CN210334799U - 一种激光打孔切割设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于激光加工设备技术领域，公开了一种激光打孔切割设备，包括工件台和设置于所述工件台上方的激光装置，所述工件台上设置有用于固定工件的治具，所述工作台上还设置有位于所述治具下方的下抽尘装置，所述激光装置包括激光头、可切换扫描模式及固定模式的振镜和可切换抽尘及吹气的切割头组合吹气装置。本实用新型所提供的一种激光打孔切割设备，通过上抽尘和吹气的切换控制，可在镜头与工件表面形成一个相对干净的光路通过环境，有效的保护了镜头，降低了光路传播过程中的受干扰程度，而其吹气时能有效克服激光打孔切割时产生的暗裂等问题，加工质量佳。

Description

一种激光打孔切割设备

技术领域

本实用新型属于激光加工设备技术领域，尤其涉及一种激光打孔切割设备。

背景技术

陶瓷基板材料以其优良的导热型和气密性，广泛应用于功率电子、电子封装、混合微电子与多芯片模块等领域。目前，激光设备在陶瓷基板打孔切割时，易存在暗裂纹、孔径内壁质量欠佳等情况。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决上述技术问题之一，提供了一种激光打孔切割设备，其加工效果佳。

本实用新型的技术方案是：一种激光打孔切割设备，包括工件台和设置于所述工件台上方的激光装置，所述工件台上设置有用于固定工件的治具，所述工件台工件台上还设置有位于所述治具下方的下抽尘装置，所述激光装置包括激光头、可切换扫描模式及固定模式的振镜和可切换抽尘及吹气的切割头组合吹气装置。

可选地，所述激光装置连接于移动控制装置。

可选地，所述移动控制装置包括用于驱动所述激光装置沿Z轴移动的Z轴移动部件，所述移动控制装置还包括用于驱动所述Z轴移动部件和所述激光装置沿X轴移动的X轴移动部件。

可选地，所述治具设置有至少两个，各所述治具分别通过Y轴移动部件连接于所述工件台。

可选地，所述治具为夹持范围可调的治具。

可选地，所述激光装置上设置有视觉定位装置。

可选地，所述下抽尘装置包括设置夹具下方的下抽尘腔，所述下抽尘腔的上表面设置多个下抽尘孔。

可选地，所述切割头组合吹气装置包括抽尘腔，所述抽尘腔具有抽尘连接口，所述抽尘腔内设置有用于向工件吹气冷却的吹气嘴，所述吹气嘴连接有切换驱动装置。

可选地，所述切换驱动装置为气缸、直线电机、丝杆传动机构或齿轮齿条传动机构。

可选地，所述激光头包括光纤激光器输出端和准直器，所述光纤激光器输出端通过光纤连接于激光器。

本实用新型所提供的一种激光打孔切割设备，治具能有效固定片材,避免其在打孔切割时产生震动影响打孔切割时横向及纵向精度，且能保证片材下表面平面度在一定范围内不受吸附、固定等外加力因素影响，治具具有比较强的兼容性，下抽尘装置兼具在打孔切割时从该陶瓷片下表面抽尘的功能；能在利用振镜扫描方式打完小孔之后自动切换成切割头模式进行直线切割，以及大孔切割，并同时满足各项性能指标；通过上抽尘和吹气的切换控制，可在镜头与工件表面形成一个相对干净的光路通过环境，有效的保护了镜头，降低了光路传播过程中的受干扰程度，而其吹气时能有效克服激光打孔切割时产生的暗裂问题，孔径一致性要求可达圆度(纵横比)90％以上、锥度(下孔径/上孔径)90％以上，暗裂纹出现概率低于1％，位置精度达图档对角线长距离误差≤0.005um，孔径内壁无挂渣无堵孔等现象，加工质量佳。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的一种激光打孔切割设备的立体示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种激光打孔切割设备中下抽尘装置的立体示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种激光打孔切割设备中激光装置和切割头组合吹气装置的立体示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。

另外，本实用新型实施例中若有“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系的用语，其为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位或位置关系、也不是必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本实用新型中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。

如图1至图3所示，本实用新型实施例提供的一种激光打孔切割设备，可应用于陶瓷基板材料等材料的加工，包括工件台1和设置于所述工件台1上方的激光装置2，所述工件台1上设置有用于固定工件(一般为片材)的治具3，治具3能有效固定工件(片材),避免其在打孔切割时产生震动影响打孔切割时横向及纵向精度，且能保证片材下表面平面度在一定范围内不受吸附、固定等外加力因素影响，造成片材凹陷，扭曲现象。所述工件台工件台上还设置有位于所述治具3下方的下抽尘装置4，所述激光装置2包括激光头、可切换扫描模式及固定模式的振镜和可切换抽尘及吹气的切割头组合吹气装置，在激光切割(或脉冲冲孔)产品时使工件表面粉尘得到有效回收，利用相对密封腔体有效保护镜头，避免镜头被粉尘溅射造成污染，影响良品率(打孔出现椭圆或不规则形状)；甚至造成镜头直接损伤；而吹气自动切换可实现两种功能集合为一体，同时解决抽尘问题及其打孔切割时由于材料受热温度过高产生的暗裂纹问题。具体应用中，作为第一种加工方式，可通过激光头及振镜扫描方式脉冲冲小孔，可适用于微孔(130至170um)加工领域；作为第二种加工方式，可通过振镜固定、切割头组合吹气装置用移动平台方式切大孔和直线，且两种方案可同时采用和可兼容切换，在不增加机台和光路元件的基础上同时实现两种不同的工艺需求，设备适用性广，且兼具在打孔切割时从该片材下表面抽尘的功能。通过上抽尘和吹气的切换控制，可在镜头与工件表面形成一个相对干净的光路通过环境，有效的保护了镜头，降低了光路传播过程中的受干扰程度，而其吹气时能有效克服激光打孔切割时产生的暗裂问题，孔径一致性要求可达圆度(纵横比)90％以上、锥度(下孔径/上孔径)90％以上，暗裂纹出现概率低于1％，位置精度达图档对角线长距离误差≤0.005um，孔径内壁无挂渣无堵孔等现象，加工质量佳。

具体地，所述激光装置2连接于移动控制装置。所述移动控制装置包括用于驱动所述激光装置2沿Z轴移动的Z轴移动部件51，所述移动控制装置还包括用于驱动所述Z轴移动部件51和所述激光装置2沿X轴移动的X轴移动部件52。当然，移动控制装置也可为机械手等部件。

具体地，所述治具3设置有至少两个，各所述治具3和对应的下抽尘装置 4分别通过Y轴移动部件53连接于所述工件台1，各Y轴移动部件53可独立工作，可以采用单头双工位(或多工位)操作，有效利用上料时间，提高加工效率。各所述治具3和对应的下抽尘装置4可相邻设置。

具体地，所述治具3为夹持范围可调的治具，以兼容不同尺寸的工件，本实施例中，治具3兼容尺寸为200X380mm范围内可变，具有比较强的兼容性。

具体地，所述激光装置2上设置有视觉定位装置(CCD相机)，可采用5 点标定是视觉***传统坐标标定法，定位效果佳。

具体地，所述下抽尘装置4包括设置夹具下方的下抽尘腔，所述下抽尘腔的上表面设置多个下抽尘孔41，根据夹具调整，可将夹具外的下抽尘孔41用胶带等堵塞，抽尘效果佳。

具体地，所述切割头组合吹气装置包括抽尘腔6，所述抽尘腔6具有抽尘连接口61，所述抽尘腔6内设置有用于向工件吹气冷却的吹气嘴(图中未示出)，所述吹气嘴连接有切换驱动装置，抽尘连接口61可连接于高功率的空气净化器，在空气净化器工作之时，形成负压，产生较大吸力，从而达到快速消除烟尘，保护镜头，并同时利用兼容吹气结构对加工材料进行吹气冷却，解决暗裂问题，提高良品率。。

具体地，所述切换驱动装置可为气缸、直线电机、丝杆传动机构或齿轮齿条传动机构等。

具体地，所述激光头包括光纤激光器输出端(QBH，高功率光纤激光器输出端)和准直器，所述光纤激光器输出端通过光纤连接于激光器。

本实用新型实施例所提供的一种激光打孔切割设备，由X轴移动部件52 带动激光装置2等整体做横向移动，由Z轴移动部件51带动振镜组件等做上升下降运动进行调焦，由上抽尘装置在打孔切割时对片材上表面进行抽尘，由下抽尘结构对片材的下表面进行下抽尘，由CCD相机组件对治具3及其片材进行位置标定，并进行BOX校正达到位置精准的目的；其光路基本构造可为光纤激光器+QBH(高功率光纤激光器输出端)+准直器，治具3能有效固定片材,避免其在打孔切割时产生震动影响打孔切割时横向及纵向精度，且能保证片材下表面平面度在一定范围内不受吸附、固定等外加力因素影响，治具3具有比较强的兼容性，兼容尺寸为200X380mm范围内可变，能按照客户不同的图档进行加工，下抽尘装置4兼具在打孔切割时从该陶瓷片下表面抽尘的功能；能在利用振镜扫描方式打完小孔之后自动切换成切割头模式进行直线切割，以及大孔切割，并同时满足各项性能指标；通过上抽尘和吹气的切换控制，可在镜头与工件表面形成一个相对干净的光路通过环境，有效的保护了镜头，降低了光路传播过程中的受干扰程度，而其吹气时能有效克服激光打孔切割时产生的暗裂问题，孔径一致性要求可达圆度(纵横比)90％以上、锥度(下孔径/上孔径)90％以上，暗裂纹出现概率低于1％，位置精度达图档对角线长距离误差≤0.005um，孔径内壁无挂渣无堵孔等现象，加工质量佳。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光打孔切割设备，其特征在于，包括工件台和设置于所述工件台上方的激光装置，所述工件台上设置有用于固定工件的治具，所述工件台上还设置有位于所述治具下方的下抽尘装置，所述激光装置包括激光头、可切换扫描模式及固定模式的振镜和可切换抽尘及吹气的切割头组合吹气装置。

2.如权利要求1所述的一种激光打孔切割设备，其特征在于，所述激光装置连接于移动控制装置。

3.如权利要求2所述的一种激光打孔切割设备，其特征在于，所述移动控制装置包括用于驱动所述激光装置沿Z轴移动的Z轴移动部件，所述移动控制装置还包括用于驱动所述Z轴移动部件和所述激光装置沿X轴移动的X轴移动部件。

4.如权利要求1所述的一种激光打孔切割设备，其特征在于，所述治具设置有至少两个，各所述治具分别通过Y轴移动部件连接于所述工件台。

5.如权利要求1所述的一种激光打孔切割设备，其特征在于，所述治具为夹持范围可调的治具。

6.如权利要求1所述的一种激光打孔切割设备，其特征在于，所述激光装置上设置有视觉定位装置。

7.如权利要求1所述的一种激光打孔切割设备，其特征在于，所述下抽尘装置包括设置夹具下方的下抽尘腔，所述下抽尘腔的上表面设置多个下抽尘孔。

8.如权利要求1至7中任一项所述的一种激光打孔切割设备，其特征在于，所述切割头组合吹气装置包括抽尘腔，所述抽尘腔具有抽尘连接口，所述抽尘腔内设置有用于向工件吹气冷却的吹气嘴，所述吹气嘴连接有切换驱动装置。

9.如权利要求8所述的一种激光打孔切割设备，其特征在于，所述切换驱动装置为气缸、直线电机、丝杆传动机构或齿轮齿条传动机构。

10.如权利要求1至7中任一项所述的一种激光打孔切割设备，其特征在于，所述激光头包括光纤激光器输出端和准直器，所述光纤激光器输出端通过光纤连接于激光器。

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