三轴并联PCB电路板加工装置的制作方法

文档序号:15047572发布日期:2018-07-27 23:02阅读:176来源:国知局

本实用新型涉及一种三轴并联PCB电路板加工装置。



背景技术:

目前,国内PCB制板有热转印法和紫外线感光制作法两种。

热转印方法是人们制作少量PCB板的最优选择。它利用了碳粉抗酸性腐蚀的特性进行制板,具有制版快速(25分钟),精度较高(线宽20mil,间距12mil),成本低廉等特点。这种方法的实现,需要准备以下设备和原材料:电脑,激光打印机,热转印纸,过塑机,环氧树脂覆铜板,三氯化铁腐蚀液,电钻与钻头,钻头一般要用到0.8mm和1.0mm的;锯板,磨边等一系列机械工具。此方法有以下缺点:

1.线宽不能小于20mil,线间距不能小于15mil;

2.布双面板时需要手动钻孔,大大降低了钻孔的精确度;

3.需要用到多中工具,操作繁琐。

紫外线感光制作法:

1.原稿制作(硫酸纸/透明菲林/光绘菲林)。

2.曝光;

3.显影;

4.蚀刻;

5.钻孔。

一般专业的PCB生产的工序里也有用到这种方法。除此之外专业的PCB工厂还需要有专用的暗房来曝光,高精度CNC钻床来钻孔,自动飞针测试来测试布线,PCB沉锡,沉金等更多复杂的工序来保证PCB制板的准确性。

随着EDA(电子设计自动化)软件的蓬勃发展,我们使用电脑设计PCB越来越方便,但是PCB的打样却有着耗时较长,价格高等缺点。所以针对小型的PCB加工情况和教学使用,进行了本

技术实现要素:
的设计。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种三轴并联PCB电路板加工装置。

上述的目的通过以下的技术方案实现:

一种三轴并联PCB电路板加工装置,其组成包括:机械加工部分和加工控制上位机,机械加工部分包括支撑框架、三轴并联运动装置、刀库换刀装置和加工操作台;

支撑框架包括顶部框架、底部双层框架和三根立轴,三根立轴连接顶部框架和底部双层框架;

三轴并联运动装置包括三个滑块、三根同步带、三个步进电机、三根并联臂和效应器,其中,效应器同时与三根并联臂的一端铰接,每根并联臂的另一端分别铰接在一个滑块上,每个滑块都滑动安装在一根立轴上,每个步进电机通过一根同步带带动一个滑块;

加工操作台安装在效应器的顶部,且加工操作台始终与底部双层框架所在平面平行;

刀库换刀装置安装在顶部框架上部的中心处;

三个步进电机、刀库换刀装置连接加工控制上位机。

有益效果:

本实用新型能够快速准确高效地根据EDA软件的设计数据加工出合格的PCB,小批量生产PCB,达到快速测试制图工作的正确性的目的。有效地解决了用洞洞板焊接布线杂乱的问题。在原有PCB制板机的基础上进行改造和完善,使机械结构在制版过程中能够稳定运行,克服原制板机精度过低的问题。同时使用不同的方式(紫外线焦点曝光和油性记号笔作图)加工出PCB并且钻孔,过孔注油,控制系统要保证制板平台运动的准确度。该加工中心有着制板精度高、运动平稳、便于更换其他刀具等优点。

附图说明:

附图1是本实用新型的结构示意图;

附图2是附图1的左视图;

附图3是附图2的俯视图;

附图4是本实用新型涉及的刀库换刀装置的结构示意图;。

具体实施方式:

具体实施方式一:

本实施方式的三轴并联PCB电路板加工装置,如图1-图4所示,其组成包括:机械加工部分和加工控制上位机,机械加工部分包括支撑框架、三轴并联运动装置、刀库换刀装置和加工操作台1;

支撑框架包括顶部框架2、底部双层框架3和三根立轴4,三根立轴4连接顶部框架2和底部双层框架3;

三轴并联运动装置包括三个滑块5、三根同步带、三个步进电机、三根并联臂6和效应器7,其中,效应器7同时与三根并联臂6的一端铰接,每根并联臂6的另一端分别铰接在一个滑块5上,每个滑块5都滑动安装在一根立轴4上,每个步进电机通过一根同步带带动一个滑块5;

加工操作台1安装在效应器7的顶部,且加工操作台1始终与底部双层框架3所在平面平行;

刀库换刀装置安装在顶部框架2上部的中心处;

三个步进电机、刀库换刀装置连接加工控制上位机。

由于刀库换刀装置工作时,钻孔主轴电机的转速较高,会造成较大的震动,为了减轻震动对精度的影响,将待加工的PCB电路板固定在效应器7上的加工操作台1上,使刀库换刀装置的位置固定,而加工操作台1在支撑框架内部空间里可动,通过加工控制上位机控制三个步进电机,带动驱动光轴上固定的滑块5的上下运动来驱动三个机臂间接地使效应器7平台在空间中运动,从而使PCB电路板在空间内相对于固定不动的刀库换刀装置的移动,来加工PCB电路板。

具体实施方式二:

与具体实施方式一不同的是,本实施方式的三轴并联PCB电路板加工装置,如图1-图4所示,其所述的刀库换刀装置包括旋转电机8、两个圆盘9、一组固定架10、钻孔电机11、激光器、油墨加注器和油性笔,两个圆盘9平行设置,且两个圆盘9垂直于顶部框架2所在平面,两个圆盘9之间夹持安装一组固定架10,固定架10上安装用于加工PCB电路板的钻孔电机11、激光器、油墨加注器和油性笔,旋转电机8带动两个圆盘9转动。钻孔电机11、激光器和油墨加注器和油性笔固定安装在固定架10上,固定架10安装于两个圆盘9之间,两个圆盘9垂直于顶部框架2,电机带动两个圆盘9旋转,使钻孔电机11、激光器和油墨加注器和油性笔其中的一个刀具垂直于加工操作台1上待加工PCB电路不板板面来完成加工。使用紫外线曝光感光干膜后进行化学显影、化学腐蚀(FeCl3与铜反应腐蚀掉多余的铜)的方法和油性笔画线的方法来加工PCB线路。(PCB线路加工)

使用钻孔电机11的钻头钻孔的方法来加工PCB过孔。(PCB过孔加工)

使用注射器制作的油墨加注器向PCB过孔内部注射导电油墨的方法来加工过孔电气连接。(过孔电气特性加工)。

底部双层框架3采用双层结构以增加框架的机械强度。

具体实施方式三:

与具体实施方式一或二不同的是,本实施方式的三轴并联PCB电路板加工装置,所述的支撑框架的制作材料选用铝型材,具有重量轻,价格便宜,易于加工的好处。

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