加工的FPC板材。

具体的，将柔性待加工的FPC板材滚装收卷于送料滚筒中，通过送料滚筒旋转驱动装置使送料滚筒旋转负责送出FPC板材，送出速度控制为0.1～2m/s，将 FPC板材的最外端滚装于收料滚筒上，通过收料滚筒旋转负责回收已加工的FPC 板材，回收速度保持与送出速度一致，当所需加工的柔性板置于真空吸附平台的平板上方时，停止送料滚筒和收料滚筒的旋转，并且使送料滚筒和收料滚筒保持固定状态，此时第一丝杠直线导轨驱动装置的驱动电机运转，通过丝杆驱动滑块带动送料滚筒和收料滚筒沿着直线导轨移动，移动速度控制为10～30cm/s，同时张紧力检测装置实时检测FPC板材的张紧状态，通过反馈控制送料滚筒和收料滚筒移动的距离，当FPC板材处于合适的张紧状态时，张紧力在50～200N时(以材料属性而定)，停止移动。此时，FPC板材因为张紧原因与真空吸附平台的平板并不处于贴合状态，而是悬空状态，这样激光加工过程中产生的热量能够迅速被传导，有利于降低热影响作用。加工结束，送料滚筒和收料滚筒均沿着直线导轨移动到原处，FPC板材呈松弛状态，送料滚筒和收料滚筒同方向旋转，回收已加工的FPC板材，送出新的待加工的FPC板材。

第二种加工方式包括如下步骤：

步骤一：将待加工的FPC板材固定在送料滚筒，

步骤二：利用送料滚筒旋转驱动装置驱动送料滚筒转动将待加工的FPC板材送至加工平台，将FPC板材的最外端固定于收料滚筒，

步骤B：利用真空吸附平台将待加工的FPC板材吸附到平板上，

步骤三：对待加工的FPC板材进行加工，

步骤四：利用收料滚筒旋转驱动装置驱动收料滚筒收集已经加工的FPC板材。

具体的，将柔性待加工的FPC板材滚装收卷于收料滚筒中，通过送料滚筒旋转驱动装置使送料滚筒旋转负责送出FPC板材，送出速度控制为0.1～2m/s，将 FPC板材的最外端滚装于收料滚筒上，通过收料滚筒旋转负责回收已加工的FPC 板材，当所需加工的FPC板材置于真空吸附平台的平板上方时，停止送料滚筒和收料滚筒的旋转，并且使送料滚筒和收料滚筒保持固定状态，同时，开启真空吸附平台装置，开始抽气，保持吸附压力在5～30kPa范围内(以材料属性确定合适的数值)，使FPC板材紧贴于平台表面不发生弯曲和翘曲，同时，一系列阵列吸孔的存在也可降低激光加工过程激光能量对FPC板材热损伤的影响。加工结束，真空吸附平台装置关闭，停止吸气，FPC板材不再贴紧平台，送料滚筒和收料滚筒旋转，回收已加工的FPC板材，送出新的待加工FPC板材。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种大行程柔性板夹具，其特征在于：包括基座、设于基座上的送料滚筒装置、收料滚筒装置和加工平台，所述送料滚筒装置和收料滚筒装置分别设置于所述加工平台的进料侧和收料侧，所述送料滚筒装置包括用于固定待加工的柔性板的送料滚筒和送料滚筒旋转驱动装置，所述送料滚筒固定于所述送料滚筒旋转驱动装置的输出轴，所述收料滚筒装置包括用于收集已经加工的柔性板的收料滚筒和收料滚筒旋转驱动装置，所述收料滚筒固定于所述收料滚筒旋转驱动装置的输出轴。

2.如权利要求1所述的一种大行程柔性板夹具，其特征在于，所述送料滚筒装置的两端分别滑动固定于第一丝杆直线驱动装置，所述收料滚筒装置的两端分别滑动固定于第二丝杆直线驱动装置。

3.如权利要求2所述的一种大行程柔性板夹具，其特征在于，所述第一丝杆直线驱动装置包含导轨基座、直线导轨、丝杠、滑块和驱动电机，所述导轨基座固定于所述基座，所述直线导轨设于所述导轨基座且与送料滚筒互相垂直，所述滑块固定于所述送料滚筒装置的一端，所述滑块设有螺孔，所述丝杆穿过所述螺孔且与所述直线导轨的方向相平行，所述丝杆的一端固定于所述导轨基座，所述丝杆的另一端接所述驱动电机。

4.如权利要求2或3所述的一种大行程柔性板夹具，其特征在于，所述第二丝杆直线驱动装置的结构和第一丝杆直线驱动装置的结构相同。

5.如权利要求2所述的一种大行程柔性板夹具，其特征在于，所述基座上设有张紧力检测装置，所述张紧力检测装置位于第一丝杆直线驱动装置或第二丝杆直线驱动装置旁边。

6.如权利要求5所述的一种大行程柔性板夹具，其特征在于，所述张紧力检测装置包含设置于滚筒上方的力检测传感器和设置于丝杆直线驱动装置旁的检测装置。

7.如权利要求1所述的一种大行程柔性板夹具，其特征在于，加工平台为真空吸附平台，所述真空吸附平台包括带有阵列吸孔的平板、所述平板设有抽气管接口，所述抽气管接口与阵列洗孔的每个吸孔均连通。

8.如权利要求7所述的一种大行程柔性板夹具，其特征在于，所述抽气管接口设于所述平板的侧壁。

9.如权利要求8所述的一种大行程柔性板夹具，其特征在于，所述抽气管接口设有四个，四个所述抽气管接口均与阵列洗孔的每个吸孔均连通，四个抽气管接口对称设置于所述平板的两个侧壁。

10.如权利要求1所述的一种大行程柔性板夹具，其特征在于，所述送料滚筒旋转驱动装置和所述收料滚筒旋转驱动装置均为旋转驱动电机。

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