三防漆全自动涂敷系统的制作方法

本实用新型涉及电路板涂敷设备，具体涉及一种三防漆全自动涂敷系统。

背景技术：

随着PCBA元器件的尺寸越来越小，密集度越来越高；器件之间及器件的托高高度（与PCB间的间距/离地间隙）也越来越小，环境因子对PCBA的影响作用也越来越大，像湿度、粉尘、盐雾及霉菌等对PCBA的寿命有极大的危害，客户对电子产品PCBA的可靠性提出了更高的要求，并且现在越来越多的客户都要求三防漆喷涂，成为PCB加工必不可少的工艺。但是手工刷涂只适用于小批量生产，对工艺操作者的要求较高，适用于价格较高的双组份涂料，而单组份的涂料就能满足大多数的的PCBA板的要求；手工浸涂不适用于组件中有可调电容、微调磁芯、电位器、杯型磁芯及某些密封性不好的器件的PCBA；手工喷涂会污染某些不喷的器件等。

现在更多的是采用自动喷涂的方式，目前公知领域中，喷涂厚度误差只能达到20μm，不适用于具有特殊要求的PCB板，边缘清晰度最高为1mm，并且编程平均时间普遍较长，因此提高了生产成本，降低了生产效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的是设计一种三防漆全自动涂敷系统，主要是为PCB板三防漆涂敷提供一种在线式选择性的全自动涂敷系统。

本实用新型要解决的技术问题是：为PCB板三防漆喷涂提供了一种在线式选择性的全自动解决方案，而设计一种全自动的三防漆涂敷系统，并且能适用于50-500mm不同宽度的PCB板，并对PCB板涂敷实现全板、拼板以及选择性的流水线式的作业涂敷，需要做到喷涂效果均匀、边缘清晰度高，喷涂厚度精度高，误差在10μm以下，平均编程时间控制在1小时以内，以提高生产效率，并使一个相对密闭的空间成为负压环境，达到污染空气不泄露到外界环境，还需要进行过滤才能排到大气。

本实用新型采取的技术方案是：一种三防漆全自动涂敷系统，其特征在于：包括涂敷机机架、三轴运动平台、PCB板传输定位组件、全自动涂敷系统控制箱、三防漆有害气体过滤系统和喷雾阀；所述涂敷机机架包括上箱体、中间支撑板和下箱体且组装为一体；所述三轴运动平台由Z方向的滚珠丝杠和气动滑台运动组件、Y方向的滚珠丝杠主动运动组件、Y方向的滚珠丝杠从动运动组件、支撑三轴运动平台的龙门架和X方向的滚珠丝杠运动组件组装而成；其中，Z方向的滚珠丝杠和气动滑台运动组件安装在所述X方向的滚珠丝杠运动组件上，X方向的滚珠丝杠运动组件安装在所述Y方向的滚珠丝杠主动运动组件和Y方向的滚珠丝杠从动运动组件上；Y方向的滚珠丝杠主动运动组件和Y方向的滚珠丝杠从动运动组件通过龙门架安装在所述的中间支撑板上，所述的喷雾阀安装在所述Z方向的滚珠丝杠和气动滑台运动组件上；所述的PCB板传输定位组件安装在中间支撑板上；所述的三防漆有害气体过滤系统安装在所述下箱体中。

本实用新型所述PCB板传输定位组件包括不锈钢链条、PCB传输轨道、涂敷定位装置、调宽丝杆、电机罩、喷阀清洁桶、调宽链条、传动电机、传动丝杆、PCB传输轨道安装座、调宽手轮和导杆；所述PCB板传输定位组件通过PCB传输轨道安装座安装在中间支撑板，其中，不锈钢链条安装在两条PCB传输轨道的内侧，涂敷定位装置安装在PCB传输轨道上，两根调宽丝杆和传动丝杆以及导杆安装在PCB传输轨道安装座上，其中的一根调宽丝杆上安装调宽手轮，调宽链条安装在两根调宽丝杆的末端，传动丝杆前端上的链轮与所述的不锈钢链条啮合，传动丝杆末端与传动电机相连接，传动电机、电机罩分别安装在所述的中间支撑板上，喷阀清洁桶安装在PCB传输轨道上。

本实用新型所述的中间支撑板上面设有若干透气孔。

本实用新型所述的涂敷定位装置包括气缸和固定在气缸活塞上的治具。

本实用新型所述三防漆有害气体过滤系统包括收集废气漏斗、废气管、CF型离心式风机、废气管道和百叶窗，其中，收集废气漏斗安装在所述中间支撑板的下部，离心式风机安装在所述下箱体的底部支架上，收集废气漏斗和CF型离心式风机通过废气管连接，废气管道安装在所述上箱体的顶部，百叶窗安装在上箱体的左右两侧面。

本实用新型所述上箱体由骨架和钣金组装而成，其中两侧面设为上下两部分，两部分中间装有铝型材横梁，在铝型材横梁中间上方设置铝型材竖梁，在铝型材横梁下方设有百叶窗上轨道，百叶窗下轨道设置在所述中间支撑板上，所述的百叶窗的上端置于百叶窗上轨道中，百叶窗的下端置于百叶窗下轨道中。

本实用新型所述的全自动涂敷系统控制箱安装在所述下箱体的前部，涂敷机机架通过下箱体安装在调平的地脚上。

本实用新型所述的上箱体的顶部安装有报警灯。

本实用新型所产生的有益效果是：本系统可实现在线或离线编程，大大缩短了选择性涂敷的编程时间，使得平均编程时间在1小时以内；喷涂效果均匀、边缘清晰度高，可达到0.5mm的精度，喷涂厚度精度高，误差在10μm以下；结构设计合理，设备负压效果明显，废气经过二次过滤排到大气中，大大提高了环保的效果。

附图说明

图1为一种三防漆全自动涂敷系统整体结构示意图；

图2为图1的右侧视示意图；

图3图1中为涂敷机机架主视图；

图4为图1中三轴运动平台和喷雾阀结构放大的示意图；

图5为图1中PCB板传输定位组件结构放大的示意图；

图6为图5的俯视示意图；

图7为图5和图6中涂敷定位装置放大的立体图；

图8为本实用新型控制原理框图；

图9为本实用新型控制方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1至图7所示，一种三防漆全自动涂敷系统包括涂敷机机架1、三轴运动平台2、PCB板传输定位组件3、全自动涂敷系统控制箱4、三防漆有害气体过滤系统6和喷雾阀7；涂敷机机架1包括上箱体1.1、中间支撑板1.2和下箱体1.3且组装为一体；三轴运动平台2由Z方向的滚珠丝杠和气动滑台运动组件2.1、Y方向的滚珠丝杠主动运动组件2.2、Y方向的滚珠丝杠从动运动组件2.5、支撑三轴运动平台的龙门架2.3和X方向的滚珠丝杠运动组件2.4组装而成；其中，Z方向的滚珠丝杠和气动滑台运动组件2.1安装在X方向的滚珠丝杠运动组件2.4上，X方向的滚珠丝杠运动组件2.4安装在Y方向的滚珠丝杠主动运动组件2.2和Y方向的滚珠丝杠从动运动组件2.5上；Y方向的滚珠丝杠主动运动组件2.2和Y方向的滚珠丝杠从动运动组件2.5通过龙门架2.3安装在中间支撑板1.2上，喷雾阀7安装在Z方向的滚珠丝杠和气动滑台运动组件2.1上；PCB板传输定位组件3安装在中间支撑板1.2上；三防漆有害气体过滤系统6安装在下箱体1.3中。

如图3所示，涂敷机机架整体采用高档铝型材和钣金组装而成，中间支撑板采用合金钢机加工完成；其中上箱体1.1的两扇前门窗采用的是透明的PC板，方便观察涂敷机工作的状态，两扇前门在工作中不能开启。为保证涂敷机工作环境的相对密闭，连接处均采用了密封条。

如图5、图6所示，PCB板传输定位组件3包括不锈钢链条3.1、PCB传输轨道3.2、涂敷定位装置3.3、调宽丝杆3.4、电机罩3.5、喷阀清洁桶3.6、调宽链条3.7、传动电机3.8、传动丝杆3.9、PCB传输轨道安装座3.10、调宽手轮3.11和导杆3.12；PCB板传输定位组件3通过PCB传输轨道安装座3.10安装在中间支撑板1.2上，其中，不锈钢链条3.1安装在两条PCB传输轨道3.2的内侧，涂敷定位装置3.3安装在PCB传输轨道3.2上，两根调宽丝杆3.4和传动丝杆3.9以及导杆3.12安装在PCB传输轨道安装座3.10上，其中的一根调宽丝杆3.4上安装调宽手轮3.11，调宽链条3.7安装在两根调宽丝杆3.4的末端，传动丝杆3.9前端上的链轮与不锈钢链条3.1啮合，传动丝杆3.9末端与传动电机3.8相连接，传动电机3.8、电机罩3.5分别安装在中间支撑板1.2上，中间支撑板1.2上面设有若干透气孔1.21，喷阀清洁桶3.6安装在PCB传输轨道3.2上。

如图7所示，涂敷定位装置3.3包括气缸和固定在气缸活塞上的治具。

为适用于50-500mm不同宽度的PCB板，并对PCB板涂敷实现全板、拼板以及选择性的流水线式的作业涂敷，将PCB板传输定位组件3设计成图5的结构，其中PCB传输轨道3.2可以根据PCB的宽度进行调节，调节方式是通过调宽手轮3.11、调宽丝杆3.4和调宽链条3.7实现。

涂敷定位装置3.3根据控制信号控制气缸中气路的变换来实现上升和下降，实现对作业PCB板的定位功能；喷阀清洁桶3.6的作用是保证喷阀不工作时浸泡在桶内，避免堵塞；电机罩3.5的作用是避免传动电机3.8和调宽链条3.7被三防漆腐蚀。

如图1、图2所示，本设计的三防漆有害气体过滤系统6包括收集废气漏斗6.1、废气管6.2、CF型离心式风机6.3、废气管道6.4和百叶窗6.5，其中，收集废气漏斗6.1安装在中间支撑板1.2的下部，离心式风机6.3安装在下箱体1.3的底部支架上，收集废气漏斗6.1和CF型离心式风机6.3通过废气管6.2连接，废气管道6.4安装在上箱体1.1的顶部，百叶窗6.5安装在上箱体1.1的左右两侧面，上箱体1.1的顶部安装有报警灯8，上箱体1.1上顶盖的内侧安装有紫外灯，方便观察涂敷作业状态。

如图2所示，本设计的上箱体1.1由骨架和钣金组装而成，其中两侧面设为上下两部分，两部分中间装有铝型材横梁1.11，在铝型材横梁1.11中间上方设置铝型材竖梁1.12，此设计有效的保证了上箱体的结构稳定性。在铝型材横梁1.11下方设有百叶窗上轨道6.6，百叶窗下轨道6.7设置在中间支撑板1.2上，百叶窗6.5的上端置于百叶窗上轨道6.6中，百叶窗6.5的下端置于百叶窗下轨道6.7中。废气防溢的可收缩百叶窗6.5可根据PCB宽度调节而改变，调节宽度时百叶窗上下均限制在轨道中伸缩，保证上箱体相对密闭，达到更好的负压的效果。下箱体1.3的右侧面还设置了可开关的维修窗口，可以方便后期对离心风机进行拆装和维修。

三防漆有害气体过滤系统6上的废气收集漏斗6.1安装在中间支撑板1.2下面，通过中间支撑板1.2上面的透气孔，利用CF型离心式风机6.3的强大吸力将上箱体1.1中的废气吸入废气收集漏斗6.1，通过废气管道6.2连接 CF型离心式风机6.3，过滤网安装在废气收集漏斗6.1的下部，废气由箱体后侧的通风管路再次经过过滤装置排到大气，三防漆有害气体过滤系统6的另一个废气排出管路安装在上箱体的上顶盖，进入到工厂的废气管路经过过滤排出大气。涂敷机内部负压效果良好，并且经过多次过滤，废气可以达到很好的过滤效果。三防漆有害气体过滤系统是通过离心式风机将一个相对密闭的空间造成负压的状态，防止有害气体进入外界环境，然后经过过滤装置排到工厂的废气管路进行二次过滤。

如图1、图2所示，全自动涂敷系统控制箱4安装在下箱体1.3的前部，涂敷机机架1通过下箱体1.3安装在调平的地脚5上。

三防漆全自动涂敷系统是一款高速度、高精度的三防漆喷涂系统。配有三轴伺服运动平台，高刚性的结构设计确保了系统在高速运行时的平稳性和精确性；系统采用了板卡+工控机的控制方式，配备了针对点胶工艺研制开发的多功能嵌入式TV5603DJ-A01 三轴点胶控制系统；通过手持示教盒灵活友好的人机操作界面，喷涂轨迹可直接导入CorelDRAW或CAD文件、离线或者在线式编辑，大大缩短了编程时间；工艺性操作良好，可高速、精确地实现PCB电路板有选择性的涂敷作业。

在手持示教盒和全自动涂敷系统控制箱上均设有急停按钮、电源启动按钮、状态指示灯、解除报警和停止键，按下停止键，三轴运动平台回原点复位，等待重新启动运行程序。

三防漆全自动涂敷系统可选择性地配备多种型号、适用于不同喷涂要求的胶阀，可以实现对高密度集成电路板均匀的涂敷作业，也可以对不同粘度的三防漆进行涂敷；可以实现以点状、线状、扇面形、圆形等不同形状的喷射，达到对电路板有选择性的涂敷作业。全自动涂敷系统整体结构采用高档铝型材设计，外形美观便于维护，同时具有高灵活性。传送带线体可以根据产品的宽度和输送速度要求进行宽度和速度的调节；在线式进板输送导轨保证上下工序设备之间的接驳顺畅、输送平稳和高水平自动化。为更好地达到环保要求，设备配备了大风量的抽风机和过滤装置，以及可调节的密封窗，设备符合环保要求。

参照图8和图9，三防漆全自动涂敷系统与上板机和下板机共同组成三防漆流水线式的涂敷自动化生产线。本系统配备嵌入式TV5603DJ-A01 三轴点胶控制系统，该控制系统是为三防漆涂敷系统提供一种控制驱动电路，利用ADT-8848控制器、传感器、伺服电机、限位器来实现三轴系统的运动，对涂敷作业进行轨迹规划、对涂敷精度、边缘清晰度实现精准控制，利用FX-3GA 控制器对传动电机、定位传感器、涂敷定位装置的控制，达到对PCB板喷涂位置的精准控制，三防漆全自动涂敷系统的控制方法包括以下步骤：

步骤一、在检查各项设备正常后，启动电源，上板机通过传送带将PCB板输送到涂敷机的不锈钢链条3.1上。

步骤二、当传感器检测到PCB板到达信号后，控制系统控制传动电机3.8启动，传动电机3.8控制传动丝杆3.9转动，传动丝杆3.9上的链轮带动不锈钢链条3.1转动，实现PCB板的传输。

步骤三、当不锈钢链条3.1 将PCB板输送到涂敷定位装置3.3处时，控制系统控制传动电机3.8停止，同时通过控制气路变换使涂敷定位装置3.3上的气缸下降，通过气缸活塞上的治具将输送的PCB板固定。

步骤四、控制系统控制三轴运动平台2运动到PCB板涂敷起点上方，当Y方向的滚珠丝杠主动运动组件2.2、Y方向的滚珠丝杠从动运动组件2.5和X方向的滚珠丝杠运动组件2.4联动运动到PCB板涂敷起点处上方时，控制Z方向的滚珠丝杠和气动滑台运动组件2.1下降到合适高度，同时控制气动滑台下降到合适高度，进而喷雾阀7也到达PCB板对针点处，对PCB板进行涂敷作业。

步骤五、在涂敷过程中，启动三防漆有害气体过滤系统6，将吸收废气过滤后排入外部环境。

步骤六、涂敷完成后，再通过控制气路变换使涂敷定位装置3.3上的气缸上升，涂敷定位装置3.3上的气缸活塞带动治具抬起；控制系统控制传动电机3.8控制传动丝杆3.9转动，传动丝杆3.9上的链轮带动不锈钢链条3.1转动，不锈钢链条3.1将PCB板输送到下板机进行下一步固化作业。

本系统配备的控制系统同时实现对上板机、下板机、报警灯等外围设备的逻辑控制，更好、更安全地实现了上下板和流水线式的涂敷作业。