一種新型電路板雕刻機的製作方法
2023-05-18 07:48:11 1
專利名稱：一種新型電路板雕刻機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於製造電路板的電路板雕刻機，特別涉及一種雕刻深度可自動調整的新型電路板雕刻機。
背景技術：
目前，市面上所售的電路板雕刻機工作過程如下電子技術人員根據所設計的原理圖畫出PCB圖，再由PCB圖生成CAM等文件，電路板雕刻機的刀具根據上述生成的文件按照規定的算法在覆銅板上作有規律的移動，從而將線路逐漸分離出來，再經過鏤空、鑽孔等工序完成電路板的製作過程。實際生產過程中，按照上述電路板製作過程所製作的電路板很難達到理想效果， 特別是在製作面積較大的電路板時更難達到理想效果，究其原因是我們很難保證覆銅板與雕刻機刀具尖點所劃出的平面絕對平行，這主要是由以下幾個方面原因造成的1、工作檯由於安裝或長久磨損的原因，本身不水平；2、由於加工工藝的原因覆銅板厚薄不一 ；3、夾持或黏貼覆銅板時候為人為操作很難保證各個點的水平。無論什麼原因造成覆銅板與雕刻機刀具尖點所劃出的平面不平行都可能造成如下後果1、覆銅板低的地方雕刻刀具刻不到，也就分離不出導線、焊盤等，導線連成一片不能實現電路應有的功能；2、覆銅板高的地方雕刻刀具刻得深，有可能把導線刻斷，焊盤刻小、刻無。電路板雕刻機所雕刻的電路板出現上述情況後就很難達到實用的目的，嚴重的話只能作廢重做，浪費人力物力還達不到目的。由此可見，現有的技術有待於進一步的改進和發展。
實用新型內容為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種新型電路板雕刻機。其技術解決方案是—種新型電路板雕刻機，包括機架、步進電機與鑽頭，在鑽頭處設置有能夠檢測應力的傳感器，傳感器依次與AD放大器、微控制器相連接，微控制器與步進電機相連接。上述傳感器包括固定部、活動部以及隨固定部與活動部之間的間隙變化而產生形變的精密應變片，精密應變片與外圍電路構成電阻橋，電阻橋輸出差分信號經AD放大器放大後輸入至微控制器。上述傳感器的個數設置為四個，且分別沿鑽頭的前後左右四個方向安裝。本實用新型的有益技術效果是本實用新型對現有技術中的電路板雕刻機進行了科學合理的改進，使電路板雕刻機所雕刻的電路板不因覆銅板放置的不平而出現嚴重的質量問題，提高了小規模製作電路板的可靠性，避免了返工重做，大大提高了工作效率。
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以下結合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步說明圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為圖1的主視圖；圖3為圖1的俯視圖；圖4為本實用新型的電路圖。
具體實施方式
結合附圖，一種新型電路板雕刻機，包括機架1，在機架1上裝有步進電機，步進電機的驅動軸2與鑽頭相連接，在機架1的底座3上放置覆銅板4。在鑽頭處分別沿Χ+、X-、 Y+、Y-方向安裝四個應力傳感器5，應力傳感器5由固定部、活動部和精密應變片三部分組成。固定部與鑽頭處的機架固定在一起，因此固定機架可隨鑽頭的升降而升降；活動部由活動架和軸承組成，此部分可隨著覆銅板4平面高低變化而作相應的變化；精密應變片會隨著固定部和活動部之間的間隙增加而形變變大，反之則變小，同時精密應變片的電阻會隨著應變片的形變而變化。精密應變片加之簡單的外圍電路構成電阻橋，電阻橋輸出差分信號經精密儀表放大器AD620放大後輸入至模數轉換模塊TLC2M3，TLC2543為11路模擬通道的串行AD轉換，精度為12位，因此滿足本實用新型的要求。微控制器得到TLC2543轉換的X+、X-、Y+、Y-四個方向上的應力值後，作加權平均計算，得到的平均值與預先設定的值 (所謂預先設定的值，就是將鑽頭下降至合適的位置時的四個應力傳感器的平均值，稱之為零點)比較，根據差值的大小，產生相應的控制信號輸入至步進電機驅動器，步進電機驅動器驅動步進電機作相應的移動。步進電機動作的結果是使四個方向上的應力傳感器的平均值儘可能的保持在預先設定處，從而使鑽頭刻入覆銅板的深度儘可能的一致，刻出可靠、精美的電路板。如鑽頭移至覆銅板平面低處，此時應力傳感器輸出值變小，設經過微控制器加權平均後得到的數值為\，預設值為χ，\-χ值為負值，說明此時要向Z軸負方向調節，微控制器根據負值的大小產生與之成比例的脈衝數，經驅動器後驅動Z軸步進電機向Z軸負向轉動，使鑽頭下移直至= 0。需要值得注意的是，上述微控制器的調節過程其實很短，為 ms級別，因此調節是及時有效的，上述調節過程能到達恆應力、恆深度雕刻電路板的要求。如鑽頭移至覆銅板平面高處，此時應力傳感器輸出值變大，設經過微控制器加權平均後得到的數值為\，預設值為χ，\-χ值為正值，說明此時要向Z軸正方向調節，微控制器根據正值的大小產生與之成比例的脈衝數，經驅動器後驅動Z軸步進電機向Z軸正向轉動，使鑽頭上移直至= 0。需要值得注意的是，上述微控制器的調節過程其實很短，為 ms級別，因此調節是及時有效的，上述調節過程能到達恆應力、恆深度雕刻電路板的要求。需要說明的是，在本說明書的教導下，本領域技術人員所作出的任何等同替代方式，或明顯變型方式，均應在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種新型電路板雕刻機，包括機架、步進電機與鑽頭，其特徵在於在鑽頭處設置有能夠檢測應力的傳感器，傳感器依次與AD放大器、微控制器相連接，微控制器與步進電機相連接。
2.根據權利要求1所述的一種新型電路板雕刻機，其特徵在於所述傳感器包括固定部、活動部以及隨固定部與活動部之間的間隙變化而產生形變的精密應變片，精密應變片與外圍電路構成電阻橋，電阻橋輸出差分信號經AD放大器放大後輸入至微控制器。
3.根據權利要求1所述的一種新型電路板雕刻機，其特徵在於所述傳感器的個數設置為四個，且分別沿鑽頭的前後左右四個方向安裝。
專利摘要本實用新型公開了一種新型電路板雕刻機，包括機架、步進電機與鑽頭，在鑽頭處設置有能夠檢測應力的傳感器，傳感器依次與AD放大器、微控制器相連接，微控制器與步進電機相連接，所述傳感器包括固定部、活動部以及隨固定部與活動部之間的間隙變化而產生形變的精密應變片，精密應變片與外圍電路構成電阻橋，電阻橋輸出差分信號經AD放大器放大後輸入至微控制器。本實用新型對現有技術中的電路板雕刻機進行了科學合理的改進，使電路板雕刻機所雕刻的電路板不因覆銅板放置的不平而出現嚴重的質量問題，提高了小規模製作電路板的可靠性，避免了返工重做，大大提高了工作效率。
文檔編號H05K3/00GK202271759SQ20112038931
公開日2012年6月13日 申請日期2011年10月13日 優先權日2011年10月13日
發明者陳桂磊 申請人:山東科技大學