CN116532813A - 工件加工用激光刻蚀机床 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了工件加工用激光刻蚀机床，属于工件刻蚀技术领域，包括：底座、激光源、连接罩、密闭罩和真空件。激光源安装在底座上。连接罩底端固定在底座上，且套设于激光源的外侧。密闭罩滑动设置在连接罩的外侧，密闭罩远离底座的端部用于抵靠在工件上；密闭罩靠近底座的端部用于与连接罩的顶端密闭连接，密闭罩内腔与连接罩内腔连通并用于与工件围设为刻蚀腔。真空件连通在密闭罩上且与刻蚀腔连通，真空件将刻蚀腔抽至真空。本发明提供的工件加工用激光刻蚀机床由于所需抽取的气体减少，因此相邻两个工件之间的加工等待时间缩短，最终加工成本降低，加工效率提高。
Description
技术领域
本发明属于工件刻蚀技术领域，更具体地说，是涉及工件加工用激光刻蚀机床。
背景技术
现有的激光刻蚀过程是在一个真空室内进行，待加工工件需要通过进出料传送机构传送到真空室内的激光源上方待刻蚀位置，关闭活动密封门，开始抽真空，待真空室的真空度达到设定值后开始进行工作，等待真空室中正在刻蚀的工件刻蚀完成后，破真空到大气状态下打开活动密封门，通过进出料传送机构将刻蚀完毕的工件送出真空室，然后再重复以上操作，由于激光源对工件的刻蚀均需要在真空室内进行，这就需要在工件运送至真空室内时以及将工件从真空室内运出时均需要破真空，但是由于真空室内部体积较大，抽至真空需要较长的时间，并且需要耗费一定的能源，最终的结果是工件的加工效率较低，生产成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供工件加工用激光刻蚀机床，旨在解决需要反复抽真空，导致工件的加工效率较低，生产成本较高的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供工件加工用激光刻蚀机床，包括：
底座；
激光源，安装在所述底座上；
连接罩，所述连接罩底端固定在所述底座上，且套设于所述激光源的外侧；
密闭罩，滑动设置在所述连接罩的外侧，所述密闭罩远离所述底座的端部用于抵靠在工件上；所述密闭罩靠近所述底座的端部用于与所述连接罩的顶端密闭连接，所述密闭罩内腔与所述连接罩内腔连通并用于与工件围设为刻蚀腔；
真空件，连通在所述密闭罩上且与所述刻蚀腔连通，所述真空件将所述刻蚀腔抽至真空。
在一种可能的实现方式中，所述底座与所述密闭罩之间连接有伸缩件，所述伸缩件用于使所述密闭罩密闭定位在所述连接罩与工件之间。
在一种可能的实现方式中，所述底座上设置有转盘，所述伸缩件连接在所述转盘与所述密闭罩之间，所述转盘通过所述伸缩件使所述密闭罩相对于所述连接罩转动，所述密闭罩与所述连接罩螺纹连接。
在一种可能的实现方式中，所述转盘的外沿设有蜗轮，所述底座上安装有与所述蜗轮传动配合的蜗杆。
在一种可能的实现方式中，所述底座的上方设有限位座，所述限位座上设有限位杆，所述限位杆与所述密闭罩配合用于定位工件。
在一种可能的实现方式中，所述限位杆的外沿设有吸附环，所述吸附环用于吸附工件。
在一种可能的实现方式中，所述限位杆转动设置在所述限位座上，所述转盘通过所述伸缩件和所述密闭罩用于带动工件转动，所述激光源用于在工件转动一定角度后再次进行刻蚀。
在一种可能的实现方式中，所述限位杆螺纹连接在所述限位座上。
在一种可能的实现方式中，所述限位座安装在输送轨上，所述输送轨通过所述吸附环用于转移工件。
在一种可能的实现方式中，沿所述密闭罩端部的外沿设置有密封垫，且所述密封垫自所述密闭罩的端部向外侧延展。
本发明提供的工件加工用激光刻蚀机床的有益效果在于：与现有技术相比，本发明工件加工用激光刻蚀机床中激光源安装在底座上，并且在底座上固定有连接罩，连接罩套设在激光源的外侧。在连接罩的外侧滑动设有密闭罩，而在密闭罩上连通有真空件。
在实际应用时，密闭罩相对于连接罩滑动，最终密闭罩远离底座的端部抵靠在工件上，此时密闭罩靠近底座的端部与连接罩的顶端密闭连接，密闭罩的内腔与连接罩的内腔以及与工件之间形成刻蚀腔。通过真空件来抽取刻蚀腔内的气体直至将刻蚀腔抽至真空的状态，然后由激光源发出脉冲，从而通过刻蚀腔对一侧的工件进行可是。
本申请中，通过连接罩和密闭罩从而在工件与激光源之间形成了真空的且密闭的腔体，通过上述设置，保证了刻蚀效果，更为重要的是，由于所需抽取的气体减少，因此相邻两个工件之间的加工等待时间缩短，最终加工成本降低，加工效率提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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地介绍，显而易见地，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他的附图。
图1为本发明实施例提供的工件加工用激光刻蚀机床的结构示意图。
图中：1、底座；2、激光源；3、转盘；4、蜗杆；5、伸缩件；6、连接罩；7、密闭罩；8、工件；9、吸附环；10、限位杆；11、输送轨；12、连接管；13、限位座。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，现对本发明提供的工件加工用激光刻蚀机床进行说明。工件加工用激光刻蚀机床，包括：底座1、激光源2、连接罩6、密闭罩7和真空件。激光源2安装在底座1上。连接罩6底端固定在底座1上，且套设于激光源2的外侧。密闭罩7滑动设置在连接罩6的外侧，密闭罩7远离底座1的端部用于抵靠在工件8上；密闭罩7靠近底座1的端部用于与连接罩6的顶端密闭连接，密闭罩7内腔与连接罩6内腔连通并用于与工件8围设为刻蚀腔。真空件连通在密闭罩7上且与刻蚀腔连通，真空件将刻蚀腔抽至真空。
本发明提供的工件加工用激光刻蚀机床的有益效果在于：与现有技术相比，本发明工件加工用激光刻蚀机床中激光源2安装在底座1上，并且在底座1上固定有连接罩6，连接罩6套设在激光源2的外侧。在连接罩6的外侧滑动设有密闭罩7，而在密闭罩7上连通有真空件。
在实际应用时，密闭罩7相对于连接罩6滑动，最终密闭罩7远离底座1的端部抵靠在工件8上，此时密闭罩7靠近底座1的端部与连接罩6的顶端密闭连接，密闭罩7的内腔与连接罩6的内腔以及与工件8之间形成刻蚀腔。通过真空件来抽取刻蚀腔内的气体直至将刻蚀腔抽至真空的状态，然后由激光源2发出脉冲，从而通过刻蚀腔对一侧的工件8进行可是。
真空镀膜是利用在一定的真空条件下，在真空腔室内，利用加热或放电，把金属、合金或化合物进行蒸发或溅射，使其在被镀的物体上沉积一层膜层的方法。沉积的膜层要与基体形成良好的膜基结合力，才能保证膜层不脱落。而要达到良好的膜基结合力，必须要保证被镀工件8表面洁净，刻蚀掉表面微小的脏污或氧化层等，呈现出工件8表面新鲜的表面，使沉积的膜层可以获得很好的膜基结合力。
上述方式无法进行连续刻蚀工作，工作效率低；且每次激光刻蚀好工件8后等候冷却破真空到标准大气压下，拿出物料后再放入待加工工件8开始抽真空，直到设定真空度开始激光刻蚀工作，这个过程一般需要120秒左右，每一个循环激光源2都会和大气接触，由于激光刻蚀过程中激光源2一直处于高温状态，所以激光源2和大气接触易氧化，增加设备消耗，缩短保养周期。
在实际应用时，需要在真空室内保证真空的状态下进行刻蚀，而工件8是由外部环境进入真空室内，这就需要对真空室反复的抽取真空，不仅影响了加工效率，同时导致整个工件8加工的成本较高。更为重要的是，当刻蚀完成后需要将工件8从真空室内取出，如果此时真空室内不再处于真空的状态，外部环境会接触激光源2，那么最终会影响到激光源2的使用寿命，增加加工成本。
更为重要的是，部分构件的结构较为复杂，因为可能设计的要求需要在工件8的表面设置凸起和凹陷，同时部分工件8的表面可能存在通孔，基于上述原因，导致在实际应用时不得不反复的将真空室抽至真空的状态从而保证刻蚀的效果，但是上述操作就导致资源的浪费，以及加工成本的提高。
本申请中，通过连接罩6和密闭罩7从而在工件8与激光源2之间形成了真空的且密闭的腔体，通过上述设置，保证了刻蚀效果，更为重要的是，由于所需抽取的气体减少，因此相邻两个工件8之间的加工等待时间缩短，最终加工成本降低，加工效率提高。
传统的刻蚀加工装置中会设置一个真空室，而激光源2对工件8的刻蚀工作均在真空室内进行，当工件8刻蚀完成之后，使外部的气体进入真空室内，从而将工件8从真空室内取出。而当需要再次对工件8进行刻蚀时，需要将真空室再次抽至真空的状态，整个过程所花费的时间较长，并且造成了巨大的资源的浪费，影响加工效率。
本申请中，将所需抽取的空间较小，这就使得在每次工件8进行刻蚀前，仅需要使刻蚀腔处于真空的状态即可，因此降低了能源的消耗，缩短了相邻的两个工件8刻蚀所需等待的时间。
在本申请提供的工件加工用激光刻蚀机床的一些实施例中，请参阅图1，底座1与密闭罩7之间连接有伸缩件5，伸缩件5用于使密闭罩7密闭定位在连接罩6与工件8之间。
真空件连通在密闭罩7上，真空件包括真空泵和与真空泵连通的连接管12，连接管12连接在密闭罩7上。当刻蚀腔内的气体在真空泵的作用下从连接管12内排出之后，如果连接罩6与密闭罩7之间没有其他限位措施，那么在大气压的作用下密闭罩7具有较大的向连接罩6运动的作用力，又由于密闭罩7吸附在工件8上，最终的结果上密闭罩7携带工件8向连接罩6运动，甚至使工件8产生弯曲和断裂。
为了解决上述问题，就需要在底座1上安装伸缩件5，通常情况下伸缩件5的数量至少为两个，两个伸缩件5分布在密闭罩7的两侧。在两个伸缩件5的作用下能够使密闭罩7相对于连接罩6滑动，更为重要的是，通过两个伸缩件5的配合能够将密闭罩7的位置进行限位，从而避免了工件8受到密闭罩7的作用力而导致最终刻蚀精度不高或者工件8自身结构受到影响等问题。
在本申请提供的工件加工用激光刻蚀机床的一些实施例中，请参阅图1，底座1上设置有转盘3，伸缩件5连接在转盘3与密闭罩7之间，转盘3通过伸缩件5使密闭罩7相对于连接罩6转动，密闭罩7与连接罩6螺纹连接。
本申请中为了将密闭罩7的位置进行稳定的限位，因此通常情况下伸缩件5可为一定规格的气缸或者液压缸，但是存在的问题是，由于制造以及安装误差等原因，当刻蚀腔内处于真空状态时，两个伸缩件5的长度可能存在差异，导致工件8在密闭罩7的连接下受到偏离伸缩件5长度方向的作用力。并且当刻蚀腔内处于真空状态时，密闭罩7本身就对伸缩件5有较大的作用力，该作用力会严重影响伸缩件5的使用寿命和精度。
为此，本申请中在连接罩6上开设有外螺纹，而在密闭罩7上开设有内螺纹。当需要对工件8进行刻蚀时，首先通过伸缩件5使密闭罩7向工件8方向移动，当密闭罩7的内螺纹与连接罩6的外螺纹螺纹接触之后，此时转盘3转动，转盘3的转动会带动两个伸缩件5运动，伸缩件5的运动会使密闭罩7相对于连接罩6转动，而密闭罩7相对于连接罩6的转动就使密闭罩7螺纹连接在连接罩6上，当密闭罩7转动到指定的位置之后，密闭罩7密闭连接在工件8上，从而进行后续的抽真空等操作。
在本申请提供的工件加工用激光刻蚀机床的一些实施例中，请参阅图1，转盘3的外沿设有蜗轮，底座1上安装有与蜗轮传动配合的蜗杆4。
需要特别指出的是，当刻蚀腔内处于真空状态时，由于连接罩6连接在底座1上其自身的位置相对较为稳定，而又由于此时工件8吸附在密闭罩7上，密闭罩7有相对于连接罩6反向运动的趋势，在该趋势下密闭罩7对工件8有作用力，如果密闭罩7没有任何的限位措施，那么密闭罩7会瞬间向连接罩6运动以使刻蚀腔的体积减小。
基于上述原因，为了防止密闭罩7会反方向运动，在底座1上转动安装有蜗杆4，而沿转盘3的外沿设置有蜗轮，蜗轮与蜗杆4传动配合，此时借助蜗杆4与蜗轮的自锁特性通过将伸缩件5就能够防止密闭罩7相对于连接罩6的转动，保证了工件8受力的稳定。
在本申请提供的工件加工用激光刻蚀机床的一些实施例中，请参阅图1，底座1的上方设有限位座13，限位座13上设有限位杆10，限位杆10与密闭罩7配合用于定位工件8。
为了保证密闭罩7与工件8之间的密闭性，密闭罩7需要对工件8有一定的作用力，而如果工件8没有其他的限位措施，那么工件8自身位置的稳定性无法保持。基于上述原因，在底座1的上方设置有限位座13，在限位座13靠近底座1的侧面上安装有限位杆10，而限位杆10的底端也即远离限位座13的端部会抵靠在工件8上。
在刻蚀腔内存在气体时，密闭罩7对工件8有向上的作用力，该作用力有可能会导致工件8位置发生变动，此时限位杆10的端部抵靠在工件8上，通过为工件8提供相反的作用力，最终保证了工件8位置的精确。
需要特别指出的是，当刻蚀腔内处于真空的状态时，那么工件8受到密闭罩7的作用力的大小以及方向均会发生一定的变化，基于上述原因，就需要改变限位杆10对工件8的作用力，最终的目的是使工件8处于受力平衡的状态。
在本申请提供的工件加工用激光刻蚀机床的一些实施例中，请参阅图1，限位杆10的外沿设有吸附环9，吸附环9用于吸附工件8。
首先限位座13相对于底座1的距离以及角度是确定的，限位杆10安装在限位座13上，那么限位杆10的空间角度也是确定的。如果限位杆10上没有其他的限位机构，那么限位杆10仅能够对工件8有一个方向的限制作用，当限位杆10与工件8脱离时，限位杆10对工件8的作用力随即为零。
这种设置方式的弊端是，由于工件8的制作误差以及装配误差等原因，工件8的厚度在一定程度上可能会存在差异，这就导致限位杆10对不同工件8的作用力的大小可能不同。基于上述原因，可在限位杆10的末端安装应力传感器，应力传感器用于检测工件8与限位杆10之间的作用力的大小以及作用力的角度，当作用力存在偏差时，可通过改变限位杆10的长度或者角度来使应力传感器所检测到的数值处于正常的水平。
当刻蚀腔内处于真空的状态时，此时虽然在伸缩件5以及蜗轮蜗杆4的作用下限制了密闭罩7的转动，但是密闭罩7仍然有一定转动的趋势，基于上述原因，可在限位杆10的端部设置吸附环9，吸附环9吸附在工件8上，借助吸附环9自身的结构强度，最终能够对工件8有一定的约束力。
在本申请提供的工件加工用激光刻蚀机床的一些实施例中，请参阅图1，限位杆10转动设置在限位座13上，转盘3通过伸缩件5和密闭罩7用于带动工件8转动，激光源2用于在工件8转动一定角度后再次进行刻蚀。
为了提高适用性，当工件8一个位置刻蚀完成之后，通过转盘3使伸缩件5以及密闭罩7转动，密闭罩7的转动会带动工件8转动，当转动转动特定的角度之后，工件8相对于激光源2转动了一定的角度，此时通过激光源2可以再次对工件8进行刻蚀，因此本申请中的装置可以首先对工件8周向的刻蚀，适用范围更广。
在本申请提供的工件加工用激光刻蚀机床的一些实施例中，请参阅图1，限位杆10螺纹连接在限位座13上。吸附环9吸附在工件8上，限位杆10通过与限位座13螺纹连接，可以保证在工件8转动一定的角度之后，仍然对工件8有一定的限位作用。当需要对工件8不同位置进行刻蚀时，可首先向刻蚀腔内通入气体，然后转盘3转动并使密封垫与工件8脱离，通过输送轨11移动工件8的位置，当工件8停留在预设的位置之后，转盘3再次转动并再次将刻蚀腔抽至真空即可完成后续刻蚀工作。输送轨11可以改变工件8相对于激光源2的位置，密闭罩7可以带动工件8转动一定的角度，也即在能够将工件8稳定吸附的情况下，本申请可以对工件8非常多的位置进行刻蚀，适用效果更强。
在本申请提供的工件加工用激光刻蚀机床的一些实施例中，请参阅图1，限位座13安装在输送轨11上，输送轨11通过吸附环9用于转移工件8。
当工件8刻蚀完成之后，需要将工件8进行转移，并使下一个工件8移动至激光源2的一侧。为了完成上述的操作，在底座1的上方设置有输送轨11，沿输送轨11的长度方向上安装有多个限位座13，每个限位座13上均安装有对应的限位杆10，而在限位杆10的末端均通过吸附环9吸附有工件8。
在实际应用时，当输送轨11将工件8转移在合适的位置之后，伸缩件5随即运动，使密闭罩7滑动至指定的高度，然后转盘3转动，在转盘3转动的过程中密闭罩7会逐渐向工件8移动并最终抵靠在工件8上，然后抽真空，最后进行激光刻蚀，当刻蚀完成之后，转盘3反方向转动，同时伸缩件5复位。
需要指出的是，由于部分工件8的侧面并不平整，因此伸缩件5每次均需要复位。
在本申请提供的工件加工用激光刻蚀机床的一些实施例中，请参阅图1，沿密闭罩7端部的外沿设置有密封垫，且密封垫自密闭罩7的端部向外侧延展。
为了保证密闭罩7与工件8之间的严密性，沿密闭罩7的周向设置有密封垫，并且密封垫需要自密闭罩7向外侧延展。为了更加详细的进行说明，密封垫卡接在密闭罩7的端部，由于密封垫与密闭罩7之间为卡接关系，当刻蚀腔处于真空的状态时，外部空气由于密封垫的阻隔无法进入刻蚀腔内，并且密封垫位于密闭罩7外部的厚度大于密闭罩7与工件8之间的间隙，进一步保证密闭性。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.工件加工用激光刻蚀机床，其特征在于，包括：
底座；
激光源，安装在所述底座上；
连接罩，所述连接罩底端固定在所述底座上，且套设于所述激光源的外侧；
密闭罩，滑动设置在所述连接罩的外侧，所述密闭罩远离所述底座的端部用于抵靠在工件上；所述密闭罩靠近所述底座的端部用于与所述连接罩的顶端密闭连接，所述密闭罩内腔与所述连接罩内腔连通并用于与工件围设为刻蚀腔；
真空件，连通在所述密闭罩上且与所述刻蚀腔连通，所述真空件将所述刻蚀腔抽至真空。
2.如权利要求1所述的工件加工用激光刻蚀机床，其特征在于，所述底座与所述密闭罩之间连接有伸缩件，所述伸缩件用于使所述密闭罩密闭定位在所述连接罩与工件之间。
3.如权利要求2所述的工件加工用激光刻蚀机床，其特征在于，所述底座上设置有转盘，所述伸缩件连接在所述转盘与所述密闭罩之间，所述转盘通过所述伸缩件使所述密闭罩相对于所述连接罩转动，所述密闭罩与所述连接罩螺纹连接。
4.如权利要求3所述的工件加工用激光刻蚀机床，其特征在于，所述转盘的外沿设有蜗轮，所述底座上安装有与所述蜗轮传动配合的蜗杆。
5.如权利要求3所述的工件加工用激光刻蚀机床，其特征在于，所述底座的上方设有限位座，所述限位座上设有限位杆，所述限位杆与所述密闭罩配合用于定位工件。
6.如权利要求5所述的工件加工用激光刻蚀机床，其特征在于，所述限位杆的外沿设有吸附环，所述吸附环用于吸附工件。
7.如权利要求6所述的工件加工用激光刻蚀机床，其特征在于，所述限位杆转动设置在所述限位座上，所述转盘通过所述伸缩件和所述密闭罩用于带动工件转动，所述激光源用于在工件转动一定角度后再次进行刻蚀。
8.如权利要求5所述的工件加工用激光刻蚀机床，其特征在于，所述限位杆螺纹连接在所述限位座上。
9.如权利要求6所述的工件加工用激光刻蚀机床，其特征在于，所述限位座安装在输送轨上，所述输送轨通过所述吸附环用于转移工件。
10.如权利要求1所述的工件加工用激光刻蚀机床，其特征在于，沿所述密闭罩端部的外沿设置有密封垫，且所述密封垫自所述密闭罩的端部向外侧延展。
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