TWM635343U

TWM635343U - 低粉塵預熱切割裝置

Info

Publication number: TWM635343U
Application number: TW111208115U
Authority: TW
Inventors: 黃秋逢; 諶家成; 潘雷; 李隆翔
Original assignee: 陽程科技股份有限公司
Priority date: 2022-07-28
Filing date: 2022-07-28
Publication date: 2022-12-11

Abstract

本創作為有關一種低粉塵預熱切割裝置，包括：一工作平台，其包括有一基座且該基座內部具有一容置空間；至少一動力源，其係安裝於該基座一側；至少一裁切模組，其係組裝於該基座內部，透過該動力源驅動位於上方第一裁切件及位於下方第二裁切件產生作動，而該裁切模組係對位該基座底側之一預設待裁切物做一裁切作業；至少一雷射預熱模組，其設置於該基座頂面處，該雷射預熱模組至少包括有一雷射光源及一雷射光束；至少一振鏡組，其設置於該基座頂面處並接收該雷射光束，該振鏡組所產生一雷射光斑照射於該預設待裁切物之預定裁切位置處並加熱至一預定溫度，以使該預設待裁切物產生軟化並於裁切時降低粉塵產生。

Description

低粉塵預熱切割裝置

本創作係提供一種低粉塵預熱切割裝置，尤指一種利用雷射預熱模組及振鏡組照射於預設待裁切物之預定裁切處並加熱至預定溫度，可使裁切模組於裁切已加熱至軟化之預設待裁切物時，可大幅降低毛邊及粉塵之產生，同時改善了刀具之部分區域容易造成缺口及刀具直線度不易掌控的問題，以構成近乎完美之切割裝置。

按，現今科技與資訊的快速發展，使得市面上各種電子產品或設備不斷地推陳出新，並於電子產品或設備內部皆設置有供電子零組件構裝之印刷電路板(PCB)，透過不同功能或作用之電子零組件焊接於印刷電路板構成之電子電路，而使電子產品或設備能夠正常地運作，而隨著電路板廣泛地運用，也使得相關的製程設備廠商更加積極投入研究與開發。

一般電路板依其柔軟度可分為硬板及軟板；若依其製造層數可分為單面板、雙面板及多層板；若以材質來區分，則包括有紙基材銅箔基板、複合基板、玻璃纖維布銅箔基板、軟質或硬質銅箔基板、陶瓷基板、金屬基板、熱塑性基板等，而電路板的製程中銅箔基板(CCL)是不可或缺之關鍵性基礎材料，係利用絕緣紙、玻璃纖維布或其他纖維材料經樹脂含浸後得到之半固化黏合片(PrePreg，亦稱膠片)與銅箔疊合，於高溫、高壓下成形之積層板，但是黏合膠片在未加工前，是以連續捲繞的方式收捲形成一料帶，並經過分條及切片等流程後，便可將裁切後的黏合膠片疊加在一起加溫到一定範圍，並通過壓合固化成所需厚度之基板，且該基板一面或雙面覆銅再層壓固化形成一銅箔基板。

然而，目前市面上可將黏合膠片分條切片成所需尺寸大小之分條裁切機，係通過第一壓制輪組先將黏合膠片送入上、下輪刀裁切分條成所需寬度尺寸，再通過第二壓制輪組送入上、下直刀進行直線橫向切片成所需長度尺寸，惟該分條裁切機係先通過上、下輪刀對黏合膠片進行裁切分條，再送入上、下直刀進行切片。但無論是第一壓制輪組或是第二壓制輪組於裁切黏合膠片時，由於黏合膠片具有一預定厚度使得輪刀組或是直刀組不易進行裁切且留下較大的毛邊。另一方面，直接以輪刀或是直刀裁切由聚合物所構成之硬質黏合膠片時將產生較多的粉塵，並且上、下刀刃之部分區域容易造成缺口，以及刀具直線度不易掌控，導致每次更換刀具時需要耗費極長時間做直線度調整。

是以，業者在現今講究機構簡單、作業快速、維護容易且成本低廉之無人化生產模式下，整體結構緊湊適用於各式製程，並可減少時間與成本上之浪費，以有效提高產能、裁切品質與良率之裁切裝置，方可符合現今無人化之自動生產需求，即為此行業者長久以來欲改善之重要課題及問題所在。

故，創作人有鑑於上述之問題與缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，始設計出此種低粉塵預熱切割裝置之新型誕生。

本創作之主要目的在於提供一種低粉塵預熱切割裝置，包括：一工作平台，其包括有一基座且該基座內部具有一容置空間；至少一動力源，其係安裝於該基座一側；至少一裁切模組，其係組裝於該基座內部，透過該動力源驅動位於上方第一裁切件及位於下方第二裁切件產生作動，而該裁切模組係對位該基座底側之一預設待裁切物做一裁切作業；至少一雷射預熱模組，其設置於該基座頂面處，該雷射預熱模組至少包括有一雷射光源及一雷射光束；至少一振鏡組，其設置於該基座頂面處並接收該雷射光束，該振鏡組所產生一雷射光斑照射於該預設待裁切物之預定裁切位置處並加熱至一預定溫度，以使該預設待裁切物產生軟化並於裁切時降低粉塵產生。透過前述構成，利用雷射預熱模組及振鏡組照射於預設待裁切物之預定裁切處並加熱至預定溫度，可使裁切模組於裁切已加熱至軟化之預設待裁切物時，可大幅降低毛邊及粉塵之產生，同時改善了刀具之部分區域容易造成缺口及刀具直線度不易掌控的問題，以構成近乎完美之切割裝置。

本創作之次要目的在於該雷射預熱模組更包括有接收該雷射光源所發射之該雷射光束的一擴束鏡，經由該擴束鏡之該雷射光束透過第一反射鏡及第二反射鏡進行轉向，並輸出至雷射預熱模組之外部。

本創作之另一目的在於該振鏡組更包括接收該雷射預熱模組所輸出雷射光束並進行轉向之第三反射鏡，且轉向後之雷射光束進入一掃描器中，並將該雷射光斑透過一保護窗口以傾斜掃描角度照射於該預設待裁切物直線位移前方之該預定位置處。

本創作之再一目的在於該振鏡組數量僅為一個，且該單一振鏡組用以掃描及預熱該預設待裁切物進行直線裁切路徑之全長。

本創作之再一目的在於該振鏡組數量係為複數個，該些振鏡組將該預設待裁切物進行直線裁切路徑之全長劃分為複數個區域後進行分區掃描及預熱。

本創作之再一目的在於該預設待裁切物更沿著輸送方向，透過分區雷射掃描之方式，搭配複數裁切模組切割成複數長條片狀構造。

本創作之再一目的在於該振鏡組係於該預設待裁切物之頂側及底側各設有至少一個，而至少二個振鏡組係同時對預設待裁切物之二表面同進行掃描及預熱。

1:工作平台

10:容置空間

11:基座

2:動力源

3:傳動模組

31:螺桿

32:橫移模組

33:裁切模組

331:第一裁切件

332:第二裁切件

4:雷射預熱模組

41:雷射光源

42:雷射光束

43:擴束鏡

44:第一反射鏡

45:第二反射鏡

5:振鏡組

51:雷射光斑

52:第三反射鏡

53:掃描器

54:保護窗口

6:待裁切物

7:桌台

θ:掃描角度

〔第1圖〕係為本創作低粉塵預熱切割裝置之前視結構圖。

〔第2圖〕係為本創作低粉塵預熱切割裝置之俯視結構圖。

〔第3圖〕係為本創作低粉塵預熱切割裝置之側視結構圖。

〔第4圖〕係為本創作雷射預熱模組與振鏡組之俯視結構圖。

〔第5A圖〕係為本創作實施加熱路徑圖形化之結構圖。

〔第5B圖〕係為本創作實施加熱路徑圖形化之另一視角結構圖。

〔第6圖〕係為本創作振鏡組使用擴束鏡搭配無場鏡配置之實施示意圖。

〔第7圖〕係為本創作採用單一振鏡組進行掃描及預熱之實施示意圖。

〔第8圖〕係為本創作採用複數振鏡組進行掃描及預熱之實施示意圖。

〔第9圖〕係為本創作採用兩振鏡組同時對待裁切物進行掃描及預熱之實施示意圖。

〔第10圖〕係為本創作採用複數裁切模組同時對待裁切物進行預熱後分條裁切之實施示意圖。

為達成上述目的及功效，本創作所採用之技術手段及其構造，茲繪圖就本創作之較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第1至4圖所示，各為本創作低粉塵預熱切割裝置之前視結構圖、俯視結構圖、側視結構圖及雷射預熱模組與振鏡組之俯視結構圖，由圖中可清楚看出，本創作低粉塵預熱切割裝置主要包括：工作平台1、動力源2、傳動模組3、雷射預熱模組4及振鏡組5，前述構件之詳細結構與連接關係如下：

該工作平台1包括有一基座11且該基座11內部具有一容置空間10。

至少一動力源2係安裝於該基座11一側。

該基座11內部更係設有至少一傳動模組3，其係貫穿組裝於該基座11之該容置空間10頂側，該傳動模組3包括與該動力源2銜接產生轉動之一螺桿31，該螺桿31穿設於一橫移模組32中帶動其形成水平方向移動，且裁切裝置33組裝於該橫移模組32之底側。

至少一裁切模組33係組裝於該基座11內部，透過該動力源2驅動位於上方第一裁切件331及位於下方第二裁切件332產生作動，且該第一裁切件331及該第二裁切件332之刀刃係呈錯位設置，而該裁切模組33係對位該基座11底側之一預設待裁切物6做一裁切作業。

至少一雷射預熱模組4設置於該基座11頂面處，該雷射預熱模組4至少包括有一雷射光源41及由該雷射光源41所發射之一雷射光束42。

至少一振鏡組5設置於該基座11頂面處並接收該雷射光束42，該振鏡組5所產生一雷射光斑51照射於該預設待裁切物6之預定裁切處並加熱至一預定溫度，以使該預設待裁切物6產生軟化並於裁切時降低粉塵產生，前述預定溫度約為85℃。

上述該動力源2係指一伺服馬達(Servo Motor)，當然熟習本項技藝人仕亦可利用氣壓缸或油壓缸做為動力來源，並搭配適當的傳動系統，以形成精準控制螺桿31轉動或其他可直線移動之機構，此種簡易實施變化亦在本創作保護範圍內。

上述該雷射預熱模組4更包括有接收該雷射光源41所發射之該雷射光束42的一擴束鏡43，經由該擴束鏡43之該雷射光束42透過第一反射鏡44及第二反射鏡45進行轉向，並輸出至雷射預熱模組4之外部。

請參閱第5A、5B圖所示，係為本創作實施加熱路徑圖形化之結構圖及另一視角結構圖，上述該振鏡組5更包括接收該雷射預熱模組4所輸出雷射光束42並進行轉向之第三反射鏡52，且轉向後之雷射光束42進入一掃描器53(Scanner)中，並將該雷射光斑51透過一保護窗口54(Win dow)以傾斜掃描角度θ照射於該預設待裁切物6直線位移前方之該預定位置處，以使預設待裁切物6產生軟化且有利於裁切時降低粉塵產生。與傳統單點式雷射加熱方式相較，本實施例透過振鏡組5可將加熱方式變更為線段式高速掃描，具下列優點：

1、可透過調整掃描線長度而將加熱待切割區域向前延伸，局部因被重複掃描可使材料溫度維持高溫且較均溫。

2、切速改變後僅須調整功率以維持切割品質。

3、材料切割道起終點不會因輪刀低速造成材料過度加熱而變色/焦黑(與單點式不同，始終保持高速掃描)。

另請參閱第6圖所示，係為本創作振鏡組使用擴束鏡搭配無場鏡配置之實施示意圖，其中該掃描器53使用擴束鏡搭配無場鏡配置後，其雷射光斑形成準直光斑照射於預設待裁切物6以形成較為寬大掃描及預熱區域。利用前述機構具有下述優點：

1、振鏡後不聚焦，僅安裝保護鏡片，而可保持振鏡後光束直徑不變，光斑尺寸僅被光束與加熱面法向之夾角所影響。

2、使用可調整擴散角之變倍率擴束鏡，可在調變光束直徑時保持光束平行傳輸不發散。

該第一裁切件331係為一輪刀，而該第二裁切件332係為一直刀，此種實施態樣雖未另外繪製圖式及做一文字描述，但仍應亦被本創作所囊括；或者，該第一裁切件331及該第二裁切件332皆為一輪刀。當然熟習本項技藝人仕，亦可於第一裁切件331及該第二裁切件332皆為一直刀之切割裝置上實施，此種實施態樣雖未另外繪製圖式及做一文字描述，但仍應亦被本創作所囊括。

請參閱第7圖所示，係為本創作採用單一振鏡組進行掃描及預熱之實施示意圖，其中該振鏡組5數量僅為一個，且該單一振鏡組5用以掃描及預熱該預設待裁切物6進行直線裁切路徑之全長。

請參閱第8、10圖所示，係為本創作採用複數振鏡組進行掃描及預熱之實施示意圖及採用複數裁切模組同時對待裁切物進行預熱後分條裁切之實施示意圖，其中該振鏡組5數量係為複數個，該些振鏡組5將該預設待裁切物6進行直線裁切路徑之全長劃分為複數個區域後，透過雷射光斑51進行分區掃描及預熱，而該預設待裁切物6更沿著輸送方向，透過分區雷射掃描之方式，搭配複數裁切模組33切割成複數長條片狀構造(如第10圖所示)，而箭頭方向係指預設待裁切物6之收料捲前進方向，同時裁切模組33跟隨著振鏡組5以分區前進裁切，可有效縮減裁切製程。

請參閱第9圖所示，係為本創作採用兩振鏡組同時對待裁切物進行掃描及預熱之實施示意圖，其中該振鏡組5係於該預設待裁切物6之頂側及底側各設有至少一個，而至少二個振鏡組5係同時對預設待裁切物6之二表面同進行掃描及預熱，相較前述振鏡組5僅針對預設待裁切物6單面進行預熱，可獲得較快加熱速度及溫度，可有效縮減裁切製程並提高最大容許待裁材料厚度。

上述該預設待裁切物6係指應用於製造銅箔機板(CCL)之一黏合膠片(PrePreg)。

上述該基座11底側更設有具備承載及墊高功能之一桌台7。

本創作低粉塵預熱切割裝置之一較佳運作模式為：先將預設待裁切物6(例如：黏合膠片)置放基座11底側處並進行定位，再使由伺服馬達所構成之動力源2產生作動，動力源2可驅使螺桿31產生轉動，並帶動橫移模組32產生水平方向移動，而位於橫移模組32頂側之振鏡組5接收雷射預熱模組4所輸出雷射光束42並進入掃描器53中，並將雷射光斑51透過保護窗口54以傾斜掃描角度θ照射於預設待裁切物6直線位移前方之預定位置處並加熱至預定溫度(例如：85℃)，以使該預設待裁切物6產生軟化，再使裁切模組33上方第一裁切件331與下方呈錯位設置之第二裁切件332以直線移動切割預設待裁切物6時，可有效降低粉塵產生及加長第一、二裁切件(331、332)之使用壽命。

本創作低粉塵預熱切割裝置之主要技術特徵在於利用雷射預熱模組及振鏡組照射於預設待裁切物之預定裁切處並加熱至預定溫度，可使裁切模組於裁切已加熱至軟化之預設待裁切物時，可大幅降低毛邊及粉塵之產生，同時改善了刀具之部分區域容易造成缺口及刀具直線度不易掌控的問題，以構成近乎完美之切割裝置。本創作應用於切割裝置領域中，具有極佳的實用性，故提出專利申請以尋求專利權之保護。

上述僅為本創作之較佳實施例而已，非因此即侷限本創作之專利範圍，故舉凡運用本創作說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本創作之專利範圍內，合予陳明。

綜上所述，本創作上述低粉塵預熱切割裝置於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本創作誠為一實用性優異之創作，為符合新型專利之申請要件，爰依法提出申請，盼審委早日賜准本案，以保障創作人之辛苦研發，倘若鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，創作人定當竭力配合，實感德便。