专利名称：一种废旧印刷线路板插装式元器件拆解装置及方法
技术领域：
本发明属于生产、维修及废品回收再利用技术领域，特别涉及一种废旧印刷线路 板插装式元器件拆解装置及方法。
背景技术：
印刷线路板(Printed Circuit Board，简称 PCB，或 Printed Wiring Board，简称 PWB)是电子信息产品、家用电器产品等的重要组成部分。印刷线路板通常是由一块印制有 电气连接导电图形的绝缘基板与若干元器件通过低温软钎焊方式焊接而成的部件。基板多 为阻燃酚醛纸基覆铜板、非阻燃酚醛纸基覆铜板或环氧玻璃纤维布基芯板等。元器件按照 安装方式通常有贴片元器件(SMD)和插装元器件(THD)两种，包括各种集成电路(IC)、二极 管、三极管、光电器件、电容电阻及各种插槽接口等。随着电子电器产品的更新换代过程，大量被淘汰的电子电气产品中的印刷线路板 也随之被弃用。印刷线路板中含有多种有毒有害物质，直接抛弃会对环境造成严重的污染。 废旧线路板中富含铜、铝、铁、锡、铅、锑、锌、钛、金、银等多种金属物质，以及玻璃纤维和环 氧树脂等非金属成份。这些金属和非金属物质在经过分选和提纯之后可作为重要的工业原 材料使用。实现废旧线路板的材料回收重用对于节约资源和环境保护都具有重要的现实意 义。废旧线路板上的不同类型的元器件内所含的物质成份具有很大差异，而同类元器 件中的物质成份则具有相似性。对废弃线路板上的元器件进行拆卸然后进行分类，有利于 将不同物质归类和富集，从而有利于后续的材料回收。目前，废旧线路板的元器件拆卸绝大 多数由手工完成，不仅效率低下，而且拆卸过程中会产生有毒气体、废水等污染物，严重危 害人体健康，并对环境造成破坏。这些问题的解决有待于自动化、无污染、高效率的废旧线 路板拆卸设备的研发和应用。对印刷线路板的拆解方法有多种分类方式。从待拆卸元器件的类型上分，有针对 贴片元器件的拆卸、针对插装元器件的拆卸和针对以上两种元器件的拆卸。现有的拆解方 法大部分是采用某种加热方式使焊锡熔化，然后再借助外力使元器件脱离基板，或先使焊 锡分离之后再拆卸。通常表面贴装元器件可以通过振动、冲击或扫刮等方式高效地拆解；但 是通孔插装元器件往往由于引脚弯曲变形、孔壁摩擦等原因而难以做到自动化拆卸。针对线路板整体性拆解中插装元器件因引脚弯曲等原因导致的难以拆卸的问题， 国内外已经有多个相关专利述及其解决方案中国发明专利 CN20071006;3506A、CN200710063510A, CN200710063513A, CN200910079784A中采用的方法是对待拆解线路板做预处理，对线路板上弯曲引脚进行人 工导直。由于线路板上的插装件引脚数量较大，这种方法需要消耗大量的人工和时间。日本专利JP10041620采用圆形旋转刀片切割引脚，使元器件分离；专利 JP2000151094和JP9083129A使用刀具对元器件的引脚进行铲削。这些方法在线路板的元 件面进行切割和铲削，对元器件的引脚高度和分布密度都有要求。
专利JP3647274先用铣刀去除弯曲引脚，然后通过加热振动方式拆解元器件；专 利JP2000124597使用旋转柱面上的刀具剪切焊接面的引脚。这两种方法都对线路板的平 整性有要求。若线路板发生受力变形，一些远离刀片的引脚不易完整地去除。专利JP3579605B2在引脚切割法的基础上，采用激光位置传感器测量刀具与线路 板之间的距离，自动调整刀具高度以适应线路板的变形，这种方法的设备成本太高。日本专利JP1998209634采用砂带磨削的方式去除废旧线路板的引脚，这种方法 在废旧线路板存在翘曲变形等情况时不能做到均勻磨削，并且对所磨削的线路板的面积尺 寸有所限制。
发明内容
本发明的目的是为了克服拆解废旧印刷线路板现有技术存在的问题，提高插装式 元器件的拆解率，提供一种废旧印刷线路板插装式元器件拆解装置及方法。废旧印刷线路 板插装式元器件拆解装置由平面磨床1、卡具和吸尘器15构成，卡具固接在平面磨床1的 工作台3上，要拆解的线路板14的元器件引脚焊接面向上卡在卡具上，平面磨床1的砂轮 2与线路板14的插装式元器件引脚磨削接触，吸尘器15固定在砂轮2转动方向的前方，所 述平面磨床1为通用平面磨床；所述卡具的组成部件包括卡具基座4、固定支承梁5、可动支承梁6、台阶螺钉11、 弹簧12、卡梁10、导轴7、丝杆8与手轮9，卡具基座4为U型槽式，左壁和右壁互相平行，导 轴7垂直固接在卡具基座4的左右两壁上，2根导轴7互相平行并高度相同，丝杆8在2根 导轴7中间并相互平行置于卡具基座4的左右两壁上，丝杆8左端与卡具基座4的左壁转 动连接，丝杆8右部与卡具基座4的右壁转动连接，丝杆8右端穿过卡具基座4的右壁与手 轮9固接，固定支承梁5上有3个水平通孔和2 6个垂直台阶孔，固定支承梁5通过3个 水平通孔套在2个导轴7和丝杆8上，固定支承梁5水平放置并与导轴7垂直固定在卡具 基座4的左壁上，可动支承梁6上有2个水平通孔和2 6个垂直台阶孔，中部有一个水平 的螺纹孔，导轴7从可动支承梁6的水平通孔穿过，并且间隙配合使可动支承梁6与固定支 承梁5平行置于卡具基座4的右壁左侧，丝杆8通过可动支承梁6中部的螺纹孔与可动支 承梁6螺纹连接构成丝杆传动机构，转动丝杆8可动支承梁6沿导轴7平移运动，调节可动 支承梁6与固定支承梁5之间的距离，2个卡梁10分别位于固定支承梁5和可动支承梁6 上方互相平行水平放置，2个卡梁10相对的侧面上各有一条线路板卡槽，台阶螺钉11从下 向上间隙配合穿过固定支承梁5的台阶孔与左侧的卡梁10螺纹连接，弹簧12套在台阶螺 钉上，下端在台阶孔内顶紧固定支承梁5，上端由拧在台阶螺钉11上的限位螺母13压紧，台 阶螺钉11在弹簧12的弹簧预紧力作用下将左侧卡梁10支撑在固定支承梁5之上，台阶螺 钉11从下向上间隙配合穿过可动支承梁6的台阶孔与右侧的卡梁10螺纹连接，弹簧12套 在台阶螺钉上，下端在台阶孔内顶紧可动支承梁6，上端由拧在台阶螺钉11上的限位螺母 13压紧，台阶螺钉11在弹簧12的弹簧预紧力作用下将右侧的卡梁10支撑在可动支承梁6 之上，线路板13通过左右两侧的卡梁10上的线路板卡槽卡装在卡具上。本发明的特点为基于砂轮磨削废旧线路板的元器件引脚拆解废旧线路板上的插 装式元器件，具有自适应位置调节功能，在拆解过程中保证砂轮对元器件引脚可靠磨削，提 高了插装式元器件的拆解率。
用上述废旧印刷线路板插装式元器件拆解装置拆解废旧印刷线路板插装式元器 件的方法，步骤如下1)将卡具固定在平面磨床1的工作台3上；2)转动卡具的手轮9调节两卡梁10的距离至线路板14的宽度；3)将要拆解的废旧的线路板14的插装件的引脚焊接面向上装入卡梁10上的线路 板卡槽中，转动手轮9，使线路板14固定在卡具上；4)设定平面磨床1的磨削范围，使此范围能覆盖线路板14，而且确保砂轮2不能 接触卡梁10 ；对于手动磨床，则跳过此步骤；5)调节磨削砂轮高度，使砂轮2接触废旧的线路板14表面的最低处；6)开机磨削线路板14的引脚焊接面，直至所有插装件的引脚被去除；7)停机取下线路板14，从卡具基座4上取出元器件和清理磨屑。本发明的有益效果为，卡具采用弹簧自适应的方式调节废旧线路板的位置，使废 旧线路板的翘曲和凹陷位置都能充分地与砂轮接触，提高了废旧线路板的插装件的拆解 率；采用弹簧预紧力可调的设计，能够处理多种的基板刚度与引脚耐磨强度的废旧线路板； 所述自适应位置调节功能由弹簧完成，结构简单，制造成本低，维护容易；磨屑中富含金属 材料，便于分离回收。
图1为本发明实施例的结构示意图；图2为图1中A-A处剖视示意图；图3为卡具的位置自适应弹簧装置结构示意图。图4是吸尘装置的位置示意图。图中，1—平面磨床，2—砂轮，3—工作台，4—卡具基座，5—固定支承梁，6—可 动支承梁，7—导轴，8-丝杆，9—手轮，10-卡梁，11-台阶螺钉，12-弹簧，13-限位螺 母，14-线路板，15-吸尘器。
具体实施例方式下面结合实施例和附图对本发明作进一步的详细说明。图1为本发明实施例的结构示意图，废旧印刷线路板插装式元器件拆解装置由平 面磨床1、卡具和吸尘器15构成，平面磨床1为通用平面磨床，卡具固接在平面磨床1的工 作台3上，要拆解的线路板14的元器件引脚焊接面向上卡在卡具上，平面磨床1的砂轮2 与线路板14的元器件引脚磨削接触。吸尘器15固定在砂轮2转动方向的前方，如图4所卡具的组成部件包括卡具基座4、固定支承梁5、可动支承梁6、台阶螺钉11、弹簧 12、卡梁10、导轴7、丝杆8与手轮9。卡具基座4为U型槽式结构固定在平面磨床1的工 作台3上。卡具基座4的左壁和右壁互相平行，导轴7垂直固接在卡具基座4的左右两壁 上，2根导轴7互相平行并高度相同，丝杆8在2根导轴7中间并相互平行置于卡具基座4 的左右两壁上。丝杆8左端与卡具基座4的左壁转动连接，丝杆8右部与卡具基座4的右 壁转动连接，丝杆8右端穿过卡具基座4的右壁与手轮9固接。固定支承梁5上有3个水平通孔和2个垂直台阶孔，固定支承梁5通过3个水平通孔套在2个导轴7和丝杆8上，固 定支承梁5水平放置并与导轴7垂直固定在卡具基座4的左壁上。可动支承梁6上有2个 水平通孔和2个垂直台阶孔，中部有一个水平的螺纹孔，导轴7从水平通孔穿过，并且间隙 配合使可动支承梁6与固定支承梁5平行置于卡具基座4的右壁左侧。丝杆8通过可动支 承梁6中部的螺纹孔与可动支承梁6螺纹连接构成丝杆传动机构，转动丝杆8可动支承梁6 沿导轴7平移运动，调节可动支承梁6与固定支承梁5之间的距离。2个卡梁10分别位于 固定支承梁5和可动支承梁6上方互相平行水平放置，2个卡梁10相对的侧面上各有一条 线路板卡槽。台阶螺钉11从下向上间隙配合穿过固定支承梁5的台阶孔与左侧的卡梁10 螺纹连接，弹簧12套在台阶螺钉上，下端在台阶孔内顶紧固定支承梁5，上端由拧在台阶螺 钉11上的限位螺母13压紧，台阶螺钉11在弹簧12的弹簧预紧力作用下将左侧卡梁10支 撑在固定支承梁5之上，台阶螺钉11从下向上间隙配合穿过可动支承梁6的台阶孔与右侧 的卡梁10螺纹连接，弹簧12套在台阶螺钉上，下端在台阶孔内顶紧可动支承梁6，上端由拧 在台阶螺钉11上的限位螺母13压紧，台阶螺钉11在弹簧12的弹簧预紧力作用下将右侧 卡梁10支撑在可动支承梁6之上，线路板13通过左右两侧的卡梁10上的线路板卡槽卡装 在卡具上，以上结构组成图2和图3所示的卡具的位置自适应弹簧装置。调节限位螺母13 的位置，可改变弹簧12的预紧力。卡具的自适应调节范围由限位螺母13决定。
本发明为基于砂轮磨削废旧线路板的元器件引脚拆解废旧印刷线路板上的插装 式元器件的装置和方法，避免了对元器件的高温加热和外力拉拽，实现了高效的插装式元 器件拆解率，适用于电子行业废品回收再利用企业。
权利要求
1.一种废旧印刷线路板插装式元器件拆解装置，其特征在于，废旧印刷线路板插装式 元器件拆解装置由平面磨床(1)、卡具和吸尘器(15)构成，卡具固接在平面磨床(1)的工作 台(3)上，要拆解的线路板(14)的元器件引脚焊接面向上卡在卡具上，平面磨床(1)的砂 轮⑵与线路板(14)的插装式元器件引脚磨削接触，吸尘器(15)固定在砂轮(2)转动方 向的前方，所述平面磨床(1)为通用平面磨床；所述卡具的组成部件包括卡具基座G)、固定支承梁(5)、可动支承梁(6)、台阶螺钉 (11)、弹簧(12)、卡梁(10)、导轴(7)、丝杆(8)与手轮(9)，卡具基座(4)为U型槽式，左壁 和右壁互相平行，导轴(7)垂直固接在卡具基座的左右两壁上，2根导轴(7)互相平行 并高度相同，丝杆(8)在2根导轴(7)中间并相互平行置于卡具基座(4)的左右两壁上，丝 杆(8)左端与卡具基座的左壁转动连接，丝杆(8)右部与卡具基座的右壁转动连 接，丝杆⑶右端穿过卡具基座⑷的右壁与手轮(9)固接，固定支承梁(5)上有3个水平 通孔和2 6个垂直台阶孔，固定支承梁( 通过3个水平通孔套在2个导轴(7)和丝杆 (8)上，固定支承梁( 水平放置并与导轴(7)垂直固定在卡具基座的左壁上，可动支 承梁(6)上有2个水平通孔和2 6个垂直台阶孔，中部有一个水平的螺纹孔，导轴(7)从 可动支承梁(6)的水平通孔穿过，并且间隙配合使可动支承梁(6)与固定支承梁( 平行 置于卡具基座的右壁左侧，丝杆(8)通过可动支承梁(6)中部的螺纹孔与可动支承梁 (6)螺纹连接构成丝杆传动机构，转动丝杆(8)可动支承梁(6)沿导轴(7)平移运动，调节 可动支承梁(6)与固定支承梁( 之间的距离，2个卡梁(10)分别位于固定支承梁(5)和 可动支承梁(6)上方互相平行水平放置，2个卡梁(10)相对的侧面上各有一条线路板卡槽， 台阶螺钉(11)从下向上间隙配合穿过固定支承梁( 的台阶孔与左侧的卡梁(10)螺纹连 接，弹簧(1 套在台阶螺钉上，下端在台阶孔内顶紧固定支承梁(5)，上端由拧在台阶螺钉(11)上的限位螺母(1 压紧，台阶螺钉(11)在弹簧(1 的弹簧预紧力作用下将左侧卡 梁(10)支撑在固定支承梁( 之上，台阶螺钉(11)从下向上间隙配合穿过可动支承梁(6) 的台阶孔与右侧的卡梁(10)螺纹连接，弹簧(1 套在台阶螺钉上，下端在台阶孔内顶紧可 动支承梁(6)，上端由拧在台阶螺钉(11)上的限位螺母(1 压紧，台阶螺钉(11)在弹簧(12)的弹簧预紧力作用下将右侧的卡梁(10)支撑在可动支承梁(6)之上，线路板(13)通 过左右两侧的卡梁(10)上的线路板卡槽卡装在卡具上。
2.一种废旧印刷线路板插装式元器件拆解方法，其特征在于，用如权利要求1所述的 一种废旧印刷线路板插装式元器件拆解装置拆解废旧印刷线路板插装式元器件，具体步骤 为1)将卡具固定在平面磨床(1)的工作台(3)上；2)转动卡具的手轮(9)调节两卡梁(10)的距离至线路板(14)的宽度；3)将要拆解的废旧的线路板(14)的插装件的引脚焊接面向上装入卡梁(10)上的线路 板卡槽中，转动手轮(9)，使线路板(14)固定在卡具上；4)设定平面磨床(1)的磨削范围，使此范围能覆盖线路板(14)，而且确保砂轮(2)不 能接触卡梁(10)；对于手动磨床，则跳过此步骤；5)调节磨削砂轮高度，使砂轮(2)接触废旧的线路板(14)表面的最低处；6)开机磨削线路板(14)的引脚焊接面，直至所有插装件的引脚被去除；7)停机取下线路板(14)，从卡具基座(4)上取出元器件和清理磨屑。
3.根据权利要求2所述的一种废旧印刷线路板插装式元器件拆解方法，其特征在于， 平面磨床为手动磨床时，跳过步骤4)。
全文摘要
本发明公布一种废旧印刷线路板插装式元器件拆解装置及方法，属于生产、维修及废品回收再利用技术领域。拆解装置由平面磨床、卡具和吸尘器构成，卡具固接在平面磨床的工作台上，卡具为位置自适应弹簧装置结构，要拆解的线路板元器件引脚向上卡在卡具上，平面磨床的砂轮与线路板的元器件引脚磨削接触，吸尘器固定在砂轮转动方向的前方，平面磨床为通用平面磨床。本发明基于砂轮磨削废旧线路板的元器件引脚拆解废旧线路板上的插装式元器件，具有自适应位置调节功能，在拆解过程中保证砂轮对元器件引脚可靠磨削，避免了对元器件的高温加热和外力拉拽，实现了高效的插装式元器件拆解率，适用于电子行业废品回收再利用企业。
文档编号B09B3/00GK102120222SQ201010608668
公开日2011年7月13日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者向东, 张永凯, 段广洪, 牟鹏, 董晔弘, 谢宁, 龙旦风 申请人:清华大学