PCB板多层重叠式冲孔工艺设备及其冲孔方法与流程

本发明属于pcb工艺设备领域。

背景技术：

将多块pcb待打孔板重叠后一次性钻孔会显著提高钻孔效率，但是多块pcb待打孔板重叠后会造成厚度增加，切屑碎屑不能及时排出，造成孔位形成大量毛刺，精度不高等问题。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能及时排出碎屑的pcb板多层重叠式冲孔工艺设备及其打孔方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的pcb板多层重叠式冲孔工艺设备，包括pcb待打孔板载具，所述pcb待打孔板载具上安装有若干上下重叠布置的若干水平矩形状pcb待打孔板，各所述pcb待打孔板的俯视外轮廓均重合；所述pcb待打孔板载具的上方设置有钻孔机构；所述钻孔机构能对pcb待打孔板载具上的若干pcb待打孔板打孔。

进一步的，还包括水平的载具滑轨，所述pcb待打孔板载具设置在所述载具滑轨上的载具滑槽内，驱动装置能带动所述pcb待打孔板载具沿所述载具滑槽的滑轨方向左右位移。

进一步的，所述pcb待打孔板载具上的各pcb待打孔板等距设置，所述pcb待打孔板载具上的相邻两pcb待打孔板之间的间距形成排屑层。

进一步的，所述钻孔机构包括固定竖向安装的支撑立柱，所述支撑立柱上端固定安装有水平的悬臂梁，所述悬臂梁位于所述pcb待打孔板载具的正上方；所述悬臂梁的长度方向与所述载具滑槽的延伸方向垂直；所述悬臂梁的下侧延长度方向设置有电动导轨，所述电动导轨上设置有能沿所述悬臂梁长度方向平动位移的滑块，所述滑块上安装有竖向的伸缩气缸装置；所述伸缩气缸装置能随滑块沿所述悬臂梁的长度方向平动位移；所述伸缩气缸装置的伸缩推杆的末端固定安装有竖向的钻孔机，所述钻孔机的旋转钻头朝下设置；所述旋转钻头与所述pcb待打孔板载具上的pcb待打孔板相对应；伸缩推杆的伸长运动能使所述旋转钻头向下进给，逐次对各层pcb待打孔板打孔。

进一步的，所述pcb待打孔板载具包括底部滑板，所述底部滑板在所述载具滑槽内能沿所述载具滑轨的滑轨方向左右平动；所述底部滑板的两侧对称竖向固定设置有左侧板和右侧板，所述左侧板和右侧板的内侧等间距设置有若干横向的pcb待打孔板卡槽；各所述pcb待打孔板的两侧边分别限位设置于所述左侧板和所述右侧板上对应的pcb待打孔板卡槽中。

进一步的，相邻两pcb待打孔板之间形成的排屑层中均设置有抗弯支撑机构，所述抗弯支撑机构包括水平的左抗弯横梁和右抗弯横梁，所述左抗弯横梁和右抗弯横梁均与所述载具滑轨的长度方向垂直，所述左抗弯横梁与右抗弯横梁之间的间隙大于所述旋转钻头的外径，所述旋转钻头能向下穿过所述左抗弯横梁与右抗弯横梁之间的间隙；所述左抗弯横梁与右抗弯横梁的上端均滑动接触上方pcb待打孔板的下侧面；所述左抗弯横梁与右抗弯横梁的下端均与下方的pcb待打孔板保持间隙；所述载具滑轨的一侧部固定安装有两横梁支撑柱，两所述横梁支撑柱分别通过若干连接梁固定支撑连接各所述左抗弯横梁的一端和各所述右抗弯横梁的一端。

进一步的，所述左抗弯横梁与右抗弯横梁均为轴截面呈“c”的刚性空心柱结构，且所述左抗弯横梁的“c”形开口处形成沿轴线方向延伸的左出风槽；所述右抗弯横梁的“c”形开口处形成沿轴线方向延伸的右出风槽；所述左抗弯横梁上的左出风槽与右抗弯横梁上的右出风槽相对设置；所述左抗弯横梁内为左活塞通道，所述右抗弯横梁内为右活塞通道；所述左活塞通道内滑动设置有左活塞组，所述右活塞通道内设置有右活塞组；

所述左活塞组和右活塞组均包括同轴心设置的前活塞和尾活塞，所述前活塞与尾活塞之间形成活动气室，所述活动气室中呈圆周阵列分布有若干根硬质的联动杆，各所述联动杆的两端分别固定连接所述前活塞与尾活塞；

所述左活塞组内形成的活动气室在左出风槽处形成左出风口，左活塞组内形成的活动气室内的蓄压气体能通过左出风口喷出；

所述右活塞组内形成的活动气室在右出风槽处形成右出风口，右活塞组内形成的活动气室内的蓄压气体能通过右出风口喷出；

各所述左活塞组的尾活塞上一体化同轴心连接有左活塞推杆，各所述右活塞组的尾活塞上一体化同轴心连接有右活塞推杆；各所述左活塞推杆和右活塞推杆内均设置有导气通道；所述左活塞推杆内导气通道的出气端连通左活塞组内形成的活动气室；所述右活塞推杆内导气通道的出气端连通右活塞组内形成的活动气室；

还包括气体分流箱体，所述气体分流箱体的内部为分流腔，各所述左活塞推杆和各所述右活塞推杆的另一端均固定连接在所述气体分流箱体上，各所述导气通道的进气端均连通所述气体分流箱体内部的分流腔；还包括导风软管，所述导风软管的出气端连通所述气体分流箱体内部的分流腔，所述导风软管的进气端连接有气泵；

所述气体分流箱体的下侧固定连接有分流箱滑块；还包括水平的第二滑轨，所述第二滑轨上沿长度方向设置有第二滑槽，所述分流箱滑块滑动设置在所述第二滑槽中，驱动装置能驱动所述分流箱滑块沿所述第二滑槽的延伸方向滑动，所述第二滑轨的长度方向与所述载具滑轨垂直。

进一步的，pcb板多层重叠式冲孔工艺设备的打孔工艺，包括如下步骤：

步骤一，将若干pcb待打孔板通过上下间距重叠的方式限位安装在pcb待打孔板载具上，使安装在pcb待打孔板载具上的各pcb待打孔板的俯视外轮廓均重合，使相邻两pcb待打孔板之间的间距形成排屑层，此时完成了pcb待打孔板的工装过程；

步骤二，驱动装置带动伸缩气缸装置随滑块沿所述悬臂梁的长度方向平动位移，进而使旋转钻头随伸缩气缸装置沿悬臂梁的长度方向前后平动位移；与此同时驱动装置控制pcb待打孔板载具沿载具滑槽左右移动，进而使pcb待打孔板载具上的若干pcb待打孔板跟着左右位移；pcb待打孔板的左右平动位移配合旋转钻头的前后平动位移，能使旋转钻头对应到pcb待打孔板上的任意预定打孔位置；当旋转钻头对应到预定打孔位置时暂停pcb待打孔板载具的平动和旋转钻头的平动；

在本步骤中，由于左抗弯横梁和右抗弯横梁均是固定安装的，pcb待打孔板在左右平动位移的过程中，左抗弯横梁和右抗弯横梁不会发生位置变化，因此，pcb待打孔板在左右平动位移的过程中，左抗弯横梁和右抗弯横梁会与pcb待打孔板之间发生相对滑移，使旋转钻头的延伸线始终向下穿过左抗弯横梁与右抗弯横梁之间形成的间隙，使左抗弯横梁和右抗弯横梁始终不会干涉旋转钻头的进给运动；

步骤三，控制伸缩气缸装置，使伸缩推杆带动钻孔机和旋转钻头向下位移，直至旋转钻头的下端接触到最上面一块pcb待打孔板的上侧面；

步骤四，驱动装置带动分流箱滑块和气体分流箱体沿第二滑轨方向位移，进而使左活塞组和右活塞组分别沿左活塞通道和右活塞通道同步位移，进而使左活塞组内的活动气室和右活塞组内的活动气室随左活塞组和右活塞组同步位移，进而使左出风口和右出风口随左活塞组和右活塞组同步位移，直至旋转钻头向下的延伸线刚好夹位于左出风口与右出风口之间；

步骤五，控制钻孔机运行，进而使旋转钻头高速旋转，并且控制伸缩气缸装置，使伸缩推杆带动钻孔机和旋转钻头进行缓慢向下位移，随着旋转钻头继续缓慢向下进给，进而使旋转钻头对最上面一块pcb待打孔板进行钻孔，旋转钻头对最上面一块pcb待打孔板进行钻孔的过程中，旋转钻头会对最上面一块pcb待打孔板施加一个向下的顶压力，容易使pcb待打孔板发生形变，造成钻孔精度不高的问题；此时左抗弯横梁与右抗弯横梁对上方的pcb待打孔板起到支撑作用，有效防止pcb待打孔板因旋转钻头的顶压力而发生弯曲；当最上面一块pcb待打孔板上的通孔被旋转钻头钻开后，穿过最上面一块pcb待打孔板的旋转钻头上及附近会产生大量切削碎屑，并且此时旋转钻头因为摩擦发生发热现象，大量切削碎屑不及时排走会影响下面一块pcb待打孔板的钻孔质量，容易因碎屑产生孔毛刺，最终影响产品品质；此时启动导风软管上的气泵，使导风软管持续向气体分流箱体内导入增压空气，进而最终使各左出风口和右出风口高速喷出增压空气；此时穿过最上面一块pcb待打孔板的旋转钻头刚好夹位于左出风口与右出风口之间，进而使旋转钻头附近产生高速气流，进而迅速带走旋转钻头附近的热量的切削碎屑，使穿过最上面一块pcb待打孔板的旋转钻头上及附近始终处于无碎屑的状态，避免上一块pcb待打孔板上产生的切屑碎屑对下一块pcb待打孔板的钻孔产生影响；随着旋转钻头继续缓慢向下进给，最终旋转钻头会对依次对所有的pcb待打孔板进行第一次钻孔；

步骤六，控制伸缩气缸装置，使伸缩推杆带动钻孔机和旋转钻头进行向上位移，完成第一次钻孔的退刀动作；然后根据步骤二寻找另一个预定打孔位置。

有益效果：本发明的左抗弯横梁与右抗弯横梁对上方的pcb待打孔板起到支撑作用，有效防止pcb待打孔板因旋转钻头的顶压力而发生弯曲；穿过最上面一块pcb待打孔板的旋转钻头刚好夹位于左出风口与右出风口之间，进而使旋转钻头附近产生高速气流，进而迅速带走旋转钻头附近的热量的切削碎屑，使穿过最上面一块pcb待打孔板的旋转钻头上及附近始终处于无碎屑的状态；避免上一块pcb待打孔板上产生的切屑碎屑对下一块pcb待打孔板的钻孔产生影响。

附图说明

附图1为该装置的整体结构示意图；

附图2为该装置的整体结构第二结构示意图；

附图3为该装置的pcb待打孔板载具上没有加装pcb毛坯的示意图；

附图4为pcb待打孔板载具示意图；

附图5为pcb待打孔板载具上加装pcb待打孔板后的剖开示意图；

附图6为附图3的标记91处的放大示意图；

附图7为附图3的标记92处的放大示意图；

附图8为旋转钻头依次穿过所有pcb待打孔板后的示意图；

附图9为右活塞组在右抗弯横梁中时的局部放大示意图；

附图10为附图9的剖开结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

本方案的结构介绍如下：如附图1至10所示的pcb板多层重叠式冲孔工艺设备，其特征在于：包括pcb待打孔板载具8，所述pcb待打孔板载具8上安装有若干上下重叠布置的若干水平矩形状pcb待打孔板3，各所述pcb待打孔板3的俯视外轮廓均重合；所述pcb待打孔板载具8的上方设置有钻孔机构；所述钻孔机构能对pcb待打孔板载具8上的若干pcb待打孔板3打孔。

还包括水平的载具滑轨2，所述pcb待打孔板载具8设置在所述载具滑轨2上的载具滑槽9内，驱动装置能带动所述pcb待打孔板载具8沿所述载具滑槽9的滑轨方向左右位移。

所述pcb待打孔板载具8上的各pcb待打孔板3等距设置，所述pcb待打孔板载具8上的相邻两pcb待打孔板3之间的间距形成排屑层33。

所述钻孔机构包括固定竖向安装的支撑立柱16，所述支撑立柱16上端固定安装有水平的悬臂梁15，所述悬臂梁15位于所述pcb待打孔板载具8的正上方；所述悬臂梁15的长度方向与所述载具滑槽9的延伸方向垂直；所述悬臂梁15的下侧延长度方向设置有电动导轨，所述电动导轨上设置有能沿所述悬臂梁15长度方向平动位移的滑块，所述滑块上安装有竖向的伸缩气缸装置14；所述伸缩气缸装置14能随滑块沿所述悬臂梁15的长度方向平动位移；所述伸缩气缸装置14的伸缩推杆13的末端固定安装有竖向的钻孔机10，所述钻孔机10的旋转钻头12朝下设置；所述旋转钻头12与所述pcb待打孔板载具8上的pcb待打孔板3相对应；伸缩推杆13的伸长运动能使所述旋转钻头12向下进给，逐次对各层pcb待打孔板3打孔。

所述pcb待打孔板载具8包括底部滑板29，所述底部滑板29在所述载具滑槽9内能沿所述载具滑轨2的滑轨方向左右平动；所述底部滑板29的两侧对称竖向固定设置有左侧板28和右侧板30，所述左侧板28和右侧板30的内侧等间距设置有若干横向的pcb待打孔板卡槽34；各所述pcb待打孔板3的两侧边分别限位设置于所述左侧板28和所述右侧板30上对应的pcb待打孔板卡槽34中。

相邻两pcb待打孔板3之间形成的排屑层33中均设置有抗弯支撑机构，所述抗弯支撑机构包括水平的左抗弯横梁18和右抗弯横梁19，所述左抗弯横梁18和右抗弯横梁19均与所述载具滑轨2的长度方向垂直，所述左抗弯横梁18与右抗弯横梁19之间的间隙大于所述旋转钻头12的外径，所述旋转钻头12能向下穿过所述左抗弯横梁18与右抗弯横梁19之间的间隙；所述左抗弯横梁18与右抗弯横梁19的上端均滑动接触上方pcb待打孔板3的下侧面；所述左抗弯横梁18与右抗弯横梁19的下端均与下方的pcb待打孔板3保持间隙；所述载具滑轨2的一侧部固定安装有两横梁支撑柱26，两所述横梁支撑柱26分别通过若干连接梁27固定支撑连接各所述左抗弯横梁18的一端和各所述右抗弯横梁19的一端。

所述左抗弯横梁18与右抗弯横梁19均为轴截面呈“c”的刚性空心柱结构，且所述左抗弯横梁18的“c”形开口处形成沿轴线方向延伸的左出风槽31；所述右抗弯横梁19的“c”形开口处形成沿轴线方向延伸的右出风槽32；所述左抗弯横梁18上的左出风槽31与右抗弯横梁19上的右出风槽32相对设置；所述左抗弯横梁18内为左活塞通道21，所述右抗弯横梁19内为右活塞通道20；所述左活塞通道21内滑动设置有左活塞组23，所述右活塞通道20内设置有右活塞组22；

所述左活塞组23和右活塞组22均包括同轴心设置的前活塞40和尾活塞41，所述前活塞40与尾活塞41之间形成活动气室42，所述活动气室42中呈圆周阵列分布有若干根硬质的联动杆39，各所述联动杆39的两端分别固定连接所述前活塞40与尾活塞41；

所述左活塞组23内形成的活动气室42在左出风槽31处形成左出风口36，左活塞组23内形成的活动气室42内的蓄压气体能通过左出风口36喷出；

所述右活塞组22内形成的活动气室42在右出风槽32处形成右出风口37，右活塞组22内形成的活动气室42内的蓄压气体能通过右出风口37喷出；

各所述左活塞组23的尾活塞41上一体化同轴心连接有左活塞推杆24，各所述右活塞组22的尾活塞41上一体化同轴心连接有右活塞推杆25；各所述左活塞推杆24和右活塞推杆25内均设置有导气通道43；所述左活塞推杆24内导气通道43的出气端连通左活塞组23内形成的活动气室42；所述右活塞推杆25内导气通道43的出气端连通右活塞组22内形成的活动气室42；

还包括气体分流箱体7，所述气体分流箱体7的内部为分流腔，各所述左活塞推杆24和各所述右活塞推杆25的另一端均固定连接在所述气体分流箱体7上，各所述导气通道43的进气端均连通所述气体分流箱体7内部的分流腔；还包括导风软管11，所述导风软管11的出气端连通所述气体分流箱体7内部的分流腔，所述导风软管11的进气端连接有气泵；

所述气体分流箱体7的下侧固定连接有分流箱滑块4；还包括水平的第二滑轨5，所述第二滑轨5上沿长度方向设置有第二滑槽6，所述分流箱滑块4滑动设置在所述第二滑槽6中，驱动装置能驱动所述分流箱滑块4沿所述第二滑槽6的延伸方向滑动，所述第二滑轨5的长度方向与所述载具滑轨2垂直。

pcb板多层重叠式冲孔工艺设备的打孔工艺，和工作原理，包括如下步骤：

步骤一，将若干pcb待打孔板3通过上下间距重叠的方式限位安装在pcb待打孔板载具8上，使安装在pcb待打孔板载具8上的各pcb待打孔板3的俯视外轮廓均重合，使相邻两pcb待打孔板3之间的间距形成排屑层33，此时完成了pcb待打孔板3的工装过程；

步骤二，驱动装置带动伸缩气缸装置14随滑块沿所述悬臂梁15的长度方向平动位移，进而使旋转钻头12随伸缩气缸装置14沿悬臂梁15的长度方向前后平动位移；与此同时驱动装置控制pcb待打孔板载具8沿载具滑槽9左右移动，进而使pcb待打孔板载具8上的若干pcb待打孔板3跟着左右位移；pcb待打孔板3的左右平动位移配合旋转钻头12的前后平动位移，能使旋转钻头12对应到pcb待打孔板3上的任意预定打孔位置；当旋转钻头12对应到预定打孔位置时暂停pcb待打孔板载具8的平动和旋转钻头12的平动；

在本步骤中，由于左抗弯横梁18和右抗弯横梁19均是固定安装的，pcb待打孔板3在左右平动位移的过程中，左抗弯横梁18和右抗弯横梁19不会发生位置变化，因此，pcb待打孔板3在左右平动位移的过程中，左抗弯横梁18和右抗弯横梁19会与pcb待打孔板3之间发生相对滑移，使旋转钻头12的延伸线始终向下穿过左抗弯横梁18与右抗弯横梁19之间形成的间隙，使左抗弯横梁18和右抗弯横梁19始终不会干涉旋转钻头12的进给运动；

步骤三，控制伸缩气缸装置14，使伸缩推杆13带动钻孔机10和旋转钻头12向下位移，直至旋转钻头12的下端接触到最上面一块pcb待打孔板3的上侧面；

步骤四，驱动装置带动分流箱滑块4和气体分流箱体7沿第二滑轨5方向位移，进而使左活塞组23和右活塞组22分别沿左活塞通道21和右活塞通道20同步位移，进而使左活塞组23内的活动气室42和右活塞组22内的活动气室42随左活塞组23和右活塞组22同步位移，进而使左出风口36和右出风口37随左活塞组23和右活塞组22同步位移，直至旋转钻头12向下的延伸线刚好夹位于左出风口36与右出风口37之间；

步骤五，控制钻孔机10运行，进而使旋转钻头12高速旋转，并且控制伸缩气缸装置14，使伸缩推杆13带动钻孔机10和旋转钻头12进行缓慢向下位移，随着旋转钻头12继续缓慢向下进给，进而使旋转钻头12对最上面一块pcb待打孔板3进行钻孔，旋转钻头12对最上面一块pcb待打孔板3进行钻孔的过程中，旋转钻头12会对最上面一块pcb待打孔板3施加一个向下的顶压力，容易使pcb待打孔板3发生形变，造成钻孔精度不高的问题；此时左抗弯横梁18与右抗弯横梁19对上方的pcb待打孔板3起到支撑作用，有效防止pcb待打孔板3因旋转钻头12的顶压力而发生弯曲；当最上面一块pcb待打孔板3上的通孔被旋转钻头12钻开后，穿过最上面一块pcb待打孔板3的旋转钻头12上及附近会产生大量切削碎屑，并且此时旋转钻头12因为摩擦发生发热现象，大量切削碎屑不及时排走会影响下面一块pcb待打孔板3的钻孔质量，容易因碎屑产生孔毛刺，最终影响产品品质；此时启动导风软管11上的气泵，使导风软管11持续向气体分流箱体7内导入增压空气，进而最终使各左出风口36和右出风口37高速喷出增压空气；此时穿过最上面一块pcb待打孔板3的旋转钻头12刚好夹位于左出风口36与右出风口37之间，进而使旋转钻头12附近产生高速气流，进而迅速带走旋转钻头12附近的热量的切削碎屑，使穿过最上面一块pcb待打孔板3的旋转钻头12上及附近始终处于无碎屑的状态，避免上一块pcb待打孔板3上产生的切屑碎屑对下一块pcb待打孔板3的钻孔产生影响；随着旋转钻头12继续缓慢向下进给，最终旋转钻头12会对依次对所有的pcb待打孔板3进行第一次钻孔；

步骤六，控制伸缩气缸装置14，使伸缩推杆13带动钻孔机10和旋转钻头12进行向上位移，完成第一次钻孔的退刀动作；然后根据步骤二寻找另一个预定打孔位置。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。