不锈钢芯片激光切割设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种不锈钢芯片激光切割设备，该设备的上料平台装置可在平台基座上作Y向直线运动，用于放置不锈钢基片；初定位相机安装于上料平台装置的上方，用于不锈钢基片的初定位；上料机械手可在上料基座上作X向和Z向直线运动，用于拾取不锈钢基片并将其放置于吸附平台上；吸附平台可在平台基座作X向、Z向直线运动和旋转运动；精定位相机固定在平台基座上吸附平台的上方，用于调整吸附平台的位置实现不锈钢基片的精定位；激光器切割系统和贴膜装置固定在平台基座上，用于实现不锈钢基片的切割和贴膜。本发明集成度高，生产效率高，切割质量好，可以很好的满足大批量生产不锈钢芯片的要求。
【专利说明】不锈钢芯片激光切割设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种不锈钢芯片激光切割设备。
【背景技术】
[0002] 激光切割是一门发展极快的新技术，已成为发展新兴产业，改造传统制造业的关 键技术之一。激光切割以其切割范围广、切割速度高、切缝窄、切割质量好、热影响区小、力口 工柔性大等优点，在现代工业中等到了极为广泛的应用，激光切割技术也成为激光加工技 术最为成熟的技术之一，随着激光加工技术的不断发展，激光加工除了在传统行业应用之 夕卜，越来越多的应用到更为广阔的精细加工领域，如军工领域、电子产品加工领域、半导体 加工领域等，这些领域对激光切割设备提出了更高的要求。
[0003] 对于传统的硅芯片，采用砂轮划片工艺进行切割。随着全球经济技术和科学技术 的不断发展，各类电子产品的制造成本越来越低，价格成为影响电子产品广泛应用的一个 重要因素。尤其对于电子标签来说，相对其它识别技术，电子标签具有很大的优越性，有着 非常广阔的应用前景，但影响电子标签使用的主要原因之一为标签的成本。作为降低电子 标签成本的方法之一，将传统的娃芯片改为不锈钢芯片，可有效地降低电子标签的制作成 本，但对切割工艺提出了很高的要求。
[0004] 不锈钢芯片无法采用砂轮划片的工艺进行切割，不锈钢芯片要求完全切透芯片， 砂轮划片不能切透不锈钢芯片，切透后芯片会飞掉，不满足要求。目前市场出现采用UV激 光器切割的工艺方式，这种方式先贴膜，再切割，切割质量可以满足使用要求。但这种切割 方式设备庞大，效率很低，维护成本很高，很难满足大批量生产的要求。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种不锈钢芯片激光切割设备，该设备集成度 高，生产效率高，切割质量好，可以很好的满足大批量生产不锈钢芯片的要求。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明的不锈钢芯片激光切割设备包括平台基座、上料 平台装置、初定位相机、上料基座、上料机械手、精定位相机、吸附平台、激光器切割系统，贴 膜装置；所述上料平台装置通过Y向直线运动机构安装在平台基座上，可在平台基座上作 Y向直线运动；初定位相机安装固定于上料平台装置的上方；上料基座固定在平台基座上， 上料机械手安装在上料基座上，可在上料基座上作X向和Z向直线运动；精定位相机安装于 吸附平台的上方；吸附平台通过X向直线运动机构、Y向直线运动机构和旋转运动机构安装 在平台基座上，可在平台基座作X向、Z向直线运动和旋转运动；激光器切割系统和贴膜装 置固定在平台基座上，激光器切割系统的激光切割头位于吸附平台的上方。
[0007] 在使用激光切割不锈钢芯片前，首先将不锈钢基片按一定方向放置在上料平台装 置上，由初定位相机采集不锈钢基片图像并将其传送到计算机，计算机计算不锈钢基片上 的识别点与相机中心点的Y向位置偏差和X向位置偏差，根据Y向位置偏差控制上料平台 装置Y向运动，将不锈钢基片的识别点Y向运动到初定位相机的中心，同时记录不锈钢基片 上的识别点与相机中心点的X向位置偏差数据，完成初定位。初定位完成后，上料机械手X 向运动到设定的零位，此时上料机械手位于上料平台装置的上方。计算机根据记录的不锈 钢基片上的识别点与相机中心点的X向位置偏差调整上料机械手X向位置，将不锈钢基片 的识别点X向运动到初定位相机的中心。上料机械手向下运动拾取不锈钢基片后向上运 动，再向X方向运动到限位位置（该限位位置也是吸附平台的零位），将不锈钢基片放置到 吸附平台上。吸附平台X向运动到精定位相机的下方（设定的定位位置）后，精定位相机 对不锈钢基片的识别点进行精确定位，通过计算机计算识别点与精定位相机中心的偏差， 包括X向偏差、Y向偏差和角度偏差，将数据传给吸附平台X向运动机构、吸附平台Y向运 动机构和吸附平台旋转运动机构，吸附平台三个运动机构根据接收的数据自动调整位置， 并运动到不锈钢基片下方，此时，吸附平台的X向、Y向和Θ向位置均为准确位置，上料机 械手Z向运动机械向下运动，将不锈钢基片放置到吸附平台上，同时，吸附平台将不锈钢基 片吸附在平台上，完成不锈钢基片的上料自动对位功能。自动对位后，打开激光切割系统， 激光切割头发射激光，通过控制吸附平台X向、Y向移动和θ向转动，可以实现不锈钢芯片 横向、纵向的切割。切割工作完成后得到多个不锈钢芯片，切割后的芯片仍然被吸附在吸附 平台上不会散落；此时利用贴膜装置将胶膜粘贴在吸附平台上，从而将各不锈钢芯片粘贴 在同一块胶膜上。
[0008] 所述上料平台装置包括支架，上料平台，X向限位块，Y向限位块；支架通过Y向直 线运动机构安装在平台基座上，可在平台基座上作Y向直线运动；上料平台固定在支架上， 其X向的一个边上安装X向限位块，Y向的一个边上安装Y向限位块。
[0009] 所述上料平台装置还包括X向光电传感器，Y向光电传感器；X向光电传感器与安 装在上料平台的X向的一个边上，Y向光电传感器安装在相邻的Y向的一个边上。
[0010] 所述X向限位块和X向光电传感器安装在上料平台的同一个X向的边上，Y向限 位块和Y向光电传感器安装在同一个Y向的边上；上料平台的其余两个边带有缺口。
[0011] 所述上料平台上带有垂直方向的真空孔，真空孔下部安装气管接头。
[0012] 上料平台的两个垂直边上分别安装X向限位块和Y向限位块，在放置不锈钢基片 时可以对其进行X向和Y向限位，另外两个相邻边上的缺口方便不锈钢基片的取放和对位。 当不锈钢基片放置到上料平台上并靠紧X向光电传感器和Y向光电传感器时，X向光电传 感器和Y向光电传感器向控制系统发送代表不锈钢基片已放置在正确位置的信号。此时外 界真空装置通过气管接头为真空孔提供负压，将不锈钢基片吸附在上料平台上，以避免不 镑钢基片串动。
[0013] 所述上料机械手包括机械手X向直线运动机构，机械手Z向直线运动机构，吸爪连 接座，吸爪固定座，气管接头和上料吸爪；机械手X向直线运动机构的固定部件安装在上料 基座上，机械手Z向直线运动机构安装固定在机械手X向直线运动机构的可动部件上；吸爪 固定座通过吸爪连接座固定在机械手Z向直线运动机构的可动部件上；吸爪固定座的四个 角和中央各安装一个气管接头，各气管接头下端固定有上料吸爪。
[0014] 所述吸附平台包括：吸附平台过渡连接板，吸盘连接座，位于真空吸盘外围的方 环形吸盘盖板，真空吸盘，吸盘上密封圈，吸盘下密封圈；吸附平台过渡连接板通过吸附平 台底座与旋转运动机构的可动部件固定连接；吸附平台过渡连接板上加工有螺纹孔，旋转 气管接头与该螺纹孔连接；吸盘连接座位于吸附平台过渡连接板之上，吸附平台过渡连接 板的顶面带有凸环，该凸环嵌入吸盘连接座底部的凹陷部分并与该凹陷部分的底面构成空 腔；在空腔的外围两者接合面处由吸盘下密封圈密封；所述吸盘连接座的上表面中间部分 加工有相互交错的气道，外围部分为平面；真空吸盘位于吸盘连接座之上，其下表面的加强 筋支撑于吸盘连接座的上表面；吸盘连接座和真空吸盘的四周接合面处通过吸盘上密封圈 密封；吸盘连接座上分布有多个将气道与空腔连通的真空孔；真空吸盘的上端面加工有网 格状沟槽，将整个真空吸盘的上端面分割成行列排布的方块，各方块处加工有垂直方向的 吸附透孔；吸盘盖板与吸盘连接座的外围部分连接，连接后吸盘盖板的上端面低于真空吸 盘的上端面。
[0015] 当需要真空时，外界真空装置通过气管和旋转气管接头，首先将吸附平台过渡连 接板与吸盘连接座之间空腔的气体抽走，使该空腔形成真空，并使真空均化；同时,通过吸 盘连接座上的真空孔和气道，将真空孔提供的真空均匀分布在整个真空吸盘下部的工作面 上，再通过真空吸盘的吸附透孔均匀地将真空力作用于切割工件上，实现对切割工件切割 前的吸附，切割过程中的吸附以及切割后形成的产品的吸附，能够保证切割后产品的位置 精度。由于真空吸盘的上端面加工有网格状沟槽，作为切割和排渣通道，可将工件切割成不 同大小规格的产品。由于吸盘连接座上表面加工相互交错的气道，真空吸盘下表面的加强 筋支撑于吸盘连接座的上表面，一方面可以将真空均化在真空吸盘的整个工作面，另一方 面，还可以起到支承真空吸盘的作用，避免工作时，由于真空吸附力的作用，使真空吸盘发 生变形。
[0016] 所述贴膜装置包括立板，放膜轮，隔离膜收膜轮，压膜装置，切膜装置，分膜装置， 废膜收膜轮；立板固定在平台基座上；放膜轮安装在立板上，可在立板上旋转；隔离膜收膜 轮安装在立板上，可在立板上旋转，并且隔离膜收膜轮通过联动机构与放膜轮连接；压膜装 置位于吸附平台的X向运动路径的上方，当吸附平台沿X方向移动时压膜装置的压膜轮可 由吸附平台上滚过将放膜轮放出的胶膜粘贴于吸附平台上的工件上；切膜装置位于吸附平 台的X向运动路径的上方，贴膜完成后切膜装置的切刀可在吸附平台上水平旋转；分膜装 置的位于平台基座上，其中的分膜杆可沿X向运动经由吸附平台一侧的上方至另一侧的上 方；废膜收膜轮安装在立板上，且其转轴与旋转驱动机构连接。
[0017] 所述压膜装置包括压膜轮和压膜升降机构，压膜轮安装在压膜升降机构上。
[0018] 所述压膜升降机构为压膜气缸，其缸体通过固定横梁安装固定在立板上，活塞下 端固定压膜轮支撑座；压膜轮通过弹性连接机构安装在压膜轮支撑座的下方。
[0019] 所述切膜装置包括切刀，切刀旋转梁，切刀垂直运动机构，切刀水平旋转驱动机 构；切刀安装在切刀旋转梁上，切刀旋转梁安装在切刀垂直运动机构上，并通过传动机构与 水平旋转驱动机构连接。
[0020] 所述切刀垂直运动机构包括切膜汽缸，切膜横梁；切膜汽缸的缸体固定在立板上， 切膜横梁安装固定在切膜汽缸的活塞下端；切刀水平旋转驱动机构包括切膜电机，切膜电 机固定座，切刀旋转轴；切膜电机通过切膜电机固定座安装固定在切膜横梁上，切刀旋转轴 安装在切膜横梁上，切膜电机输出轴通过传动机构与切刀旋转轴连接；切刀旋转梁的一端 与切刀旋转轴固定连接，切刀安装在切刀旋转梁的另一端。
[0021] 所述切膜装置还包括切刀调节座、切刀固定座；切刀调节座安装在切刀旋转梁的 远离切刀旋转轴的一端，可在切刀旋转梁上移动；切刀固定座安装固定在切刀调节座上； 切刀安装在切刀固定座上，可在切刀固定座上旋转。
[0022] 所述分膜装置包括分膜杆，分膜X向运动机构；分膜杆沿Y向放置并安装在分膜X 向运动机构上，可在分膜X向运动机构带动下由吸附平台上方经过。
[0023] 所述分膜X向运动机构包括分膜电机、分膜电机固定座、导轨固定座、直线导轨， 分膜杆固定座；分膜电机通过分膜电机固定座安装在立板上；两个直线导轨分别通过导轨 固定座安装固定在立板的两侧；两个分膜杆固定座位于立板两侧且分别通过滑轨副与两个 直线导轨连接；立板上加工有作为分膜杆滑道的长条形孔；分膜杆由该长条形孔中穿过， 其位于立板两侧的部分分别通过轴承与两个分膜杆固定座连接；分膜电机的输出轴上固定 的主动带轮通过齿形带与安装在立板上的被动带轮连接，与分膜电机同侧的分膜杆固定座 通过螺钉与齿形带固定连接。
[0024] 所述贴膜装置还包括摆杆装置；摆杆装置包括摆杆连杆、摆杆限位弯板、摆杆上限 位位置传感器、摆杆下限位位置传感器、摆杆、复位拉簧、拉簧固定柱；摆杆连杆通过连杆轴 与立板连接，摆杆限位弯板与摆杆连杆的一端固定装配，摆杆连杆可绕连杆轴转动；摆杆与 摆杆连杆的另一端固定装配；摆杆上限位位置传感器和摆杆下限位位置传感器分别固定在 立板上摆杆限位弯板的上位限位位置和下限位位置；拉簧固定柱与立板固定连接，复位拉 簧一端与拉簧固定柱连接，另一端与摆杆连杆连接。
[0025] 切割完成后，吸附平台运动到压膜轮的下方，压膜轮向下运动将其下方的胶膜紧 压并粘贴到吸附平台上。吸附平台沿X向运动，带动胶膜移动从而驱动放膜轮旋转放膜，在 此过程中压膜轮从吸附平台上滚过将胶膜粘贴到激光切割后得到并仍然吸附在吸附平台 上的不锈钢芯片上。同时隔离膜收膜轮在联动机构的带动下旋转将隔离膜收起。贴膜完成 后，吸附平台X向运动到切刀的下方，切刀旋转梁向下运动使切刀与胶膜接触；切刀旋转梁 带动切刀圆周回转将胶膜切下后向上运动，使切刀离开胶膜表面，同时压膜轮向上运动离 开胶膜表面。分膜杆在吸附平台的上方从一侧运动到另一侧，将没有切离的胶膜从吸附平 台表面分开。摆杆有两个位置，上位和下位，上位时，摆杆限位弯板遮挡摆杆上限位位置传 感器；下位时，摆杆限位弯板遮挡摆杆下限位位置传感器。摆杆装置相当于废膜收膜装置的 信号传感器，在没有贴膜之前，胶膜涨紧使摆杆处于上位限位位置，废膜收膜轮不工作；贴 膜过程中，不断放膜，胶膜涨力减小，摆杆在重力和复位拉簧的作用下，从上位位置自动回 到下位位置，摆杆限位弯板遮挡摆杆下限位位置传感器，废膜收膜轮工作，将废膜收起，在 收起废膜过程中，摆杆从下位向上位移动，当完全移动到上位时，摆杆限位弯板遮挡摆杆上 限位位置传感器，废膜收膜装置停止工作，胶膜涨紧，以此循环，实现可靠贴膜工作。
[0026] 本发明的有益效果：
[0027] 1、根据初定位相机采集的不锈钢基片图像调整上料平台装置的Y向位置进行初 定位。初定位完成后，上料机械手X向运动到设定的零位。根据不锈钢基片上的识别点与 相机中心点的X向位置偏差调整上料机械手X向位置，将不锈钢基片的识别点X向运动到 初定位相机的中心，能够保证上料机械手准确地拾取不锈钢基片。
[0028] 2、通过精定位相机对吸附平台上的不锈钢芯片进行识别，并根据识别点与精定位 相机中心的偏差调整吸附平台的位置，能够使不锈钢芯片的X向、Y向和Θ向位置均调整 至准确位置，从而保证了激光切割的位置精度。
[0029] 3、定位切割过程中，不锈钢芯片背面始终有真空孔吸附，因此切割后的芯片不会 散落。同时，切割时，激光在吸盘上的切割道内切割，因此切割后芯片背面不会有残渣，残渣 也不会污染芯片的正面；
[0030] 3、依靠吸附平台的X向运动在贴膜过程中带动胶膜移动，使放膜轮和隔离膜收膜 轮被动旋转从而达到自动放膜和自动收起隔离膜的目的，结构简化，成本低。
[0031] 4、通过废膜的松弛与张紧控制摆杆转动，在上、下两个限位位置分别接通两个行 程开关，从而控制收膜电机工作，能够实现废膜的自动收起功能。
[0032] 5、自动上料装置、激光切割加工与贴膜装置集成在一起，提高了设备的集成度，提 高了设备的自动化程度，大大减小了产品加工时间，有效减低了生产成本。
[0033] 本发明填补了国内外不锈钢芯片激光切割的空白，极大地提高了不锈钢芯片的生 产效率和质量，提高了产品的合格率，极大的节约了人力资源，大大降低了劳动强度，可广 泛应用于RFID电子标签的普生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0034] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0035] 图1是本发明的不锈钢芯片激光切割设备结构示意图。
[0036] 图2是上料平台装置、初定位相机、上料机械手、精定位相机及吸附平台的立体 图。
[0037] 图3是上料平台装置立体图。
[0038] 图4是上料平台装置剖面图。
[0039] 图5是上料机械手局部立体图。
[0040] 图6是上料机械手局部放大图。
[0041] 图7是上料机械手局部剖视图。
[0042] 图8是不锈钢基片俯视图。图中91.切割后得到的产品，92. X向切割标识线，93. Y 向切割标识线，94.识别点。
[0043] 图9是吸附平台及其所在的X向直线运动机构、Y向直线运动机构和旋转运动机 构的立体图。
[0044] 图10是吸附平台的立体图。
[0045] 图11是吸附平台的剖视图。
[0046] 图12是吸附平台的局部剖视图。
[0047] 图13是吸盘连接座俯视图。
[0048] 图14是真空吸盘立体图。
[0049] 图15是精定位相机、激光切割系统、吸附平台及贴膜装置立体图。
[0050] 图16是压膜装置立体图。
[0051] 图17是自动切膜装置立体图。
[0052] 图18是分膜装置立体图。
[0053] 图19是分膜装置立体图。
[0054] 图20是摆杆装置立体图。
【具体实施方式】
[0055] 如图1所示，不锈钢上料自动对位装置，其特征在于包括平台基座（1)、上料平台 装置（2)、初定位相机（33)、上料基座（4)、上料机械手（5)、精定位相机￠3)、吸附平台 ⑵。
[0056] 如图2、3、4所示，所述上料平台装置2包括支架2-21，上料平台2-22, X向限位块 2-23, Y向限位块2-24, X向光电传感器2-25, Y向光电传感器2-27。Y向直线运动机构包 括电机2-11、电机底座2-12、限位块2-13、丝杠2-14、丝杠滑板2-15 ;电机底座2-12固定 在平台基座1上，电机2-11固定在电机底座2-12上，其输出轴与丝杠2-14连接，丝杠滑板 2-15安装在丝杠2-14上，电机驱动丝杠，带动丝杠滑板2-15Y向运动；限位块2-13固定在 电机底座2-12上，用于丝杠有效行程范围的限位，保护整个装置。支架2-21安装在丝杠滑 板2-15上，可随丝杠滑板2-15作Y向直线运动；上料平台2-22固定在支架2-21上，其X 向的一个边上安装X向限位块2-23和X向光电传感器2-25,相邻的Y向边上安装Y向限位 块2-24和Y向光电传感器2-27。X向限位块2-23和Y向限位块2-24作用在于限位不锈 钢基片，X向光电传感器和Y向光电传感器用于判断上料平台上是否有不锈钢基片，或者判 断不锈钢基片是否放置到位，如果没有放置到位，不能进行下一步工作，也可以起到对不锈 钢基片进行初定位的作用。上料平台2-22的另两个边带有缺口 2-31、2-32,方便不锈钢基 片的取放和对位。上料平台2-22上带有一定数量的垂直方向的真空孔2-29,真空孔2-29 下部安装气管接头2-30，可以保证上料后，不锈钢基片的平整，便于图像识别，同时，也可以 保证上料后，不锈钢基片位置不会再发生偏移，保证位置精度。
[0057] 所述初定位相机33通过初定位相机基座31、初定位相机连接块32安装在平台基 座1上，且初定位相机33位于上料平台装置2的上方。
[0058] 如图5、6、7所示，所述上料机械手5包括机械手X向直线运动机构，机械手Z向直 线运动机构，Z模组加强板5-31，Z模组固定板5-32，第一拖链固定板5-51，第二拖链固定板 5-52,拖链5-53、吸爪连接座5-41，吸爪固定座5-42,气管接头5-43、上料吸爪5-44。机械 手X向直线运动机构包括X轴电机5-11、X轴电机连接座5-12、X轴联轴节5-13、X轴丝杠 5-14、X向丝杠滑板5-15、X轴丝杠盖板5-16 ;X轴电机连接座安装在上料基座4上，X轴电 机与X轴电机连接座连接，X轴电机输出轴通过X轴联轴节与X轴丝杠连接，X轴电机通过 驱动X轴丝杠，带动X向丝杠滑板X向运动；X轴丝杠位于X轴丝杠盖板5-16内；Z模组加 强板5-31与Z模组固定板5-32和X向丝杠滑板固定连接，用于加强Z模组固定座与X向 丝杠滑板的连接强度；机械手Z向直线运动机构包括Z轴电机5-21、Z轴电机连接座5-22、 Z轴联轴节5-23、Z轴丝杠5-24、Z轴丝杠滑板5-25、Z轴导轨5-26、Z轴丝杠盖板5-27 ;Z 轴电机连接座和Z轴丝杠盖板5-27固定在Z模组固定板5-32上，Z轴电机与Z轴电机连 接座连接，Z轴电机的输出轴通过Z轴联轴节与Z轴丝杠连接，驱动Z轴丝杠滑板Z向运 动，Z轴导轨用于Z轴丝杠滑板Z向运动的导向；Z轴丝杠5-24和Z轴导轨5-26位于Z轴 丝杠盖板内；Z轴丝杠盖板和X轴丝杠盖板可有效避免工作环境的灰尘对丝杠的污染影响。 第一拖链固定板5-51和第二拖链固定板5-52分别与上料基座4和Z模组加强板5-31固 定连接，拖链5-53的两端分别与第一拖链固定板5-51和第二拖链固定板5-52连接。拖链 5-53用于固定Z模组的电机线和相关气管，减小线和气管对X向直线运动的干扰。吸爪固 定座5-42通过吸爪连接座5-41固定在机械手Z向直线运动机构的可动部件上；吸爪固定 座5-42的四个角和中央各安装一个气管接头5-43,各气管接头5-43下端固定有上料吸爪 5-44。
[0059] 如图2所示，精定位相机￠3)通过精定位相机连接座￠1)和精定位相机连接块 (62)固定在平台基座（1)上。当吸附平台7运动至精定位相机63的下方时，精定位相机对 不锈钢基片的识别点进行精确定位，通过计算机计算识别点与精定位相机中心的偏差，并 根据X向偏差、Y向偏差和角度偏差调整吸附平台使其X向、Y向和Θ向位置均调整至准确 位置。
[0060] 如图9所示，所述X向直线运动机构的可动部件7-12与Y向直线运动机构的固定 部件7-13连接；Θ向旋转运动机构的固定部件7-16通过旋转机构连接板7-15与Y向直 线运动机构的可动部件7-14连接，Θ向旋转运动机构的可动部件7-17通过吸附平台底座 7-01与吸附平台7固定连接，可通过X向直线运动机构和Y向直线运动机构实现X向和Y 向两个垂直方向的运动，可通过Θ向旋转运动机构实现360度旋转运动。X向拖链7-23的 一端通过第一 X向拖链固定板7-21与X向直线运动机构的固定部件7-11连接，另一端通 过第二X向拖链固定板7-22与X向直线运动机构的可动部件7-12连接；第一 Y向拖链固 定板7-24与X向直线运动机构的可动部件7-12连接，第二Y向拖链固定板7-25与Y向直 线运动机构的可动部件7-14连接，Y向拖链7-26的两端分别与第一 Y向拖链固定板7-24 和第二Y向拖链固定板7-25连接。
[0061] 如图10?14所示，所述吸附平台7包括：吸附平台过渡连接板7-02,吸盘连接座 7-03,位于真空吸盘外围的方环形吸盘盖板7-04,真空吸盘7-05,吸盘上密封圈7-07,吸盘 下密封圈7-08。吸附平台过渡连接板7-02上加工有螺纹孔，旋转气管接头7-06与该螺纹孔 连接；设计吸附平台过度连接板13,可有效防止漏气，保证吸附的可靠性。吸盘连接座7-03 位于吸附平台过渡连接板7-02之上，吸附平台过渡连接板7-02的顶面带有凸环7-022,该 凸环7-022嵌入吸盘连接座7-03底部的凹陷部分并与该凹陷部分的底面构成空腔7-021 ; 在空腔7-021的外围两者接合面处由吸盘下密封圈7-08密封，能够防止漏气。吸盘连接座 7-03上表面加工有相互交错的气道7-032 ;真空吸盘7-05位于吸盘连接座7-03之上，其下 表面的加强筋7-051支撑于吸盘连接座7-03的上表面，一方面可以将真空均化在真空吸盘 的整个工作面，另一方面，还可以起到支承真空吸盘的作用，避免工作时，由于真空吸附力 的作用，使真空吸盘发生变形。吸盘连接座7-03和真空吸盘7-05的四周接合面处通过吸 盘上密封圈7-07密封，能够防止漏气。吸盘连接座7-03上分布有多个将气道7-032与空 腔7-021连通的真空孔7-031。真空吸盘7-05的上端面加工有网格状沟槽7-053,将整个真 空吸盘7-05的上端面分割成行列排布的方块7-052,各方块7-052处加工有垂直方向的吸 附透孔7-054。所述吸盘连接座7-03的上表面中间部分加工有相互交错的气道7-032,外 围部分为平面；吸盘盖板7-04与吸盘连接座7-03的外围部分连接，连接后吸盘盖板7-04 的上端面低于真空吸盘7-05的上端面，以防止切割工件9与吸盘盖板7-04干涉。通过真 空吸盘的吸附透孔7-054可以均匀地将真空力作用于切割工件9上，实现对切割工件9切 割前的吸附，切割过程中的吸附以及切割后形成的产品的吸附，能够保证切割后产品的位 置精度。
[0062] 如图15所示，所述的激光器切割系统8固定在平台基座1上，且其激光切割头位 于吸附平台7的上方。激光器切割系统8可以采用现有技术中的激光器切割系统。
[0063] 如图15所示，所述的贴膜装置包括立板9-1，放膜轮9-2,隔离膜收膜轮9-3,两个 贴膜支撑轮9-9、9-10,压膜装置9-4,切膜装置9-5,分膜装置9-6,废膜收膜轮9-7,摆杆装 置 9-8。
[0064] 所述立板9-1固定在平台基座1上；放膜轮9-2安装在立板9-1上，当吸附平台7 移动带动其上的胶膜移动时，放膜轮9-2旋转从而实现放膜功能；隔离膜收膜轮9-3安装在 立板9-1上，并且隔离膜收膜轮9-3通过联动机构（如齿轮传动机构，链条传动机构、带传 动机构等）与放膜轮9-2连接。当放膜轮9-2旋转放膜时，隔离膜收膜轮9-3在联动机构 带动下旋转实现隔离膜9-11的收膜功能。两个贴膜支撑轮9-9、9-10-上一下位于压膜装 置9-4的左侧且固定在立板9-1上，用于使放膜轮放出的胶膜9-12能够在压膜装置9-4左 侧下行至吸附平台7上。
[0065] 如图16所示，所述压膜装置9-4包括压膜轮9-44和压膜气缸9-42 ;压膜气缸9-42 的缸体通过固定横梁9-41安装固定在立板9-1上，活塞下端固定压膜轮支撑座9-43 ;压膜 轮9-44安装在压膜轮支撑座9-43的下方。压膜气缸9-42还可以采用直线电机、直线马达 等直线位移驱动机构替代。压膜轮9-44可以通过弹性连接机构安装在压膜轮支撑座9-43 的下方以实现与吸附平台的弹性接触。当吸附平台7的右侧边缘运动至压膜轮9-44下方 时，压膜气缸活塞向下移动通过固定横梁9-41带动压膜轮9-44向下移动压到工件上面的 胶膜9-12上，随着吸附平台7的移动将胶膜自右至左粘贴在工件上。
[0066] 如图17所示，所述切膜装置9-5包括切刀9-59,切刀旋转梁9-56,切刀垂直运动 机构，切刀水平旋转驱动机构；所述切刀垂直运动机构的切膜汽缸9-51的缸体固定在立板 9-1上，切膜横梁9-52安装固定在活塞下端；切刀水平旋转驱动机构的切膜电机9-54通过 切膜电机固定座9-53安装固定在切膜横梁9-52上，切刀旋转轴9-55安装在切膜横梁9-52 上，切膜电机9-54输出轴通过传动机构（如带传动机构）与切刀旋转轴9-55连接；切刀旋 转梁9-56的一端与切刀旋转轴9-55固定连接，另一端安装切刀调节座5-57,切刀调节座 5-57可在切刀旋转梁9-56上移动。切刀固定座9-58安装固定在切刀调节座5-57上；切 刀9-59通过轴承与安装在切刀调节座5-57上。通过调节切刀调节座5-57的位置，可以调 节切刀旋转的半径，实现不同大小工件胶膜的切割。切刀9-59通过轴承与切刀调节座5-57 连接可以自转以减小切刀磨损。当吸附平台移动至切刀旋转梁下方时，切膜汽缸9-51的活 塞向下移动，使切刀与工件上的胶膜接触，切刀在水平面上旋转实现胶膜的切割。
[0067] 如图18、19所示，所述分膜装置9-6包括分膜杆9-66,分膜X向运动机构；分膜X 向运动机构包括分膜电机9-62、分膜电机固定座9-61、导轨固定座9-63、直线导轨9-64,分 膜杆固定座9-65 ;分膜电机9-62通过分膜电机固定座9-61安装在立板9-1上；两个直线 导轨9-64分别通过导轨固定座9-63安装固定在立板9-1的两侧；两个分膜杆固定座9-65 位于立板两侧且分别通过滑轨副与两个直线导轨9-64连接；立板9-1上加工有作为分膜杆 滑道的长条形孔9-67 ;分膜杆9-66由该长条形孔9-67中穿过，其位于立板9-1两侧的部 分分别通过轴承与两个分膜杆固定座9-65连接；分膜电机9-62的输出轴上固定的主动带 轮9-68通过齿形带9-70与安装在立板上的被动带轮9-69连接，与分膜电机9-62同侧的 分膜杆固定座9-65通过螺钉与齿形带9-70固定连接。贴膜结束后，分膜杆9-66在分膜电 机9-62的带动下由吸附平台的一侧移动到另一侧，将废膜和贴好的胶膜分离。
[0068] 如图20所示，所述贴膜装置还包括摆杆装置9-8 ;摆杆装置9-8包括摆杆连杆 9-82、摆杆限位弯板9-83、摆杆上限位位置传感器9-85、摆杆下限位位置传感器9-86、摆杆 9-84、复位拉簧9-87、拉簧固定柱9-88 ;摆杆连杆9-82通过连杆轴9-81与立板9-1连接， 摆杆限位弯板9-83与摆杆连杆9-82的一端固定装配，摆杆连杆9-82可绕连杆轴9-81转 动；摆杆9-84与摆杆连杆9-82的另一端固定装配；摆杆上限位位置传感器9-85和摆杆下 限位位置传感器9-86分别固定在立板9-1上摆杆限位弯板9-83的上位限位位置和下限位 位置；拉簧固定柱与立板固定连接，复位拉簧一端与拉簧固定柱连接，另一端与摆杆连杆连 接。
[〇〇69] 所述上料平台装置、吸附平台和贴膜装置不限于上述实施方式，上料平台装置还 可以仅使用X向限位块、Y限位块对不锈钢基片进行限位对准；吸附平台可以采用现有技术 的磁性吸附平台或者其他结构形式的真空吸附平台替代。贴膜装置还可以采用现有技术 中多种形式的贴膜装置。贴膜装置中的放膜轮9-2,隔离膜收膜轮9-3,压膜装置9-4,切膜 装置9-5,分膜装置9-6,废膜收膜轮9-7也可以分别通过单独的支撑座固定于平台基座1 上。这些组成部分在立板上所处的位置也不限于如图1所示的方式，压膜装置9-4,切膜装 置9-5,分膜装置9-6,废膜收膜轮9-7还可以按照从左到右的顺序依次安装在立板上吸附 平台的上方。
【权利要求】
1. 一种不锈钢芯片激光切割设备，其特征在于包括平台基座（1)、上料平台装置（2)、 初定位相机（33)、上料基座（4)、上料机械手（5)、精定位相机￠3)、吸附平台（7)、激光器 切割系统（8)，贴膜装置（9);所述上料平台装置（2)通过Y向直线运动机构安装在平台基 座（1)上，可在平台基座（1)上作Y向直线运动；初定位相机（33)安装固定于上料平台装 置（2)的上方；上料基座（4)固定在平台基座（1)上，上料机械手（5)安装在上料基座（9) 上，可在上料基座（9)上作X向和Z向直线运动；精定位相机（63)安装于吸附平台（7)的 上方；吸附平台（7)通过X向直线运动机构、Y向直线运动机构和旋转运动机构安装在平台 基座⑴上，可在平台基座⑴作X向、Z向直线运动和旋转运动；激光器切割系统⑶和 贴膜装置（9)固定在平台基座（1)上，激光器切割系统（8)的激光切割头位于吸附平台的 上方。
2. 根据权利要求1所述的不锈钢芯片激光切割设备，其特征在于所述上料平台装置 (2)包括支架（2-21)，上料平台（2-22)，X向限位块（2-23)，Y向限位块（2-24);支架（2-21) 通过Y向直线运动机构安装在平台基座（1)上，可在平台基座（1)上作Y向直线运动；上料 平台（2-22)固定在支架（2-21)上，其X向的一个边上安装X向限位块（2-23)，Y向的一个 边上安装Y向限位块（2-24)。
3. 根据权利要求2所述的不锈钢芯片激光切割设备，其特征在于所述上料平台装置 (2)还包括X向光电传感器（2-25)，Y向光电传感器（2-27) ;X向光电传感器（2-25)与安 装在上料平台（2-22)的X向的一个边上，Y向光电传感器（2-27)安装在相邻的Y向的一 个边上。
4. 根据权利要求3所述的不锈钢芯片激光切割设备，其特征在于所述X向限位块 (2-23)和X向光电传感器（2-25)安装在上料平台（2-22)的同一个X向的边上，Y向限位 块（2-24)和Y向光电传感器（2-27)安装在同一个Y向的边上；上料平台（2-22)的其余两 个边带有缺口（2-31、2-32)。
5. 根据权利要求2所述的不锈钢芯片激光切割设备，其特征在于所述上料平台（2-22) 上带有垂直方向的真空孔（2-29)，真空孔（2-29)下部安装气管接头（2-30)。
6. 根据权利要求1所述的不锈钢芯片激光切割设备，其特征在于所述上料机械手（5) 包括机械手X向直线运动机构，机械手Z向直线运动机构，吸爪连接座（5-41)，吸爪固定 座（5-42)，气管接头（5-43)和上料吸爪（5-44);机械手X向直线运动机构的固定部件安 装在上料基座（4)上，机械手Z向直线运动机构安装固定在机械手X向直线运动机构的可 动部件上；吸爪固定座（5-42)通过吸爪连接座（5-41)固定在机械手Z向直线运动机构的 可动部件上；吸爪固定座（5-42)的四个角和中央各安装一个气管接头（5-43)，各气管接头 (5-43)下端固定有上料吸爪（5-44)。
7. 根据权利要求1所述的不锈钢芯片激光切割设备，其特征在于所述吸附平台（7)包 括：吸附平台过渡连接板（7-02)，吸盘连接座（7-03)，位于真空吸盘外围的方环形吸盘盖 板（7-04)，真空吸盘（7-05)，吸盘上密封圈（7-07)，吸盘下密封圈（7-08);吸附平台过渡连 接板（7-02)通过吸附平台底座（7-01)与旋转运动机构的可动部件（7-17)固定连接；吸附 平台过渡连接板（7-02)上加工有螺纹孔，旋转气管接头（7-06)与该螺纹孔连接；吸盘连 接座（7-03)位于吸附平台过渡连接板（7-02)之上，吸附平台过渡连接板（7-02)的顶面带 有凸环（7-022)，该凸环（7-022)嵌入吸盘连接座（7-03)底部的凹陷部分并与该凹陷部分 的底面构成空腔（7-021);在空腔（7-021)的外围两者接合面处由吸盘下密封圈（7-08)密 封；所述吸盘连接座（7-03)的上表面中间部分加工有相互交错的气道（7-032)，外围部分 为平面；真空吸盘（7-05)位于吸盘连接座（7-03)之上，其下表面的加强筋（7-051)支撑 于吸盘连接座（7-03)的上表面；吸盘连接座（7-03)和真空吸盘（7-05)的四周接合面处 通过吸盘上密封圈（7-07)密封；吸盘连接座（7-03)上分布有多个将气道（7-032)与空腔 (7-021)连通的真空孔（7-031);真空吸盘（7-05)的上端面加工有网格状沟槽（7-053)，将 整个真空吸盘（7-05)的上端面分割成行列排布的方块（7-052)，各方块（7-052)处加工有 垂直方向的吸附透孔（7-054);吸盘盖板（7-04)与吸盘连接座（7-03)的外围部分连接，连 接后吸盘盖板（7-04)的上端面低于真空吸盘（7-05)的上端面。
8. 根据权利要求1所述的不锈钢芯片激光切割设备，其特征在于所述贴膜装置包括 立板（9-1)，放膜轮（9-2)，隔离膜收膜轮（9-3)，压膜装置（9-4)，切膜装置（9-5)，分膜 装置（9-6)，废膜收膜轮（9-7);立板（9-1)固定在平台基座（1)上；放膜轮（9-2)安装在 立板（9-1)上，可在立板（9-1)上旋转；隔离膜收膜轮（9-3)安装在立板（9-1)上，可在 立板（9-1)上旋转，并且隔离膜收膜轮（9-3)通过联动机构与放膜轮（9-2)连接；压膜装 置（9-4)位于吸附平台（7)的X向运动路径的上方，当吸附平台沿X方向移动时压膜装置 (9-4)的压膜轮可由吸附平台（7)上滚过将放膜轮（9-2)放出的胶膜粘贴于吸附平台上的 工件上；切膜装置（9-5)位于吸附平台（7)的X向运动路径的上方，贴膜完成后切膜装置 (9-5)的切刀可在吸附平台上水平旋转；分膜装置（9-6)的位于平台基座（1)上，其中的 分膜杆（9-66)可沿X向运动经由吸附平台（7) -侧的上方至另一侧的上方；废膜收膜轮 (9-7)安装在立板（9-1)上，且其转轴与旋转驱动机构连接。
9. 根据权利要求8所述的不锈钢芯片激光切割加工与贴膜装置，其特征在于所述压膜 装置（9-4)包括压膜轮（9-44)和压膜升降机构，压膜轮（9-44)安装在压膜升降机构上。
10. 根据权利要求9所述的不锈钢芯片激光切割加工与贴膜装置，其特征在于所述压 膜升降机构为压膜气缸（9-42)，其缸体通过固定横梁（9-41)安装固定在立板（9-1)上，活 塞下端固定压膜轮支撑座（9-43);压膜轮（9-44)通过弹性连接机构安装在压膜轮支撑座 (9-43)的下方。
11. 根据权利要求8所述的不锈钢芯片激光切割加工与贴膜装置，其特征在于所述切 膜装置（9-5)包括切刀（9-59)，切刀旋转梁（9-56)，切刀垂直运动机构，切刀水平旋转驱动 机构；切刀（9-59)安装在切刀旋转梁（9-56)上，切刀旋转梁（9-56)安装在切刀垂直运动 机构上，并通过传动机构与水平旋转驱动机构连接。
12. 根据权利要求11所述的不锈钢芯片激光切割加工与贴膜装置，其特征在于所述切 刀垂直运动机构包括切膜汽缸（9-51)，切膜横梁（9-52);切膜汽缸（9-51)的缸体固定在立 板（9-1)上，切膜横梁（9-52)安装固定在切膜汽缸（9-51)的活塞下端；切刀水平旋转驱动 机构包括切膜电机（9-54)，切膜电机固定座（9-53)，切刀旋转轴（9-55);切膜电机（9-54) 通过切膜电机固定座（9-53)安装固定在切膜横梁（9-52)上，切刀旋转轴（9-55)安装在 切膜横梁（9-52)上，切膜电机（9-54)输出轴通过传动机构与切刀旋转轴（9-55)连接；切 刀旋转梁（9-56)的一端与切刀旋转轴（9-55)固定连接，切刀（9-59)安装在切刀旋转梁 (9-56)的另一端。
13. 根据权利要求11或12所述的不锈钢芯片激光切割加工与贴膜装置，其特征在于 所述切膜装置（9-5)还包括切刀调节座（5-57)、切刀固定座（9-58);切刀调节座（5-57)安 装在切刀旋转梁（9-56)的远离切刀旋转轴（9-55)的一端，可在切刀旋转梁（9-56)上移 动；切刀固定座（9-58)安装固定在切刀调节座（5-57)上；切刀（9-59)安装在切刀固定座 (9-58)上，可在切刀固定座（9-58)上旋转。
14. 根据权利要求8所述的不锈钢芯片激光切割加工与贴膜装置，其特征在于所述分 膜装置（9-6)包括分膜杆（9-66)，分膜X向运动机构；分膜杆（9-66)沿Y向放置并安装在 分膜X向运动机构上，可在分膜X向运动机构带动下由吸附平台（7)上方经过。
15. 根据权利要求14所述的不锈钢芯片激光切割加工与贴膜装置，其特征在于所述 分膜X向运动机构包括分膜电机（9-62)、分膜电机固定座（9-61)、导轨固定座（9-63)、直线 导轨（9-64)，分膜杆固定座（9-65);分膜电机（9-62)通过分膜电机固定座（9-61)安装在 立板（9-1)上；两个直线导轨（9-64)分别通过导轨固定座（9-63)安装固定在立板（9-1)的 两侧；两个分膜杆固定座（9-65)位于立板两侧且分别通过滑轨副与两个直线导轨（9-64) 连接；立板（9-1)上加工有作为分膜杆滑道的长条形孔（9-67);分膜杆（9-66)由该长条形 孔（9-67)中穿过，其位于立板（9-1)两侧的部分分别通过轴承与两个分膜杆固定座（9-65) 连接；分膜电机（9-62)的输出轴上固定的主动带轮（9-68)通过齿形带（9-70)与安装在立 板上的被动带轮（9-69)连接，与分膜电机（9-62)同侧的分膜杆固定座（9-65)通过螺钉与 齿形带（9-70)固定连接。
16. 根据权利要求8所述的不锈钢芯片激光切割加工与贴膜装置，其特征在于所述 贴膜装置还包括摆杆装置（9-8);摆杆装置（9-8)包括摆杆连杆（9-82)、摆杆限位弯板 (9-83)、摆杆上限位位置传感器（9-85)、摆杆下限位位置传感器（9-86)、摆杆（9-84)、复位 弹簧（9-87)、拉簧固定柱（9-88);摆杆连杆（9-82)通过连杆轴（9-81)与立板（9-1)连接， 摆杆限位弯板（9-83)与摆杆连杆（9-82)的一端固定装配，摆杆连杆（9-82)可绕连杆轴 (9-81)转动；摆杆（9-84)与摆杆连杆（9-82)的另一端固定装配；摆杆上限位位置传感器 (9-85)和摆杆下限位位置传感器（9-86)分别固定在立板（9-1)上摆杆限位弯板（9-83)的 上位限位位置和下限位位置；拉簧固定柱（9-88)与立板（9-1)固定连接，复位拉簧（9-87) 一端与拉簧固定柱（9-88)连接，另一端与摆杆连杆（9-82)连接。
【文档编号】B23K26/38GK104084697SQ201410300913
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】张德龙, 吴玉彬, 黄波, 王忠生, 刘轩, 郑福志, 田玉鑫, 金钊, 张男男 申请人:长春光华微电子设备工程中心有限公司