本發(fā)明涉及電子元件制造裝備領(lǐng)域，具體是指片式電子元件高速智能切割機(jī)。

背景技術(shù)：

電子產(chǎn)品品種越來(lái)越多，功能日益強(qiáng)大，體積越來(lái)越小。這就要求制造電子產(chǎn)品的主要電子元件如電容、電阻、電感、傳感器等，體積要盡量小，可靠性要盡量高。目前，只有片式陶瓷電子元件才能同時(shí)滿足上述要求，陶瓷電子元件經(jīng)過(guò)1000°C以上高溫煅燒，其絕緣性、耐熱性、耐久性及其他方面的均呈現(xiàn)優(yōu)異性能。因此，片式陶瓷電子元件的制造、銷(xiāo)售和使用得到蓬勃的發(fā)展。

生產(chǎn)片式陶瓷電子元件的過(guò)程為：

1、將電子陶瓷粉料加入粘合劑和溶劑，經(jīng)過(guò)分散成為可流動(dòng)性的陶瓷漿料；

2、陶瓷漿料經(jīng)過(guò)鋼帶流延機(jī)或者PET薄膜流延機(jī)，流延干燥成陶瓷膜片，厚度為5-30μm；

３、將數(shù)張?zhí)沾赡てM成的底保護(hù)層，用壓力固定在載板即不銹鋼板上，印刷內(nèi)電極，再人工壓上第二張?zhí)沾赡て?，再印刷電極，直至達(dá)到需要的層數(shù)，最后壓上由數(shù)張?zhí)沾赡てM成的面保護(hù)層；

４、經(jīng)過(guò)高壓靜水壓的層壓成為結(jié)實(shí)的巴塊，然后用切割機(jī)進(jìn)行切割，最后用將電子元件生坯從不銹鋼板上分離；

５、電子元件生坯經(jīng)過(guò)1000℃以上的高溫?zé)Y(jié)后，進(jìn)行拋光、上端電極、電鍍，成為成品。

上述第4步提到的切割機(jī)，即本發(fā)明涉及到的切割機(jī)。上述提及的巴塊，其上層為未切割的電子元件生坯，下層為不銹鋼板，兩層經(jīng)過(guò)高壓靜水壓層壓后，緊密結(jié)合在一起的物體，行業(yè)內(nèi)統(tǒng)一稱為巴塊。

現(xiàn)有技術(shù)陶瓷膜片切割機(jī)采用伺服電機(jī)、絲桿和導(dǎo)軌組成傳動(dòng)系統(tǒng)，在高速傳送與定位過(guò)程中絲桿會(huì)有以下不良現(xiàn)象：響聲大、易磨損、傳送絲桿螺母壓力變化、絲桿直線度變化造成傳送阻力變化會(huì)影響傳送力矩和速度，造成切割精度的下降，無(wú)法切割小尺寸片式陶瓷電子元件，如0201，0402產(chǎn)品，0201即長(zhǎng)寬高為0.5╳0.25╳0.25mm,0402即長(zhǎng)寬高為1.0╳0.5╳0.5mm。現(xiàn)有技術(shù)陶瓷膜片切割機(jī)是由伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)吸附巴塊的載臺(tái)，沿著導(dǎo)軌進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，切割機(jī)上的切刀，依次對(duì)巴塊進(jìn)行一刀一刀的切割，切割完X軸，巴塊和載臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)90度，進(jìn)給到切刀下，繼續(xù)切割Y軸，直到全部切割完成。巴塊和載臺(tái)的前進(jìn)和后退，均由電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檩d臺(tái)直線運(yùn)動(dòng)來(lái)完成。

現(xiàn)有技術(shù)陶瓷膜片切割機(jī)，其送料和收料，采用人工操作，巴塊很難整齊對(duì)位，切割精度下降，效率低。

現(xiàn)有技術(shù)陶瓷膜片切割機(jī)，其檢測(cè)定位機(jī)構(gòu)中的攝像機(jī)，其攝像頭沒(méi)有自動(dòng)調(diào)整和自動(dòng)對(duì)焦功能，也降低了切割精度，容易出現(xiàn)切錯(cuò)切割線的問(wèn)題，錯(cuò)誤的切割是：對(duì)位時(shí)，切割刀左邊對(duì)準(zhǔn)巴塊左邊第一條切割線，而切割刀右邊則對(duì)準(zhǔn)巴塊右邊第二條切割線，這樣切割下來(lái)，整個(gè)巴塊數(shù)千只產(chǎn)品，無(wú)一合格，全部作廢。

從國(guó)家專利網(wǎng)查詢到的專利：片式多層陶瓷電容電感切割機(jī)，專利號(hào)2003101077178，公告號(hào)CN 1260049 C,介紹了一種由機(jī)床架、承載板、切刀機(jī)構(gòu)、攝像裝置和控制系統(tǒng)構(gòu)成的切割機(jī)，其為人工送料，攝像裝置沒(méi)有自動(dòng)對(duì)焦、自動(dòng)尋找巴塊標(biāo)記點(diǎn)功能，承載板的前進(jìn)后退使用普通的伺服電機(jī)，達(dá)不到高切割精度，切割小尺寸產(chǎn)品的能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種自動(dòng)化、實(shí)用、效率高、誤判率低的一種片式電子元件高速智能切割機(jī)。

本發(fā)明的目的：提高切割定位精度要求高、切割厚度要求大、切割速度高、變形小的問(wèn)題，可適應(yīng)小規(guī)格產(chǎn)品切割如0201、0402尺寸產(chǎn)品。

本發(fā)明使用的技術(shù)方案如下：

一種片式電子元件高速智能切割機(jī)，包括機(jī)體結(jié)構(gòu)、載臺(tái)、檢測(cè)定位機(jī)構(gòu)、切割機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)，載臺(tái)內(nèi)部設(shè)有真空通道，在所述載臺(tái)左右兩側(cè)，還分別設(shè)置包括真空吸盤(pán)、傳送電機(jī)和巴塊倉(cāng)的送料機(jī)構(gòu)和收料機(jī)構(gòu)，在巴塊倉(cāng)底部的機(jī)體結(jié)構(gòu)中，設(shè)有可令巴塊上下移動(dòng)的電動(dòng)頂桿；所述載臺(tái)下部連接承載板，在載臺(tái)和承載板連接處內(nèi)部，設(shè)有可以讓載臺(tái)相對(duì)于承載板轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度的DD直驅(qū)伺服轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，承載板下面設(shè)置可以令承載板前后直線移動(dòng)的直驅(qū)機(jī)構(gòu)，直驅(qū)機(jī)構(gòu)采用磁懸浮結(jié)構(gòu)的直線驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)；所述檢測(cè)定位機(jī)構(gòu)為左右設(shè)置的兩組CCD檢測(cè)儀，CCD檢測(cè)儀設(shè)有能帶動(dòng)CCD移動(dòng)、尋找巴塊標(biāo)記點(diǎn)并且自動(dòng)對(duì)焦的電機(jī)；所述切割機(jī)構(gòu)包括刀座機(jī)構(gòu)和切割電機(jī)，所述刀座機(jī)構(gòu)采用由刀座、切割刀、導(dǎo)向柱、導(dǎo)柱軸承、夾刀塊、護(hù)刀塊、彈簧機(jī)構(gòu)構(gòu)成的一體化結(jié)構(gòu)，護(hù)刀塊相對(duì)于夾刀塊可移動(dòng)。

所述切割刀為雙刃刀口，即刀口截面為Ｖ形；所述控制系統(tǒng)為工業(yè)計(jì)算機(jī)，工業(yè)計(jì)算機(jī)與CCD檢測(cè)儀、DD直驅(qū)伺服轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、直線驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)、切割機(jī)構(gòu)、送料和收料機(jī)構(gòu)電連接；所述機(jī)體結(jié)構(gòu)為鑄造的框架結(jié)構(gòu)。

設(shè)置電動(dòng)頂桿的目的，是縮短送料機(jī)構(gòu)和收料機(jī)構(gòu)的真空吸盤(pán)的行程，減少送料和收料的時(shí)間，提高效率。

切割時(shí)，護(hù)刀塊下降壓住巴塊，然后切割刀下切、升起，最后護(hù)刀塊升起，載臺(tái)和承載板向前位移一定距離后停止，護(hù)刀塊再下降壓住巴塊，切割刀下切、升起，最后護(hù)刀塊升起，進(jìn)入下一個(gè)切割循環(huán)。

使用雙刃刀口，切割時(shí)刀口兩邊的電子元件受力均勻，切割整齊劃一。

本發(fā)明有如下特點(diǎn)：

１、具備巴塊（29）自動(dòng)送料傳送功能及切割后自動(dòng)收料功能；通過(guò)采用電機(jī)傳送控制，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的加速、恒速、減速階段控制使巴塊運(yùn)行平穩(wěn)，運(yùn)行時(shí)間達(dá)到最優(yōu)；

２、采用DD直驅(qū)伺服轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制巴塊的角度調(diào)整，DD直驅(qū)伺服轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)內(nèi)藏高精度編碼系統(tǒng)，具有定位精度高、平穩(wěn)、靜聲、速度快；

３、采用鑄件框架減振機(jī)構(gòu)，吸收切割過(guò)程產(chǎn)生的振動(dòng)，切割性能穩(wěn)定；

４、采用CCD高速攝像定位機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)定位，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)CCD根據(jù)切割標(biāo)記實(shí)時(shí)調(diào)整位置，自動(dòng)采集定位標(biāo)記圖像及自動(dòng)定位切割數(shù)據(jù)，智能識(shí)別圖像，響應(yīng)速度快，定位精度高。

５、采用直驅(qū)伺服電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)切割載臺(tái)高速精密傳送的切割方式，響應(yīng)速度快,定位精度高。本發(fā)明采用的直線伺服電機(jī)是由動(dòng)子和定子組成，采用磁懸浮原理傳送，動(dòng)子與定子間保持一定間隙，具有以下優(yōu)點(diǎn)：傳送聲小、不磨損、傳送平穩(wěn)、高速、定位準(zhǔn)確、一致性高；

６、采用雙刃刀片直動(dòng)切割方式，雙刃刀片通過(guò)設(shè)計(jì)兩級(jí)斜度，能有效的減少切入產(chǎn)品時(shí)對(duì)產(chǎn)品擠壓力和擠壓變形、崩裂現(xiàn)象，切割縫隙窄、切割阻力小、切割厚度大。多刃刀口設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)切厚產(chǎn)品；

7、采用半穹形三色光源，設(shè)計(jì)專用的半穹形三色光源，光源燈珠由紅、綠、藍(lán)三色組成，設(shè)置了多路獨(dú)立控制電路，可單獨(dú)控制各向光的強(qiáng)弱，可適應(yīng)不同機(jī)體材料的清晰圖像采集。光源主要由光源外殼、光源內(nèi)殼和光源燈珠組成。

本發(fā)明的有益效果是：

1、全自動(dòng)切割功能，自動(dòng)送料和自動(dòng)收料功能，能減少人工操作，提高產(chǎn)品質(zhì)量，運(yùn)行平穩(wěn)，運(yùn)行時(shí)間達(dá)到最優(yōu)；有效解決目前生瓷片切割工序一人一機(jī)、管理難、勞動(dòng)強(qiáng)度高的問(wèn)題；

2、高精度定位結(jié)構(gòu)：采用直線驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)控制載臺(tái)切割過(guò)程的精確移動(dòng),載臺(tái)采用真空吸附方式對(duì)產(chǎn)品吸附固定，響應(yīng)速度快,定位精度高，相對(duì)目前絲桿傳動(dòng)的切割機(jī)在速度上提高40%以上，噪聲降低10分貝以上，使用壽命提高近10倍；

3、一體化刀夾結(jié)構(gòu)，采用由夾刀塊和護(hù)刀塊組成一體化結(jié)構(gòu)，護(hù)刀塊與導(dǎo)向柱連接，通過(guò)導(dǎo)向柱與導(dǎo)柱軸承相互移動(dòng)，使護(hù)刀塊相對(duì)于夾刀塊可移動(dòng)。切割時(shí), 護(hù)刀塊起到壓住被切巴塊,使切割刀切割后易于從被切巴塊脫離。具有各規(guī)格更換快速，可獨(dú)立檢驗(yàn)，切割一致性好，相對(duì)更換刀片的換刀方式可降低20%換刀停機(jī)時(shí)間，消除刀片安裝失誤，可靠性提高；

4、全自動(dòng)精準(zhǔn)對(duì)位檢測(cè)，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)CCD移動(dòng)自動(dòng)調(diào)整焦距定位檢測(cè)標(biāo)記點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)位檢測(cè)，檢測(cè)準(zhǔn)確，智能識(shí)別；

5、雙刃刀可實(shí)現(xiàn)切割厚度達(dá)到5mm，比現(xiàn)有技術(shù)提高66%以上，也可延伸設(shè)計(jì)多刃刀實(shí)現(xiàn)更厚的巴塊，適應(yīng)更多類(lèi)別生陶瓷產(chǎn)品切割需求；

6、設(shè)備正常運(yùn)行后可實(shí)現(xiàn)1人管5臺(tái)設(shè)備，單臺(tái)生產(chǎn)效率提高一倍，合格率提高10%,實(shí)現(xiàn)最小規(guī)格0.5╳0.25╳0.25mm的切割。

附圖說(shuō)明

圖1為片式電子元件高速智能切割機(jī)示意圖。

圖2為送料機(jī)構(gòu)和收料機(jī)構(gòu)示意圖。

圖3為CCD高速智能檢測(cè)定位機(jī)構(gòu)示意圖。

圖4為圖1中B-B剖視示意圖。

圖5為圖4中未切割巴塊示意圖。

圖6為切割刀座機(jī)構(gòu)在本發(fā)明中的位置示意圖。

圖7為圖6中切割刀座機(jī)構(gòu)放大示意圖。

圖8為圖7中A-A剖視示意圖。

圖9為片式電子元件高速智能切割機(jī)立體示意圖。

圖10為DD直驅(qū)伺服轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和直驅(qū)機(jī)構(gòu)立體放大示意圖。

圖11為右CCD檢測(cè)儀放大示意圖。

圖12為圖12中光源立體放大圖。

圖13為切割刀座機(jī)構(gòu)放大示意圖。

圖14為圖14中C-C剖視示意圖。

圖15為圖9中直驅(qū)機(jī)構(gòu)即磁懸浮結(jié)構(gòu)的直線驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)放大示意圖。

圖中 1—機(jī)體結(jié)構(gòu)，2—切割機(jī)構(gòu)，3—承載板，4—送料機(jī)構(gòu)，5—收料機(jī)構(gòu)，6—操作屏，7—左CCD檢測(cè)儀，8—右CCD檢測(cè)儀，9—載臺(tái)，10—直驅(qū)機(jī)構(gòu)，11—未切割巴塊，12—已切割X軸巴塊，13—切割完成巴塊，14—正確切割線，15—錯(cuò)誤切割線，16—巴塊標(biāo)記點(diǎn)，21—刀座機(jī)構(gòu)，22—切割電機(jī)，23—刀座，24—夾刀塊，25—護(hù)刀塊，26—切割刀，27—彈簧機(jī)構(gòu),28—巴塊盒,29—巴塊，30—電動(dòng)頂桿, 31—滾珠導(dǎo)套，33—DD直驅(qū)伺服轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，41—送料機(jī)構(gòu)傳送電機(jī)，51—收料機(jī)構(gòu)傳送電機(jī)，81—傳感器，82—CCD鏡頭，83—電機(jī)，84—光源，85—角度調(diào)整塊，86—高度調(diào)整塊，87—光源內(nèi)殼，88—光源外殼，89—光源燈珠，101－動(dòng)子，102－定子。

具體實(shí)施方式

圖1為片式電子元件高速智能切割機(jī)示意圖。包括機(jī)體結(jié)構(gòu)1、載臺(tái)9、檢測(cè)定位機(jī)構(gòu)、切割機(jī)構(gòu)2和控制系統(tǒng)，以及操作屏6，載臺(tái)9內(nèi)部設(shè)有真空通道，在載臺(tái)9左右兩側(cè)上方，設(shè)置送料和收料機(jī)構(gòu)5，見(jiàn)圖2，送料和收料機(jī)構(gòu)5設(shè)有真空吸盤(pán)和送料收料傳送電機(jī)，在真空吸盤(pán)下方，設(shè)置用于存取巴塊29的巴塊倉(cāng)，在巴塊倉(cāng)底部的機(jī)體結(jié)構(gòu)1中，設(shè)有令巴塊29上下位移的電動(dòng)頂桿30，見(jiàn)圖4、5，載臺(tái)9下部連接承載板3，在載臺(tái)9和承載板3連接處，設(shè)有可以讓載臺(tái)9相對(duì)于承載板3轉(zhuǎn)動(dòng)180度的DD直驅(qū)伺服轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)33，承載板3下面設(shè)置可以令承載板3前后直線移動(dòng)的直驅(qū)機(jī)構(gòu)10，直驅(qū)機(jī)構(gòu)10采用磁懸浮結(jié)構(gòu)的直線驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。

檢測(cè)定位機(jī)構(gòu)為左右設(shè)置的兩組CCD檢測(cè)儀，見(jiàn)圖3，CCD檢測(cè)儀設(shè)有能帶動(dòng)CCD移動(dòng)、尋找巴塊29標(biāo)記點(diǎn)并且自動(dòng)對(duì)焦的電機(jī)。

切割機(jī)構(gòu)2包括刀座機(jī)構(gòu)21和切割電機(jī)22，見(jiàn)圖6、7、8，刀座機(jī)構(gòu)21采用由刀座23、切割刀26、夾刀塊24、護(hù)刀塊25、彈簧機(jī)構(gòu)27構(gòu)成的一體化結(jié)構(gòu)，護(hù)刀塊25相對(duì)于夾刀塊24可移動(dòng)。

切割刀26為雙刃刀口，即刀口截面為Ｖ形；控制系統(tǒng)與CCD檢測(cè)儀、直驅(qū)機(jī)構(gòu)10、切割機(jī)構(gòu)2、送料和收料機(jī)構(gòu)5電連接（圖中未示出）；所述機(jī)體結(jié)構(gòu)1為鑄造的框架結(jié)構(gòu)，使用時(shí)牢固不振動(dòng)。

本發(fā)明的工作過(guò)程：

1、人工將待切割的巴塊29放進(jìn)本發(fā)明左側(cè)巴塊倉(cāng)；

2、電動(dòng)頂桿30將巴塊29往上頂?shù)缴蟼鞲形恢?，送料機(jī)構(gòu)4的真空吸盤(pán)下降，吸住巴塊29，升高，右移至載臺(tái)9上，下降載臺(tái)9，放下巴塊29，載臺(tái)9真空吸住巴塊29；

3、載臺(tái)9和巴塊29在直驅(qū)機(jī)構(gòu)10作用下前進(jìn)，進(jìn)入刀座機(jī)構(gòu)21下面；

4、CCD檢測(cè)儀自動(dòng)移動(dòng)、尋找巴塊29標(biāo)記點(diǎn)并且自動(dòng)對(duì)焦，載臺(tái)9和巴塊29在控制系統(tǒng)指揮直驅(qū)機(jī)構(gòu)10作用下前進(jìn)到位，停止；

5、刀座機(jī)構(gòu)21下降，切割刀26對(duì)準(zhǔn)巴塊29左右標(biāo)記點(diǎn)下面的第一條切割線，護(hù)刀塊25下降壓住巴塊29，然后切割刀26下切、升起，最后護(hù)刀塊25升起，載臺(tái)9和承載板3向前位移一定距離后停止，護(hù)刀塊25再下降壓住巴塊29，切割刀26下切、升起，進(jìn)入下一個(gè)切割循環(huán)，直到切割完成全部X軸切割線；

6、巴塊29、載臺(tái)9和承載板3在直驅(qū)機(jī)構(gòu)10作用下后退，巴塊29和載臺(tái)9在DD直驅(qū)伺服轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)33作用下轉(zhuǎn)動(dòng)90度換向，巴塊29、載臺(tái)9和承載板3在控制系統(tǒng)指揮直驅(qū)機(jī)構(gòu)10作用下前進(jìn)，CCD檢測(cè)儀移動(dòng)、尋找巴塊29標(biāo)記點(diǎn)并且自動(dòng)對(duì)焦，載臺(tái)9和巴塊29在控制系統(tǒng)指揮直驅(qū)機(jī)構(gòu)10作用下前進(jìn)到位，停止；

7、刀座機(jī)構(gòu)21下降，切割刀26對(duì)準(zhǔn)左右標(biāo)記點(diǎn)下面的第一條切割線，護(hù)刀塊25下降壓住巴塊29，然后切割刀26下切、升起，最后護(hù)刀塊25升起，巴塊29、載臺(tái)9和承載板3向前位移一定距離后停止，護(hù)刀塊25再下降壓住巴塊29，切割刀26下切、升起，進(jìn)入下一個(gè)切割循環(huán)，直到切割完成全部Y軸切割線；

8、巴塊29、載臺(tái)9和承載板3在直驅(qū)機(jī)構(gòu)10作用下后退，到位后停止，關(guān)閉載臺(tái)9真空系統(tǒng)，收料機(jī)構(gòu)5的真空吸盤(pán)移動(dòng)至載臺(tái)9和巴塊29上方，下降，吸住巴塊29，上升，右移，下降，電動(dòng)頂桿30往上頂，迎接巴塊29，將已經(jīng)切割完成的巴塊29放進(jìn)右邊的巴塊倉(cāng)，人工將巴塊倉(cāng)中全部巴塊29取出，本發(fā)明的全部工作完成。

本發(fā)明主要技術(shù)參數(shù)：

（1）自動(dòng)上下料功能：效率比人工提高5-7倍，過(guò)去一人只可以操作2-3臺(tái)機(jī)器，提高至一人可以操作10-20臺(tái)機(jī)器；

（2）切割標(biāo)記線自動(dòng)檢測(cè)定位功能：解決了切錯(cuò)切割線，巴塊（29）報(bào)廢問(wèn)題，見(jiàn)圖5：錯(cuò)誤的切割線和正確的切割線；

（3）Y軸重復(fù)定位精度±0.01mm；

（4）切割巴塊最大尺寸:220mm╳220mm；

（5）最快切割速度≥2刀/s(巴塊厚度≤3mm,切割間距為1mm)。

本發(fā)明的研制成功，有效提升國(guó)內(nèi)基于視覺(jué)系統(tǒng)的全自動(dòng)切割機(jī)的制造技術(shù)，將促進(jìn)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化和元件小型化的發(fā)展。

本發(fā)明圖4、5表現(xiàn)的巴塊29上的切割線，為方便理解，采用超寬布置，實(shí)際上若切割0201產(chǎn)品，切割線寬度為：X軸0.5mm,Y軸0.25mm，在附圖上表現(xiàn)出來(lái)的是一片灰黑色，無(wú)法理解及解決問(wèn)題。

本發(fā)明自主開(kāi)發(fā)的軟件已取得軟件著作權(quán)。

本發(fā)明與現(xiàn)在技術(shù)設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比表，見(jiàn)表1如下。