HK1081144A - 用於板状工件的激光加工设备 - Google Patents

Description

用于板状工件的激光加工设备

技术领域

本发明涉及一种通过定位和固定板状工件于一可移动工作台的加工区域并相对移动所述可移动工作台和激光加工装置对该板状工件进行反复加工的激光加工设备。

技术背景

日本专利早期公开No.2000-246479公开了一种激光加工设备，它包括很长的柔性印刷板即板状工件的待加工区域固定于其上的可沿三个轴向方向移动的可移动工作台以及用于向所述柔性印刷板发射激光束的激光束发射装置，它还具有在加工设备一侧布置的用于轧平缠绕成一卷的未加工柔性印刷板的轧平装置及在加工设备另一侧布置的用于卷走加工已完成的柔性印刷板的卷取装置，这样板状工件分别在加工设备和轧平装置之间以及加工设备和卷取装置之间形成一定长度的自由环(free loop)(下垂)，以允许可移动工作台在加工的过程中移动。

然而，该设备存在一个问题即整体安装面积很大，因为为了防止在加工过程中可移动工作台移动时由于缠绕或类似原因导致柔性印刷板损坏，加工设备和轧平装置之间以及加工设备和卷取装置之间必须有足够的距离。

发明内容

因此，本发明的目的就是提供一种需要较少的安装面积并可以方便地控制的用于板状工件的激光加工设备。

为了解决上面提到的问题，根据本发明的第一方面，一种用于加工板状工件的激光加工设备包括：

安装在床身上并能够发射激光束的激光束发射装置；

至少可在垂直于所述激光束的平面方向(xy平面方向)移动的一可移动工作台；

一保持一进料侧卷的进料侧卷保持装置，板状工件在该进料侧卷中缠绕成一卷并能够供给到所述可移动工作台；以及

一保持一卷取侧卷的卷取侧卷保持装置，加工完成的板状工件在该卷取侧卷中缠绕成一卷并且该卷取侧卷能够卷取所述可移动工作台上的板状工件，并且

在加工过程中，通过固定设置在所述可移动工作台加工区域上的板状工件并且在相对移动所述可移动工作台和所述激光束发射装置的同时通过所述激光束发射装置发射激光束到加工区域来在所述可移动工作台的加工区域中加工所述板状工件：

其中进料侧卷保持装置和卷取侧卷保持装置中至少有一个布置在可移动工作平台上。

根据本发明的第二个方面，所述进料侧卷保持装置和所述卷取侧卷保持装置位于可移动工作台上的加工区域的一侧。

根据本发明的第三个方面，所述激光加工设备还包括用于在加工后通过卷取侧卷保持装置及进料侧卷保持装置在卷取和供应板状工件的过程中保持板状工件和沿卷取方向将板状工件移动合适的距离的移动装置。

通过如上所述构造的激光加工设备允许消除至少一个形成有板状工件的自由环的空间，因此其整体安装面积可以减小。另外，由于包含更少的组件，该设备可以容易地控制。

从下面对本发明的一个优选实施例的详细描述中可以看出本发明其它的目的和优点，结合附图可以更好的理解。

附图说明

图1为本发明一激光加工设备的局部正视剖视图；

图2为图1中A部分的放大视图；以及

图3A到3L为解释本发明工作原理的示意图。

具体实施方式

下面将根据图示的一实施例对本发明进行解释。

图1为本发明一激光加工设备的局部正视剖视图，图2为图1中A部分的放大视图。

在根据本发明的激光加工设备50中，一个门状的柱30固定地安装在床身1上。柱30上面安装有一激光振荡器31，多个反射镜32(图1中为两个)，一对反射镜33和一个fθ透镜(平场透镜)34。

床身1的上表面布置有一线性导轨2。线性导轨2允许一X工作台3在床身1上沿X方向移动。X工作台3的上表面布置有一线性导轨4。线性导轨4允许Y工作台(可移动工作台)5在X工作台上沿Y方向移动。从上面描述的结构中可以看出，Y工作台5可以相对于床身1在X和Y方向移动。

从图2中可以看出，在Y工作台5的上表面上布置有一加工工作台6和一卷轴支架10。加工工作台6的下表面沿Y方向形成一横向宽度宽于板状工件(以下简称“工件”)w的通道6m。加工工作台6的上表面形成多个与工作台内部没有示出的中空部分相连的孔，工作台内部没有示出的中空部分与没有示出的一个真空源相连。卷轴支架10上布置有一进料卷轴11，一卷取卷轴12，导辊13、14、15，夹持器16和17，一支承辊18以及一工件输送装置(移动装置)20。

进料卷轴11在卷轴支架10上的布置使得其一轴的下端11b的水平位置低于导辊13的上端13t并且可以通过未示出的一马达的驱动而转动。也即是说，进料卷轴11保持未加工工件w在其中缠绕成一卷的一进料侧卷40，并且在被未示出的一马达驱动时能够供给工件w(进料侧卷保持装置)。

卷取卷轴12的布置使得被卷取的工件w的卷取侧卷41的下端的水平位置高于导辊14的下端14b并且该卷取卷轴12可以通过未示出的一马达的驱动而转动。也即是说，卷取卷轴12保持已加工工件w在其中缠绕成卷的一卷取侧卷41，并且在被未示出的一马达驱动时能够卷取工件w(卷取侧卷保持装置)。

可转动的导辊13由卷轴支架10支承，以使其上端13t的水平位置高于加工工作台6的表面。可转动导辊14和15由卷轴支架10支承，以使它们的下端14b和15b位于低于通道6m的底表面的一水平面上。

夹持器16和17由承压部16u和17u及与承压部16u和17u相对布置的施压部16p和17p构成。除承压部17u之外，这些部件都可以分别通过未示出的装置沿Z方向(图中的垂直方向)移动。承压部16u的待机位置是其下降端(行程的下限)，此时其上表面的水平位置低于加工工作台6的表面。当它位于其上升端(行程的上限)时，其上表面的水平位置与导辊13的上端13t相同。施压部16p的下降端的水平位置远远低于位于待机位置的承压部16u的上表面，以使得施压部16p的下表面可以压紧位于待机位置的承压部16u的上表面。还有，施压部17p的下降端的水平位置远远低于承压部17u的上表面，以使得施压部17p的下表面可以压紧承压部17u的上表面。

可转动的支承辊18由卷轴支架10支承，以使得其上端18t的水平高度与导辊13的上端13t相同。

工件输送装置20通过未示出的装置如马达或导轨机构可以相对于卷轴支架10在X方向移动和定位。工件输送装置20支承一个夹持器21。夹持器21由可以沿垂直方向移动的一施压部21p和一承压部21u组成。如图2中实线所示，承压部21u的待机位置是其上表面的水平位置低于加工工作台6上表面，并且其上升端与导辊13的上端13t及支承辊18的上端18t水平高度相同的位置。施压部21p的待机位置是其下端水平位置高于导辊13的上端13t和支承辊18的上端18t，并且其下降端的水平位置远远低于承压部21u处于上升端时的上端的位置，以使得承压部21u处于其上升端时施压部21p的下表面可以压紧承压部21u的上表面。应注意到，工件输送装置20在X方向的待机位置在运动的左端，如图中实线所示；运动的右端如图中虚线所示。

接下来，将结合图3解释激光加工设备50的操作过程。图3是本发明激光加工设备50工作原理的示意图。

首先解释(激光加工设备的)预调操作。

进料侧卷40由进料卷轴11支承，如图所示，预先打开所有的夹持器16、17和21(分别使承压部16u和21u位于其待机位置，使施压部16p、17p和21p位于其上升端)，将工件w缠绕到支承辊18上然后穿过加工工作台6的通道6m以便将其一端固定到卷取卷轴12(卷取侧卷41)。

然后，如图3A所示，施压部16p开始工作即下降以夹紧其与承压部16u之间的工件w，同时施加顺时针力矩给进料卷轴11和卷取卷轴12。然后，施压部17p开始工作即下降以夹紧它与承压部17u之间的工件w。结果，工件w被固定于加工工作台6的表面而不会松动。在这一状态，一未示出的真空源开始工作以将工件w紧紧地附着在加工工作台6的表面上。

接下来实施加工操作。也就是，激光振荡器31开始工作，从激光振荡器发射的激光束经由反射镜32到达反射镜33。然后，激光束由电扫描器(galvanic scanner)反射镜33定位并在由fθ透镜34垂直对齐激光束的一光学轴之后到达工件w以加工工件w。在加工由fθ透镜34确定的区域之后，可以通过移动X工作台3或Y工作台5加工下一个区域。

接下来解释加工完后移动工件的步骤。

加工完后，未示出的真空源停止，然后施压部16p上升，如图3B所示。

然后夹持器21开始工作，即在使承压部21u上升之后使施压部21p下降，以通过施压部21p和承压部21u保持工件w，如图3C所示。

然后施压部17p上升，如图3D所示。这样，工件w位于与导辊13的上端13t和支承辊18的上端18t相同的水平位置。

在这一状态，工件输送装置20向图中右方移动适当的距离，如图3E所示。在这一状态，加工过的工件w由卷取卷轴12取走，同时由进料卷轴11供给工件w。

然后承压部16u移动到其上升端，如图3F所示；然后施压部16p下降以使夹持器16保持工件w，如图3G所示。

然后夹持器21释放，如图3H所示。这时，施压部21p移动到其上升端而承压部21u移动到其上表面不与工件w及加工工作台6的上表面接触的位置。接着，工件输送装置20回到其待机位置，如图3I所示。

然后，承压部21u回到其待机位置，如图3J所示。接着施压部17p下降，如图3K所示，以使夹持器17保持工件w。

然后夹持器16释放，如图3L所示。

之后，承压部16u回到其待机位置，并且施压部16p下降以使夹持器16保持工件w(见图3A)。然后，未示出的真空源开始工作以将工件w紧紧地附着在加工工作台上，以进行下一个加工操作。随后这些步骤以同样的方式重复进行。

在以上描述的步骤和加工过程中，使进料卷轴11和卷取卷轴12转动的马达的驱动力矩不会对工件w产生有害影响，并且该马达被控制以向工件w施加一个张力以使工件不会松弛。注意，可以通过采用弹簧或类似装置使导辊13和14或支承辊18向预定方向张紧以使施加到工件w上的张力使得工件w不会松弛。

如前面所描述的，本发明用于板状工件的激光加工设备50允许去掉形成有板状工件自由环的空间，因此允许激光加工设备50的整体安装面积减小。而且，由于需要更少的组件，它可以更容易地控制。

另外，由于进料卷轴11和卷取卷轴12布置在Y工作台5上同一侧，与将它们布置在Y工作台5的两侧相比激光加工设备50的整体安装面积可以减小。

值得注意的是，虽然上面描述的实施例中进料卷轴11和卷取卷轴12都布置在Y工作台5上，但是通过将进料卷轴11和卷取卷轴12中的至少一个布置在Y工作台5上可以减少至少一个自由环。相应地，激光加工设备50的整体安装面积与传统的相比可以减小。

本说明书描述了优选实施例，但是本领域技术人员可以在由下面的权利要求描述的本发明概念范围内想到该优选实施例的其它变型。

Claims (3)

1.一种用于加工板状工件的激光加工设备，包括：

安装在床身上并能够发射激光束的激光发射装置；

一设置成可至少在垂直于激光束的平面方向移动的可移动工作台；

一保持一进料侧卷的进料侧卷保持装置，板状工件在所述进料侧卷中缠绕成一卷并能够供给到所述可移动工作台；以及

一保持一卷取侧卷的卷取侧卷保持装置，加工完成的板状工件在所述卷取侧卷中缠绕成一卷并且所述卷取侧卷能够卷取所述可移动工作台上的板状工件，并且

在加工过程中，通过固定设置在所述可移动工作台加工区域上的板状工件并且在相对移动所述可移动工作台和所述激光束发射装置的同时通过所述激光束发射装置发射激光束到加工区域来在所述可移动工作台的加工区域中加工所述板状工件：

其中，所述进料侧卷保持装置和所述卷取侧卷保持装置中至少一个布置在所述可移动工作台上。

2.根据权利要求1所述的用于加工板状工件的激光加工设备，其特征在于，所述进料侧卷保持装置和所述卷取侧卷保持装置布置在所述可移动工作台上的所述加工区域的一侧。

3.根据权利要求1或2所述的用于加工板状工件的激光加工设备，其特征在于，还包括用于在加工后通过所述卷取侧卷保持装置以及所述进料侧卷保持装置在卷取和供应板状工件的过程中保持板状工件和使板状工件沿卷取方向移动适当距离的移动装置。