高精度四头pcb数控钻孔机的制作方法

文档序号:10735122阅读:711来源:国知局
高精度四头pcb数控钻孔机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种高精度四头PCB数控钻孔机,包括固定PCB板的工作台、Z轴运动机构、伺服电机、横梁、底板以及控制器;Z轴运动机构包括主轴与刀具,主轴与工作台均固定在横梁上,底板设置在主轴与横梁之间,刀具固定在主轴端部并与PCB板对接,伺服电机固定在横梁上并与工作台连接,控制器分别与主轴以及伺服电机相连;该钻孔机上还开设有采用光栅尺反馈实现控制器全闭环控制的位置检测器,所述位置检测器设置在伺服电机与控制器之间。通过伺服电机带动工作台上的PCB板在X/Y轴方向上的运动,通过Z轴运动机构的主轴实现对刀具在Z轴上运动的控制,设置位置检测器,采用光栅尺反馈实现控制器的全闭环控制。
【专利说明】
高精度四头PCB数控钻孔机
技术领域
[0001]本实用新型涉及数控机床的技术领域,尤其涉及一种高精度四头PCB数控钻孔机。
【背景技术】
[0002]印刷电路板(PCB,Printed Circuit Board)在电子工业中占有举足轻重的地位,几乎会出现在每一种现代制造的电子设备当中。随着PCB向着高密度、多层化、小型化方向发展,作为主流加工方式的数控机械钻孔面临巨大挑战。当前数控机械钻孔面临的问题主要表现为微小孔加工精度较差、加工效率较低、可靠性差等。目前PCB数控钻孔主要依靠大台面六头数控钻孔机完成,由于工作台面几何尺寸及质量大,急起急停的定位及钻孔动作容易造成机床震动,使得钻孔位精度造成偏差,难以适应不同材质对高精度数控钻孔的技术要求。
【实用新型内容】
[0003]针对上述技术中存在的不足之处,本实用新型提供一种性能稳定、满足批量钻孔的高精度四头PCB数控钻孔机。
[0004]为了达到上述目的,本实用新型一种高精度四头PCB数控钻孔机,包括固定PCB板的工作台、Z轴运动机构、伺服电机、横梁、底板以及控制器;所述Z轴运动机构包括主轴与刀具,所述主轴与工作台均固定在横梁上,所述底板设置在主轴与横梁之间,所述刀具固定在主轴端部并与PCB板对接,所述伺服电机固定在横梁上并与工作台连接,所述控制器分别与主轴以及伺服电机相连;该钻孔机上还开设有采用光栅尺反馈实现控制器全闭环控制的位置检测器,所述位置检测器设置在伺服电机与控制器之间。
[0005]其中,该钻孔机还包括变频器以及伺服驱动器,所述变频器的输入端与控制器相连,变频器的输出端与主轴相连;所述伺服驱动器的输入端与控制器相连,伺服驱动器的输出端与伺服电机相连。
[0006]其中,该钻孔机还包括主控计算机,所述主控计算机通过以太网与控制器相连,所述主控计算机向控制器发送待钻孔位置以及钻孔指令,并从控制器中接收钻孔完成的信息。
[0007]其中,该钻孔机还包括横梁座以及底座,所述底座包括四支撑脚,且四支撑脚分别支撑在横梁座的四个端部,所述横梁固定在横梁座上,所述横梁座上开设有多条与便于伺服电机推动工作台移动的滑动导轨。
[0008]其中,该钻孔机还包括对待钻孔PCB板进行夹紧作业的自动夹紧结构,所述自动夹紧结构固定在工作台上,且所述自动夹紧结构与控制器相连。
[0009]其中,所述自动夹紧结构包括用于小孔径钻孔加工的小压力脚以及由电磁铁控制完成在工作台面上取放动作的大压力脚,所述小压力脚与大压力脚均固定在工作台上。
[0010]本实用新型的有益效果是:
[0011]与现有技术相比,本实用新型的高精度四头PCB数控钻孔机,通过伺服电机带动工作台上的PCB板在X/Y轴方向上的运动,通过Z轴运动机构的主轴实现对刀具在Z轴上运动的控制,设置位置检测器,采用光栅尺反馈实现控制器的全闭环控制。本实用新型的小台面四头PCB数控钻孔机,克服现有PCB数控钻孔机在高精度数控钻孔存在的缺点,为PCB数控钻孔加工提供一种性能稳定、精度高的数控钻孔机,满足PCB加工对高精度批量数控钻孔加工的需求。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型高精度四头PCB数控钻孔机的立体结构图;
[0013]图2为本实用新型高精度四头PCB数控钻孔机的结构框图。
[0014]主要元件符号说明如下:
[0015]10、工作台11、Ζ轴运动机构
[0016]12、伺服电机13、横梁
[0017]14、底板15、控制器
[0018]16、位置检测器17、主控计算机
[0019]18、变频器19、伺服驱动器
[0020]20、横梁座21、底座
[0021]22、自动夹紧结构
[0022]111、主轴112、刀具。
【具体实施方式】
[0023]为了更清楚地表述本实用新型,下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。
[0024]参阅图1-2,本实用新型一种高精度四头PCB数控钻孔机,包括固定PCB板的工作台
1、Z轴运动机构11、伺服电机12、横梁13、底板14以及控制器15; Z轴运动机构11包括主轴111与刀具112,主轴111与工作台10均固定在横梁13上,底板14设置在主轴111与横梁13之间,刀具112固定在主轴111端部并与PCB板对接,伺服电机12固定在横梁13上并与工作台10连接,控制器15分别与主轴111以及伺服电机12相连;该钻孔机上还开设有采用光栅尺反馈实现控制器15全闭环控制的位置检测器16,位置检测器16设置在伺服电机12与控制器15之间。
[0025]相较于现有技术,本实用新型的高精度四头PCB数控钻孔机,通过伺服电机12带动工作台10上的PCB板在Χ/Υ轴方向上的运动,通过Z轴运动机构11的主轴111实现对刀具112在Z轴上运动的控制,设置位置检测器16,采用光栅尺反馈实现控制器15的全闭环控制。本实用新型的小台面四头PCB数控钻孔机,克服现有PCB数控钻孔机在高精度数控钻孔存在的缺点,为PCB数控钻孔加工提供一种性能稳定、精度高的数控钻孔机,满足PCB加工对高精度批量数控钻孔加工的需求。
[0026]在本实施例中,该钻孔机还包括变频器18以及伺服驱动器19,变频器18的输入端与控制器15相连,变频器18的输出端与主轴111相连;伺服驱动器19的输入端与控制器15相连,伺服驱动器19的输出端与伺服电机12相连。通过伺服驱动器19与变频器18的独立控制,从而使得运动轴具有高动态响应特性,机台振动小。
[0027]在本实施例中,该钻孔机还包括主控计算机17,主控计算机17通过以太网与控制器15相连,主控计算机17向控制器15发送待钻孔位置以及钻孔指令,并从控制器15中接收钻孔完成的信息。控制系统由主控计算机17及控制器15两级控制中心构成,二者间通过工业以太网进行数据通信,控制器15以DSP与FPGA技术构建,实现对运动轴位置管理及控制。
[0028]在本实施例中,该钻孔机还包括横梁座20以及底座21,底座21包括四支撑脚,且四支撑脚分别支撑在横梁座20的四个端部,横梁13固定在横梁座20上,横梁座20上开设有多条与便于伺服电机12推动工作台10移动的滑动导轨。
[0029]在本实施例中,该钻孔机还包括对待钻孔PCB板进行夹紧作业的自动夹紧结构22,自动夹紧结构22固定在工作台10上,且自动夹紧结构22与控制器15相连。PCB板在工作台10上自动装夹,自动化程度高,机械手自动取放刀具。
[0030]在本实施例中,自动夹紧结构22包括用于小孔径钻孔加工的小压力脚以及由电磁铁控制完成在工作台10面上取放动作的大压力脚,小压力脚与大压力脚均固定在工作台10上。大小压力脚切换目的主要是减小支撑面积不平整,以及适应PCB边角处,支撑受力不均衡造成钻孔精度下降,具体大小压力脚及刀具切换控制流程为:
[0031](I)主轴111放取刀具112前,系统识别主轴111夹持刀具是否小压力脚;
[0032](2)如是大压力脚,先放下当前刀具112;
[0033](3)进行正常机械手放取刀具操作;
[0034](4)如是小压力脚,进行小压力脚取上操作。
[0035]以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例,但是本实用新型并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种高精度四头PCB数控钻孔机,其特征在于,包括固定PCB板的工作台、Z轴运动机构、伺服电机、横梁、底板以及控制器;所述Z轴运动机构包括主轴与刀具,所述主轴与工作台均固定在横梁上,所述底板设置在主轴与横梁之间,所述刀具固定在主轴端部并与PCB板对接,所述伺服电机固定在横梁上并与工作台连接,所述控制器分别与主轴以及伺服电机相连;该钻孔机上还开设有采用光栅尺反馈实现控制器全闭环控制的位置检测器,所述位置检测器设置在伺服电机与控制器之间。2.根据权利要求1所述的高精度四头PCB数控钻孔机,其特征在于,该钻孔机还包括变频器以及伺服驱动器,所述变频器的输入端与控制器相连,变频器的输出端与主轴相连;所述伺服驱动器的输入端与控制器相连,伺服驱动器的输出端与伺服电机相连。3.根据权利要求1所述的高精度四头PCB数控钻孔机,其特征在于,该钻孔机还包括主控计算机,所述主控计算机通过以太网与控制器相连,所述主控计算机向控制器发送待钻孔位置以及钻孔指令,并从控制器中接收钻孔完成的信息。4.根据权利要求1所述的高精度四头PCB数控钻孔机,其特征在于,该钻孔机还包括横梁座以及底座,所述底座包括四支撑脚,且四支撑脚分别支撑在横梁座的四个端部,所述横梁固定在横梁座上,所述横梁座上开设有多条与便于伺服电机推动工作台移动的滑动导轨。5.根据权利要求1所述的高精度四头PCB数控钻孔机,其特征在于,该钻孔机还包括对待钻孔PCB板进行夹紧作业的自动夹紧结构,所述自动夹紧结构固定在工作台上,且所述自动夹紧结构与控制器相连。6.根据权利要求5所述的高精度四头PCB数控钻孔机,其特征在于,所述自动夹紧结构包括用于小孔径钻孔加工的小压力脚以及由电磁铁控制完成在工作台面上取放动作的大压力脚,所述小压力脚与大压力脚均固定在工作台上。
【文档编号】B26D7/00GK205415825SQ201620137667
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年2月24日
【发明人】刘树成, 谢明, 吴广强, 李广明
【申请人】深圳市强华科技发展有限公司
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