一种基板激光切割机用夹具的制作方法

[0001]
本发明属于激光加工技术领域，具体为一种基板激光切割机用夹具。


背景技术：

[0002]
现常用的led基板包括铝基板与铜基板，而对这些基板的加工方法有：锣机加工、冲压加工及激光加工。其中，激光加工是近几年才开始普及的加工方法。由于激光加工铝基板、铜基板精度高、边缘齐整、效率快，特别适合用来加工中高端的基板、铜基板。
[0003]
而目前在激光切割铝基板、铜基板中，常用的夹具有：
[0004]
一种是把铝基板、铜基板通过插入的方式，安装在上下夹具钳口之间，通过手动或气动的方式夹紧；使整面待激光切割区域铝基板、铜基板悬空。该夹具的缺点在于：1)铝基板、铜基板通过插入的方式安装在上下钳口之间，上料、下料费时，且容易磨损材料，不利于提高生产效率；2)由于整面待激光切割区域铝基板、铜基板悬空，在激光切割过程中，由于重力的作用，已经被激光切割掉的铝基板、铜基板由于没有支撑会因掉落在料框里而被撞坏，造成不良品；3)由于夹具夹持时，基板中间悬空，当基板被激光切割到一定程度时，由于基板没有支撑，在重力作用下基板容易变形，造成加工出不良品，不利于基板质量管控。
[0005]
另一种是根据待切割铝基板、铜基板的加工的轨迹，设计与轨迹仿形的夹具；即需要激光切割行走轨迹处镂空，留出的镂空沟槽用来排泄切割产生的熔渣，同时不需要激光切割区域设置吸附孔吸附基板。这种夹具加工出的基板精度高、稳定性好。但该夹具普遍具体如下缺点：设计仿形夹具，夹具成本高；并且一套夹具只能加工一种外形尺寸的基板，即不同基板都必须有相对应的专用夹具，从成本角度考虑，不适合基板的打样、小批量加工。
[0006]
因此，为了克服上述缺点，本发明一种基板激光切割机用夹具。


技术实现要素：

[0007]
为解决上述背景技术中的问题，本发明提供一种基板激光切割机用夹具，该夹具结构简单、生产制造成本较低，同时，减少人力成本，提高产品品质，保证产品稳定性。
[0008]
本发明采用以下技术方案：一种基板激光切割机用夹具，其包括安装在切割平台上的平行设置的第一滑轨与第二滑轨、用于夹紧所述基板的两个相对设置的基板夹紧装置、以及安装在所述基板夹紧装置底部的基板支撑装置，所述基板夹紧装置的两端分别滑动安装在所述第一滑轨与第二滑轨上。
[0009]
其中，所述基板夹紧装置包括两端分别滑动安装在所述第一滑轨与第二滑轨上的夹具安装板、安装在所述夹具安装板顶部的定钳口体、安装在所述夹具安装板一侧的旋转气缸、以及安装在所述旋转气缸输出端的动钳口体，在所述定钳口体上开设有若干用于配合所述动钳口体的槽口。
[0010]
进一步的，在所述定钳口体的内侧向下凹陷形成用于支撑所述基板的台阶。
[0011]
进一步的，在所述动钳口体靠近所述基板侧的上表面开设斜切口。
[0012]
进一步的，在夹具安装板的外侧开设长条形凹槽，并在所述凹槽上开设若干沿所
述凹槽长度方向设置的连接孔，所述旋转气缸通过气缸安装板安装在对应的连接孔上。
[0013]
进一步的，在夹具安装板的两端分别安装滑块，所述滑块分别滑动安装在所述第一滑轨与第二滑轨上；在所述滑块的一侧安装有用于限制所述滑块滑移的锁紧机构。
[0014]
进一步的，所述基板支撑装置包括固定安装在所述夹具安装板底部的环形框架体、安装在所述环形框架体上的若干间隔设置的顶柱支撑板、以及安装在所述顶柱支撑板上的顶柱组件；所述顶柱支撑板的安装位置可调。
[0015]
进一步的，在所述夹具安装板与所述环形框架体连接处的内侧设有用于保护所述基板夹紧装置的挡板。
[0016]
进一步的，在所述环形框架体底部一侧安装有第一底板，在所述环形框架体底部另一侧安装有第二底板，所述第一底板与第二底板沿所述第一滑轨长度方向相对设置；在所述第一底板与第二底板的内侧分别开设有若干安装孔，形成一一对应的安装孔组，并在部分所述安装孔组处安装所述顶柱支撑板。
[0017]
进一步的，所述顶柱组件包括安装在所述顶柱支撑板上的顶柱底座、以及安装在所述顶柱底座顶部的顶柱，所述顶柱与所述顶柱底座螺纹连接。
[0018]
进一步的，所述顶柱底座的顶部呈子弹头状，且所述子弹头状的小口端设置在靠近所述顶柱侧。
[0019]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0020]
1)本发明中该基板激光切割机用夹具，相对设置的两基板夹紧装置与滑轨间滑动连接，可通过推动夹具安装板，调节两基板夹紧装置间的相对距离，有利于夹持大小不同的基板，提高该夹具的使用范围。通过旋转气缸控制动钳口体夹紧固定基板，便于上下料操作，提高了工作效率。同时，在定钳口体上开设用于配合动钳口体的槽口，利于动钳口体下压时压设在基板上；该动钳口体的夹紧位置一致，便于实现对基板的精准切割。此外，本发明中的该基板激光切割机用夹具，主要用于pcb行业中，对各种铝基板、铜基板等金属基板进行激光切割、钻孔时，对被加工的金属基板进行夹持，夹持的稳定性好；且该夹具结构简单、生产制造成本较低，同时，减少人力成本，提高产品品质，保证产品稳定性。
[0021]
2)在动钳口体上开设斜切口，使得该动钳口体的前端呈倾斜的扁口状，这样既可避免与激光切割头产生干涉，又能增大基板的受压面积，从而可以更好地压紧基板。
[0022]
3)在凹槽上开设若干连接孔，使用者可依据基板的长度调整旋转气缸的安装位置，有利于夹持大小不同的基板，提高该夹具的使用范围，同时，采用连接孔的连接方式，便于旋转气缸的调节。
[0023]
4)该环形框架体形成环状封闭结构，防止切割过程中气体和粉尘的外流，有利于排料口收集废料。
[0024]
5)顶柱底座顶部呈子弹头状，防止激光切割基板产生的熔渣堆积在顶柱底座上，有利于熔渣废料的掉落。
附图说明
[0025]
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其它附图。
[0026]
图1为本发明基板激光切割机用夹具的结构示意图(一)；
[0027]
图2为图1中的局部放大图；
[0028]
图3为本发明基板激光切割机用夹具的结构示意图(二)；
[0029]
图4为图3中a处的局部放大图；
[0030]
图5为本发明基板激光切割机用夹具的结构示意图(三)；
[0031]
图6为图5中b处局部放大图；
[0032]
图7为本发明基板激光切割机用夹具的结构示意图(四)；
[0033]
图8为图7的底部结构示意图；
[0034]
图9为切割平台结构示意图；
[0035]
图10为基板激光切割机用夹具安装使用状态立体图；
[0036]
图11为设置在基板激光切割机用夹具底部的漏斗的结构示意图；
[0037]
其中：切割平台1、第一滑轨10、第二滑轨11、防撞块12；
[0038]
基板夹紧装置2、夹具安装板20、凹槽201、定钳口体21、槽口211、台阶212、旋转气缸22、动钳口体23、换向阀24、气缸安装板25、滑块26、锁紧机构27、夹板271、锁紧连接板272、旋转把手273；防护罩28；
[0039]
基板支撑装置3、环形框架体30、第一底板301、第二底板302、顶柱支撑板31、顶柱组件32、顶柱底座321、顶柱322；
[0040]
挡板4。
具体实施方式
[0041]
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
[0042]
下面结合附图1至附图11以及具体实施例，详细论述本发明：
[0043]
如图1至11所示，一种基板激光切割机用夹具，其包括安装在切割平台1上的平行设置的第一滑轨10与第二滑轨11、用于夹紧所述基板的两个相对设置的基板夹紧装置2、以及安装在所述基板夹紧装置2底部的基板支撑装置3，所述基板夹紧装置2的两端分别滑动安装在所述第一滑轨10与第二滑轨11上。具体的，所述基板夹紧装置2设置两个且结构相同，分别为第一基板夹紧装置2与第二基板夹紧装置2，确保第一基板夹紧装置2与第二基板夹紧装置2二者设置在同一水平面上；第一基板夹紧装置2的一端与第一滑轨10滑动连接，另一端则与第二滑轨11滑动连接；第二基板夹紧装置2的一端与第一滑轨10滑动连接，另一端则与第二滑轨11滑动连接；且第一基板夹紧装置2与第二基板夹紧装置2平行设置，同时，第一基板夹紧装置2的长度方向与第一滑轨10的长度方向相垂直。需要说的，本发明中的第一滑轨10与第二滑轨11可用导向轴+直线轴承+轴承支座的形式进行替换；还可将相对设置的两基板夹紧装置2与滑轨间滑动连接，并通过推动夹具安装板20，调节两基板夹紧装置2间的相对距离的技术方案替换为：采用伺服电机+丝杆的驱动方式，自动调整两基板夹紧装置2间的距离；其它结构由本领域技术人员进行适应性调整即可，此处不再赘述。
[0044]
其中，所述基板夹紧装置2用于在激光切割时夹紧固定基板，其包括两端分别滑动安装在所述第一滑轨10与第二滑轨11上的夹具安装板20、安装在所述夹具安装板20顶部的定钳口体21、安装在所述夹具安装板20一侧的旋转气缸22、以及安装在所述旋转气缸22输出端的动钳口体23，通过该旋转气缸22驱动动钳口体23的动作；本发明中对旋转气缸22与动钳口体23间的具体连接方式不做限定，只要实现二者间的固定连接即可；如本实施例中，该动钳口体23通过螺钉固定安装在旋转气缸22的输出端上。本发明中对旋转气缸22与动钳口体23的数量也不做具体限定，本领域技术人员依据实际需要自行设计即可；如本实施例中，每一个基板夹紧装置2上均设置三个旋转气缸22与动钳口体23。同时，在所述定钳口体21上开设有若干用于配合所述动钳口体23的槽口211，对应的，将动钳口体23安装在定钳口体21上开设的槽口211处，本发明中对槽口211的开设大小、以及开设数量等均不做具体限定，本领域技术人员依据实际情况自行设计即可。具体的，还可在该夹具安装板20的一端安装换向阀24，并通过换向阀24控制旋转气缸22与动钳口体23的动作；如本实施例中，上料时，拨动换向阀24，旋转气缸22带动动钳口体23伸出，然后顺时针旋转(或逆时针旋转)90度，进行上料操作；完成上料后，再次拨动换向阀24，此时旋转气缸22会带动动钳口体23回转至初始角度，并下压在基板上，从而压紧基板。需要说明的，本发明中基板夹紧装置2设置两个且相对设置，在两侧的夹具安装板20上均安装对应的旋转气缸22、换向阀24、动钳口体23等，故一侧的动钳口体23逆时针旋转，另一侧的则应顺时针旋转。
[0045]
该基板激光切割机用夹具在使用时，需先安装在切割平台1，在本实施例中，该切割平台1是由大理石材料制成的平台，在该切割平台1的中部开设方形凹槽，如图9所示，并在该凹槽处开设若干规则设置的螺纹孔，用于基板激光切割机用夹具的固定安装。并在该基板激光切割机用夹具的底部安装漏斗，如图11所示。同时，在切割平台1的顶部一侧安装支撑板，在激光切割时，该支撑板用于支撑基板。
[0046]
本发明中该基板激光切割机用夹具的大致工作过程为：首先，依据基板宽度的大小调整相对设置的两基板夹紧装置2间距；接着，上料时，控制旋转气缸22带动动钳口体23伸出，沿顺时针旋转(或逆时针旋转)90度后，进行上料操作，完成上料后，控制旋转气缸22带动动钳口体23回转至初始角度，并下压在基板上，从而压紧基板；其次，对基板进行激光切割，切割完成后，继续控制旋转气缸22带动动钳口体23工作，完成下料操作。
[0047]
本发明中该基板激光切割机用夹具，相对设置的两基板夹紧装置2与滑轨间滑动连接，可通过推动夹具安装板20，调节两基板夹紧装置2间的相对距离，有利于夹持大小不同的基板，提高该夹具的使用范围。通过旋转气缸22控制动钳口体23夹紧固定基板，便于上下料操作，提高了工作效率。同时，在定钳口体21上开设用于配合动钳口体23的槽口211，利于动钳口体23下压时压设在基板上；该动钳口体23的夹紧位置一致，便于实现对基板的精准切割。此外，本发明中的该基板激光切割机用夹具，主要用于pcb行业中，对各种铝基板、铜基板等金属基板进行激光切割、钻孔时，对被加工的金属基板进行夹持，夹持的稳定性好；且该夹具结构简单、生产制造成本较低，同时，减少人力成本，提高产品品质，保证产品稳定性。
[0048]
进一步的，在所述定钳口体21的内侧向下凹陷形成用于支撑所述基板的台阶212，该台阶212在上料时起支撑基板的作用。同时，该定钳口体21为长条状，安装在夹具安装板20的顶部，该定钳口体21由电木板制作形成，耐磨与耐高温性能好。
[0049]
进一步的，在所述动钳口体23靠近所述基板侧的上表面开设斜切口，使得该动钳口体23的前端呈倾斜的扁口状，这样既可避免与激光切割头产生干涉，又能增大基板的受压面积，从而可以更好地压紧基板。同时，该动钳口体23安装在旋转气缸22的输出端，并位于定钳口体21的槽口211处；该动钳口体23由电木板制作形成，耐磨与耐高温性能好。
[0050]
进一步的，在夹具安装板20的外侧开设长条形凹槽201，并在所述凹槽201上开设若干沿所述凹槽201长度方向设置的连接孔，所述旋转气缸22通过气缸安装板25安装在对应的连接孔上。具体的，该气缸安装板25呈“l”型，该气缸安装板25的第一连接端通过连接孔安装在夹具安装板20上，第二连接端则用于安装旋转气缸22。在凹槽201上开设若干连接孔，使用者可依据基板的长度调整旋转气缸22的安装位置，有利于夹持大小不同的基板，提高该夹具的使用范围，同时，采用连接孔的连接方式，便于旋转气缸22的调节。需要说明的，本发明中，可将旋转气缸22依靠连接孔进行位置调节的技术方案替换为：滑轨或导向轴滑动调节，其它结构由本领域技术人员进行适应性调整即可，此处不再赘述。
[0051]
进一步的，在夹具安装板20的两端分别安装滑块26，所述滑块26分别滑动安装在所述第一滑轨10与第二滑轨11上；并在所述滑块26的一侧安装有用于限制所述滑块26滑移的锁紧机构27。当滑块26滑移至合适的位置后，通过该锁紧机构27锁紧固定该滑块26，限制滑块26的移动，进而实现夹具安装板20的锁紧固定，使得在切割基板时，基板在水平方向上不受力或受力很小。具体的，本发明中对锁紧机构27的具体结构不做限定，只要能锁紧固定该滑块26即可，如本实施例中，该锁紧机构27包括安装在滑块26一侧的夹板271、安装在夹板271顶部的锁紧连接板272、以及垂直安装在锁紧连接板272开口处的旋转把手273；该夹板271套设在第一滑轨10或第二滑轨11上，该夹板271的截面形状与滑轨的截面形状相匹配；该旋转把手273可以为顶丝或顶紧螺丝等。当拧紧旋转把手273时，该旋转把手273的底端顶紧该夹板271，该夹板271受力夹紧对应的第一滑轨10或第二滑轨11，使得滑块26无法滑动，从而锁定两夹具安装板20间的距离；拧松旋转把手273时，夹板271可与滑块26一起在滑轨上滑行。此外，还可以在第一滑轨10与第二滑轨11的两端分别安装防撞块12，用于限制滑块26的滑移，避免滑出滑轨。
[0052]
进一步的，所述基板支撑装置3，激光切割时，用于支撑基板；其包括固定安装在所述夹具安装板20底部的环形框架体30、安装在所述环形框架体30上的若干间隔设置的顶柱支撑板31、以及安装在所述顶柱支撑板31上的顶柱组件32；所述顶柱支撑板31的安装位置可调，用于支撑顶柱组件32，并在相邻的两顶柱支撑板31间空隙处形成排料口，用于熔渣、废料以及小成品件的排出。具体的，环形框架体30包括若干边框，相邻的所述边框间首尾相连，形成所述环形框架体30，形成环状封闭结构，防止切割过程中气体和粉尘的外流，有利于排料口收集废料。本发明中实现顶柱支撑板31的安装位置可调的方式有多种，如本实施例，如图8所示，在所述环形框架体30底部一侧安装有第一底板301，在所述环形框架体30底部另一侧安装有第二底板302，所述第一底板301与第二底板302沿所述第一滑轨10长度方向相对设置；在所述第一底板301与第二底板302的内侧分别开设有若干安装孔，形成一一对应的安装孔组，并在部分所述安装孔组处安装所述顶柱支撑板31；本实施例中该安装孔为螺纹安装孔，方便顶柱支撑板31的更换，节约生产成本。同时，使用者可依据实际需要选择顶柱支撑板31的安装位置，控制相邻的两顶柱支撑板31间的空隙以及顶柱组件32的安装位置，故排料口大小可依据顶柱组件32中顶柱安装位置以及顶柱支撑板31的安装位置进行
柔性调节，更方便熔渣的掉落，也在一定程度上保护了因激光切割导致脱落的基板。本发明中为实现顶柱支撑板31的安装位置可调，还可采用滑轨或导向轴滑动调节方式；还可在第一底板301与第二底板302的内侧开设长条形孔，便于顶柱支撑板31安装位置的调节。
[0053]
进一步的，在所述夹具安装板20与所述环形框架体30连接处的内侧设有用于保护所述基板夹紧装置2的挡板4；该挡板4为钣金件，用来防止激光切割产生的高温熔渣溅到夹具安装板20上，起保护作用。同理，可以在夹具安装板20上安装用于保护旋转气缸22、换向阀24以及气管的防护罩28，起防尘、保护作用，避免旋转气缸22、换向阀24以及气管等被激光切割产生的熔渣腐蚀。
[0054]
进一步的，所述顶柱组件32包括安装在所述顶柱支撑板31上的顶柱底座321、以及安装在所述顶柱底座321顶部的顶柱322，所述顶柱322与所述顶柱底座321螺纹连接，对顶柱322的支撑高度能进行有效地调节，保证顶柱322的上平面与两边夹具安装板20的平面处于同一高度。具体的，该顶柱322采用碳钢材料制成，安装在顶柱支撑板31上，用来支撑基板，保证基板的平面度。该顶柱底座321的顶部呈子弹头状，且所述子弹头状的小口端设置在靠近所述顶柱322侧；防止激光切割基板产生的熔渣堆积在顶柱底座321上，有利于熔渣废料的掉落。需要说明的，本发明中对顶柱底座321与顶柱支撑板31间的连接方式不做具体限定；但优选的，顶柱底座321采用碳钢材料制成，顶柱支撑板31采用钢材制成，该顶柱底板321通过磁铁与顶柱支撑板31连接，可以根据切割的图形需要来摆放顶柱322位置，柔性布置顶柱322支撑基板，能防止基板在激光切割时变形，保证加工质量。
[0055]
以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。