一种卷对卷镭射收放卷机 |
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| 申请号 | CN202410015724.7 | 申请日 | 2024-01-05 | 公开(公告)号 | CN117509254B | 公开(公告)日 | 2024-04-05 |
| 申请人 | 苏州佳安自动化科技有限公司; | 发明人 | 徐平; 张伟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了应用于收放卷机领域的一种卷对卷镭射收放卷机，本 申请 通过S型护罩进行翻转供料，使新旧物料间的更换间隔时间短，有效降低主体设备停机等待的时间，提升了生产效率，通过 螺纹 杆与分动机构间的相互配合，将驱动 电机 的动 力 分时传输，分别用于两组托辊的间距调节、Y向 滑板 的平移距离调节、Z向滑架的高度调节，利用单一驱动源实现料卷的托举动作、对轴动作和套接插入动作，结构简单，功能多样，降低了设备的制备成本，同时配合 支撑 气囊的设计，保护了料卷中柔性印刷 电路 板的平整度，不易发生 挤压 或褶皱的现象，保护性强，物料镭射打孔良品率能得到提升，具有市场前景，适合推广应用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种卷对卷镭射收放卷机，包括对称设置的放卷机构（11）和收卷机构（12），所述放卷机构（11）和收卷机构（12）上均设有换卷机构（3）、导向辊系（2）和镭射机构（4），其特征在于，所述换卷机构（3）包括S型护罩（31）和设置在S型护罩（31）一侧的吊架（33），所述S型护罩（31）通过旋转杆（313）转动连接在放卷机构（11）和收卷机构（12）内，所述S型护罩（31）内设有两组旋转对称的料卷仓，所述料卷仓远离吊架（33）一侧固定有侧护板（312），所述料卷仓内均设有驱动辊（32），所述驱动辊（32）包括转动连接在侧护板（312）上的外管体（321），所述外管体（321）内沿轴线方向滑动连接有第一花键杆（323），所述第一花键杆（323）的一端延伸出侧护板（312）并固定有第一从动齿轮（324），所述第一花键杆（323）的另一端固定有旋转球头（325），所述旋转球头（325）与外管体（321）间夹接有张紧弹簧（326），所述放卷机构（11）和收卷机构（12）的机架上设有与第一从动齿轮（324）相对应的驱动齿轮（101）； |
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| 说明书全文 | 一种卷对卷镭射收放卷机技术领域[0001] 本申请涉及收放卷机领域，特别涉及一种卷对卷镭射收放卷机。 背景技术[0002] 随着各类电子产品的高速发展，柔性印刷电路板作为电子产品中关键的连接元件，在电子设备中起到了至关重要的作用，在柔性印刷电路板的生产过程中，钻孔工艺非常重要，合适的钻孔方式能够起到信号导通的作用，通过多层叠加，适应更小体积的电路板加工需求，而卷对卷镭射收放卷机作为柔性印刷电路板生产中的一种重要设备，在卷对卷工艺的前提下，通过镭射设备在柔性印刷电路板上按设计路径打孔，以其高速、高精度、高效率的特点，逐渐受到了业界的关注和青睐。 [0003] 但传统的卷对卷镭射收放卷机在上下料卷时，换卷效率低，在换卷时，需要主体设备停机等待的时间较长，同时在换卷后需要对新料卷进行牵引穿过辊系的作业，连续作业性差，因此镭射打孔效率仍然有待提高，为此提出一种卷对卷镭射收放卷机来解决以上问题。发明内容 [0004] 本申请目的在于解决现有的卷对卷镭射收放卷机上下料卷时，换卷效率低，连续作业性差的技术问题，相比现有技术提供一种卷对卷镭射收放卷机，包括对称设置的放卷机构和收卷机构，放卷机构和收卷机构上均设有换卷机构、导向辊系和镭射机构，换卷机构包括S型护罩和设置在S型护罩一侧的吊架，S型护罩通过旋转杆转动连接在放卷机构和收卷机构内，S型护罩内设有两组旋转对称的料卷仓，料卷仓远离吊架一侧固定有侧护板，料卷仓内均设有驱动辊，驱动辊包括转动连接在侧护板上的外管体，外管体内沿轴线方向滑动连接有第一花键杆，第一花键杆的一端延伸出侧护板并固定有第一从动齿轮，第一花键杆的另一端固定有旋转球头，旋转球头与外管体间夹接有张紧弹簧，放卷机构和收卷机构的机架上设有与第一从动齿轮相对应的驱动齿轮； [0005] 吊架上设有与旋转球头相匹配的弧形槽，弧形槽的顶部设有挤压凸起，挤压凸起的中部设有球槽。 [0007] 进一步的，S型护罩的弧形边侧设有切刀，放卷机构和收卷机构的机架及吊架上均设有与旋转杆端部相匹配的旋转座。 [0008] 进一步的，换卷机构的底部一侧还设有上下卷机构，上下卷机构包括滑动连接在放卷机构和收卷机构机架底部的Y向滑板，Y向滑板的一端沿竖直方向滑动连接有Z向滑架，Z向滑架的顶部设有弧形支架，弧形支架上设有两组对称的弧形通槽，弧形通槽内均滑动连接有托辊，两组托辊间固定有支撑气囊； [0009] 上下卷机构还包括调节机构，调节机构用于分时调节两组托辊的间距、Y向滑板的平移距离、Z向滑架的高度。 [0011] 进一步的，分动机构包括转动连接在Y向滑板上的滚珠座，滚珠座的内壁等角度均分的限位滑动连接有两组滑柱，滑柱的两端分别转动连接有滚珠和调节球头，滑柱在靠近滚珠的一端还固定有锁止垫，滑柱与滚珠座的内壁间夹接有第二复位弹簧；滚珠座的底部沿竖直方向滑动连接有下滑套，下滑套的顶部与滚珠座间夹接有第一复位弹簧，下滑套的底部还固定有环形锁齿，Y向滑板的底部设有与环形锁齿相匹配的锁紧槽，下滑套的顶部还设有与调节球头相对应的斜坡面；滚珠座的中部外侧固定有电磁铁，环形锁齿为磁性结构，电磁铁在通电条件下对环形锁齿具有磁斥力。 [0012] 进一步的，滚珠座的底部还固定有主皮带轮，Y向滑板的底部固定有水平滑轨，放卷机构和收卷机构机架底部设有与水平滑轨相匹配的水平滑槽，水平滑轨内等距均分的转动连接有若干滚轮，滚轮的顶部固定有副皮带轮，主皮带轮与副皮带轮间套接有传动皮带，滚轮的圆周外侧均与水平滑槽的槽壁相切设置。 [0013] 进一步的，间距调节机构包括竖直滑动连接在螺纹杆顶部的调节齿轮，调节齿轮的顶部转动连接有锁止盘，锁止盘的顶部设有限位滑槽，弧形支架的顶部一侧固定有气缸，气缸的输出端固定有与限位滑槽相匹配的执行球头； [0015] 进一步的，支撑气囊包括多组相邻排布的条形气囊，条形气囊的长度方向与托辊的轴向相垂直，支撑气囊通过管道连接有充放气单元。 [0016] 进一步的，放卷机构、收卷机构的导向辊系顶部分别通过Z轴线性模组滑动连接有第一夹持辊、第二夹持辊。 [0017] 相比于现有技术，本申请的优点在于： [0018] （1）本发明在S型护罩翻转供料的过程中，位于底部的料卷仓能将驱动辊的一端裸露，便于料卷管的插入，位于顶部的料卷仓能将驱动辊的一端自动卡入球槽内，并利用挤压凸起的挤压动作，将该驱动辊另一端的第一从动齿轮与驱动齿轮啮合，形成动力传输，便于料卷旋转供料动作的进行，同时通过S型护罩的结构设计，使料卷的供料或卸料可连续进行，更换便捷，能有效提升镭射打孔的工作效率。 [0019] （2）本发明在卷对卷的过程中，当放卷机构的厚度测量传感器检测到放卷机构中位于上部料卷仓内料卷厚度小于设计值时，第一夹持辊下移并与导向辊系配合夹持住正在传输的柔性印刷电路板，此时控制S型护罩顺时针翻转，利用S型护罩上的切刀截断柔性印刷电路板尾端，此时将翻转至上部的料卷端部牵引至前一柔性印刷电路板尾端并粘合，即可进行连续的卷对卷作业，避免了传统卷对卷过程中的重复牵引物料穿过导向辊系的过程，有效保持了镭射打孔作业的连续性，同时由于采用双料卷仓的S型护罩的结构设计，使上部料卷仓在进行供卷或收卷动作时，下部的料卷仓内可同步进行上卷或推卷的准备动作，新旧物料间的更换间隔时间短，因此有效降低主体设备停机等待的时间，有效提升了生产效率。 [0020] （3）本发明通过螺纹杆与分动机构间的相互配合，能将驱动电机的动力分时传输，分别用于两组托辊的间距调节、Y向滑板的平移距离调节、Z向滑架的高度调节，利用单一驱动源实现料卷的托举动作、对轴动作和套接插入动作，结构简单，功能多样，有效降低了设备的制备成本，同时配合支撑气囊的设计，有效保护了料卷中柔性印刷电路板的平整度，不易发生挤压或褶皱的现象，保护性强，物料镭射打孔良品率能得到有效提升，具有市场前景，适合推广应用。附图说明 [0021] 图1为本申请的结构示意图； [0022] 图2为本申请中提出的放卷机构的结构示意图； [0023] 图3为本申请中提出的换卷机构的正面结构示意图； [0024] 图4为本申请中提出的换卷机构的侧面结构示意图； [0025] 图5为本申请中提出的驱动辊的爆炸结构示意图； [0026] 图6为本申请中提出的吊架的结构示意图； [0027] 图7为本申请中提出的放卷路径示意图； [0028] 图8为本申请中提出的放卷机构的机架内部结构示意图； [0029] 图9为本申请中提出的上下卷机构的结构示意图； [0030] 图10为图9中A部的放大结构示意图； [0031] 图11为本申请中提出的上下卷机构的剖面结构示意图； [0032] 图12为图11中B部的放大结构示意图； [0033] 图13为图11中C部的放大结构示意图； [0034] 图14为本申请中提出的分动机构的结构示意图； [0035] 图15为本申请中提出的支撑气囊支撑料卷时的结构示意图； [0036] 图16为本申请中提出的托辊夹持料卷管时的结构示意图。 [0037] 图中标号说明： [0038] 驱动齿轮101、水平滑槽102、厚度测量传感器103、放卷机构11、收卷机构12； [0039] 导向辊系2； [0040] 换卷机构3、S型护罩31、切刀311、侧护板312、旋转杆313、驱动辊32、外管体321、第一花键槽322、第一花键杆323、第一从动齿轮324、旋转球头325、张紧弹簧326、吊架33、弧形槽331、挤压凸起332、球槽334、旋转座335、镭射机构4； [0041] 上下卷机构5、Y向滑板51、水平滑轨511、滚轮512、竖直滑槽513、锁紧槽514、Z向滑架52、弧形支架521、竖直滑轨522、托辊53、支撑气囊531、螺纹杆54、调节齿轮541、间距杆55、条形锁齿551、调节齿条552、第一夹持辊61、第二夹持辊62； [0042] 驱动电机7、第二从动齿轮71； [0043] 分动机构8、传动皮带801、滚珠座81、电磁铁811、第一复位弹簧82、下滑套83、环形锁齿831、斜坡面832、第一限位滑条833、滑柱84、滚珠841、锁止垫842、第二复位弹簧843、调节球头844、主皮带轮85； [0044] 间距调节机构9、气缸91、执行球头911、调节齿轮92、第二限位滑条921、锁止盘93、限位滑槽931。 具体实施方式[0046] 实施例1： [0047] 本发明提供了一种卷对卷镭射收放卷机，请参阅图1‑16，包括对称设置的放卷机构11和收卷机构12，放卷机构11和收卷机构12上均设有换卷机构3、导向辊系2和镭射机构4，换卷机构3用于为放卷机构11翻转式提供料卷或用于为收卷机构12翻转式退出料卷，其中料卷为卷绕在料卷管上的柔性印刷电路板，在卷对卷镭射的过程中，料卷上的柔性印刷电路板依次通过放卷机构11的导向辊系2、镭射机构4和收卷机构12的导向辊系2，其中镭射机构4为型号ESI5330或ESI5335的镭射打孔设备。 [0048] 请参阅图1‑7，放卷机构11和收卷机构12上的换卷机构3对称设置，换卷机构3包括S型护罩31和设置在S型护罩31一侧的吊架33，S型护罩31通过旋转杆313转动连接在放卷机构11和收卷机构12内，S型护罩31内设有两组旋转对称的料卷仓，在卷对卷过程中，为保持料卷边侧的平齐度和增加对料卷的防护性，料卷仓远离吊架33一侧固定有侧护板312。 [0049] 请参阅图3‑6，料卷仓内均设有驱动辊32，驱动辊32包括转动连接在侧护板312上的外管体321，外管体321内沿轴线方向滑动连接有第一花键杆323，外管体321内设有与第一花键杆323相配合的第一花键槽322，第一花键杆323的一端延伸出侧护板312并固定有第一从动齿轮324，第一花键杆323的另一端固定有旋转球头325，旋转球头325与外管体321间夹接有张紧弹簧326，放卷机构11和收卷机构12的机架上设有与第一从动齿轮324相对应的驱动齿轮101； [0050] 请参阅图6，吊架33上设有与旋转球头325相匹配的弧形槽331，弧形槽331的顶部设有挤压凸起332，挤压凸起332的中部设有球槽334，旋转杆313、驱动齿轮101均由伺服电机驱动，张紧弹簧326具有驱使第一从动齿轮324远离驱动齿轮101的弹力，驱动齿轮101与旋转至顶部的第一从动齿轮324相切设置。 [0051] 在换卷的过程中，S型护罩31进行180°的顺时针翻转，在位于顶部的料卷仓中，第一花键杆323上的旋转球头325从球槽334内脱离，并伴随挤压凸起332的坡度逐步减小，张紧弹簧326被压缩的弹性势能得到释放，使第一花键杆323发生位移，带动第一从动齿轮324做远离驱动齿轮101的平移，第一从动齿轮324与驱动齿轮101解除啮合，此时位于底部料卷仓中的新料卷跟随S型护罩31的翻转动作上移，在此上移的过程中，对应第一花键杆323的旋转球头325受挤压凸起332的坡度增加，做靠近驱动齿轮101为位移动作，并在到达球槽334的位置时与驱动齿轮101啮合，在驱动齿轮101的驱动下，更新的料卷进行旋转供料，通过S型护罩31的结构设计，使料卷的供料或卸料可连续进行，更换便捷，能有效提升镭射打孔的工作效率。 [0052] 请参阅图1‑2和图7，放卷机构11、收卷机构12的导向辊系2顶部分别通过Z轴线性模组滑动连接有第一夹持辊61、第二夹持辊62，S型护罩31的弧形边侧设有切刀311，放卷机构11、收卷机构12的机架上均固定有厚度测量传感器103和PLC控制单元，厚度测量传感器103用于监测S型护罩31上部料卷仓内料卷厚度值，PLC控制单元用于集控各电气单元，放卷机构11和收卷机构12的机架及吊架33上均设有与旋转杆313端部相匹配的旋转座335。 [0053] 在卷对卷的过程中，当放卷机构11的厚度测量传感器103检测到放卷机构11中位于上部料卷仓内料卷厚度小于设计值时，PLC控制单元一方面控制第一夹持辊61下移，与导向辊系2配合夹持住正在传输的柔性印刷电路板，另一方面控制S型护罩31顺时针翻转，利用S型护罩31上的切刀311截断柔性印刷电路板尾端，此时将翻转至上部的料卷端部牵引至前一柔性印刷电路板尾端并粘合，即可进行连续的卷对卷作业，避免了传统卷对卷过程中的重复牵引物料穿过导向辊系2的过程，同理，当收卷机构12的厚度测量传感器103检测到收卷机构12中位于上部料卷仓内料卷厚度大于设计值时，PLC控制单元一方面控制第二夹持辊62下移，与导向辊系2配合夹持住正在传输的柔性印刷电路板，另一方面控制S型护罩31逆时针翻转，利用S型护罩31上的切刀311截断柔性印刷电路板尾端，对完成打孔作业的物料进行收卷作业，而被夹持的柔性印刷电路板端部则牵引至空置的料卷管上，进行下一轮收卷作业。 [0054] 请参阅图8‑16，换卷机构3的底部一侧还设有上下卷机构5，上下卷机构5包括滑动连接在放卷机构11和收卷机构12机架底部的Y向滑板51，Y向滑板51的一端沿竖直方向滑动连接有Z向滑架52，Z向滑架52的顶部设有弧形支架521，弧形支架521上设有两组对称的弧形通槽，弧形通槽内均滑动连接有托辊53，两组托辊53间固定有支撑气囊531，支撑气囊531包括多组相邻排布的条形气囊，条形气囊的长度方向与托辊53的轴向相垂直，支撑气囊531通过管道连接有充放气单元； [0055] 上下卷机构5还包括调节机构，调节机构用于分时调节两组托辊53的间距、Y向滑板51的平移距离、Z向滑架52的高度。 [0056] 请参阅图15‑16，当上下卷机构5向放卷机构11的S型护罩31内提供未打孔的料卷时，通过调节机构增加托辊53的间距，提升支撑气囊531的展开面积，同时通过充放气单元为支撑气囊531提供气体，在转接料卷时，为料卷底部提供柔性支撑，避免料卷出现褶皱损伤，提升对柔性印刷电路板的保护性，当上下卷机构5需要从S型护罩31内脱离空置的料卷管时，通过充放气单元为支撑气囊531抽空内部气体，同时通过调节机构减小托辊53的间距，利用两组托辊53夹持料卷管，并利用Y向滑板51的位移，将料卷管从驱动辊32上脱离。 [0057] 请参阅图9‑10，调节机构包括转动连接在Z向滑架52底部一侧的螺纹杆54，螺纹杆54由驱动电机7驱动旋转，驱动电机7的输出端固定有第二从动齿轮71，螺纹杆54的底端固定有与第二从动齿轮71相啮合的调节齿轮541，Y向滑板51的一端固定有与螺纹杆54配合的分动机构8，弧形支架521的一侧设有与螺纹杆54配合的间距调节机构9。 [0058] 请参阅图11‑12，分动机构8包括转动连接在Y向滑板51上的滚珠座81，滚珠座81的内壁等角度均分的限位滑动连接有两组滑柱84，滑柱84的两端分别转动连接有滚珠841和调节球头844，滑柱84在靠近滚珠841的一端还固定有锁止垫842，为增加锁止垫842的摩擦力，锁止垫842采用橡胶垫结构，滑柱84与滚珠座81的内壁间夹接有第二复位弹簧843；滚珠座81的底部沿竖直方向滑动连接有下滑套83，为限制下滑套83相对于滚珠座81发生旋转，下滑套83外壁设有第一限位滑条833，滚珠座81的内壁设有与第一限位滑条833相匹配的第一限位滑槽，下滑套83的顶部与滚珠座81间夹接有第一复位弹簧82，下滑套83的底部还固定有环形锁齿831，Y向滑板51的底部设有与环形锁齿831相匹配的锁紧槽514，下滑套83的顶部还设有与调节球头844相对应的斜坡面832；滚珠座81的中部外侧固定有电磁铁811，环形锁齿831为磁性结构，电磁铁811在通电条件下对环形锁齿831具有磁斥力。 [0059] 更进一步的，滚珠座81的底部还固定有主皮带轮85，Y向滑板51的底部固定有水平滑轨511，放卷机构11和收卷机构12机架底部设有与水平滑轨511相匹配的水平滑槽102，水平滑轨511内等距均分的转动连接有若干滚轮512，滚轮512的顶部固定有副皮带轮，主皮带轮85与副皮带轮间套接有传动皮带801，滚轮512的圆周外侧均与水平滑槽102的槽壁相切设置。 [0060] 请参阅图9‑13，间距调节机构9包括竖直滑动连接在螺纹杆54顶部的调节齿轮92，为限制调节齿轮92相对于螺纹杆54发生旋转，调节齿轮92的内壁固定有第二限位滑条921，螺纹杆54的顶端设有与第二限位滑条921相对应的第二限位滑槽，调节齿轮92的顶部转动连接有锁止盘93，为增加锁止盘93的摩擦力，锁止盘93的底部采用橡胶材质，锁止盘93的顶部设有限位滑槽931，弧形支架521的顶部一侧固定有气缸91，气缸91的输出端固定有与限位滑槽931相匹配的执行球头911；两组托辊53端部相对的一侧均固定有间距杆55，两组间距杆55呈旋转对称设置，两组间距杆55相对的一侧均设有与调节齿轮92相啮合的调节齿条552，间距杆55的顶部固定有与锁止盘93相配合的条形锁齿551。 [0061] 当需要对两组托辊53的间距进行调节时，电磁铁811通电，此时下滑套83上的环形锁齿831利用电磁铁811的磁斥力，克服第一复位弹簧82的弹力下移，环形锁齿831与锁紧槽514分离，并控制电磁铁811的磁力大小，使斜坡面832不与滑柱84的调节球头844接触，此时滚珠座81呈自由旋转状，利用间距调节机构9中的气缸91带动调节齿轮92上移，利用螺纹杆 54的旋转带动间距杆55发生相对位移，进而达到调节两组托辊53的间距的目的，当调节完毕后，利用气缸91带动调节齿轮92下移，一方面使调节齿轮92与调节齿条552分离，另一方面使锁止盘93下移压扣在条形锁齿551上，达到对两组托辊53固定的目的，使托辊53在托运料卷时保持结构稳定。 [0062] 当需要对Y向滑板51进行Y轴方向的左右调节时，电磁铁811通电并增大电流，使电磁铁811的磁力增大，在环形锁齿831与锁紧槽514分离后，增大的磁斥力使斜坡面832与滑柱84的调节球头844接触，并持续保持下滑套83的持续下移，利用斜坡面832对调节球头844的挤压，使滑柱84克服第二复位弹簧843的弹力发生位移，使锁止垫842靠近螺纹杆54的外壁，使分动机构8整体固定在螺纹杆54上，并与Y向滑板51转动连接，此时螺纹杆54的旋转带动分动机构8整体发生旋转，利用主皮带轮85、副皮带轮及传动皮带801间的动力传输，带动滚轮512发生旋转，进而驱使Y向滑板51相对于水平滑槽102发生位移，实现料卷管插入或脱离驱动辊32的位移动作。 [0063] 当需要对Z向滑架52的高度进行调节时，电磁铁811不通电，此时下滑套83上的环形锁齿831利用第一复位弹簧82的弹力与锁紧槽514咬合，保持分动机构8整体固定在Y向滑板51上，此时螺纹杆54旋转，利用滚珠座81与螺纹杆54的配合，带动Z向滑架52实现上下方向的位移，满足不同厚度料卷与驱动辊32的同轴度调节，便于料卷管快速同轴套入驱动辊32上。 [0064] 本发明通过螺纹杆54与分动机构8间的相互配合，能将驱动电机7的动力分时传输，分别用于两组托辊53的间距调节、Y向滑板51的平移距离调节、Z向滑架52的高度调节，利用单一驱动源实现料卷的托举动作、对轴动作和套接插入动作，结构简单，功能多样，有效降低了设备的制备成本，同时配合支撑气囊531的设计，有效保护了料卷中柔性印刷电路板的平整度，不易发生挤压或褶皱的现象，保护性强，物料镭射打孔良品率能得到有效提升，具有市场前景，适合推广应用。 [0065] 以上所述，仅为本申请结合当前实际需求采用的最佳实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此。 |
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