CN109530932A - 一种指纹模组激光切割机 - Google Patents

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Abstract

本发明型涉及一种指纹模组激光切割机，包括机箱，它包括设于机箱内的底座以及设于底座上方、并位于机箱相对两侧的上料装置和下料装置。底座上表面中心设有Y轴滑动机构，两个支杆分别垂直设于Y轴滑动机构两侧，横梁设于两个支杆上、且横梁上设有X轴驱动装置以及切割组件，X轴驱动装置可驱动切割组件沿X轴方向移动。Y轴滑动机构上设有Z轴升降装置、且Y轴滑动机构可带动所述Z轴升降装置沿着Y轴方向移动。Z轴升降装置上架设有传送切割平台，传送切割平台用于传送待加工料片并将其传送至相应的位置进行切割加工，Z轴升降装置用以调节所述传送切割平台的高度。本发明效率高，切割精度高，速度快，且能够提高生产效率。

Description

一种指纹模组激光切割机
技术领域
本发明涉及激光切割机，特别是一种指纹模组激光切割机。
背景技术
随着科学技术的发展，将各类生物识别模组开始集成到手机中，使手机个人信息保护及移动支付更加安全，使用也更加便捷。指纹识别模组成为了各大品牌手机旗舰机型的标志。指纹识别功能虽好，却一直没有普及。其主要问题来自其生产上存在外形成型困难、良率低等问题。这类问题一直困扰着、制约着指纹识别模组厂的发展。
指纹识别模组激光切割机是专为指纹识别模组生产商开发的精密激光设备，可按照设计数据，在片料上直接进行切割。目前的指纹识别模组激光切割机只能单向移动切割，效率低，精度小，很难实现多方位的切割。并且切割过程中产生的粉尘会对工作环境的污染，影响激光发生器切割加工的精度，降低切割的效率，进而出现切割精度不高、响应速度慢、容易产生误差、损害激光发生器等一系列问题。
发明内容
本发明的目的是可以有效克服上述问题，提供一种效率高，切割精度高，速度快，并且由三轴联动机构驱动能够实现多方位切割工作的指纹模组激光切割机。
本发明的目的是这样实现的：提供一种指纹模组激光切割机，包括机箱，它包括设于机箱内的底座以及设于底座上方、并位于机箱相对两侧的上料装置和下料装置；所述底座上表面中心设有Y轴滑动机构，所述Y轴滑动机构上方设有支架，所述支架括两个支杆及一横梁，两个支杆分别垂直设于Y轴滑动机构两侧，横梁设于两个支杆上、且横梁上设有X轴驱动装置以及切割组件，所述X轴驱动装置可驱动切割组件沿X轴方向移动；所述Y轴滑动机构上设有Z轴升降装置、且Y轴滑动机构可带动所述Z轴升降装置沿着Y轴方向移动；所述Z轴升降装置上架设有传送切割平台，所述传送切割平台用于传送待加工料片并将其传送至相应的位置进行切割加工，Z轴升降装置用以调节所述传送切割平台的高度。
上述结构中，所述Y轴滑动机构包括Y轴电机、Y轴丝杆及Y轴螺母座；所述Y轴电机通过Y轴联轴器与Y轴丝杆连接，Y轴螺母座安装在Y轴丝杆上且可在Y轴丝杆上移动；所述Z轴升降装置包括升降台板以及驱动所述升降台板升降的Z轴驱动机构；所述Z轴驱动机构包括水平连接座、Z轴电机、Z轴丝杆、Z轴联轴器、Z轴螺母座以及Z轴滑轨；所述水平连接座安装在Y轴螺母座并可通过Y轴螺母座沿Y轴滑轨滑动；所述Z轴电机、Z轴滑轨安装在水平连接座，Z轴电机通过Z轴联轴器与Z轴丝杆连接，Z轴螺母座安装在Z轴丝杆上且可在Z轴丝杆上移动。
上述结构中，所述水平连接座与Z轴滑轨相邻的两侧设有侧板，两个侧板相对的内面分别开设有安装槽；所述Z轴螺母座上设有滑座，所述滑座上设有精密轴承；所述升降台板底部端面设有斜块，所述斜块置于精密轴承上方且斜块的斜面与所述精密轴承滚动接触；升降台板底部两侧设有滑板，所述滑板对称分布在斜块的两侧，所述滑板的两端分别设有交叉滚珠轴承，所述滑板通过两端的交叉滚珠轴承可滑动地安装于所述侧板的安装槽内并可沿安装槽上下滑动。
上述结构中，所述传送切割平台包括设于升降台板上的固定板以及设于固定板上的固定侧板及调整侧板；所述固定侧板及调整侧板前后对置地安装在固定板上，固定侧板及调整侧板相对的两侧分别设有传送带及传送轮，所述传送带分别绕接于所述传动轮上、且所述传送带上方设有传送板，传送带可带动所述传动板在传动带上移动；两个的传动轮通过六角钢连接，固定板底部靠近调整侧板的一侧设传送电机，所述传送电机与靠近调整侧板一侧的传动轮通过齿轮或带传动。
上述结构中，所述传送切割平台还包括档料气缸、定位气缸、出料气缸、针型气缸；所述档料气缸、定位气缸分别安装于固定侧板及调整侧板相对的两侧，且两侧的档料气缸、定位气缸分别向上设置；所述出料气缸水平安装于调整侧板外侧、且出料气缸上的出料推杆安装有所述针型气缸；所述针型气缸朝向所述传送板的方向设置，针型气缸上的顶针可沿所述调整侧板所开设的导槽滑动；针型气缸连接在出料气缸上，针型气缸上的顶针通过出料气缸能够在导槽内往复滑动。
上述结构中，所述切割组件包括激光器及飞行光路机构；所述激光器设于横梁顶部、用于发射激光光束，激光器发射出的激光光在所述飞行光路机构中形成独立的光路，所述光路上还设有风琴防护罩，所述风琴防护罩用于保护所述光路通道内的洁净，使激光光束通过光路通道时不会受到干扰而发生故障。
上述结构中，所述飞行光路机构包括依次反射激光光束的第一激光反射镜、第二激光反射镜、第三激光反射镜、振镜及场镜；第一反射镜设于激光器的出光口位置且第一反射镜与激光器之间设有扩束器；第二激光反射镜设于第一激光反射镜下方且与Y轴平行；第三激光反射镜与第二激光反射镜相邻、且与X轴平行；所述振镜及场镜安装在X轴滑动机构上、且振镜与第三激光反光镜一一对应；所述风琴防护罩设于第三激光反射镜与振镜之间。
上述结构中，所述上料装置包括设于机箱右侧侧壁的上料口、垂直设置于底座右侧的上料安装板、设于所述上料安装板上的垂直滑动机构以及卡塞，垂直滑动机构能够带动卡塞沿垂直方向运动；所述下料装置包括设于机箱侧壁的下料口、垂直设置在底座左侧的下料安装板、设于下料安装板上的垂直滑动机构以及卡塞，所述垂直滑动机构能够带动卡塞沿垂直方向运动。
上述结构中，所述上料装置还包括水平设置于机箱右侧侧壁上的上料气缸，所述上料气缸安装于上料口的位置，料片可在上料气缸的驱动下滑入所述传送切割平台。
上述结构中，所述机箱上设有控制面板，所述控制面板内设有控制器，所述控制器电性连接所述上料装置、下料装置、Y轴滑动机构、Z轴升降装置、X轴驱动装置、切割组件以及传送切割平台。
本发明体积小，操作简单、灵活易用，采用飞行光路机构可以提升切割速度及光束质量、光束所切出缝细，并且由三轴联动机构驱动能够实现多方位切割工作，可切割任意外形的片料，不受外型限制。本发明效率高，切割精度高，速度快、切缝细，通过X、Y、Z三轴联动机构可完成对片料的快速定位、切割，提高了激光切割机的定位精度以及切割精度，且成本低，能够有效节约工作时间，提高生产效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明机箱内的结构示意图；
图3为本发明上料装置、下料装置的结构示意图；
图4为本发明Y轴滑动机以及Z轴升降装置构结构示意图；
图5为本发明Z轴升降装置分解结构示意图；
图6为本发明Z轴升降装置分解结构示意图；
图7为本发明传送切割平台的结构示意图；
图8为本发明传送切割平台传送电机结构示意图；
图9为本发明激光器及飞行光路机构的结构示意图。
图中：机箱1、底座2、Y轴滑动机构3、Z轴升降装置4、传送切割平台5、X轴驱动装置6、切割组件7、上料装置8、下料装置9、控制面板10、支杆11、横梁12、上料口13、下料口14、上料安装板15、下料安装板16、垂直滑动机构17、卡塞18、上料气缸19、Z轴驱动机构20、水平连接座21、Z轴电机22、Z轴丝杆23、Z轴联轴器24、Z轴螺母座25、Z轴滑轨26、滑座27、精密轴承28、侧板29、安装槽291、升降台板30、斜块31、滑板32、交叉滚珠轴承321、激光发生器40、光路41、扩束器42、第一激光反射镜43、第二激光反射镜44、第三激光反射镜45、振镜46、场镜47、风琴防护罩48、固定板50固定侧板51、调整侧板52、传送板53、传送电机54、传送带55、传送轮56、感应器57、档料气缸58、定位气缸59、出料气缸60、针型气缸61、导槽521、出料推杆601、顶针611。
具体实施方式
如图1至图9所示，一种指纹模组激光切割机，包括机箱1，它包括设于机箱1内的底座2以及设于底座2上方、并位于机箱1相对两侧的上料装置8和下料装置9。底座2上表面中心设有Y轴滑动机构3，Y轴滑动机构3上方设有支架(图未示)，支架括两个支杆11及一横梁12，两个支杆11分别垂直设于Y轴滑动机构3两侧，横梁12设于两个支杆11上、且横梁12上设有X轴驱动装置6以及切割组件7，X轴驱动装置6可驱动切割组件7沿X轴方向移动。Y轴滑动机构3上设有Z轴升降装置4、且Y轴滑动机构3可带动Z轴升降装置4沿着Y轴方向移动。Z轴升降装置4上架设有传送切割平台5，传送切割平台5用于传送待加工料片并将其传送至相应的位置进行切割加工，Z轴升降装置4用以调节传送切割平台5的高度。
优选地，如图2所示，Y轴滑动机构3包括Y轴电机(图未示)、Y轴丝杆(图未示)及Y轴螺母座(图未示)。Y轴电机通过Y轴联轴器与Y轴丝杆连接，Y轴螺母座安装在Y轴丝杆上且可在Y轴丝杆上移动。Z轴升降装置4包括升降台板30以及驱动升降台板30升降的Z轴驱动机构20。Z轴驱动机构20包括水平连接座21、Z轴电机22、Z轴丝杆23、Z轴联轴器24、Z轴螺母座25以及Z轴滑轨26。水平连接座21安装在Y轴螺母座并可通过Y轴螺母座沿Y轴滑轨滑动。Z轴电机22、Z轴滑轨26安装在水平连接座21，Z轴电机22通过Z轴联轴器24与Z轴丝杆23连接，Z轴螺母座25安装在Z轴丝杆23上且可在Z轴丝杆23上移动。
优选地，如图5所示和图6所示，水平连接座21与Z轴滑轨26相邻的两侧设有侧板29，两个侧板29相对的内面分别开设有安装槽291。Z轴螺母座25上设有滑座27，滑座27上设有精密轴承28。升降台板30底部端面设有斜块31，斜块31倒置的固定在升降台板30底部端面，并置于精密轴承28上方且斜块31的斜面与精密轴承28滚动接触。升降台板30底部两侧还设有滑板32，两个滑板32对称安装在斜块31的两侧。滑板32的两端分别设有交叉滚珠轴承321，滑板32通过两端的交叉滚珠轴承321可滑动地安装在水平连接座21侧板29上的安装槽291内并可沿安装槽291上下滑动。
进一步地，当Z轴螺母座25在Z轴丝杆23上移动时，Z轴螺母座25上精密轴承28能够沿斜块31的斜面滚动，并推动与斜块31固定连接的升降台板30向上移动。同时，升降台板30两边的滑板32通过滑板32两端的交叉滚珠轴承321沿侧板29内面的安装槽291滑动，进而完成升降工作。
优选地，如图7所示和图8所示，传送切割平台5包括设于升降台板30上的固定板50以及设于固定板50上的固定侧板51及调整侧板52。固定侧板51及调整侧板52前后对置地安装在固定板上，其中，调整侧板52可通过安装在固定板50上调整滑轨调整固定侧板51及调整侧板52之间的间距，以适应不同规格的片料。固定侧板51及调整侧板52相对的两侧分别设有传送带55及传送轮56，传送带55分别绕接于传动轮56上、且传送带55上方设有传送板53，传送带55可带动该传动板53在传动带55上移动。两个的传动轮56通过六角钢连接，固定板50底部靠近调整侧板52的一侧设传送电机54，传送电机54与靠近调整侧板52一侧的传动轮56通过齿轮或带传动。
优选地，传送切割平台5还包括档料气缸58、定位气缸59、出料气缸60、针型气缸61。其中，位于传送切割平台5靠近上料口13的端部安装有感应器57，该感应器57用于感应片料是否进入到传送切割平台5。档料气缸58、定位气缸59分别安装于固定侧板51及调整侧板52相对的两侧，档料气缸58、定位气缸59分别置于传送带55内侧并且向上设置。出料气缸60水平安装于调整侧板52外侧、且出料气缸60上的出料推杆601安装有针型气缸61。针型气缸61朝向传送板43的方向设置，针型气缸61上的顶针611可沿调整侧板52所开设的导槽521滑动；针型气缸61连接在出料气缸60上，针型气缸61上的顶针611通过出料气缸60能够在导槽421内往复滑动，即针型气缸61上的顶针611穿过导槽421并置于传送板53上片料后侧，出料气缸60工作时，出料气缸60上的出料推杆601推动针型气缸61沿导槽521移动。同时，针型气缸61上的顶针611推动片料朝出料口的方向移动，并最终将切割完成好的片料推进下料口的卡塞内。
优选地，如图4所示，切割组件7包括激光器40及飞行光路机构(图未示)。其中，横梁12上设有X轴驱动装置6，X轴驱动装置6包括X轴电机(图未示)、X轴丝杆(图未示)、X轴螺母座(图未示)以及X轴滑轨(图未示)，X轴滑电机、X轴滑轨安装在横梁12前端面，X轴电机通过X轴联轴器与X轴丝杆连接，X轴螺母座安装在X轴丝杆上且可在X轴丝杆上移动，由于X轴驱动装置6与Y轴滑动机构3的结构相同，这里就不一一累述。激光器40设于横梁12顶部端面、用于发射激光光束，激光器40发射出的激光光在飞行光路机构(图未示)中形成独立的光路41，而且在光路41上还设有风琴防护罩48。风琴防护罩48主要用于保护光路41通道内的洁净，防止碎末、粉尘等杂质进入到光路41影响切割精度。
优选地，如图9所示，飞行光路机构包括依次反射激光光束的第一激光反射镜43、第二激光反射镜44、第三激光反射镜45、振镜46及场镜47。第一反射镜43设于激光器41的出光口位置且第一反射镜41与激光器41之间设有扩束器42。第二激光反射镜44设于第一激光反射镜43下方且与Y轴平行；第三激光反射镜45与第二激光反射镜44相邻、且与X轴平行，上述反射镜设置的位置可根据实际需要安装。振镜46及场镜47安装在X轴滑动机构6的X轴螺母座上、且振镜46和场镜47与第三激光反光镜45一一对应。其中，风琴防护罩48设于第三激光反射镜45与振镜46之间，该风琴防护罩48使激光光束通过光路通道时不会受到干扰而发生故障，风琴防护罩48设置的位置也可根据实际需要安装飞行光路机构的光路41上。
优选地，如图1、图2和图3所示，上料装置8包括设于机箱1右侧侧壁的上料口13、垂直设置于底座2右侧的上料安装板15、设于上料安装板15上的垂直滑动机构17以及卡塞18，垂直滑动机构17能够带动卡塞18沿垂直方向运动。下料装置9包括设于机箱1侧壁的下料口14、垂直设置在底座2左侧的下料安装板16、设于下料安装板16上的垂直滑动机构17以及卡塞18，垂直滑动机构17能够带动卡塞18沿垂直方向运动。
优选地，上料装置8还包括水平设置于机箱1右侧侧壁上的上料气缸19，上料气缸19安装于上料口13的位置，卡塞18内的料片可在上料气缸19的驱动下滑入传送切割平台5。并且，上料装置8以及下料装置9上还分别安装有钣金防护罩，该钣金防护罩用于保护机箱1内的洁净，防止卡塞18内的料片对工作环境的污染，影响激光切割机的切割精度。
优选地，机箱1上设有控制面板10，控制面板10内设有控制器(图未示)，控制器电性连接上料装置8、下料装置9、Y轴滑动机构3、Z轴升降装置4、X轴驱动装置6、切割组件7以及传送切割平台5。
本发明体积小，操作简单、灵活易用，采用飞行光路机构可以提升切割速度及光束质量、光束所切出缝细，并且由三轴联动机构驱动能够实现多方位切割工作，可切割任意外形的片料，不受外型限制。本发明效率高，切割精度高，速度快、切缝细，通过X、Y、Z三轴联动机构可完成对片料的快速定位、切割，提高了激光切割机的定位精度以及切割精度，且成本低，能够有效节约工作时间，提高生产效率。
以上所述仅为本专利优选实施方式，并非限制本专利范围，凡是利用说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均属于本专利保护范围。

Claims (10)

1.一种指纹模组激光切割机，包括机箱，其特征在于：它包括设于机箱内的底座以及设于底座上方、并位于机箱相对两侧的上料装置和下料装置；
所述底座上表面中心设有Y轴滑动机构，所述Y轴滑动机构上方设有支架，所述支架括两个支杆及一横梁，两个支杆分别垂直设于Y轴滑动机构两侧，横梁设于两个支杆上、且横梁上设有X轴驱动装置以及切割组件，所述X轴驱动装置可驱动切割组件沿X轴方向移动；
所述Y轴滑动机构上设有Z轴升降装置、且Y轴滑动机构可带动所述Z轴升降装置沿着Y轴方向移动；所述Z轴升降装置上架设有传送切割平台，所述传送切割平台用于传送待加工料片并将其传送至相应的位置进行切割加工，Z轴升降装置用以调节所述传送切割平台的高度。
2.根据权利要求1所述的一种指纹模组激光切割机，其特征在于：所述Y轴滑动机构包括Y轴电机、Y轴丝杆及Y轴螺母座；所述Y轴电机通过Y轴联轴器与Y轴丝杆连接，Y轴螺母座安装在Y轴丝杆上且可在Y轴丝杆上移动；
所述Z轴升降装置包括升降台板以及驱动所述升降台板升降的Z轴驱动机构；
所述Z轴驱动机构包括水平连接座、Z轴电机、Z轴丝杆、Z轴联轴器、Z轴螺母座以及Z轴滑轨；所述水平连接座安装在Y轴螺母座并可通过Y轴螺母座沿Y轴滑轨滑动；所述Z轴电机、Z轴滑轨安装在水平连接座，Z轴电机通过Z轴联轴器与Z轴丝杆连接，Z轴螺母座安装在Z轴丝杆上且可在Z轴丝杆上移动。
3.根据权利要求2所述的一种指纹模组激光切割机，其特征在于：所述水平连接座与Z轴滑轨相邻的两侧设有侧板，两个侧板相对的内面分别开设有安装槽；所述Z轴螺母座上设有滑座，所述滑座上设有精密轴承；
所述升降台板底部端面设有斜块，所述斜块置于精密轴承上方且斜块的斜面与所述精密轴承滚动接触；升降台板底部两侧设有滑板，所述滑板对称分布在斜块的两侧，所述滑板的两端分别设有交叉滚珠轴承，所述滑板通过两端的交叉滚珠轴承可滑动地安装于所述侧板的安装槽内并可沿安装槽上下滑动。
4.根据权利要求3所述的一种指纹模组激光切割机，其特征在于：所述传送切割平台包括设于升降台板上的固定板以及设于固定板上的固定侧板及调整侧板；所述固定侧板及调整侧板前后对置地安装在固定板上，固定侧板及调整侧板相对的两侧分别设有传送带及传送轮，所述传送带分别绕接于所述传动轮上、且所述传送带上方设有传送板，传送带可带动所述传动板在传动带上移动；两个的传动轮通过六角钢连接，固定板底部靠近调整侧板的一侧设传送电机，所述传送电机与靠近调整侧板一侧的传动轮通过齿轮或带传动。
5.根据权利要求4所述的一种指纹模组激光切割机，其特征在于：所述传送切割平台还包括档料气缸、定位气缸、出料气缸、针型气缸；
所述档料气缸、定位气缸分别安装于固定侧板及调整侧板相对的两侧，且两侧的档料气缸、定位气缸分别向上设置；所述出料气缸水平安装于调整侧板外侧、且出料气缸上的出料推杆安装有所述针型气缸；所述针型气缸朝向所述传送板的方向设置，针型气缸上的顶针可沿所述调整侧板所开设的导槽滑动；针型气缸连接在出料气缸上，针型气缸上的顶针通过出料气缸能够在导槽内往复滑动。
6.根据权利要求1所述的一种指纹模组激光切割机，其特征在于：所述切割组件包括激光器及飞行光路机构；所述激光器设于横梁顶部、用于发射激光光束，激光器发射出的激光光在所述飞行光路机构中形成独立的光路，所述光路上还设有风琴防护罩，所述风琴防护罩用于保护所述光路通道内的洁净，使激光光束通过光路通道时不会受到干扰而发生故障。
7.根据权利要求6所述的一种指纹模组激光切割机，其特征在于：所述飞行光路机构包括依次反射激光光束的第一激光反射镜、第二激光反射镜、第三激光反射镜、振镜及场镜；第一反射镜设于激光器的出光口位置且第一反射镜与激光器之间设有扩束器；第二激光反射镜设于第一激光反射镜下方且与Y轴平行；第三激光反射镜与第二激光反射镜相邻、且与X轴平行；所述振镜及场镜安装在X轴滑动机构上、且振镜与第三激光反光镜一一对应；所述风琴防护罩设于第三激光反射镜与振镜之间。
8.根据权利要求1所述的一种指纹模组激光切割机，其特征在于：所述上料装置包括设于机箱右侧侧壁的上料口、垂直设置于底座右侧的上料安装板、设于所述上料安装板上的垂直滑动机构以及卡塞，垂直滑动机构能够带动卡塞沿垂直方向运动；
所述下料装置包括设于机箱侧壁的下料口、垂直设置在底座左侧的下料安装板、设于下料安装板上的垂直滑动机构以及设于垂直滑动机构上卡塞，所述垂直滑动机构能够带动卡塞沿垂直方向运动。
9.根据权利要求8所述的一种指纹模组激光切割机，其特征在于：所述上料装置还包括水平设置于机箱右侧侧壁上的上料气缸，所述上料气缸安装于上料口的位置，料片可在上料气缸的驱动下滑入所述传送切割平台。
10.根据权利要求1所述的一种指纹模组激光切割机，其特征在于：所述机箱上设有控制面板，所述控制面板内设有控制器，所述控制器电性连接所述上料装置、下料装置、Y轴滑动机构、Z轴升降装置、X轴驱动装置、切割组件以及传送切割平台。
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