CN106180790A - 大尺寸印刷电路板的打孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了大尺寸印刷电路板的打孔装置，包括机架、立柱、转向台，在立柱顶部安装有气缸，机械臂套设在立柱上，气缸的输出端活动贯穿立柱上段，在气缸输出端上安装有连接杆，连接杆贯穿限位槽后与机械臂连接，在限位槽上端以及下端分别安装有行程开关，行程开关通过控制器与所述气缸连接，主轴转动设置在机械臂上，在主轴一端安装有钻头，主轴另一端安装有从动齿轮，电机输出端安装有主动齿轮，主动齿轮通过皮带与从动齿轮连接。气缸输出端在带动机械臂实现上下移动时，一旦气缸输出端的弯折部分与限位槽的极限位置发生碰撞后，气缸接收到控制器的命令便停止伸缩，进而避免钻头在竖直方向的过度移动。

Description

大尺寸印刷电路板的打孔装置

技术领域

本发明涉及线路板的加工制造，具体是指大尺寸印刷电路板的打孔装置。

背景技术

随着科技的不断进步，电路板产品表面品质要求越发严格，为了因应上述的电路板产品品质要求，必须在电路板钻孔时保证电路板表面无刮伤，不损坏电路表面的导电层，上述电路板加工程序，将电路板放置于工作台上，有钻孔刀具对安置与工作台上面的电路板进行钻孔，由于电路板表面材质比较软，以及四周会有产生翘起的现象，机械直接接触电路板面，容易导致电路板表面刮伤的痕迹和破坏电路板表面的导电层结构，进而造成电路板报废的缺失。

发明内容

本发明的目的在于提供大尺寸印刷电路板的打孔装置，快速实现对印刷电路板的钻孔工序，降低电路板在加工过程中损毁率。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

大尺寸印刷电路板的打孔装置，包括机架以及安装在机架上的立柱、转向台，在所述机架上壁开有燕尾槽，转向台通过其底部设置的突起滑动设置在燕尾槽内，在所述转向台上安装有与燕尾槽相互垂直的滑轨，夹持机构通过滑轨滑动设置在转向台上，在所述立柱顶部安装有气缸，立柱中部开有限位槽，机械臂套设在立柱上，且所述气缸的输出端活动贯穿立柱上段，在气缸输出端上安装有连接杆，连接杆贯穿限位槽后与机械臂连接，在所述限位槽上端以及下端分别安装有行程开关，所述行程开关通过控制器与所述气缸连接，在机械臂上安装有电机，主轴转动设置在机械臂上，在所述主轴一端安装有钻头，主轴另一端安装有从动齿轮，电机输出端安装有主动齿轮，且所述主动齿轮通过皮带与从动齿轮连接；在所述立柱内部设有与限位槽连通的盲孔，盲孔底部安装有弹性橡胶材质的缓冲块，且在所述缓冲块的周向上设有多个环形的切线槽；所述夹持机构包括滑动设置在滑轨上的U形板，连杆贯穿所述U形板的竖直部后与卡块连接，弹簧套设在连杆上且置于U形板竖直部与卡块侧壁之间，在所述卡块远离弹簧的一端端部的底面设有矩形开口，且在所述U形板的水平部上壁设有多个泄压孔。

使用时，将待加工的电路板放入U形板内，通过移动转向台以及U形板在X向和Y向上的位置，使得电路板处于合适的加工工位，此时人工推动连杆使得电路板在卡块与限位板之间被紧固，启动气缸，进而带动机械臂沿立柱的轴向向下运动，即钻头开始对电路板进行钻孔。由于钻孔数目较多，且位置分布不均，传统的钻孔工艺主要依靠人工手持钻孔设备进行，而发明人通过利用钻头的穿透能力，将多层电路板半成品叠加在一起置于夹持机构上，通过夹持固定后，由钻头进行钻进以实现多张电路板同时加工，大大提高了钻孔效率。进一步地，由于电路板的厚度较小，即使在多个电路板叠放后，钻头钻进的位移量仍旧较小，很容易导致钻头在完成电路板的钻孔内直接与夹持机构发生硬性接触，进而导致钻头以及夹持机构的损坏；针对该问题，发明人将立柱的内部设置为中空，且在立柱上开有与立柱内部连通的限位槽，气缸的输出端沿立柱的轴向贯穿立柱后，气缸输出端上的连接杆贯穿限位槽后与机械臂连接，同时在限位槽的上下两端端面上安装有行程开关，即气缸输出端在带动机械臂实现上下移动时，一旦气缸输出端的弯折部分与限位槽的极限位置发生碰撞后，气缸接收到控制器的命令便停止伸缩，进而避免钻头在竖直方向的过度移动，以减小夹持机构以及钻头自身的损伤。

其中，在立柱下段内部开有盲孔，且在盲孔内安装有缓冲块，同时沿缓冲块的周向开有多个环形的切线槽，在气缸输出端在立柱内自由移动时，气缸输出端的下段会与立柱内部产冲击，进而使得气缸本体受到严重的冲击而导致受损，盲孔作为立柱内部中空部分的延伸，其内径与气缸输出端末端的直径相匹配，即在气缸输出端下移过程中，气缸输出端的末端直接与盲孔内的缓冲块接触，直至连接杆与限位槽下端上的行程开关接触，以此通过弹性材质的缓冲块自身的形变回复能力，可将气缸输出端末端继续下移的运动趋势抵消，以此来降低立柱与气缸之间的相互作用，即避免气缸与立柱之间的相互冲击，保证气缸的使用寿命。并且，在缓冲块的周向开有多个环形的切线槽，能够保证缓冲块在受力形变后快速回复，降低缓冲块内部相互挤压而产生的作用应力对缓冲块造成的影响，避免缓冲块在形变后永久失去回复形变的能力。

并且在钻进时，卡块远离弹簧的一端端部底面上设有矩形的开口，单个或是多个电路板的两端分别被限制在开口与U形板之间形成的夹持空间内，同时在卡块侧壁与U形板的竖直部之间安装有弹簧，即能保证在电路板放置或是加工时，电路板与卡块、限位板之间的接触由硬性接触变为柔性接触，且在电路板受到外界传递过来的作用应力时，由其两端的弹簧与弹性突起分别将作用应力消除，实现电路板的稳定加工，减小在钻孔过程中电路板的边角部分因局部作用应力集中而出现损毁，提供电路板的加工品质。进一步地，在U形板的水平部上表面上开有多个泄压孔，使得钻头在贯穿电路板后由于惯性原因而保持一段时间内的持续转动在泄压孔内进行，以避免钻头与U形板直接接触而相互受损，延长钻头的使用寿命。

在所述立柱上段内开有十字型孔，气缸输出端活动贯穿所述十字型孔后向下延伸，气缸输出端的延伸部通过弯折后穿过限位槽与机械臂连接。立柱在其上段开设有截面为标准几何形状的孔，即十字型孔，而气缸输出端的局部与该十字型孔相适应，使得立柱在满足气缸输出端正常的上下移动的同时，避免在钻孔时机械臂因作用应力而产生径向上的摆动，以提高钻头的钻孔精度。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明将立柱的内部设置为中空，且在立柱上开有与立柱内部连通的限位槽，气缸的输出端沿立柱的轴向贯穿立柱后，经过弯折再贯穿限位槽后与机械臂连接，同时在限位槽的上下两端端面上安装有行程开关，即气缸输出端在带动机械臂实现上下移动时，一旦气缸输出端的弯折部分与限位槽的极限位置发生碰撞后，气缸接收到控制器的命令便停止伸缩，进而避免钻头在竖直方向的过度移动，以减小夹持机构以及钻头自身的损伤；

2、本发明立柱在其上段开设有截面为标准几何形状的孔，即十字型孔，而气缸输出端的局部与该十字型孔相适应，使得立柱在满足气缸输出端正常的上下移动的同时，避免在钻孔时机械臂因作用应力而产生径向上的摆动，以提高钻头的钻孔精度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为立柱的结构示意图；

图3为夹持机构的结构示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：

1-机架、2-转向台、3-滑轨、4-夹持机构、41-U形板、42-弹簧、43-连杆、44-卡块、45-开口、46-泄压孔、5-钻头、6-主轴、7-机械臂、8-电机、9-气缸、10-立柱、101-限位槽、102-行程开关、103-十字型孔、104-盲孔、105-缓冲块、106-切线槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1~图3所示，本实施例包括机架1以及安装在机架1上的立柱10、转向台2，在所述机架1上壁开有燕尾槽，转向台2通过其底部设置的突起滑动设置在燕尾槽内，在所述转向台2上安装有与燕尾槽相互垂直的滑轨3，夹持机构4通过滑轨3滑动设置在转向台2上，在所述立柱10顶部安装有气缸9，立柱10中部开有限位槽101，机械臂7套设在立柱10上，且所述气缸9的输出端活动贯穿立柱10上段，在气缸输出端上安装有连接杆，连接杆贯穿限位槽101后与机械臂7连接，在所述限位槽101上端以及下端分别安装有行程开关102，所述行程开关102通过控制器与所述气缸9连接，在机械臂7上安装有电机8，主轴6转动设置在机械臂7上，在所述主轴6一端安装有钻头5，主轴6另一端安装有从动齿轮，电机8输出端安装有主动齿轮，且所述主动齿轮通过皮带与从动齿轮连接；在所述立柱10内部设有与限位槽101连通的盲孔103，盲孔103底部安装有弹性橡胶材质的缓冲块105，且在所述缓冲块105的周向上设有多个环形的切线槽106；所述夹持机构4包括滑动设置在滑轨3上的U形板41，连杆43贯穿所述U形板41的竖直部后与卡块44连接，弹簧42套设在连杆43上且置于U形板41竖直部与卡块44侧壁之间，在所述卡块44远离弹簧42的一端端部的底面设有矩形开口45，且在所述U形板41的水平部上壁设有多个泄压孔46。

使用时，将待加工的电路板放入U形板41内，通过移动转向台2以及U形板41在X向和Y向上的位置，使得电路板处于合适的加工工位，此时人工推动连杆43使得电路板在卡块44与限位板之间被紧固，启动气缸9，进而带动机械臂7沿立柱10的轴向向下运动，即钻头5开始对电路板进行钻孔。由于钻孔数目较多，且位置分布不均，传统的钻孔工艺主要依靠人工手持钻孔设备进行，而发明人通过利用钻头5的穿透能力，将多层电路板半成品叠加在一起，利将多层电路板固定在夹持机构4，进而实现多张电路板同时加工，大大提高了钻孔效率；进一步地，由于电路板的厚度较小，即使在多个电路板叠放后，钻头5钻进的位移量仍旧较小，很容易导致钻头5在完成电路板的钻孔内直接与夹持机构4发生硬性接触，进而导致钻头5以及夹持机构4的损坏；针对该问题，发明人将立柱10的内部设置为中空，且在立柱10上开有与立柱10内部连通的限位槽101，气缸9的输出端沿立柱10的轴向贯穿立柱10后，气缸9输出端上的连接杆贯穿限位槽101后与机械臂7连接，同时在限位槽101的上下两端端面上安装有行程开关102，即气缸9输出端在带动机械臂7实现上下移动时，一旦气缸9输出端的弯折部分与限位槽101的极限位置发生碰撞后，气缸9接收到控制器的命令便停止伸缩，进而避免钻头5在竖直方向的过度移动，以减小夹持机构4以及钻头5自身的损伤。

其中，在立柱10下段内部开有盲孔104，且在盲孔104内安装有缓冲块105，同时沿缓冲块105的周向开有多个环形的切线槽106，在气缸9输出端在立柱10内自由移动时，气缸9输出端的下段会与立柱10内部产冲击，进而使得气缸9本体受到严重的冲击而导致受损，盲孔104作为立柱10内部中空部分的延伸，其内径与气缸9输出端末端的直径相匹配，即在气缸9输出端下移过程中，气缸输9出端的末端直接与盲孔内的缓冲块105接触，直至连接杆与限位槽101下端上的行程开关102接触，以此通过弹性材质的缓冲块105自身的形变回复能力，可将气缸9输出端末端继续下移的运动趋势抵消，以此来降低立柱10与气缸9之间的相互作用，即避免气缸9与立柱10之间的相互冲击，保证气缸9的使用寿命。并且，在缓冲块105的周向开有多个环形的切线槽106，能够保证缓冲块10在受力形变后快速回复，降低缓冲块105内部相互挤压而产生的作用应力对缓冲块105造成的影响，避免缓冲块105在形变后永久失去回复形变的能力。

并且在钻进时，卡块44远离弹簧42的一端端部底面上设有矩形的开口45，单个或是多个电路板的两端分别被限制在开口45与U形板41之间形成的夹持空间内，同时在卡块44侧壁与U形板41的竖直部之间安装有弹簧42，即能保证在电路板放置或是加工时，电路板与卡块44、限位板之间的接触由硬性接触变为柔性接触，且在电路板受到外界传递过来的作用应力时，由其两端的弹簧42与弹性突起分别将作用应力消除，实现电路板的稳定加工，减小在钻孔过程中电路板的边角部分因局部作用应力集中而出现损毁，提供电路板的加工品质。进一步地，在U形板41的水平部上表面上开有多个泄压孔46，使得钻头5在贯穿电路板后由于惯性原因而保持一段时间内的持续转动在泄压孔46内进行，以避免钻头5与U形板41直接接触而相互受损，延长钻头5的使用寿命。

在所述立柱上段内开有十字型孔103，气缸9输出端活动贯穿所述十字型孔103后向下延伸，气缸9输出端的延伸部通过弯折后穿过限位槽101与机械臂7连接。立柱10在其上段开设有截面为标准几何形状的孔，即十字型孔103，而气缸9输出端的局部与该十字型孔103相适应，使得立柱10在满足气缸9输出端正常的上下移动的同时，避免在钻孔时机械臂7因作用应力而产生径向上的摆动，以提高钻头5的钻孔精度。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.大尺寸印刷电路板的打孔装置，包括机架（1）以及安装在机架（1）上的立柱（10）、转向台（2），在所述机架（1）上壁开有燕尾槽，转向台（2）通过其底部设置的突起滑动设置在燕尾槽内，其特征在于：在所述转向台（2）上安装有与燕尾槽相互垂直的滑轨（3），夹持机构（4）通过滑轨（3）滑动设置在转向台（2）上，在所述立柱（10）顶部安装有气缸（9），立柱（10）中部开有限位槽（101），机械臂（7）套设在立柱（10）上，且所述气缸（9）的输出端活动贯穿立柱（10）上段，在气缸（9）输出端上安装有连接杆，连接杆贯穿限位槽（101）后与机械臂（7）连接，在所述限位槽（101）上端以及下端分别安装有行程开关（102），所述行程开关（102）通过控制器与所述气缸（9）连接，所述气缸（9）的输出端上端连接，在机械臂（7）上安装有电机（8），主轴（6）转动设置在机械臂（7）上，在所述主轴（6）一端安装有钻头（5），主轴（6）另一端安装有从动齿轮，电机（8）输出端安装有主动齿轮，且所述主动齿轮通过皮带与从动齿轮连接；在所述立柱（10）内部设有与限位槽（101）连通的盲孔（103），盲孔（103）底部安装有弹性橡胶材质的缓冲块（105），且在所述缓冲块（105）的周向上设有多个环形的切线槽（106）；所述夹持机构（4）包括滑动设置在滑轨（3）上的U形板（41），连杆（43）贯穿所述U形板（41）的竖直部后与卡块（44）连接，弹簧（42）套设在连杆（43）上且置于U形板（41）竖直部与卡块（44）侧壁之间，在所述卡块（44）远离弹簧的一端端部的底面设有矩形开口（45），且在所述U形板（41）的水平部上壁设有多个泄压孔（46）。

2.根据权利要求1所述的大尺寸印刷电路板的打孔装置，其特征在于：在所述立柱（10）上段内开有十字型孔（103），气缸（9）输出端活动贯穿所述十字型孔（103）后向下延伸，气缸（9）输出端的延伸部通过弯折后穿过限位槽（101）与机械臂（7）连接。