柔性板激光精密切割系统的制作方法

1.本实用新型涉及激光技术领域，尤其涉及柔性板激光精密切割系统。


背景技术：

2.传统的柔性板材（例如柔性电路板等）切割设备主要采用机械刀具等接触式手段实现对薄型柔性板材的切割。
3.中国发明专利201711227014.7公开了一种薄型柔性板材激光精密切割机及切割方法，激光精密切割机包括控制系统，与控制系统电性连接的真空吸附定位平台、xyz轴传动系统、激光切割系统和ccd定位系统，其中：真空吸附定位平台安装于xyz轴传动系统之上；激光切割系统，用于对薄型柔性板材进行激光切割；ccd定位系统，用于拍摄获取薄型柔性板材的若干位置点图像，并传输给控制系统，由控制系统将薄型柔性板材位置点图像与标准位置点图像进行比较，确定误差值；在激光切割时，控制系统控制xyz轴传动系统对误差值进行补偿。
4.然而上述技术方案仅仅公开了柔性板材的切割设备，在切割前需要将柔性板手动放到切割平台上，缺乏柔性板连续传输结构，上料方式传统，整体切割效率低；而由于柔性板材具有良好的延展性和塑性，采用一般的传输结构进行传输会导致柔性板变形，且在吸附固定时，容易产生气泡导致吸附不平整。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处，提供柔性板激光精密切割系统，配合在激光切割模块的两侧分别设置一组供料模块以形成双工位，同步进行切割工作，其中供料模块包括定位单元和传输单元，定位单元的真空吸附平台配合滚压机构的滚压推进进程逐步对受滚压处的柔性板进行同步吸附，实现完全平整贴合吸附，传输单元将柔性板传输的牵引力前置，后端的张力检测机构与前端的拉料机构相互关联配合，从而保证前后送料速度一致，避免柔性板发生拉扯形变，解决了现有技术中存在的上料和切割效率低、柔性板材传输易变形以及无法平整吸附的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.柔性板激光精密切割系统，包括传动模块以及对柔性板进行激光切割的激光切割模块，所述激光切割模块安装于所述传动模块上并由其驱动进行多轴移动，还包括供料模块，所述供料模块包括位于所述激光切割模块切割端下方且对柔性板进行吸附定位的定位单元以及将柔性板连续传输经过所述定位单元上方的传输单元。
8.作为优选，该切割系统设置为双工位结构，所述传动模块的两侧对称设置有两组所述供料模块。
9.作为优选，所述定位单元包括真空吸附平台以及滑动设置于所述真空吸附平台上的滚压机构；当所述柔性板传输至真空吸附平台上时，真空吸附平台配合滚压机构的滚压进程逐步将柔性板平整吸附。
10.作为优选，所述真空吸附平台包括内设有负压腔的吸附台，所述吸附台上均布设置有与负压腔连通的吸附孔，所述负压腔外接有抽真空装置；所述滚压机构包括设置于所述真空吸附平台两侧的导轨、滑动架设于两个所述导轨上的压辊部以及驱动所述压辊部线性滑动的滚压驱动部；所述抽真空装置的吸附封门配合所述压辊部的滚压进程同步开启。
11.作为优选，所述传输单元包括设置于所述定位单元前端的拉料机构以及设置于所述定位单元后端的送料机构；所述柔性板由送料机构连续释放并由拉料机构拉动向前传输。
12.作为优选，所述拉料机构包括拉料安装座、转动安装于所述拉料安装座上的主动辊和从动辊，以及驱动所述主动辊转动的拉料驱动部，所述主动辊和从动辊上下配合设置且两者之间形成柔性板的传输通道。
13.作为优选，所述传输单元还包括设置于所述送料机构与定位单元之间的张力检测机构；所述柔性板张紧传输经过所述张力检测机构。
14.作为优选，所述张力检测机构包括张力传感器、设置于所述张力传感器上的张紧辊以及两组分设于所述张紧辊两侧的第一压辊，所述第一压辊低于所述张紧辊以及所述真空吸附平台的顶部吸附面设置，所述柔性板传输穿过所述第一压辊的底部以及所述张紧辊的顶部；所述真空吸附平台与拉料机构之间还设置有第二压辊，所述第二压辊低于所述真空吸附平台的顶部吸附面设置，所述柔性板传输穿过所述第二压辊的底部。
15.作为优选，所述供料模块还包括设置于所述传输单元输出前端的裁剪单元。
16.作为优选，还包括机壳以及控制模块，所述传动模块、激光切割模块以及供料模块均安装于所述机壳内上部，所述控制模块设置于所述机壳下部；所述控制模块电性连接所述传动模块、激光切割模块以及供料模块。
17.本实用新型的有益效果在于：
18.（1）本实用新型通过设置传动模块以及由传动模块驱动进行多轴移动的激光切割模块，配合在激光切割模块的两侧分别设置一组供料模块以形成双工位，同步进行切割工作，提高切割效率；此外将各功能模块布局安装在机壳内，配合各模块的位置在机壳上设置方便更换整卷上料的进料空间、出料口以及方便人工观察和调节的翻门，实现安全有序生产；
19.（2）考虑到柔性板延展性好等材质特性，本实用新型设置由拉料机构、送料机构以及张力检测机构组成的传输单元，并通过在真空吸附平台的前侧设置拉料机构，后侧设置与拉料机构控制关联的张力检测机构，实现柔性板的无形变传输，其中柔性板传输的牵引动力前置，配合张力检测和反馈来调节拉料机构的拉料速度，从而保证柔性板传输过程前后速度保持一致，避免发生拉扯形变；
20.（3）考虑到柔性板材质柔软，传统的整面吸附方式易产生气泡和吸附不平整，本实用新型设置由真空吸附平台和滚压机构组成的定位单元，并调整吸附工艺，能够实现柔性板的绝对平整贴合吸附，滚压机构用于将柔性板压实贴合至真空吸附平台上，而真空吸附平台的吸附封门配合滚压进程逐步开启，从而使得吸附动作配合滚压动作同步进行，类似手机贴膜方式，由传统的面吸附方式调整为线吸附方式，有效防止气泡和褶皱的产生，实现完全平整贴合吸附；
21.（4）本实用新型配合在真空吸附平台前后两端做低设置第一压辊和第二压辊，对
位于真空吸附平台上的柔性板部分的两端进行下压张紧，从而进一步保证该部分柔性板的平整贴附。
22.综上所述，本实用新型具有上料和切割效率高、柔性板无形变连续传输以及完全平整贴合吸附等优点，尤其适用于柔性板激光切割技术领域。
附图说明
23.图1为本实用新型主体模块整体结构示意图；
24.图2为本实用新型主体模块整体结构正视图；
25.图3为本实用新型供料模块的结构示意图；
26.图4为本实用新型定位单元的结构示意图；
27.图5为本实用新型拉料机构的结构示意图；
28.图6为图3中a处放大图；
29.图7为本实用新型供料模块的结构正视图；
30.图8为图3中b处放大图；
31.图9为图7中c处放大图；
32.图10为本实用新型整体结构示意图一；
33.图11为本实用新型整体结构示意图二；
34.图12为本实用新型传动模块的结构示意图；
35.图13为本实用新型激光切割模块的结构示意图；
36.图14为本实用新型裁剪单元的结构示意图。
具体实施方式
37.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，都属于本实用新型保护的范围。
38.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
39.实施例一
40.如图1所示，柔性板激光精密切割系统，包括传动模块100以及对柔性板10进行激光切割的激光切割模块200，所述激光切割模块200安装于所述传动模块100上并由其驱动进行多轴移动，还包括供料模块300，所述供料模块300包括位于所述激光切割模块200切割
端下方且对柔性板10进行吸附定位的定位单元301以及将柔性板10连续传输经过所述定位单元301上方的传输单元302。
41.作为优选，如图2所示，该切割系统设置为双工位结构，所述传动模块100的两侧对称设置有两组所述供料模块300。
42.在本实施例中，通过设置传动模块100以及由传动模块100驱动进行多轴移动的激光切割模块200，配合在激光切割模块200的两侧分别设置一组供料模块300以形成双工位，同步进行切割工作，提高切割效率。
43.作为优选，如图10-11所示，还包括机壳9以及控制模块，所述传动模块100、激光切割模块200以及供料模块300均安装于所述机壳9内上部，所述控制模块设置于所述机壳9下部；所述控制模块电性连接所述传动模块100、激光切割模块200以及供料模块300。
44.作为优选，所述机壳9的左右两侧对应所述定位单元301的位置处分别开设有翻门91；所述机壳9的前侧对应所述供料模块300的出料端开设有出料口92，所述裁剪单元303的下方设置有接料板60，所述接料板60伸出至出料口92外；所述机壳9的后侧设置有用于更换安装送料机构4的安装空间93，所述安装空间93的后侧开设有供柔性板传输通过的传输窗口94。
45.在本实施例中，通过设置机壳9，将各功能模块布局安装在机壳9内，配合各模块的位置在机壳上设置方便更换整卷上料的安装空间93、出料口92以及方便人工观察和调节的翻门91，实现安全有序生产。
46.作为优选，如图3所示，所述定位单元301包括真空吸附平台1以及滑动设置于所述真空吸附平台1上的滚压机构2；当所述柔性板10传输至真空吸附平台1上时，真空吸附平台1配合滚压机构2的滚压进程逐步将柔性板10平整吸附。
47.作为优选，如图4所示，所述真空吸附平台1包括内设有负压腔的吸附台11，所述吸附台11上均布设置有与负压腔连通的吸附孔12，所述负压腔外接有抽真空装置。
48.作为优选，如图4所示，所述滚压机构2沿所述柔性板10的传输方向滑动设置。所述滚压机构2包括设置于所述真空吸附平台1两侧的导轨21、滑动架设于两个所述导轨21上的压辊部22以及驱动所述压辊部22线性滑动的滚压驱动部23；所述抽真空装置的吸附封门配合所述压辊部22的滚压进程同步开启。
49.考虑到柔性板材质柔软，传统的整面吸附方式易产生气泡和吸附不平整，在本实施例中，设置由真空吸附平台和滚压机构组成的定位单元，并调整吸附工艺，能够实现柔性板的绝对平整贴合吸附。其中，压辊部22的压辊用于将柔性板10压实贴合至真空吸附平台1上，而真空吸附平台1的吸附封门配合滚压进程逐步开启，从而使得吸附动作配合滚压动作同步进行，即受滚压处的柔性板10，其底部的吸附孔12同步开始抽负压对该处的柔性板10进行吸附，滚压覆盖到的面积受到负压吸附，没有覆盖的面积不被吸附，如此滚压和吸附同步推进，类似手机贴膜方式，从一端到另一端逐步完成整个平面的贴附，能够有效防止气泡和褶皱的产生，实现完全平整贴合吸附。
50.作为优选，所述吸附台11材质采用铸铁或陶瓷材料中的一种，其中铸铁材质成本低，本实施例中优选采用陶瓷材料，陶瓷材料相对于铸铁材质不易变形，相对于大理石材料，由于大理石板开孔不便，而陶瓷经过烧结后，易于抛光和开孔，且抛光后平面度、光洁度较高，且可在上面开设很多密集的小孔，增加吸附能力，在吸附柔性板材时平整性好，几乎
不会发生变形和褶皱，从而避免了传统材料的缺点，本实施例中的真空吸附面板加工方便，使用性能稳定，保证柔性板的平整贴合和精准切割。
51.作为优选，如图3所示，所述传输单元302包括设置于所述定位单元301前端的拉料机构3以及设置于所述定位单元301后端的送料机构4；所述柔性板10由送料机构4连续释放并由拉料机构3拉动向前传输。
52.作为优选，所述传输单元302还包括设置于所述送料机构4与定位单元301之间的张力检测机构5；所述柔性板10张紧传输经过所述张力检测机构5。
53.由于柔性板10具有良好的延展性和塑性，因此在受拉力时易发生永久形变，因此在本实施例中，考虑到柔性板10的上述材质特性，设置由拉料机构、送料机构以及张力检测机构组成的传输单元，并通过在真空吸附平台的前侧设置拉料机构，后侧设置与拉料机构控制关联的张力检测机构，实现柔性板的无形变传输，其中柔性板传输的牵引动力前置，配合张力检测和反馈来调节拉料机构的拉料速度，从而保证柔性板传输过程前后速度保持一致，避免发生拉扯形变。
54.作为优选，如图5所示，所述拉料机构3包括拉料安装座31、转动安装于所述拉料安装座31上的主动辊32和从动辊33，以及驱动所述主动辊32转动的拉料驱动部34，所述主动辊32和从动辊33上下配合设置且两者之间形成柔性板10的传输通道30。
55.作为优选，如图6所示，所述张力检测机构5包括张力传感器51、设置于所述张力传感器51上的张紧辊52以及两组分设于所述张紧辊52两侧的第一压辊53，所述第一压辊53低于所述张紧辊52以及所述真空吸附平台1的顶部吸附面设置，所述柔性板10传输穿过所述第一压辊53的底部以及所述张紧辊52的顶部。
56.在本实施例中，张力检测机构5的张力监测数据反馈至控制模块，再由控制模块对送料机构4进行转速控制。
57.作为优选，如图8-9所示，所述真空吸附平台1与拉料机构3之间还设置有第二压辊50，所述第二压辊50低于所述真空吸附平台1的顶部吸附面设置，所述柔性板10传输穿过所述第二压辊50的底部。
58.此外，本实施例配合在真空吸附平台1前后两端做低设置第一压辊53和第二压辊50，对位于真空吸附平台1上的柔性板部分的两端进行下压张紧，进一步保证该部分柔性板的平整贴附。
59.作为优选，如图3所示，所述送料机构4包括转动安装于机架上的送料辊41，所述送料辊41上张紧套设有柔性板卷材40。
60.作为优选，如图9所示，所述供料模块300还包括设置于所述传输单元302输出前端的裁剪单元6。
61.作为优选，如图12所示，所述传动模块100包括用于带动所述激光切割模块200沿x轴方向往返移动的x轴传动单元101以及安装于所述x轴传动单元101上且用于带动所述激光切割模块200沿y轴方向往返移动的y轴传动单元102；所述传输单元302的传输方向与所述x轴传动单元101的传动方向相同。
62.作为优选，如图13所示，所述激光切割模块200包括切割单元7以及定位单元8。
63.作为优选，结合图1所示，所述切割单元7包括激光发射器71、设置于y轴传动单元102中部的分光镜模组72、对应两组所述供料模块300设置于所述分光镜模组72两侧的的两
组反射镜模组73以及振镜模组74，激光发射器71发出的激光光束经分光镜模组72分为两个光路分别至反射镜模组73，再经反射镜模组73反射至振镜模组74后，对柔性板进行激光切割。
64.所述定位单元8用于对柔性板10进行损伤和位置跑偏检测，并反馈给控制模块。在进行位置跑偏检测时，定位单元8拍摄获取柔性板的若干位置点图像，并传输给控制模块，由控制模块将柔性板10位置点图像与标准位置点图像进行比较，确定误差值，在切割单元7进行激光切割时，控制模块控制传动模块100对误差值进行补偿。
65.作为优选，所述定位单元8可升降调节设置，如图13所示，其包括ccd摄像头81以及led环形灯82，所述ccd摄像头81的下端活动地穿设于所述led环形灯82中。
66.实施例二
67.本实施例中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与实施例一的不同之处在于：
68.作为优选，如图5所示，所述拉料机构3还包括两组分设于所述拉料安装座31两侧的间距调节组件35，所述从动辊33转动安装于所述间距调节组件35上并由该间距调节组件35带动竖直升降以调节所述传输通道30的厚度。
69.在本实施例中，柔性板10穿过传输通道30，配合柔性板10的厚度，调节从动辊33到主动辊32之间的距离，即调节传输通道30的厚度，使得柔性板在主动辊33和主动辊32的滚动摩擦作用下向前传输。
70.作为优选，如图9所示，所述间距调节组件35包括竖直安装的导柱36、竖直滑动安装于所述导柱36上的调节板37以及驱动所述调节板37竖直滑动的调节驱动部38，所述从动辊33的两端对应转动安装于所述调节板37上。
71.实施例三
72.本实施例中与实施例一或二中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一或二的区别点。该实施例三与实施例一或二的不同之处在于：
73.作为优选，如图14所示，所述裁剪单元6包括竖直滑动安装的切刀部61、驱动所述切刀部61竖直滑动的裁剪驱动部62以及位于所述切刀部61下方并配合该切刀部61完成剪切动作的裁剪底板63。
74.在本实施例中，所述裁剪单元6的切刀部61滑动安装于拉料机构3的拉料安装座31上，裁剪驱动部62固定安装于拉料安装座31上，裁剪驱动部62的驱动端与切刀部61固定连接。
75.作为优选，所述切刀部61上设置有弹性压紧部64，当所述切刀部61下移时，所述弹性压紧部64发生弹性压缩并将待裁切的柔性板10压紧在所述裁剪底板63上。
76.需要补充说明的是，所述弹性压紧部64包括竖直固定安装于切刀部61上的弹性部以及固定安装于弹性部底部自由端的压紧板，切刀部61开始下移但还未与柔性板接触时，压紧板与柔性板接触并将其压紧在裁剪底板63上，为切割做辅助压紧。
77.实施例四
78.一种利用上述实施例中的柔性板激光精密切割系统对柔性板进行激光切割的方法，包括如下步骤：
79.步骤一，等速传输：牵引力前置的传输单元302对柔性板10进行连续传输，传输过程中对后端的柔性板进行张力检测并配合调整前端的牵引力大小，以使柔性板10传输的前后端速度一致；
80.上述步骤一中，前端的拉料机构3牵引拉动从送料机构4上连续释放的柔性板10，柔性板10通过第一压辊53、张紧辊52、第二压辊50以及主动辊32、从动辊33的配合进行张紧传输，在传输过程中，后端的张力传感器51对柔性板的传输张力进行检测，将检测结果反馈至控制模块，由控制模块控制主动辊32的转速，从而柔性板10传输的前后端速度始终保持一致。
81.步骤二，辊压吸附：当所述柔性板10传输至真空吸附平台1上时，真空吸附平台1配合滚压机构2的滚压进程逐步将柔性板10平整吸附；
82.上述步骤二中，真空吸附平台1抽真空装置的吸附封门配合所述压辊部22的滚压进程同步开启，吸附由线到面逐步完成，有效防止气泡和褶皱产生。
83.步骤三，激光切割：所述激光切割模块200由传动模块100驱动进行多轴移动，激光切割模块200对柔性板10进行损伤和跑偏的拍照检测并反馈后，对柔性板10进行多次激光切割；
84.上述步骤三中，通过采用多次切割的方式，切割下的废料通过气化蒸发，防止炭化残留在柔性板上。
85.步骤四，传输输出：切割完成的柔性板10传输至供料模块300的出料端，由裁剪单元6进行裁切后，从接料板60输出下料。
86.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。