一种高效的大幅降低喷涂成本的LAP三维立体激光加工设备的制作方法

一种高效的大幅降低喷涂成本的lap三维立体激光加工设备
技术领域
1.本实用新型涉及激光设备领域，尤其涉及一种高效的大幅降低喷涂成本的lap三维立体激光加工设备。


背景技术：

2.lap，一种在普通塑料部件的表面通过激光扫描/雕刻，对产品表面的特定区域进行碳化和粗化，再通过后工序把金属层沉积在塑胶表面，形成线路的一种制造工艺。该工艺的主要应用方向是三维立体线路，常用场景是手机，智能手表等可穿戴线路的天线走线，以及通讯基站的天线线路的制作。
3.制作手机天线时，行业100％选用红光激光设备。当使用红光塑胶材料被激光照射后很容易受热变形导致激光加工的区域尤其是激光的边缘位置容易突出，在化镀后镀层的边缘有一定高度的台阶而影响后续喷涂的效果和成本，同时，镀层会因为激光扫描的线条和线条之间的包括光斑和光斑之间的凹凸不平导致产品的表面镀层不够光滑。
4.lap手机天线的触点和天线之间通常是通过过孔或者激光穿孔来实现。当天线在手机的一级外观面上的时候，为方便喷涂通常会选用激光穿孔，然后通过lap化镀工艺让天线的触点和天线连接。当前，行业使用的激光设备都是1064纳米的红光激光设备。红光的波长较长，热效应显著，在激光穿孔的时候孔的边缘容易翻边凸起，形成像火山喷发的火山口一样的形状。这种穿孔导致的凸起喷涂的时候很难覆盖，往往需要做更多的喷涂涂层外加打磨才能够保证外观的效果，为了保证外观效果，后续的喷涂工艺需要做到6涂6烤甚至更多，且同时需要打磨。
5.与此同时，lap工艺眼下激光加工效率偏低，而5g的手机天线又出现天线数量倍增的问题。特别是在涉及到激光穿孔的问题的时候，当前的解决方案效率非常低下，很多时候比正常的lap天线区域的激光加工时间还要长。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高效的大幅降低喷涂成本的lap三维立体激光加工设备。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种高效的大幅降低喷涂成本的lap三维立体激光加工设备，包括底座，所述底座的上表面并排设置有第一x向模组和第二x向模组，所述底座的上表面且位于第二x向模组的右侧固定连接有第一立柱，所述底座的上表面且位于第一x向模组的右侧固定连接有第二立柱，所述第一立柱和第二立柱的上端面均固定连接有连接架，所述连接架的前侧面设置有第二伺服电机，所述连接架的前侧面且位于第二伺服电机的上方固定连接有z向模组，所述z向模组的前侧面设置有托架，所述托架的上表面设置有激光头、动态变焦器和激光器，所述激光器与动态变焦器的相连接，所述激光头与动态变焦器相连接；
8.所述第一x向模组和第二x向模组的后侧均连接有第一伺服电机，所述第一x向模
组和第二x向模组的上表面均设置有滑移支架，所述滑移支架的上部设置有第四伺服电机，所述第四伺服电机的输出端固定连接有治具架，所述治具架的上部设置有治具，所述治具的后侧固定连接有第三伺服电机；
9.所述底座的上表面且位于第二立柱的后侧设置有冷却水箱架，所述冷却水箱架的内部设置有第一冷却水箱和第二冷却水箱。
10.作为上述技术方案的进一步描述：
11.所述第二x向模组位于第一x向模组的左侧，所述第一立柱位于第一x向模组的后侧。
12.作为上述技术方案的进一步描述：
13.所述第二立柱位于第一x向模组后侧端，所述第一立柱位于第二x向模组的后侧端。
14.作为上述技术方案的进一步描述：
15.所述激光器位于动态变焦器的右侧，所述激光头位于动态变焦器的后侧。
16.作为上述技术方案的进一步描述：
17.所述托架的左侧面固定连接有辅助架，所述辅助架位于激光头的正下方。
18.作为上述技术方案的进一步描述：
19.所述第一伺服电机设置于底座的上表面，所述第三伺服电机与治具架的上部固定连接。
20.作为上述技术方案的进一步描述：
21.所述第二x向模组位于第一立柱的辅助架的正下方，所述第一x向模组位于第二立柱的辅助架的正下方。
22.作为上述技术方案的进一步描述：
23.所述底座的下表面设置有万向轮和支撑腿，所述支撑腿位于万向轮的内侧。
24.本实用新型具有如下有益效果：
25.1、与传统技术相比，该高效的大幅降低喷涂成本的lap三维立体激光加工设备，通过两个独立工作的激光头匹配对应的治具进行扫描，提高加工效率，且治具移动灵活，可以满足各种扫描需要。
26.2、与传统技术相比，该高效的大幅降低喷涂成本的lap三维立体激光加工设备，通过动态变焦器的作用下，减小激光的填充间距，提高激光的扫描速度，这样既能提高表面的光洁度，又能提高激光的加工效率，可以把天线的边缘的台阶的高度控制在10个微米以下，这样在喷涂的时候4涂4烤基本可以满足要求，且能够免除打磨的工序，可以把喷涂的成本降低40到50％。
附图说明
27.图1为本实用新型提出的一种高效的大幅降低喷涂成本的lap三维立体激光加工设备的结构示意图；
28.图2为本实用新型提出的一种高效的大幅降低喷涂成本的lap三维立体激光加工设备的正视图；
29.图3为本实用新型提出的一种高效的大幅降低喷涂成本的lap三维立体激光加工
设备的俯视图；
30.图4为本实用新型提出的一种高效的大幅降低喷涂成本的lap三维立体激光加工设备的侧视图。
31.图例说明：
32.1、底座；2、第一伺服电机；3、第一立柱；4、连接架；5、第二伺服电机；6、z向模组；7、激光头；8、动态变焦器；9、激光器；10、第三伺服电机；11、治具；12、第一冷却水箱；13、冷却水箱架；14、第二冷却水箱；15、治具架；16、第四伺服电机；17、第一x向模组；18、第二x向模组；19、滑移支架；20、托架；21、辅助架；22、第二立柱。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置或元件必须具有特定的方位、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；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.参照图1
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4，本实用新型提供的一种实施例：一种高效的大幅降低喷涂成本的lap三维立体激光加工设备，包括底座1，底座1的下表面设置有万向轮和支撑腿，支撑腿位于万向轮的内侧，底座1的上表面并排设置有第一x向模组17和第二x向模组18，在第一伺服电机2提供动力后可使滑移支架19沿其表面移动，底座1的上表面且位于第二x向模组18的右侧固定连接有第一立柱3，第一立柱3位于第二x向模组18的后侧端，底座1的上表面且位于第一x向模组17的右侧固定连接有第二立柱22，第二立柱22位于第一x向模组17后侧端，第二x向模组18位于第一x向模组17的左侧，第一立柱3位于第一x向模组17的后侧，第一立柱3和第二立柱22的上端面均固定连接有连接架4，连接架4的前侧面设置有第二伺服电机5，为750w伺服电机，连接架4的前侧面且位于第二伺服电机5的上方固定连接有z向模组6，用于带动托架20进行上下运动，z向模组6的前侧面设置有托架20，托架20的上表面设置有激光头7、动态变焦器8和激光器9，激光器9为波长短热效应比红光好的光源10瓦或10瓦以上的紫光或绿光，通过内设的扩束器和场镜，控制激光的光斑直径在0.05mm以下，不再使用交叉以及多次填充，一次扫描完成从而提高效率，激光器9又或者为30瓦或30瓦以上的脉宽可调的1064纳米的红光光源，用这种红光光源处理线路的边缘的时候控制激光的脉宽宽度，实现激光光斑能力集中，瞬间碳化塑胶的表面，同时加快激光的扫描速度，减少塑胶表面吸收热量的时间，以此减少边缘的因热效应导致的凸起和台阶问题，通过减小激光的填充间距，
提高激光的扫描速度，既能提高表面的光洁度，又能提高激光的加工效率，激光器9位于动态变焦器8的右侧，激光头7位于动态变焦器8的后侧，激光器9与动态变焦器8的相连接，激光头7与动态变焦器8相连接；
36.第一x向模组17和第二x向模组18的后侧均连接有第一伺服电机2，为750w伺服电机，第一伺服电机2设置于底座1的上表面，第一x向模组17和第二x向模组18的上表面均设置有滑移支架19，滑移支架19的上部设置有第四伺服电机16，为750w伺服电机，第四伺服电机16的输出端固定连接有治具架15，用于安装治具11和第三伺服电机10，治具架15的上部设置有治具11，治具11的后侧固定连接有第三伺服电机10，为200w伺服电机，第三伺服电机10与治具架15的上部固定连接；
37.底座1的上表面且位于第二立柱22的后侧设置有冷却水箱架13，冷却水箱架13的内部设置有第一冷却水箱12和第二冷却水箱14，其冷却作用。
38.托架20的左侧面固定连接有辅助架21，辅助架21位于激光头7的正下方，第二x向模组18位于第一立柱3的辅助架21的正下方，第一x向模组17位于第二立柱22的辅助架21的正下方，便于激光头7的激光作用到加工件处。
39.工作原理：将加工件放入第一x向模组17或第二x向模组18上的治具11内，之后第一伺服电机2带动第一x向模组17或第二x向模组18使对应的滑移支架19移动至辅助架21正下方，接着第一立柱3或第二立柱22上的第二伺服电机5使对应的z向模组6带动托架20下降，动态变焦器8将激光器9的激光处理后从激光头7射出，在经过辅助架21后到达加工件表面，在第三伺服电机10和第四伺服电机16的作用下，使治具11夹紧的加工件可以被激光扫描。
40.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。