CN218926600U - 一种载板激光穿孔设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种载板激光穿孔设备，包括激光机构、进料对接机构以及出料对接机构，激光机构包括真空吸台、设于真空吸台上方用于对载板穿孔的激光发生器以及与真空吸台内的空腔连通的吸尘器，真空吸台具有位于空腔顶部的格栅台面，格栅台面四周均设置用于将载板固定在格栅台面上的夹具；进料对接机构设于激光机构一侧，用于将载板校正后搬运至真空吸台上；出料对接机构设于激光机构另一侧，与进料对接机构对称设置，用于将经过激光机构处理的载板从真空吸台上搬运下来校正后转运至后续设备，通过上述设置，可实现自动化流水线式的载板开孔作业，加工精度高，速度快，没有破坏载板的风险。

Description

一种载板激光穿孔设备

技术领域

本实用新型涉及载板开孔设备技术领域，具体涉及一种载板激光穿孔设备。

背景技术

IC载板是一种用于连接芯片和PCB等元器件的重要材料，为芯片提供保护、固定支撑以及散热等，载板上通常需要开设一些孔，便于后续将元器件安装在载板上，过去开孔通常都是使用数控钻床进行加工，加工精度不高，同时由于切削力的作用，载板又比较薄，数控钻床在穿孔时容易使板边破裂，影响载板加工的合格率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种载板激光穿孔设备，解决现有技术中加工精度低、载板容易损坏的问题。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种载板激光穿孔设备，包括：

激光机构，包括真空吸台、设于所述真空吸台上方用于对载板穿孔的激光发生器以及与所述真空吸台内的空腔连通的吸尘器，所述真空吸台具有位于所述空腔顶部的格栅台面，所述格栅台面四周均设置用于将载板固定在所述格栅台面上的夹具；

进料对接机构，设于所述激光机构一侧，用于将载板校正后搬运至所述真空吸台上；

出料对接机构，设于所述激光机构另一侧，与所述进料对接机构对称设置，用于将经过所述激光机构处理的载板从所述真空吸台上搬运下来校正后转运至后续设备。

作为本实用新型进一步的方案：所述真空吸台下方设有驱动所述真空吸台分别沿X、Y方向移动的X轴直线模组和Y轴直线模组以及驱动所述真空吸台旋转的自转电机，所述激光发生器一侧设有驱动所述激光发生器沿竖直方向移动的Z轴直线模组。

作为本实用新型进一步的方案：所述进料对接机构包括用于将载板从前序设备上转运过来的上料转运装置、设于所述上料转运装置一侧对载板进行校正的第一校正平台、设于所述上料转运装置和所述第一校正平台上方的第一横梁以及设于所述第一横梁上用于搬运载板的第一吸盘抓手。

作为本实用新型进一步的方案：所述上料转运装置包括U形的流道支架、由若干间隔排布的流道辊组成且转动连接在所述流道支架上形成上料流道的流道辊组、套设在每个所述流道辊上的流道轮以及驱动所述流道辊转动的动力组件。

作为本实用新型进一步的方案：所述动力组件包括第一磁力轮、第二磁力轮、传动转轴以及驱动所述传动转轴转动的第一电机，第一磁力轮设于所述流道辊上且与所述流道辊一一对应，所述第二磁力轮设于所述传动转轴上且与所述第一磁力轮一一对应，所述第二磁力轮与所述第一磁力轮磁极相反。

作为本实用新型进一步的方案：所述上料转运装置还包括设于流道支架下方用于驱动所述流道支架旋转的旋转电机，所述旋转电机底部固定连接有滑板，所述滑板底部设有与其滑动配合的滑轨，所述滑板一侧设有驱动所述滑板沿所述滑轨移动的伸缩气缸。

作为本实用新型进一步的方案：所述上料转运装置还包括设于所述流道辊上方的托板以及用于顶升所述托板的顶升气缸，所述托板上开设有避让所述流道轮的避让孔。

作为本实用新型进一步的方案：所述第一校正平台包括用于放置载板的支撑板、设于所述支撑板四周的若干校正偏心杆、将所述支撑板每侧的所述校正偏心杆连接的连接杆以及与所述连接杆连接驱动所述校正偏心杆移动的校正气缸，所述校正偏心杆可调节的设于所述连接杆上。

作为本实用新型进一步的方案：所述夹具与所述真空吸台铰接，每个所述夹具背面均设有固定安装在所述真空吸台侧面上的驱动气缸以及固定安装在所述夹具背面上的转动把手，所述驱动气缸上设有升降板，所述升降板上开设有导向孔，所述转动把手的把柄部设于所述导向孔内。

作为本实用新型进一步的方案：所述真空吸台下方设有驱动所述真空吸台旋转的转动电机。

本实用新型的有益效果：本申请中通过进料对接机构将载板从前序设备搬运到真空吸台上，通过激光发生器发射激光对载板进行开孔作业，加工精度高，速度快，在穿孔的过程中不会破坏载板；开孔后产生的灰尘可在吸尘器的吸力下从格栅台面上的格栅孔落入真空吸台内部的空腔内然后被吸尘器吸收；载板开完孔后，出料对接机构将其搬运至后续设备上进行下一道工序，实现载板开孔作业的自动化流水线式生产。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型中上料转运装置的结构示意图；

图3是本实用新型中第一校正平台的结构示意图；

图4是本实用新型中第一校正平台另一视角的结构示意图；

图5是本实用新型中激光机构部分结构示意图；

图6是本实用新型中真空吸台的结构示意图；

图7是本实用新型中激光发生器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1所示，本实用新型为一种载板激光穿孔设备，用于在载板上的功能区打孔，便于电子元器件安装在载板上。

激光穿孔设备包括激光机构100以及对称设于激光机构100左右两侧的进料对接机构200和出料对接机构300。

具体的，请参阅图1、图5-7所示，激光机构100包括真空吸台101、激光发生器102以及吸尘器(未图示)，真空吸台101为方形台，内部设有空腔，顶部具有格栅台面1011，真空吸台101一侧设有与空腔连通的出气孔1012，吸尘器可通过软管与出气孔1012连接，使吸尘器为真空吸台101提供吸力。

格栅台面1011四周设有夹具103，每个夹具103与真空吸台101铰接，每个夹具103背面均设有固定安装在真空吸台101侧面上的驱动气缸104以及固定安装在夹具103背面上的转动把手，驱动气缸104上设有升降板105，升降板105上开设有导向孔106，转动把手的把柄部设于导向孔106内，驱动气缸104可通过带动升降板105沿竖直方向移动，使升降板105带动转动把手转动107，转动把手带动夹具103相对格栅台面1011转动将载板紧扣在格栅台面1011上。

真空吸台101下方设有用于驱动真空吸台101旋转的转动电机108以及用于带动真空吸台101分别沿X、Y方向移动的X轴直线模组109和Y轴直线模组110，当位于真空吸台101上的载板由于设备精度原因摆放的位置不精准时，可通过转动电机108旋转载板的角度，使载板被校正，提高后续激光穿孔的精准度。

激光发生器102设在真空吸台101上方，激光发生器102一侧设有Z轴直线模组111，Z轴直线模组111上还固定安装有安装支板112，安装支板112上固定安装有用于确认载板钻孔位置的定位相机113以及测量激光发生器102与真空吸台101之间间距的测距传感器114，其中，测距传感器114为非接触式的激光测距传感器114，Z轴直线模组111驱动激光发生器102、定位相机113以及测距传感器114同步沿竖直方向移动。

本实施例中，激光发生器102设有两个，使用时，可根据实际需求选择两个激光发生器102同时或仅单独使用其中一个激光发生器102。

请参阅图1所示，进料对接机构200包括用于将载板从前序设备上转运过来的上料转运装置201、设于上料转运装置201一侧对载板进行校正的第一校正平台202、设于上料转运装置201和第一校正平台202上方的第一横梁203以及设于第一横梁203上用于搬运载板的第一吸盘抓手204。

具体的，请参阅图2所示，上料转运装置201包括U形的流道支架205、由若干间隔排布的流道辊206组成且转动连接在流道支架205上形成上料流道的流道辊组、套设在每个流道辊206上的流道轮207以及驱动流道辊206转动的动力组件，

流道辊206两端分别穿过流道支架205的两侧板延伸至流道支架205的外侧，流道辊206与流道支架205之间通过轴承转动连接，每根流道辊206上套设有三个流道轮207，三个流道轮207间隔分布在两侧板之间。载板从前序设备流入上料流道后被流道轮207支撑，在流道轮207的带动下沿上料流道移动。

动力组件设于流道支架205一侧，包括第一磁力轮208、第二磁力轮209、传动转轴210以及驱动传动转轴210转动的第一电机211，第一磁力轮208与流道辊206一一对应且套固在流道辊206端部，第二磁力轮209套固在传动转轴210上且与第一磁力轮208一一对应，第二磁力轮209与第一磁力轮208磁极相反；第一电机211与传动转轴210之间通过皮带连接，第一电机211通过皮带驱动传动转轴210转动带动第一磁力轮208转动，在磁极间的相互作用力下，推动第二磁力轮209转动从而使流道辊206和流道轮207同步转动，流道轮207驱使载板从上料流道前端转运至上料流道后端，本实施例中，利用磁力轮组替代现有技术中依靠摩擦来驱动的机械式齿轮，可避免以往机械式齿轮工作时产生的粉尘的问题。

上料流道后端设有第一止挡气缸212，载板转运至上料流道后端后被第一止挡气缸212止挡，使动力组件可不停机作业。

上料流道前端设有第二止挡气缸213，载板完全流过第二止挡气缸213后，第二止挡气缸213升起，防止后续的载板继续流入上料流道。

上料转运装置201还包括设于流道支架205下方的旋转电机214，旋转电机214用于驱动流道支架205转动，调整上料流道的方向，便于上料流道与前序设备上的流道对接。旋转电机214底部固定连接有滑板215，滑板215底部设有滑轨216，滑板215一侧设置伸缩气缸217，伸缩气缸217的气缸杆与滑板215固定连接，伸缩气缸217可通过气缸杆驱动滑板215沿第一滑轨216移动，使上料流道可沿第一滑轨216移动至左端与前序设备对接，缩短上料流道的长度，减小上料转运装置201的制作成本。

上料转运装置201还包括设于流道支架205下方的旋转电机214，旋转电机214用于驱动流道支架205转动，使上料转运装置201可对载板的位置进行调整。旋转电机214底部固定连接有滑板215，滑板215底部设有滑轨216，滑板215一侧设置伸缩气缸217，伸缩气缸217的气缸杆与滑板215固定连接，伸缩气缸217可通过伸缩气缸217杆驱动滑板215沿第一滑轨216移动，使上料流道可沿第一滑轨216移动至左端与前序设备对接，为流道支架205的旋转留出空间。

上料转运装置201还包括设于流道辊206上方的托板218以及用于顶升托板218的顶升气缸219，托板218上开设有避让流道轮207的避让孔220，初始时，流道轮207顶端穿过避让孔220延伸至托板218顶面上方，当第一吸盘抓手204在抓取上料流道上的载板时，可通过托板218将载板事先抬起，让载板脱离流道轮207，再让第一吸盘抓手204按压在托板218上将载板吸起，保证第一吸盘抓手204吸附载板的牢固度，同时，避免第一吸盘抓手204在抓取载板时将载板压弯变形。

请参阅图3-4所示，第一校正平台202包括用于放置载板的支撑板221、设于支撑板221四周的若干校正偏心杆222、将支撑板221每侧的校正偏心杆222连接的连接杆223以及与连接杆223连接驱动校正偏心杆222移动的校正气缸224。

具体的，支撑板221为方形板，中部镂空设置。支撑板221四周开设有与校正偏心杆222一一对应的让位槽225，支撑板221每侧设有两个校正偏心杆222，支撑板221每侧的两个校正偏心杆222均设在一根连接杆223上，且两个校正偏心杆222分别靠近连接杆223两端设置，校正偏心杆222通过螺丝安装在连接杆223顶部，校正偏心杆222具有让螺丝穿过且沿顶端延伸至底端的安装孔。连接杆223设于支撑板221下方，校正偏心杆222部分延伸至支撑板221上方。校正气缸224固定连接在支撑板221底面上且与连接杆223一一对应，校正气缸224通过带动连接杆223沿水平方向移动，使校正偏心杆222抵接在载板的侧面，对载板在支撑板221上的摆放位置进行校正。本实施例中，可根据载板实际校正位置的需求，通过松紧螺丝，调节校正偏心杆222的角度，改变载板最终的校正位置，使第一校正平台202可实现对不同校正位置需求的载板进行校正。

于一实施例中，当进料对接机构200与激光机构100由于组装原因左右不对齐时，第一校正平台202的支撑板221与激光机构100的真空吸台101不在同一直线上，会有些许的角度偏差，此时，即可通过调节校正偏心杆222让载板校正后的摆放位置与激光机构100的真空吸台101位于同一直线上，使第一吸盘抓手204可精准的将载板抓取着沿第一横梁203搬运至真空吸台101上的指定位置，避免了进一步调整进料对接机构200与激光机构100的摆放位置使两者对准。

支撑板221下方设有固定底座226，支撑板221与固定底座226之间设有支撑杆227，使支撑板221位于上料转运装置201的上方。支撑杆227固定安装在支撑板221中部下方，使旋转电机214驱动上料转运装置201转动时，支撑杆227不会对上料转运装置201造成干涉，提高上料转运装置201与第一校正平台202之间结构的紧密性。

请参阅图1所示，第一横梁203设于上料转运装置201和第一校正平台202上方且部分延伸至激光机构100内，第一吸盘可沿着第一横梁203将载板搬运至第一校正平台202或真空吸台101上。

出料对接机构300与进料对接平台结构相同，具体的，具有与上料转运装置201结构相同的下料转运机构301、与第一校正平台202结构相同的第二校正平台302、与第一吸盘抓手204结构相同的第二吸盘抓手304以及与第一横梁203结构相同的第二横梁303，在此不做具体描述。

本设备的工作过程，首先Z轴直线模组111根据实际需求调节激光发生器102的高度，使激光焦距达到设定需求。

之后，伸缩气缸217通过滑板215带动上料流道向左移动与前序设备对接，载板从前序设备流入上料流道后被流道轮207支撑，流道轮207转动带着载板从上料流道前端向上料流道后端移动，使载板被止挡气缸止挡。第一吸盘抓手204沿第一横梁203向左移动至上料流道上方，顶升气缸219顶升托板218，使托板218将载板从流道轮207上顶起，第一吸盘抓手204向下移动压在载板上，将载板从托板218上吸附抓取，之后再抬升到一定的高度，并带着抓取的载板沿第一横梁203向右移动，将载板放在第一校正平台202的支撑板221上。

载板被搬运至支撑板221上后，校正气缸224的气缸杆收缩带动校正偏心杆222向载板靠拢，使校正偏心杆222的外圆周边抵触载板侧面，对载板位于支撑板221上的位置进行校正，使载板被校正的与真空吸台101的中心线位于同一直线上，便于后续第一吸盘抓手204沿着第一横梁203将载板搬运至真空吸台101上。校正完成后，校正气缸224的气缸杆伸长，使校正偏心杆222远离载板，避免校正偏心杆222对第一吸盘抓手204造成干涉。校正偏心杆222远离后，第一吸盘抓手204下降将载板从支撑板221上吸附抓取并搬运至真空吸台101上，此时，真空吸台101在X轴直线模组109驱动下被移至激光发生器102左侧且位于第一横梁203下方，使第一吸盘抓手204沿第一横梁203移动即可将载板搬运至真空吸台101上，防止激光发生器102对第一吸盘抓手204搬运作业造成干涉。

载板被搬运至真空吸台101后，真空吸台101先将载板进行吸附固定，然后，驱动气缸104驱动夹具103将载板紧扣在格栅台面1011上，防止后续穿孔时由于载板受热不均四周翘起。

载板被固定后，X轴直线模组109驱动真空吸台101向右移动，使载板被移至激光发生器102下方，定位相机113对着载板拍摄照片用于确认后续激光穿孔时的位置，X轴直线模组109和Y轴直线模组110带动真空吸台101移动，使激光在载板上预设的位置穿孔。在穿孔处理的过程中产生的灰尘可通过格栅台面1011上的格栅孔落入空腔中被吸尘器吸走。

穿孔处理结束后，真空吸台101被X轴直线模组109带动着向右侧移动，使真空吸台101移至激光发生器102右侧且位于第二横梁303下方，第二吸盘抓手304沿第二横梁303移至真空吸台101上方，将真空吸台101上的载板吸附抓取，然后沿第二横梁303向右移动，将载板移至第二校正平台302进行校正，校正后的载板在被第二吸盘抓手304移至料转运装置上，在下料转运装置的作用下流入后续设备中，如此反复运行，使激光穿孔设备源源不断的对载板进行自动化穿孔处理。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种载板激光穿孔设备，其特征在于，包括：

激光机构，包括真空吸台、设于所述真空吸台上方用于对载板穿孔的激光发生器以及与所述真空吸台内的空腔连通的吸尘器，所述真空吸台具有位于所述空腔顶部的格栅台面，所述格栅台面四周均设置用于将载板固定在所述格栅台面上的夹具；

进料对接机构，设于所述激光机构一侧，用于将载板校正后搬运至所述真空吸台上；

出料对接机构，设于所述激光机构另一侧，与所述进料对接机构对称设置，用于将经过所述激光机构处理的载板从所述真空吸台上搬运下来校正后转运至后续设备。

2.根据权利要求1所述的激光穿孔设备,其特征在于，所述真空吸台下方设有驱动所述真空吸台分别沿X、Y方向移动的X轴直线模组和Y轴直线模组以及驱动所述真空吸台旋转的自转电机，所述激光发生器一侧设有驱动所述激光发生器沿竖直方向移动的Z轴直线模组。

3.根据权利要求1所述的激光穿孔设备,其特征在于，所述进料对接机构包括用于将载板从前序设备上转运过来的上料转运装置、设于所述上料转运装置一侧对载板进行校正的第一校正平台、设于所述上料转运装置和所述第一校正平台上方的第一横梁以及设于所述第一横梁上用于搬运载板的第一吸盘抓手。

4.根据权利要求3所述的激光穿孔设备,其特征在于，所述上料转运装置包括U形的流道支架、由若干间隔排布的流道辊组成且转动连接在所述流道支架上形成上料流道的流道辊组、套设在每个所述流道辊上的流道轮以及驱动所述流道辊转动的动力组件。

5.根据权利要求4所述的激光穿孔设备,其特征在于，所述动力组件包括第一磁力轮、第二磁力轮、传动转轴以及驱动所述传动转轴转动的第一电机，第一磁力轮设于所述流道辊上且与所述流道辊一一对应，所述第二磁力轮设于所述传动转轴上且与所述第一磁力轮一一对应，所述第二磁力轮与所述第一磁力轮磁极相反。

6.根据权利要求4所述的激光穿孔设备,其特征在于，所述上料转运装置还包括设于流道支架下方用于驱动所述流道支架旋转的旋转电机，所述旋转电机底部固定连接有滑板，所述滑板底部设有与其滑动配合的滑轨，所述滑板一侧设有驱动所述滑板沿所述滑轨移动的伸缩气缸。

7.根据权利要求4所述的激光穿孔设备,其特征在于，所述上料转运装置还包括设于所述流道辊上方的托板以及用于顶升所述托板的顶升气缸，所述托板上开设有避让所述流道轮的避让孔。

8.根据权利要求3所述的激光穿孔设备,其特征在于，所述第一校正平台包括用于放置载板的支撑板、设于所述支撑板四周的若干校正偏心杆、将所述支撑板每侧的所述校正偏心杆连接的连接杆以及与所述连接杆连接驱动所述校正偏心杆移动的校正气缸，所述校正偏心杆可调节的设于所述连接杆上。

9.根据权利要求1所述的激光穿孔设备,其特征在于，所述夹具与所述真空吸台铰接，每个所述夹具背面均设有固定安装在所述真空吸台侧面上的驱动气缸以及固定安装在所述夹具背面上的转动把手，所述驱动气缸上设有升降板，所述升降板上开设有导向孔，所述转动把手的把柄部设于所述导向孔内。

10.根据权利要求1所述的激光穿孔设备,其特征在于，所述真空吸台下方设有驱动所述真空吸台旋转的转动电机。

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