本实用新型涉及印制线路板加工技术领域，尤其涉及一种自动绘制印制线路板的装置。
背景技术：
电子产业的蓬勃发展促进了PCB行业的欣欣向荣，PCB(Printed Circuit Board)，中文名称为印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间的电气互连，都要使用印制板。在较大型的电子产品研究过程中，最基本的成功因素是该产品的印制板的设计、文件编制和制造。印制板的设计和制造质量直接影响到整个产品的质量和成本甚至于导致商业竞争的成败。
但工业上制PCB生产工艺和制作流程繁杂，这其中就包括如“覆箔板>下料>冲钻基准孔>数控钻孔>检验>化学镀薄铜>电镀薄铜>检验>刷板>贴膜>曝光显影>检验修板”等数十种加工路线。这些步骤所需的各种精密仪器和化学试剂，就需要有大量资金和技术的生产厂家才能完成。在专业的设计开发中，工程师用CAD设计好图纸，打印出来后交给PCB加工厂，几天后就可以得到加工好的几块PCB样板。安装上零件，调试修改再打印，再送PCB加工厂加工，反复几次，电路才能做好。这种方法即使不必考虑加工电路板过程中，各种烦琐的工艺过程，但一次次的加工费用可能就需要几百上千元。所以，如何简单、快捷、低成本、高质量加工实验用电路板，是一个很值得研究的课题，同时这也是业余电子爱好者感到最头痛的事。
在业余电子爱好者电路板加工过程中，根据产品的需要很快就能设计好的电路，可加工电路板却花费了几天的时间。甚至一些很好的电路设计创意，却因为加工电路板太花时间而放弃了实验，无法继续实现。虽然PCB工程制作融计算机辅助设计和辅助制造于一体，要求极高的精度和准确性，但生活中我们同样可以制作高精度的PCB。在业余条件下，可以省去“印刷助焊、标识、阻焊等层”的工序，难点在制版和印刷环节上。由于只需要制作少量(一块或几块)电路板，采用正规的制版和印刷工序显然是不经济的，于是就有了各种非印刷，或亚印刷的制作方法。许多电子从业者都会用到热转印法，即使用激光打印机，将设计的PCB铜铂图形打印到热转印纸上，再将热转印纸紧贴在覆铜板的铜铂面上，用热转印机以适当的温度加热，转印纸上原先打印上去的图形(其实是碳粉)就会受热融化，并转移到铜铂面上，形成腐蚀保护层。这种方法虽比常规制板印刷的方法简易，但也同样需要像热转印机和激光打印机等专业仪器，比较昂贵。而且事实上由于各种原因，在解包检查是否转印成功时并不能保证每一次都完全地转印过去。而同样另一种手工描绘法较之简易，就是用笔直接将印刷图形画在覆铜板上，然后再进行化学腐蚀等步骤。此法看似简单，实际操作起来很不容易。
在设计过程中，由于现在的电子元件体积小，引脚间距更小(毫米量级)，铜箔走线也同样细小，而且画上去的线条还很难修改，要画好这样的板就完全看你的笔头工夫了。即手工描绘需要极大的耐心和细致，不易长时间持续做工。因此有必要设计一种自动实现印刷环节的装置，将制板过程中印刷这个环节大大简化了，为众多电子从业者以及在物理有关电子工程实践教学方面的师生提供了便利。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、印刷便捷、且成本低可以自动实现印刷环节的新型PCB自动绘制仪。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：新型PCB自动绘制仪，包括机架，所述机架下部设有用于固定PCB铜箔板的PCB固定板，所述PCB固定板与所述机架之间设有固定板X轴驱动装置；所述PCB固定板上方的所述机架上横跨设有Y轴绘制导轨，所述Y轴绘制导轨上滑动安装有Y轴绘制滑块，所述Y轴绘制滑块与所述机架之间连接有Y轴绘制驱动装置，所述Y轴绘制滑块上设有竖直设置的Z轴绘制驱动装置，所述Z轴绘制驱动装置上滑动安装有Z轴绘制滑块，所述Z轴绘制滑块上固定安装有Z轴绘制安装装置，所述Z轴绘制安装装置上夹持安装有PCB绘制笔；所述机架的侧部还设有PCB绘制控制器和电源控制器，所述固定板X轴驱动装置、所述Y轴绘制驱动装置和所述Z轴绘制驱动装置分别连接至所述PCB绘制控制器。
作为优选的技术方案，所述固定板X轴驱动装置包括固定安装在所述PCB固定板下表面的X轴导轨座，贯穿所述X轴导轨座活动套装有X轴导轨，所述X轴导轨的端部对应固定安装在所述机架的前后两侧；所述PCB固定板底端还固定安装有X轴传动带，所述X轴传动带的两端分别啮合连接在X轴皮带轮上，其中一所述X轴皮带轮连接安装在X轴驱动电机的动力轴上，另一所述X轴皮带轮固定安装在X轴传动轴，所述X轴传动轴与所述X轴驱动电机分别相对设于所述机架的前后两侧。
作为优选的技术方案，所述Z轴绘制驱动装置包括相对嵌装在所述Y轴绘制滑块上的两个Z轴绘制导轨，所述Z轴绘制导轨上设有滑动套装有所述Z轴绘制滑块；所述Z轴绘制滑块内螺纹连接有竖直设置的Z轴绘制丝杆，所述Z轴绘制丝杆的一端连接至Z轴驱动电机的动力轴上。
作为优选的技术方案，所述Z轴绘制安装装置包括与所述Z轴绘制滑块固定连接的Z轴绘制基板，所述Z轴绘制基板上相对嵌装有两个Z轴绘制导向杆，所述Z轴绘制基板上限位设有Z轴绘制滑板，所述Z轴绘制滑板下端与所述Z轴绘制基板之间设有滑板下拉装置，所述Z轴绘制滑板上相对设有两个与所述Z轴绘制导向杆配合使用的Z轴绘制导向套，所述Z轴绘制导向杆贯穿对应的所述Z轴绘制导向套设置，所述Z轴绘制滑板上固定设有绘制笔夹装装置。
作为优选的技术方案，所述绘制笔夹装装置包括两个用于环抱所述PCB绘制笔的夹持抱环，两所述夹持抱环外端可拆卸设有锁紧螺栓。
作为优选的技术方案，所述滑板下拉装置包括在所述Z轴绘制基板下端固定设置的钩爪，所述钩爪与所述夹持抱环之间套装有下拉橡皮筋。
作为优选的技术方案，所述Y轴绘制驱动装置包括固定安装在所述Y轴绘制滑块上的Y轴传动带，所述Y轴传动带的两端分别啮合连接在Y轴皮带轮上，其中一所述Y轴皮带轮连接安装在Y轴驱动电机的动力轴上，另一所述Y轴皮带轮固定安装在Y轴传动轴，所述Y轴传动轴与所述Y轴驱动电机分别相对设于所述机架的左右两侧。
作为优选的技术方案，所述PCB绘制控制器包括微处理器、硬盘、内存、系统总线和USB数据接口。
由于采用了上述技术方案，新型PCB自动绘制仪，包括机架，所述机架下部设有用于固定PCB铜箔板的PCB固定板，所述PCB固定板与所述机架之间设有固定板X轴驱动装置；所述PCB固定板上方的所述机架上横跨设有Y轴绘制导轨，所述Y轴绘制导轨上滑动安装有Y轴绘制滑块，所述Y轴绘制滑块与所述机架之间连接有Y轴绘制驱动装置，所述Y轴绘制滑块上设有竖直设置的Z轴绘制驱动装置，所述Z轴绘制驱动装置上滑动安装有Z轴绘制滑块，所述Z轴绘制滑块上固定安装有Z轴绘制安装装置，所述Z轴绘制安装装置上夹持安装有PCB绘制笔；所述机架的侧部还设有PCB绘制控制器和电源控制器，所述固定板X轴驱动装置、所述Y轴绘制驱动装置和所述Z轴绘制驱动装置分别连接至所述PCB绘制控制器；本实用新型的有益效果是：通过PCB绘制控制器控制固定板X轴驱动装置、Y轴绘制驱动装置和Z轴绘制驱动装置，使固定板X轴驱动装置可以实现PCB绘制笔在PCB铜箔板上的X轴方向上的绘制，使Y轴绘制驱动装置可以实现PCB绘制笔在PCB铜箔板上的Y轴方向上的绘制，使Z轴绘制驱动装置可以调节PCB绘制笔的笔尖在Z轴方向上的高度，同时Z轴绘制安装装置使PCB绘制笔的笔尖在绘图时始终接触在PCB铜箔板的表面上；即使用PCB绘制笔可以在PCB铜箔板上自动完成绘制出所需PCB电路图，再利用蓝色环保蚀刻液腐蚀PCB铜箔板即可得到自制PCB绘制板，完成了PCB的自动加工过程。本实用新型结构简单、印刷便捷、且成本低可以自动实现印刷环节，从而简化PCB制作流程，操作便捷，且降低所需仪器的昂贵成本，成为物理电路实践教学以及电子爱好者自制PCB的好帮手。
附图说明
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
图2是图1另一视角的结构示意图；
图3是本实用新型实施例的正视示意图；
图4是本实用新型实施例的右视示意图；
图5是本实用新型Z轴绘制安装装置的结构示意图；
图6是本实用新型Z轴绘制安装装置的正视示意图；
图7是图2中I处的局部放大图；
图中：1-机架；2-PCB铜箔板；3-PCB固定板；4-固定板X轴驱动装置；41-X轴导轨座；42-X轴导轨；43-X轴传动带；44-X轴皮带轮；45-X轴驱动电机；46-X轴传动轴；5-Y轴绘制驱动装置；51-Y轴绘制导轨；52-Y轴绘制滑块；53-Y轴传动带；54-Y轴皮带轮；55-Y轴驱动电机；56-Y轴传动轴；57-传动带连接环；58-传动带连接杆；59-传动带固定座；6-Z轴绘制驱动装置；61-Z轴绘制滑块；62-Z轴绘制导轨；63-Z轴绘制丝杆；64-Z轴弹性联轴器；65-Z轴驱动电机；7-Z轴绘制安装装置；71-Z轴绘制基板；72-Z轴绘制导向杆；73-Z轴绘制滑板；74-滑板下拉装置；75-Z轴绘制导向套；76-绘制笔夹装装置；77-夹持抱环；78-钩爪；79-下拉橡皮筋；8-PCB绘制笔；9-PCB绘制控制器；10-电源控制器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1至图4所示，新型PCB自动绘制仪，包括机架1，所述机架1下部设有用于固定PCB铜箔板2的PCB固定板3，所述PCB固定板3与所述机架1之间设有固定板X轴驱动装置4；所述PCB固定板3上方的所述机架1上横跨设有Y轴绘制导轨51，所述Y轴绘制导轨51上滑动安装有Y轴绘制滑块52，所述Y轴绘制滑块52与所述机架1之间连接有Y轴绘制驱动装置5，所述Y轴绘制滑块52上设有竖直设置的Z轴绘制驱动装置6，所述Z轴绘制驱动装置6上滑动安装有Z轴绘制滑块61，所述Z轴绘制滑块61上固定安装有Z轴绘制安装装置7，所述Z轴绘制安装装置7上夹持安装有PCB绘制笔8；所述机架1的侧部还设有PCB绘制控制器9和电源控制器10，所述固定板X轴驱动装置4、所述Y轴绘制驱动装置5和所述Z轴绘制驱动装置分别连接至所述PCB绘制控制器9。
所述固定板X轴驱动装置4包括固定在安装所述PCB固定板3下表面的X轴导轨座41，贯穿所述X轴导轨座41活动套装有X轴导轨42，所述X轴导轨42的端部对应固定安装在所述机架1的前后两侧；所述PCB固定板3底端还固定安装有X轴传动带43，所述X轴传动带43的两端分别啮合连接在X轴皮带轮44上，其中一所述X轴皮带轮44连接安装在X轴驱动电机45的动力轴上，另一所述X轴皮带轮44固定安装在X轴传动轴46，所述X轴传动轴46与所述X轴驱动电机45分别相对设于所述机架1的前后两侧。当所述X轴驱动电机45工作时，动力轴转动带动与动力轴连接的所述X轴皮带轮44主动转动，与所述X轴皮带轮44啮合连接的所述X轴传动带43转动，带动所述PCB固定板3沿着所述X轴导轨42平面移动，带动固定在所述PCB固定板3上的所述PCB铜箔板2实现X轴的平面运动。其中，所述X轴驱动电机45为步进电机，为本领域技术人员所公知的产品，在此不再赘述。
所述Z轴绘制驱动装置6包括相对嵌装在所述Y轴绘制滑块52上的两个Z轴绘制导轨62，所述Z轴绘制导轨62上设有滑动套装有所述Z轴绘制滑块61；所述Z轴绘制滑块61内螺纹连接有竖直设置的Z轴绘制丝杆63，所述Z轴绘制丝杆63的一端通过Z轴弹性联轴器64连接至Z轴驱动电机65的动力轴上。
如图5和图6所示，所述Z轴绘制安装装置7包括与所述Z轴绘制滑块61固定连接的Z轴绘制基板71，所述Z轴绘制基板71上相对嵌装有两个Z轴绘制导向杆72，所述Z轴绘制基板71上限位设有Z轴绘制滑板73，所述Z轴绘制滑板73下端与所述Z轴绘制基板71之间设有滑板下拉装置74，所述Z轴绘制滑板73上相对设有两个与所述Z轴绘制导向杆72配合使用的Z轴绘制导向套75，所述Z轴绘制导向杆72贯穿对应的所述Z轴绘制导向套75设置，所述Z轴绘制滑板73上固定设有绘制笔夹装装置76。
所述绘制笔夹装装置76包括两个用于环抱所述PCB绘制笔8的夹持抱环77，两所述夹持抱环77外端可拆卸设有锁紧螺栓。所述夹持抱环77与所述锁紧螺栓的设置用于将所述PCB绘制笔8进行夹紧固定；所述滑板下拉装置74包括在所述Z轴绘制基板71下端固定设置的钩爪78，所述钩爪78与所述夹持抱环77之间套装有下拉橡皮筋79。所述下拉橡皮筋79的压力会使所述Z轴绘制滑板73始终处于最下端，可以保证所述PCB绘制笔8的笔尖在绘图时始终压在所述PCB铜箔板2的表面，保证所述PCB绘制笔8的绘制效果。
所述Y轴绘制驱动装置5包括固定安装在所述Y轴绘制滑块52上的Y轴传动带53，所述Y轴传动带53的两端分别啮合连接在Y轴皮带轮54上，其中一所述Y轴皮带轮54连接安装在Y轴驱动电机55的动力轴上，另一所述Y轴皮带轮54固定安装在Y轴传动轴56，所述Y轴传动轴56与所述Y轴驱动电机55分别相对设于所述机架1的左右两侧。当所述Y轴驱动电机55工作时，动力轴转动带动与所述动力轴连接的所述Y轴皮带轮54主动转动，与所述Y轴皮带轮54啮合连接的所述Y轴传动带53转动，带动所述Y轴绘制滑块52沿着所述Y轴绘制导轨51平面移动，带动固定在所述Y轴绘制滑块52上的所述Z轴绘制驱动装置6实现Y轴的平面运动。其中，所述Y轴驱动电机55为步进电机，为本领域技术人员所公知的产品，在此不再赘述。
所述Y轴绘制滑块52包括滑动安装在所述Y轴绘制导轨51上的Y轴滑块轴承，所述Y轴滑块轴承夹装在Y轴滑块前板与Y轴滑块后板之间，所述Y轴滑块前板与所述Y轴滑块后板通过螺栓固定连接；所述Z轴绘制导轨62嵌装在所述Y轴滑块前板上，所述Y轴传动带53固定安装在所述Y轴滑块后板上，同时，由于安装在所述Y轴滑块前板的所述Z轴绘制驱动装置6和所述Z轴绘制安装装置7的重量较重，因此所述Y轴滑块后板同时可以用于平衡所述Y轴绘制滑块52重量，使整体保持正常工作状态。
如图7所述，在本实施例中，所述Y轴传动带53的中间部位设有断开的两端，所述一端通过螺钉固定连接在所述Y轴绘制滑块52上，所述另一端固定连接有传动带连接环57上，所述传动带连接环57上设有传动带连接杆58，所述传动带连接杆58螺纹连接在传动带固定座59上，所述传动带固定座59固定安装在所述Y轴绘制滑块52上。所述X轴传动带43与所述PCB固定板3的固定安装原理与此相同，在此不再赘述。
所述PCB绘制控制器9包括微处理器、硬盘、内存、系统总线和USB数据接口。所述PCB绘制控制器9用于控制所述固定板X轴驱动装置4、所述Y轴绘制驱动装置5和所述Z轴绘制驱动装置6完成指令动作。
工作时，通过PCB绘制控制器9控制固定板X轴驱动装置4、Y轴绘制驱动装置5和所述Z轴绘制驱动装置6，使固定板X轴驱动装置4在X轴方向上移动，可以实现PCB绘制笔8在PCB铜箔板2上的X轴方向上的绘制，使Y轴绘制驱动装置5在Y轴方向上移动，可以实现PCB绘制笔8在PCB铜箔板2上的Y轴方向上的绘制，使Z轴绘制驱动装置6在Z轴方向上移动，用于调节所述PCB绘制笔8的笔尖高度，同时Z轴绘制安装装置7使PCB绘制笔8的笔尖在绘图时始终接触在PCB铜箔板2的表面上；即使用PCB绘制笔8可以在PCB铜箔板2上自动完成绘制出所需PCB电路图，再利用蓝色环保蚀刻液腐蚀PCB铜箔板2即可得到自制PCB绘制板，完成了PCB的自动加工过程。
本实用新型结构简单、印刷便捷、且成本低可以自动实现印刷环节，从而简化PCB制作流程，操作便捷，且降低所需仪器的昂贵成本，成为物理电路实践教学以及电子爱好者自制PCB的好帮手。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。