專利名稱：保持片狀工件的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種保持片狀工件的方法和設備，其通過將成卷狀卷繞的片狀工件展開而將其一部分保持于一平坦的工作臺上。本發(fā)明適用于諸如加工柔性電路板所用的激光加工設備。
背景技術：
作為加工片狀工件的加工設備，已知一種激光加工設備，其順次具有展開單元，其將成卷狀卷繞的未加工的待加工材料展開；加工單元，其具有用來鉆加工從展開單元所展開的待加工材料的加工部(激光頭)；以及卷繞單元，其用于將已加工完成的材料卷繞成卷狀，例如，日本專利公開號No.2004-195510文獻所公開內(nèi)容。該激光加工設備還包括加工工作臺，其設置為可相對加工設備的主框架移動，以將多個順次位于材料縱向上的待加工材料塊移動并定位至用于通過加工部進行加工的位置；夾緊裝置，其設置在帶有該加工工作臺的機體中，且操作為——當加工工作臺從通過加工部開始加工的位置移動至結束加工的位置時相對該加工工作臺夾緊待加工的材料，并在加工工作臺從加工結束位置返回加工開始位置時釋放該待加工的材料；以及相對位置固定裝置，其操作為——在加工工作臺到達加工結束位置時，在夾緊裝置釋放待加工材料的操作之前該待加工材料的相對位置相對于加工設備固定，并在加工工作臺返回加工開始位置時，在待加工材料由夾緊裝置夾緊之后將待加工材料相對于加工設備的相對位置的固定狀態(tài)釋放。
該技術可防止印刷電路板——即片狀工件的位置與激光頭的偏離，并由此提高加工效率。
要指出的是，在通過在進給卷和卷繞卷之間施加輕微的拉力拉緊印刷板并通過諸如夾持件等的固定器具將印刷板固定到加工工作臺上時，片狀印刷板通常定位在加工工作臺上。
還已知一種激光加工設備，其具有至少一對用于保持待加工材料兩端的夾持件和一個拉緊單元，該拉緊單元用于沿該對夾持件彼此分離的方向在該對夾持件之間施加偏壓，以對待加工材料施加拉緊力，如日本專利公開號No1998-296473文獻所公開內(nèi)容。
由于即使被加工物易于卷曲該技術也可使材料保持平整，從而加工精度可得以提高。
另外，在鉆加工其上通過激光設置了銅箔的印刷板時，蝕刻在鉆加工之前進行，進而印刷板由于蝕刻而變得凹凸不平。因此，在蝕刻之后，成卷狀卷繞的印刷板產(chǎn)生了幾乎與印刷板行進方向平行形成的折皺。
即便是施加沿印刷板行進方向的拉力也不能展平所形成的大致與行進方向平行的折皺。因此，使已經(jīng)在其上進行了蝕刻過程的印刷板帶著折皺地固定到加工工作臺上。
在激光加工設備的情況下，由于在焦點距離之外，在折皺部分處不能加工成孔洞，從而導致缺陷加工，但在日本專利公開號2004-195510和1998-296473兩篇文獻中卻沒有考慮這樣的大致平行于片狀工件行進方向延伸的折皺。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種方法和設備，其能夠?qū)⑵瑺罟ぜo折皺地保持于工作臺上。
該目的可以通過將本發(fā)明獨立權利要求中所述的特征組合來實現(xiàn)。其從屬權利要求詳細說明本發(fā)明優(yōu)選實施方案。

發(fā)明內(nèi)容
為解決以上提出的問題，根據(jù)本發(fā)明，提供一種通過展開成卷狀卷繞的片狀工件而使其一部分保持在一平坦的工作臺上的保持片狀工件的方法，該方法包括以下步驟將片狀工件安裝在工作臺上(如圖3A所示)；通過以按壓部件從與工作臺相對的一側(cè)(上側(cè))來按壓已安裝的片狀工件而壓開其上面的折皺(如圖3B所示)；在持續(xù)按壓片狀工件的同時將片狀工件保持在平臺上(例如通過吸引)；以及在保持片狀工件的同時釋放按壓部件的壓力。
根據(jù)本發(fā)明，還提供一種保持片狀工件的裝置，其包括一個平坦的工作臺，該工作臺具有用于保持片狀工件的保持裝置(例如吸引裝置)；以及一個按壓部件，該按壓部件設置為面對工作臺并能夠與工作臺相接觸，其中，所述保持片狀工件的裝置在將片狀工件安裝在該工作臺上的同時，通過以按壓部件從與工作臺相對的一側(cè)來按壓片狀工件而壓開其上面的折皺，且所述保持片狀工件的裝置在按壓所述片狀工件的同時通過保持裝置將片狀工件保持在所述工作臺上。
本發(fā)明使片狀工件可以無折皺地固定到工作臺上，由此使得加工質(zhì)量得以改善。
要指出的是上述發(fā)明概述并非必要性地描述了本發(fā)明的所有必要特征。本發(fā)明也可以是上述特征的分組合。


圖1是應用本發(fā)明的激光加工設備的前視局部視圖。
圖2是圖1中A部分的放大視圖。
圖3A到3K是用于說明應用本發(fā)明的激光加工設備的操作的圖示，分別示出了其不同的狀態(tài)。
圖4是示出按壓部件作用在片狀工件上的力的方向的圖示。
圖5A和圖5B是示出按壓部件作用在片狀工件上的力的方向的圖示，其中，圖5A和5B分別示出了不同的實施方案。
具體實施例方式
現(xiàn)基于圖示的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明進行描述，其無意限制發(fā)明的范圍，而是發(fā)明的舉例說明。在這些實施方式中所描述的所有特征及其組合對于本發(fā)明都不是絕對必需的。
圖1是應用本發(fā)明的激光加工設備50的前視局部視圖，圖2是圖1中A部分的放大視圖，而3A到3K是用于說明激光加工設備50的操作的圖示。
在本發(fā)明激光加工設備50中，門形柱30固定地安裝在床身1上。在柱30上設有一個激光振蕩器31、多個鏡子32(圖中有2個)、一對光學鏡33和一個fθ透鏡34。
直線型導軌2設置在床身1的上表面，使得X臺3可以在床身1上沿X方向移動。直線型導軌4設置在X臺3的上表面，使得Y臺(移動臺)5可以在X臺3上沿Y方向上移動。于是，由以上描述構型，Y臺5可以相對臺1沿X方向和Y方向移動。
如圖2所示，Y臺5的上面上設置有加工工作臺6和卷軸支架10。在加工工作臺6的下面上形成有一溝道6m，該溝道6m的橫向?qū)挾葘捰谄瑺罟ぜ?以下簡稱工件)w的寬度，所述工件例如為柔性電路板。在加工工作臺6的上面上形成有多個與加工工作臺6中的中空部(未圖示)連通的孔洞。該未示出的位于加工工作臺6中的真空部與一未示出的真空源相連接。這些部件構成了保持裝置。卷軸支架10包括一個進給卷軸11、一個卷繞卷軸12、引導輥13、14和15、夾持件16和17、一個轉(zhuǎn)向輥18和一個工件傳輸單元(移動裝置)20。
進給卷40由進給卷軸11支持，在該進給卷40中未加工的工件w卷成卷狀。該進給卷軸11由卷軸支架10支持并可通過未示出的發(fā)動機帶動旋轉(zhuǎn)。進給卷軸11的底部11b定位在引導輥13的頂部13t之下并與其鄰近。因此，當由未示出的發(fā)動機驅(qū)動時，進給卷軸可進給工件w(進給側(cè)卷支架)卷繞卷41是已加工的工件w卷繞成的卷。卷繞卷41由卷繞卷軸12保持。卷繞卷軸12由卷軸支架10保持并且可通過未示出的發(fā)動機帶動旋轉(zhuǎn)。卷繞卷軸12設置在卷繞卷底部41b高于與卷繞卷41相鄰的引導輥的底部14b的位置處。因此，當由未示出的發(fā)動機驅(qū)動時，卷繞卷軸12可卷繞工件w(卷繞側(cè)卷支架)。
卷軸支架10支撐可旋轉(zhuǎn)的引導輥13使其頂部13t比加工工作臺6的表面(上面)高。卷軸支架10同時也支撐可旋轉(zhuǎn)的引導輥14和15，使得它們的底部14b和15b低于溝道6m的底面。
夾持件16和17由接收臺16u和17u以及面對接收臺16u和17u設置的壓臺16p和17p構成，并且除了接收臺17u外，可分別沿Z方向(圖中豎直方向)借助一圖中未示出的裝置移動。接收臺16u的下降端設置在其待用位置，與此同時，其上面位于比加工工作臺6的表面低的位置，并且當接收臺16u于其上升端處定位時，所述上面位于與引導輥13的頂部13t同樣高度的位置處，即位于加工工作臺的表面之上。而且，壓臺16p的下降端在待用位置時設置在略低于接收臺16u的上面的位置處，使得壓臺16p的下面可壓著接收臺16u的上面。壓臺17p的下降端也設置在略低于接收器17u的上面的位置處，使得壓臺17p的下面可壓著接收臺17u的上面。卷軸支架10支撐可轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向輥18，使得其頂部18t設置在與引導輥13的頂部13t高度相同的位置處。
工件傳輸單元20可借助于未示出的發(fā)動機和導軌機構相對卷軸支架10沿X方向自由移動并定位。該工件傳輸單元20支撐夾持件21。夾持件21由可在豎直方向移動的壓臺21p和接收臺21u組成。如圖2中的實線所示，接收臺21u的待用位置設定在其上面低于加工工作臺6的上面的位置處，并且其上升端設置在與引導輥13的頂部13t和轉(zhuǎn)向輥18的頂部18t高度相同的位置處。此外，壓臺21p的待用位置設置在其下面高于引導輥13的頂部和轉(zhuǎn)向輥18的頂部的位置處，如本圖中實線所示，并且其下降端設置在略低于位于上升端處的接收臺21u的上面的位置處，而使壓臺21p的下面可壓著位于其上升端處的接收臺21u的上面。要指出的是工件傳輸單元20在X方向上的待用位置設置在圖中實線所示的可動的左端處，而其可動的右端位于圖中以虛線示出的位置。
如圖1所示，壓板60設置在柱30中以面向Y臺5。由彈性構件制成的按壓部件61固定在壓板60的下面。按壓部件61的一個(面向Y臺5的)表面是彎向加工工作臺6的曲面，或者更具體來說，是成形為在壓板60的X及Y方向中心處具有頂點的凸透鏡形狀的曲面。壓板60可通過保持在柱30中的升降裝置62沿豎直(Z)方向移動并定位。
接下來，按附圖對激光加工設備50的操作進行說明，假設保持在進給卷40中的未加工工件在行進方向(X方向)上具有折皺。
首先，說明該操作的方案。即，在預先打開所有的夾持件16、17和21——即將接收臺16u和21u分別定位在其待用位置且將壓臺16p、17p和21p分別定位在其上升端的時候，進給卷40放置在進給卷軸11上，工件w繞轉(zhuǎn)向輥18卷繞并通過加工工作臺6的溝道6m，并且其端部固定至卷繞卷軸12(卷繞卷41)。
然后，當略微施加順時針方向的轉(zhuǎn)矩于進給卷軸11和卷繞卷軸12時，壓臺16下降以通過夾持件16保持工件w并同時沿垂直于行進方向的方向展開折皺。此外，壓臺17p下降，從而夾持件17保持工件w。然后，將工件w在于其上略微施加沿如圖3A所示的行進方向的拉力的狀態(tài)下固定到加工工作臺6的上面上。
雖然，在夾持件16和17保持工件w時，一部分工件w中由夾持件16和17夾持的折皺被展開，但是在加工工作臺6中心周圍的折皺仍舊未能展開。
接下來，在通過移動Y臺5而將加工工作臺6的中心定位到按壓部件61的中心處之后，壓板60下降到按壓部件61的表面變得幾乎平整的位置處，如圖3B所示。要指出的是，在此時，工件w的整個待加工區(qū)域都與按壓部件61相接觸并由其按壓。在按壓部件61與工件w接觸之后，按壓部件61與工件w的接觸區(qū)域按圖4中箭頭指示同心擴展，并且將工件上已形成的折皺壓開。
接下來，如圖3C所示，未示出的真空源在壓板60下降的同時進入操作，使得工件w被吸引到加工工作臺6的表面上。從而，將工件w無折皺地固定到加工工作臺6的表面上。
當完成如上所述的片狀工件的固定后，進行加工。即，將加工工作臺6相對fθ透鏡34移動而定位到待加工區(qū)域，激光振蕩器31開始操作并且從激光振蕩器31中發(fā)出激光束經(jīng)由鏡子32導向光學鏡33。然后，激光束由光學鏡33定位并由fθ透鏡促成在工件w上的入射，同時豎直地設置激光束的光軸以加工工件w。在結束了由fθ透鏡34所確定的加工區(qū)域的加工之后，移動X臺3或Y臺5以加工下一加工區(qū)域。
接下來，說明加工結束后移動工件的步驟。在加工結束后，關上未示出的真空源而停止加工工作臺6吸引工件w的操作，并且按壓件16p上升。然后，如圖3D所示，夾持件21開始操作。即，在升起接收臺21u之后，壓臺21p下降以通過壓臺21p和接收臺21u來保持工件w。
接下來，如圖3E所示，壓臺17p上升。因此，工件w定位在與引導輥13的頂部13t和轉(zhuǎn)向輥18的頂部18t的高度處。
以此種方式，如圖3F所示，圖中的工件傳輸單元20向右移動所要求的距離。此時，要指出的是在工件w由進給卷軸11進給的同時，已完成加工的工件w由卷繞卷軸進行卷繞。
接下來，如圖3G所示，在將接收臺16u移動到其上升端之后，壓臺16p下降以通過夾持件16來保持工件w。
接下來，釋放夾持件21。此時，按壓件21p移動到其上升端并且接收臺21u移動到其上面不與工件w相接觸且不與加工工作臺6的上面相接觸的位置。然后，如圖3H所示，工件傳輸單元20，即夾持件21返回到其待用位置。
接下來，如圖3I所示，在將接收臺21u定位到其待用位置之后，按壓件17p下降以通過夾持件17來保持工件w，如圖3J所示。然后，如圖3K所示，釋放夾持件16。此后，在將接收臺16u定位到其待用位置之后，壓臺16p下降以通過夾持件16來保持工件w(如圖3A所示)。此后，重復執(zhí)行這些步驟。
在以上所描述的步驟和加工過程中，以不會對工件w產(chǎn)生副作用的特定范圍的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動進給卷軸11和卷繞卷軸12，以對工件w施加拉力使其不會松垂。要指出的是拉力可以作用到工件w上，使得工件w通過由彈簧或類似裝置偏壓引導輥13和14、轉(zhuǎn)向輥18以及其它沿預定方向的輥而不會松垂。
如上所述，由于采用了所發(fā)明的片狀工件保持方法的激光加工設備50使得工件w可被無折皺地加工，加工可得以高質(zhì)量地實施。
而且，根據(jù)此實施方案，由于進給卷軸和卷繞卷軸設置在加工工作臺6的一側(cè)，不需要用于形成片狀工件自由環(huán)路的空間，進而減少了整個激光加工設備的安裝面積。而且，由于這種構造需要較少的組成元件，易于控制。
另外，由于進給卷軸和卷繞卷軸設置在加工工作臺6的一側(cè)，整個激光加工設備的安裝面積相較于將其分別設置到加工工作臺6兩側(cè)的情況來說得以減少。
此外，即使折皺沿不同于工件w行進方向的方向上延伸，本發(fā)明也可使折皺壓開。要指出的是在此實施方案中，雖然按壓部件61的表面成形為凸透鏡形狀而使其頂點位于壓板X和Y方向的中心處，但其也可以是一個其軸線平行于所述行進方向(X方向)設置的圓柱形表面。這樣，由于按壓部件61與工件w的接觸區(qū)域沿寬度方向逐漸擴展，如圖5所示，使得工件w中已產(chǎn)生的折皺可以被壓開。
如圖5B所示，工件w的折皺也可以通過將圓柱面的軸線垂直于或傾斜于運動方向設置而由上述方式來壓開。
要指出的是按壓部件61的表面形狀可以是任意的，只要其能夠逐漸從中心部分向外圍部分增加其與工件的接觸面積即可，例如橢圓體的一部分。
另外，按壓部件61可以由實心彈性件制成或者也可以具有一個其中填充有流體的空間。按壓部件61還可以是多孔的彈性件，例如海棉。
當按壓部件61由海棉制成時，即使工件w上形成由有通孔，在圖3C所示的步驟中，工件w由Y臺5吸引之后，也可容易地分離按壓部件61與工件w。
在按壓部件61的表面可以設置一粘性涂層，以提供去除工件w表面上的灰塵的功能。
本發(fā)明不僅適用于加工印刷板的情況，也適用于加工其它片狀工件。
雖然此發(fā)明已通過例舉的實施方案進行了描述，應當理解，本領域普通技術人員可以做出許多改變和替代而并未脫離本發(fā)明精神和范圍。從所附權利要求的闡述中顯而易見，具備如此修改和變化的實施方案同樣屬于本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種保持片狀工件的方法，其通過展開成卷狀卷繞的片狀工件而將工件的一部分保持在一平坦的工作臺上，所述方法包括以下步驟將所述片狀工件安裝在所述工作臺上；通過以按壓部件從與所述工作臺相對的一側(cè)來按壓已安裝的片狀工件而壓開所述片狀工件上的折皺；在持續(xù)按壓所述片狀工件的同時將該片狀工件保持在所述工作臺上；以及在保持所述片狀工件的同時釋放所述按壓部件的壓力。
2.一種保持片狀工件的裝置，其包括一個平坦的工作臺，該工作臺具有用于保持所述片狀工件的保持裝置；以及一個按壓部件，該按壓部件設置為面對所述工作臺并能夠與所述工作臺相接觸，其中所述保持片狀工件的裝置在將片狀工件安裝在所述工作臺上的同時，通過以所述按壓部件從與所述工作臺相對的一側(cè)來按壓所述片狀工件而壓開該片狀工件上的折皺，且所述保持片狀工件的裝置在按壓所述片狀工件的同時，通過所述保持裝置將片狀工件保持在所述臺上。
3.如權利要求2所述的保持片狀工件的裝置，其中，所述保持裝置一端連接于一真空源上，另一端為多個開設向所述工作臺并用于吸住所述片狀工件的孔洞。
4.如權利要求2所述的保持片狀工件的裝置，其中，所述的按壓部件由彈性件制成，且其面向所述片狀工件的表面形成為向所述片狀工件突出的曲面。
5.如權利要求4所述的保持片狀工件的裝置，其中，所述曲面是一個具備一個頂點的曲面。
全文摘要
提供一種能夠無折皺地保持片狀工件的方法和設備。所述片狀工件保持方法具有以下步驟在幾乎未在加工工作臺上施加拉力的情況下安裝片狀工件；通過下降按壓部件而將工件壓靠到加工工作臺上，其中按壓部件面向工件的表面呈凸透鏡形狀向工件凸出；通過在持續(xù)以按壓部件按壓片狀工件的同時借助吸引作用而將片狀工件保持在加工工作臺上；以及在保持片狀工件的同時釋放按壓部件的壓力。
文檔編號B23K26/08GK1774156SQ20051011569
公開日2006年5月17日 申請日期2005年11月9日 優(yōu)先權日2004年11月10日
發(fā)明者伊藤靖, 木村文昭 申請人:日立比亞機械股份有限公司