主轴安装机构、电路板加工设备及主轴位置的调节方法与流程

1.本发明涉及电路板加工设备技术领域，尤其涉及一种主轴安装机构、电路板加工设备及主轴位置的调节方法。


背景技术：

2.在电路板(简称：pcb)加工设备中，比如，pcb钻孔机，主轴部分是钻孔设备的关键部件，其通过z轴方向高速精准的运动实现高精度孔位加工。但是，钻孔机在使用过程中，受环境、人为干预、误操作、机械振动等因素的影响，其出厂校准良好的绝对坐标原点会出现不同程度的偏移，如果不能及时将绝对坐标原点及时调正归零，将直接影响孔加工的位置精度。目前，各类pcb钻孔机上尚无主轴微调功能，大多是通过调整工作台，改变主轴与工作台面的相对位置，以实现坐标原点归零修正。然而，该调整方法无法直接对主轴进行偏移调整，且主轴偏移量远远小于工作台的可调整范围，通过调整工作台容易导致调整精度不够，调整量不可控，从而需要反复调整，使得主轴调整效率低下，严重影响作业效率。
3.因此，亟待需要一种主轴安装机构以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的一个目的在于提供一种主轴安装机构，能够实现主轴直接调整，调整量可控，且调整精度高。
5.本发明的第二个目的在于提供一种电路板加工设备，通过应用上述主轴安装机构，能够直接调整主轴偏移量，调整量可控，调整精度高，能够提高电路板加工设备的作业效率。
6.本发明的第三个目的在于提供一种主轴位置的调节方法，用于调节上述电路板加工设备中主轴的位置，该调节方法简单可靠，能够提高电路板加工设备的作业效率。
7.为实现上述目的，提供以下技术方案：
8.第一方面，提供了一种主轴安装机构，用于安装电路板加工设备的主轴，所述主轴安装机构包括：
9.安装体；
10.夹持体，设于所述安装体上，用于包夹所述主轴；
11.调节件，设于所述夹持体和所述安装体之间，用于调节所述夹持体在所述安装体上的安装位置；
12.紧固件，用于固定连接所述夹持体和所述安装体。
13.所述主轴安装机构利用调节件调整夹持体在安装体上的安装位置，待调节到适当位置后，使用紧固件将主轴固定于夹持体上，能够实现主轴直接调整，调整量可控，且调整精度高。
14.作为所述主轴安装机构的可选方案，所述安装体上设有连接部，所述夹持体垂直设于所述连接部上，所述调节件垂直于所述夹持体在所述连接部上的安装面。
15.作为所述主轴安装机构的可选方案，所述调节件包括偏心设置的转动部和偏心部，所述转动部与所述连接部转动配合，所述偏心部与所述夹持体活动配合，转动所述调节件能够使所述偏心部带动所述夹持体相对于所述连接部活动，以调节所述夹持体在所述连接部上的安装位置。
16.作为所述主轴安装机构的可选方案，所述连接部上设有与所述转动部转动配合的第一安装孔，所述夹持体上设有与所述偏心部活动配合的第二安装孔，所述第二安装孔为长孔。
17.作为所述主轴安装机构的可选方案，所述夹持体上设有避让槽，所述第二安装孔设于所述避让槽的槽壁上。
18.作为所述主轴安装机构的可选方案，所述夹持体和所述连接部两者中的一个上设有导向柱，另一个上设有与所述导向柱滑动配合的导向槽，所述导向槽的长度方向垂直于所述第二安装孔的长度方向，所述夹持体在所述连接部上的安装位置沿所述导向槽的长度方向延伸。
19.作为所述主轴安装机构的可选方案，所述夹持体包括夹持件和压盖，所述夹持件为u型，所述压盖可拆卸地固定于所述夹持件的u型开口端并与所述夹持件形成包夹空间，所述主轴可拆卸地固定于所述包夹空间内。
20.作为所述主轴安装机构的可选方案，所述夹持体还包括多组主轴支撑件，多组所述主轴支撑件沿所述包夹空间的周向固定于所述包夹空间的内壁上，所述主轴支撑件与所述主轴的外壁相抵接。
21.作为所述主轴安装机构的可选方案，所述主轴支撑件与所述主轴的抵接面为弧形面。
22.作为所述主轴安装机构的可选方案，所述压盖包括压盖主体和固定部，所述压盖主体的两侧均连接有所述固定部，所述固定部与所述夹持件的u型臂的前端面可拆卸地固定连接，所述压盖主体的一部分嵌入所述夹持件的u型开口端内。
23.作为所述主轴安装机构的可选方案，所述夹持件的两个u型臂的前端面的底部均凸设有安装凸起，所述安装凸起与所述连接部可拆卸固定连接。
24.作为所述主轴安装机构的可选方案，所述安装体上设有安装槽，所述连接部位于所述安装槽的下方，所述夹持件的至少一部分容置于所述安装槽内。
25.作为所述主轴安装机构的可选方案，所述连接部的形状与所述夹持件的底部的形状相匹配。
26.作为所述主轴安装机构的可选方案，所述连接部上设有若干个第一定位孔，所述夹持体上设有与所述第一定位孔连通的第二定位孔，所述紧固件穿设于所述第一定位孔和所述第二定位孔内，以固定所述连接部和所述夹持体。
27.第二方面，提供了一种电路板加工设备，包括主轴和如上所述的主轴安装机构，所述主轴安装于所述主轴安装机构的夹持体上。
28.第三方面，提供了一种主轴位置的调节方法，用于调节如上所述的电路板加工设备中主轴的位置，所述主轴位置的调节方法包括如下步骤：
29.松开所述紧固件，使所述夹持体能够相对于所述安装体活动；
30.转动所述调节件，以使所述夹持体相对于所述安装体移动，直至所述夹持体包夹
的主轴移动至目标位置；
31.拧紧所述紧固件，使所述夹持体与所述安装体相对固定。
32.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
33.本发明提供的主轴安装机构，包括安装体、夹持体、调节件和紧固件，利用调节件调整夹持体在安装体上的安装位置，待调节到适当位置后，使用紧固件将主轴固定于夹持体上，能够实现主轴直接调整，调整量可控，且调整精度高。
34.本发明提供的电路板加工设备，通过应用上述主轴安装机构，能够直接调整主轴偏移量，调整量可控，调整精度高，能够提高电路板加工设备的作业效率。
35.本发明提供的主轴位置的调节方法，用于调节上述电路板加工设备中主轴的位置，该调节方法简单可靠，能够提高电路板加工设备的作业效率。
附图说明
36.图1为本发明实施例提供的电路板加工设备的结构示意图；
37.图2为本发明实施例提供的主轴安装机构的爆炸示意图；
38.图3为本发明实施例提供的安装体的局部结构示意图；
39.图4为本发明实施例提供的夹持体的夹持件的结构示意图；
40.图5为本发明实施例提供的夹持体的结构示意图。
41.附图标记：
42.100、主轴；
43.1、安装体；11、安装部；12、连接部；121、第一安装孔；122、第一定位孔；123、导向槽；
44.2、夹持体；21、夹持件；211、第二安装孔；212、第二定位孔；213、导向柱；214、避让槽；215、安装凸起；22、压盖；23、主轴支撑件；
45.3、调节件；31、转动部；32、偏心部；
46.4、密封垫圈。
具体实施方式
47.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
48.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
50.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“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，或者是该发明产
品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
51.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。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发明中的具体含义。
52.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
53.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
54.图1示出了本发明实施例提供的一种电路板加工设备的结构示意。如图1所示，该电路板加工设备包括主轴100、主轴安装机构和工作台(图中未示出)，主轴安装机构用于固定安装主轴100，并用于调节主轴100的偏移量，实现主轴100绝对坐标原点归零复位。可选地，电路板加工设备可以为pcb钻孔机。
55.图1中，主轴安装机构包括安装体1、夹持体2、调节件3(图中未示出)和紧固件(图中未示出)，安装体1用于与工作台固定连接，夹持体2设于安装体1上并用于夹持主轴100，调节件3用于连接夹持体2和安装体1，且能够调节夹持体2在安装体1上的安装位置；紧固件用于将夹持体2固定于安装体1上。pcb钻孔作业中，将安装体1固定于工作台上，利用调节件3调整夹持体2在安装体1上的安装位置，待调节到适当位置后，使用紧固件将主轴100固定于夹持体2上，完成主轴100微调，使主轴100绝对坐标原点归零复位。在一实施例中，紧固件可以是螺栓、螺丝等。
56.优选地，主轴100与夹持体2的顶部之间设有主轴垫圈(图中未示出)，主轴垫圈用于保证主轴100与夹持体2的同心度，保证主轴100的安装精度。在一实施例中，主轴垫圈的材质可以是橡胶材质，当然主轴垫圈还可以是其他软质材质，在此不作限制。
57.图2示出了主轴安装机构的爆炸示意图。如图2所示，该安装体1包括安装部11和连接部12，安装部11用于与工作台固定连接，连接部12用于安装夹持体2。安装部11上设有安装槽，连接部12位于安装槽的底部，夹持体2的一部分容置于安装槽内，且夹持体2的底部与连接部12连接。夹持体2垂直固定于连接部12上，调节件3垂直于连接部12、夹持体2以及夹持体2在连接部12上的安装位置所在平面。进一步地，该调节件3包括偏心设置的转动部31和偏心部32，转动部31与连接部12转动配合，偏心部32与夹持体2活动配合，转动调节件3能够使偏心部32带动夹持体2相对于连接部12活动，以调节夹持体2在连接部12上的安装位
置。由于转动部31和偏心部32偏心设置，当转动调节件3时，转动部31与连接部12转动配合，转动部31位置保持不变，偏心部32的外轮廓会推动夹持体2相对连接部12运动，从而实现调节夹持体2在连接部12上的位置，待位置调节好后，利用紧固件将夹持体2固定于连接部12上。可选地，在调节件3的端部设有六角凹槽，可利用六角扳手插入调节件3的六角凹槽内实现转动调节件3。在其他实施例中，还可以在调节件3上设置其他形状的配合部，只要便于利用扳手或者其他操作工具转动调节件3即可，比如在调节件3上设置一字形槽，利用一字螺丝刀转动调节件3，在此不作限制。
58.图3示出了安装体1的局部结构示意图。图4示出了夹持体2的局部结构示意图。为了保证夹持体2位置调整后能够稳定地固定于连接部12上，如图3-图4所示，连接部12上设有若干个第一定位孔122，夹持体2上设有与第一定位孔122连通的第二定位孔212，紧固件穿设于第一定位孔122和第二定位孔212内，以固定连接部12和夹持体2。此外，连接部12上设有与转动部31转动配合的第一安装孔121，夹持体2上设有与偏心部32活动配合的第二安装孔211。转动调节件3可使偏心部32的外壁推动第二安装孔211的内壁从而使夹持体2相对于连接部12运动。针对第二安装孔211的设计，一方面，偏心部32的外壁始终与第二安装孔211的内壁抵接，保证偏心部32的转动能够推动第二安装孔211的内壁进而实现推动夹持体2活动；另一方面，第二安装孔211要预留足够的空间，保证偏心部32能够完成一周圈360
°
的旋转，避免偏心部32卡死。可选地，第二安装孔211可以为腰型孔，当然第二安装孔211还可以是其他形状，只要能够满足上述两方面的功能即可，在此不再一一举例说明。
59.为了实现夹持体2仅能够相对于连接部12沿一个方向移动，夹持体2和连接部12两者中的一个上设有导向柱213，另一个上设有与导向柱213滑动配合导向槽123，通过导向柱213和导向槽123的配合，夹持体2仅能够沿导向槽123的长度方向相对于连接部12移动。如图3-图4所示，连接部12上设有导向槽123，导向槽123的长度方向垂直于第二安装孔211的长度方向，夹持体2上设有导向柱213，导向柱213与导向槽123滑动配合，以确保夹持体2仅能相对于连接部12沿导向槽123的长度方向移动，保证精确控制主轴100的移动量。在一实施例中，导向槽123可采用腰型孔。当然，在其他实施例中，导向槽123还可以为矩形长孔，只要能够起到对导向柱213进行特定方向导向限位即可，在此不再一一举例说明。
60.此外，根据主轴100的调节量对调节件3的偏心差进行设计，比如，理论上主轴100的调节量为
±
0.5mm，即调节件3的偏心部32转动一圈主轴100沿导向槽123的移动行程为1mm。为了更好地限制主轴100沿导向槽123进行往复移动，导向柱213和导向槽123的数量均为两个，且导向柱213和导向槽123一一对应设置，以对主轴100的移动方向进行限制，实现主轴100仅能沿导向槽123的方向移动。
61.可选地，主轴100调节的范围主要是由调节件3的转动部31和偏心部32的偏心距离决定的，可以根据实际生产中所需的调节量，采用偏心距离为0.1mm、0.15mm、0.2mm等，以每0.05mm的偏心距离为一个设计标准，最大不超过0.5mm，超过0.5mm该方案的调节精度将会降低。调节件3的转动部31和偏心部32的偏心距离越小，主轴100调节的范围就越小，但是调节精度越高。
62.图5示出了夹持体2的结构示意图。如图5所示，该夹持体2包括夹持件21和压盖22，夹持件21为u型，压盖22可拆卸地固定于夹持件21的u型开口端并与夹持件21形成包夹空间，主轴100可拆卸地固定于包夹空间内。压盖22包括压盖主体和固定部，压盖主体的两侧
均连接有固定部，固定部与夹持件21的u型臂的前端面可拆卸地固定连接，压盖主体的一部分嵌入夹持件21的u型槽内。图5中，利用紧固螺栓将压盖22的固定部固定于夹持件21的u型臂的前端面上，其中，紧固螺栓的数量不作限定。
63.为了便于夹持件21与连接部12的固定，夹持件21的两个u型臂的前端面的底部均凸设有安装凸起215，安装凸起215与连接部12可拆卸固定连接。该设计可使紧固螺栓穿过安装凸起215和连接部12即可，无需采用长螺栓贯穿夹持件21与连接部12固定，一方面便于固定，另一方面便于可采用标准普通螺栓，无需定制，降低成本。在本实施例中，安装凸起215上开设一个第二定位孔212，连接部12上与该第二定位孔212对应的部位设置有第一定位孔122，利用紧固件穿过安装凸起215上的第二定位孔212与连接部12可拆卸固定连接。进一步地，夹持件21上设有避让槽214，第二安装孔211设于避让槽214的槽壁上，调节件3的偏心部32与第二安装孔211活动配合，该设计可使调节件3的偏心部32外露，以便于从避让槽214处利用工具转动调节件3的偏心部32。此外，通过避让槽214的设计，调节件3仅需穿过避让槽214的槽壁与连接部12即可，无需贯穿整个夹持件21。此外，避让槽214的槽壁上还开设有第二定位孔212，连接部12上与此对应的部位设有第一定位孔122，利用紧固件穿过避让槽214上的第二定位孔212与连接部12可拆卸固定连接。在一实施例中，第二安装孔211可采用腰型孔。当然，在其他实施例中，第二安装孔211还可以为矩形长孔，只要能够起到与调节件3的偏心部32活动配合，且偏心部32转动能够推动夹持件21移动即可，在此不再一一举例说明。
64.如图5结合图3所示，夹持件21的底部形状与连接部12的形状相匹配，两者均为u型，以便于连接部12更好地支撑安装夹持件21。优选地，如图5所示，主轴安装机构还包括密封垫圈4，密封垫圈4设于夹持件21与连接部12之间，用于保证夹持件21与连接部12的紧密连接。在本实施例中，密封垫圈4由两个独立设置的密封垫组成，夹持件21和压盖22底部分别设置一密封垫。
65.为了更好地夹紧主轴100，该夹持体2还包括多组主轴支撑件23，多组主轴支撑件23沿包夹空间的周向固定于包夹空间的内壁上，主轴支撑件23与主轴100的外壁相抵接。在一实施例中，夹持体2内设置三组主轴支撑件23，三组主轴支撑件23沿包夹空间的周向间隔设置，通过主轴支撑件23对主轴100进行夹紧固定。在一实施例中，每组主轴支撑件23具有一个长条状的主轴支撑件23。在其他实施例中，每组主轴支撑件23包括多个块状的主轴支撑件23，多个主轴支撑件23沿主轴100的轴线方向排列设置。
66.在本实施例中，该夹持件21上设有两个平行间隔设置的开槽，压盖22上设有一开槽，压盖22上的开槽与夹持件21上的开槽平行间隔设置，所有开槽沿包夹空间的中心线方向延伸，主轴支撑件23从开槽的槽口穿入开槽内，利用紧固螺栓将主轴支撑件23固定于夹持件21的开槽内。
67.可选地，当主轴100的外壁为圆柱形时，主轴支撑件23与主轴100的抵接面为弧形面，保证主轴支撑件23与主轴100的外壁紧密配合，以更好地夹紧主轴100。当然，在其他实施例中，主轴支撑件23与主轴100的抵接面的形状可根据主轴100的外壁形状进行设计，在此不再一一举例说明。
68.在本实施例中，该夹持件21包括第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁，第二侧壁和第三侧壁分别连接于第一侧壁的两侧，第二侧壁和第三侧壁上设有避让槽214，第二安装孔211
及部分第二定位孔212设于避让槽214的槽壁上。此外，导向柱213也设于第二侧壁和/或第三侧壁上，连接部12上的导向槽123的长度方向与第二侧壁和/或第三侧壁的长度方向相同。夹持件21的第一侧壁的内部为圆弧形，压盖22面向夹持件21的侧面也为圆弧形，使得夹持件21和压盖22配合形成类似于圆柱形的包夹空间。
69.为了方便理解本发明的主轴安装机构的工作原理，主轴100的装配过程如下：
70.将一密封垫粘贴至夹持体2的底部，然后将安装体1固定于在电路板加工设备上；将两组主轴支撑件23通过紧固螺栓固定于夹持件21上，将两个导向销钉以过盈配合的方式砸入夹持件21底部的销钉孔中，导向销钉可作为导向柱213；将调节件3的偏心部32转入夹持件21的第二安装孔211内，然后将夹持件21安装于安装体1上。此时，需保证导向柱213插入导向槽123内，调节件3的转动部31插入第一安装孔121内，然后将紧固件依次穿过第二定位孔212和第一定位孔122，但不锁紧。将主轴垫圈安装于夹持体2的上方，保证主轴垫圈与夹持体2同心并贴合，将主轴100从主轴垫圈中心穿过，装入到夹持体2中；将另一密封垫粘贴在压盖22底部，然后将一组主轴支撑件23通过紧固螺栓固定于压盖22上。此时，主轴100实际接触的是夹持件21上的两组主轴支撑件23和压盖22上的一组主轴支撑件23，主轴100由三点固定被夹紧。当需要调节主轴100的位置时，利用六角扳手与调节件3的偏心部32端部的六角孔配合，使调节件3以其转动部31为轴转动，调节件3的偏心部32在转动过程中，由于与转动部31偏心设置，从而能够推动第二安装孔211的内壁，进而推动夹持体2沿导向槽123的长度方向移动，以实现调节夹持体2在安装体1的连接部12上的安装位置，实现主轴100的直接调整。
71.本实施例还提供了一种主轴位置的调节方法，可用于调节上述电路板加工设备中主轴100的位置，该调节方法包括如下步骤：
72.s1、松开紧固件，使夹持体2能够相对于安装体1活动；
73.s2、转动调节件3，以使夹持体2相对于安装体1移动，直至夹持体2包夹的主轴100移动至目标位置；
74.s3、拧紧紧固件，使夹持体2与安装体1相对固定。
75.在步骤s2中，调节件3包括偏心设置的转动部31和偏心部32，转动部31与安装体1转动配合，偏心部32与夹持体2活动配合。当调节件3绕转动部31转动时，偏心部32会推动夹持体2相对于安装体1运动，从而实现调节夹持体2在安装体1上的安装位置。夹持体2上设有与偏心部32活动配合的第二安装孔211，第二安装孔211为腰型孔；安装体1上设有与转动部31转动配合的第一安装孔121。在一实施例中，偏心部32的端面上设有六角凹槽，可采用六角扳手使调节件3转动。
76.在步骤s1中，可以采用多个紧固件将安装体1和夹持体2进行固定，以保证安装体1和夹持体2相对位置的稳定性，避免外力过大时，夹持体2相对于安装体1移动。
77.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。