全自動分板機的製作方法

2023-10-22 18:20:37 5

本發明涉及工裝技術領域，特別是涉及一種全自動分板機。

背景技術：

一般的，PCB板(Printed circuit board，印刷電路板)在切割加工過程中，通常採用人工或半自動化設備進行生產，隨著電子產品日新月異的發展，其更新換代的速度越來越快，但是，大規模的人工生產導致人力成本大幅上升，同時，傳統人工在折板過程中，容易導致殘餘應力大和錫裂毛邊等各種缺陷，難以滿足下遊客戶對PCB板質量越趨嚴格的要求。

技術實現要素：

基於此，有必要提供一種能降低生產成本和提高生產質量的全自動分板機。

一種全自動分板機，用於PCB板的切割，包括：

給料裝置，用於輸送待加工的PCB板，包括底座、與所述底座連接的輸入機構；

工作檯，包括底板、固定在所述底板上並帶有切削工位和承料工位的防護件、與所述防護件滑動配合併在所述切削工位和承料工位之間滑動的定位治具；

運料裝置，用於將所述PCB板從所述給料裝置上運送到所述承料工位，包括第一固定架、及與所述第一固定架滑動配合的運料機構；

切削裝置，用於將位於所述切削工位上的所述PCB板進行切割，包括第二固定架、及與所述第二固定架滑動配合的切削機構；

出料裝置，用於輸出已加工完畢的所述PCB板。

在其中一個實施例中，所述輸入機構包括固定在所述底座上的固定基板、與所述底座滑動配合併與所述固定基板平行設置的活動基板、設置在所述固定基板上的第一皮帶機構、及設置在所述活動基板上並與所述第一皮帶機構相對應的第二皮帶機構；

所述第一皮帶機構包括第一主動輪、第一導向輪、第一從動輪、和第一皮帶，所述第一從動輪相對所述底座的距離大於所述第一主動輪相對所述底座的距離；

所述第二皮帶機構包括第二主動輪、第二導向輪、第二從動輪、和第二皮帶，所述第二從動輪相對所述底座的距離大於所述第二主動輪相對所述底座的距離；

所述第一主動輪和所述第二主動輪之間共同連接有驅動軸。

在其中一個實施例中，所述固定基板上靠近所述工作檯的一端安裝有側推器，所述底座上安裝有與所述側推器相對應的擋板。

在其中一個實施例中，所述給料裝置還包括位於所述固定基板和所述活動基板之間的頂撐機構，所述頂撐機構包括調節板、和與所述調節板連接並相對所述調節板可上下伸縮的上頂柱。

在其中一個實施例中，所述防護件包括並排設置的第一防護罩和第二防護罩，所述第一防護罩的中部設置有第一粉末吸口，所述第二防護罩的中部均設置有第二粉末吸口，所述第一粉末吸口和所述第二粉末吸口連接有吸塵裝置。

在其中一個實施例中，所述吸塵裝置包括一端帶有吸風口的吸風筒、及設置在所述吸風筒上的第一接口和第二接口；

所述第一接口與所述第一粉末吸口連接，所述第一接口內設置有第一擋風葉；所述第二接口與所述第二粉末吸口連接，所述第二接口內設置有第二擋風葉，所述第一擋風葉與所述第二擋風葉通過擋風連杆連接，所述第一擋風葉與所述第二擋風葉之間的夾角為90°。

在其中一個實施例中，所述運料機構包括與所述第一固定架滑動配合的第一X軸滑塊、與所述第一X軸滑塊滑動配合的第一Z軸滑塊、設置在所述第一Z軸滑塊上的運料器；

所述運料器包括與所述第一Z軸滑塊連接的固定塊、設置在所述固定塊上並與所述工作檯相對的吸頭、安裝在所述固定塊上並與所述吸頭連接的真空發生器。

在其中一個實施例中，所述切削機構包括與所述第二固定架滑動配合的第二X軸滑塊、與所述第二X軸滑塊滑動配合的第二Z軸滑塊、設置在所述第二Z軸滑塊上的切削器；

所述切削器包括銑刀、及通過安裝板固定在所述第二Z軸滑塊上的攝像機。

在其中一個實施例中，所述第一固定架和第二固定架均包括兩縱梁、及連接在兩所述縱梁之間的橫梁，所述兩縱梁分居所述工作檯的兩側，所述橫梁橫跨在所述工作檯的正上方。

在其中一個實施例中，所述出料裝置包括平行設置的兩側板、分別連接在兩所述側板端部之間的滾筒和張緊塊、張設在所述滾筒和所述張緊塊之間的輸出皮帶、及設置在所述側板上並驅動所述滾筒旋轉的驅動器。

本發明提供的全自動分板機，由於全自動分板機包括給料裝置、工作檯、運料裝置、切削裝置和出料裝置，待加工PCB板從給料裝置輸入，運料裝置自動將待加工PCB板從給料裝置上轉移至工作檯上，切削裝置對工作檯上的待加工PCB板進行切割，切割完畢的PCB板則由運料裝置轉移至出料裝置上。整個PCB板的加工能實現流水線的自動化生產，PCB板的加工效率和質量大幅提升。

附圖說明

圖1為全自動分板機的整體結構示意圖；

圖2為給料裝置的結構示意圖；

圖3為工作檯的結構示意圖；

圖4為運料裝置的結構示意圖；

圖5為切削裝置的結構示意圖；

圖6為出料裝置的結構示意圖；

圖7為運料器從給料裝置上吸附待加工PCB板的示意圖；

圖8為運料器將待加工PCB板放入承料工位上的示意圖；

圖9為切削器對切削工位上的待加工PCB板進行切割的示意圖；

圖10為吸塵裝置的結構示意圖。

具體實施方式

為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施方式。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發明的公開內容理解的更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為「固定於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語「內」、「外」、「左」、「右」以及類似的表述只是為了說明的目的，並不表示是唯一的實施方式。

同時參閱圖1至圖5，一種全自動分板機，包括給料裝置100、工作檯200、運料裝置300、切削裝置400和出料裝置500。給料裝置100用於輸送待加工的PCB板600，給料裝置100包括底座110和輸入機構，輸入機構設置在底座110上。工作檯200包括底板210、防護件220和定位治具230，防護件220固定在底板210上，防護件220上設置有切削工位220b和承料工位220a，定位治具230可滑動的安裝在防護件220上，定位治具230可以在切削工位220b和承料工位220a之間進行往復滑動。運料裝置300包括第一固定架310和運料機構320，運料機構320可滑動的安裝在第一固定架310上，運料機構320用於將PCB板600從給料裝置100上運送到工作檯200上的承料工位220a。切削裝置400包括第二固定架410和切削機構420，切削機構420可滑動的安裝在第二固定架410上，切削機構420將對處於工作檯200上的切削工位220b上的PCB板600進行切割。出料裝置500用於將已經加工完畢的PCB板600輸入，以進入後續進一步加工處理。需要說明的是，第一固定架310位於第二固定架410的前方，第一固定架310和第二固定架410所處的兩個平面相互平行。

參閱圖2，輸入機構包括固定基板120、活動基板130、第一皮帶機構、第二皮帶機構140和頂撐機構150。固定基板120和活動基板130均為長條形狀且兩者長度相等，固定基板120固定在底座110上，活動基板130與固定基板120相對並平行設置，底座110上設置有與固定基板120垂直的第一直線導軌111，活動基板130與第一直線導軌111滑動配合，因此，通過電動絲杆機構驅動活動基板130在第一直線導軌111上滑動(即活動基板130遠離或靠近固定基板120運動)，可以調節固定基板120和活動基板130兩者之間的距離，從而可以適用不同寬度待加工PCB板600的輸送。

第一皮帶機構設置在固定基板120上，第二皮帶機構設置在活動基板130上，第一皮帶機構和第二皮帶機構140相對設置，兩者相對底座110的距離相等，兩者的結構也是相同的。

具體的，第二皮帶機構140包括第二主動輪141、第二導向輪143、第二從動輪142、和第二皮帶144。第二從動輪142的數量為兩個且分別位於活動基板130的兩端，兩個第二從動輪142之間的連線與活動基板130平行。第二主動輪141位於活動基板130的中部，第二從動輪142相對底座110的距離大於第二主動輪141相對底座110的距離，第二導向輪143的數量為四個，四個第二導向輪143之間的連線與活動基板130平行，該連線位於兩個第二從動輪142之間連線和第二主動輪141之間，換言之，第二導向輪143相對底座110的距離大於第二主動輪141相對底座110的距離。第二皮帶144同時張設在第二主動輪141、第二導向輪143和第二從動輪142上。

第一皮帶機構包括第一主動輪、第一導向輪、第一從動輪、和第一皮帶。第一從動輪的數量為兩個且分別位於固定基板120的兩端，兩個第一從動輪之間的連線與固定基板120平行。第一主動輪位於固定基板120的中部，第一從動輪相對底座110的距離大於第一主動輪相對底座110的距離，第一導向輪的數量為四個，四個第一導向輪之間的連線與固定基板120平行，該連線位於兩個第一從動輪之間連線和第一主動輪之間，換言之，第一導向輪相對底座110的距離大於第一主動輪相對底座110的距離。第一皮帶同時張設在第一主動輪、第一導向輪和第一從動輪上。

為使第一皮帶和第二皮帶144之間保持同步運動，第一主動輪和第二主動輪141之間共同連接有驅動軸170，驅動軸170由伺服電機帶動，驅動軸170則帶動第一主動輪和第二主動輪141以相同的速度轉動，以保證第一皮帶和第二皮帶144的速度方向和大小保持一致。在輸送待加工PCB板600時，待加工PCB板600板則放置在第一皮帶和第二皮帶144上，同時，固定基板120和活動基板130對待加工PCB板600起到導向和限位作用，第一皮帶和第二皮帶144同時驅動待加工PCB板600向工作檯200方向運動。

進一步的，固定基板120上靠近工作檯200的一端安裝有側推器160，該側推器160可以為氣缸，底座110上安裝有擋板112，該擋板112與側推器160相對應，側推器160還安裝有傳感器161，當待加工PCB板600運動到一點位置時，側推器160開始工作，使待加工PCB板600的位置則限定在側推器160和擋板112之間，以方便運料機構320對待加工PCB板600的抓取。通過側推器160上的傳感器161所述輸送的反饋信息，側推器160可以對待加工PCB板600進行準確可靠的限位。

頂撐機構150位於固定基板120和活動基板130之間，頂撐機構150包括調節板151和上頂柱152，上頂柱152可以相對調節板151上下伸縮運動，當上頂柱152相對調節板151上升時，上頂柱152的頂端與待加工PCB板600的底部接觸，從而形成對待加工PCB板600的支撐作用，以便待加工PCB板600可靠的放置在第一皮帶和第二皮帶144上。當第一皮帶和第二皮帶144運動時，上頂柱152相對調節板151下降，以解除對待加工PCB板600的支撐作用，方便待加工PCB板600在第一皮帶和第二皮帶144上的輸送。

參閱圖3，防護件220包括第一防護罩221和第二防護罩222，第一防護罩221和第二防護罩222採取並排布置的方式，兩者相互平行。第一防護罩221和第二防護罩222為矩形狀，其上均設置有切削工位220b和承料工位220a，承料工位220a處於第一防護罩221和第二防護罩222靠近運料裝置300的前半部分上，切削工位220b處於第一防護罩221和第二防護罩222靠近切削裝置400的後半部分上。第一防護罩221上設置有第二直線導軌221a，第二防護罩222設置有第三直線導軌222a，第二直線導軌221a和第三直線導軌222a上均滑動配合有定位治具230，定位治具230的滑動由絲杆螺母機構240驅動。定位治具230承載著待加工PCB板600在切削工位220b和承料工位220a之間作前後滑動，當定位治具230處於承料工位220a時，運料機構320可以方便的將輸入機構上的待加工PCB板600放入定位治具230上，然後，定位治具230載著待加工PCB板600從承料工位220a運動至切削工位220b處，以方便切削機構420對待加工PCB板600的切割。

參閱圖3和圖10，進一步的，第一防護罩221的中部設置有第一粉末吸口221b，第二防護罩222的中部設置有第二粉末吸口222b，第一粉末吸口221b和第二粉末吸口222b均連接有吸塵裝置700。具體的，吸塵裝置700包括吸風筒710、第一接口720和第二接口730。吸風筒710的一端帶有吸風口711，第一接口720和第二接口730設置在吸風筒710的筒體上。第一接口720與第一粉末吸口221b連接，第二接口730與第二粉末吸口222b連接；第一接口720內設置有第一擋風葉721，第二接口730內設置有第二擋風葉731；第一擋風葉721與第二擋風葉731之間通過擋風連杆740連接，第一擋風葉721與第二擋風葉731之間的夾角為90°。吸風筒710上還設置有吸風監測器712。

第一粉末吸口221b和第二粉末吸口222b均位於切削工位220b和承料工位220a之間，切削過程中產生的粉末均由第一粉末吸口221b和第二粉末吸口222b收集，然後通過吸塵裝置700將粉塵吸走，防止粉塵汙染吸附在全自動分板機上，以免對全自動分板機的正常工作和使用壽命構成不利影響，同時，避免飛揚的粉塵汙染周邊工作環境。

特別值得一提的是，由於第一擋風葉721與第二擋風葉731之間的夾角為90°，當待加工PCB板600在第一粉末吸口221b上方切割時，第二粉末吸口222b處於閒置狀態，此時，第一擋風葉721打開，使吸風口711通過第一接口720與第一粉末吸口221b連通，而第二擋風葉731則處於關閉狀態，從而增強了第一粉末吸口221b的吸風強度，提高了吸塵效率。同樣的，當待加工PCB板600在第二粉末吸口222b上方切割時，擋風連杆740轉動90°。此時，第一擋風葉721將使第一粉末吸口221b與吸風口711斷開，而第二擋風葉731將使第二粉末吸口與吸風口711連通。吸風監測器712可以有效監測吸塵裝置700的實時吸塵狀態。

參閱圖4，運料機構320包括與第一固定架310、第一X軸滑塊321和第一Z軸滑塊322，第一X軸滑塊321與第一固定架310滑動配合，第一X軸滑塊321相對第一固定架310在水平方向上左右滑動，第一Z軸滑塊322與第一X軸滑塊321滑動配合，第一Z軸滑塊322可以相對第一X軸滑塊321做上下滑動。

運料器323包括固定塊323a、吸頭323B和真空發生器323c，吸頭323b安裝在固定塊323a上，真空發生器323c與吸頭323b連接，利用真空發生器323c產生的負壓作用，吸頭323b將對待加工PCB板600產生牢固的吸附作用，從而方便待加工PCB板600位置的轉移。當吸頭323b上因負壓產生的吸附力不足以克服待加工PCB板600的重力時，換言之，當真空發生器323c的負壓值不夠，此時，全自動分板機上設置的報警器將報警，同時全自動分板機停止工作。

參閱圖5，切削機構420包括第二固定架410、第二X軸滑塊421和第二Z軸滑塊422，第二X軸滑塊421與第二固定架410滑動配合，第二X軸滑塊421相對第二固定架410在水平方向上左右滑動，第二Z軸滑塊422與第二X軸滑塊421滑動配合，第二Z軸滑塊422可以相對第二X軸滑塊421做上下滑動。

切削器423包括銑刀423b，安裝板和攝像機423a，安裝板固定在第二Z軸滑塊422上，安裝板用於安裝攝像機423a。首先，攝像機423a對切割前的待加工PCB板600進行拍照，攝像機423a將數據傳輸至計算機處理系統進行分析，分析完畢並確認無誤之後，銑刀423b對處於切削工位220b處的待加工PCB板600精進行切割，銑刀423b按照設定的運行軌跡進行走刀，從而可以切割成預定形狀的PCB板600。

第一固定架310和第二固定架410均包括橫梁和兩縱梁，橫梁分別連接在兩縱梁之間，兩縱梁分居在工作檯200的兩側，橫梁橫跨在工作檯200的正上方。

參閱圖6，出料裝置500包括兩側板510，滾筒520、張緊塊530、輸出皮帶540和驅動器550，兩側板510平行設置，滾筒520和張緊塊530分別安裝在兩側板510的端部之間，輸出皮帶540張設在滾筒520和張緊塊530上，當加工好的PCB板600位於輸出皮帶540上時，兩側板510起到導向和限位作用，加工好的PCB板600將由輸出皮帶540輸送至指定位置。具體的，驅動器550為皮帶機構。驅動器550驅動滾筒520運轉，從而帶動輸出皮帶540運動。

進一步的，兩側板510上設置有光電開關531，光電開關531位於兩側板510靠近滾筒520的一端，光電開關531可以檢測是否有來料(加工好的PCB板600)通過，當長時間沒有來料通過時，驅動器550可以停止對滾筒520的驅動，從而避免輸出皮帶540空轉。

參閱圖1、圖7至圖9，工作時，外聯接駁臺將待加工PCB板600放入輸入機構，輸入機構將待加工PCB板600輸送至合適位置，第一X軸滑塊321沿第一固定架310上的橫梁向左運動，第一Z軸滑塊322沿第一X軸滑塊321向下運動並與待加工PCB板600接觸，真空發生器323c開啟，待加工PCB板600將被吸附在運料器323的吸頭323b上，第一X軸滑塊321沿第一固定架310上的橫梁向右運動至第一防護罩221的承料工位220a的正上方，真空發生器323c關閉，待加工PCB板600將脫離運料器323的吸頭323b並落入承料工位220a上的定位治具230上，定位治具230承載著待加工PCB板600向後滑動至第一防護罩221的切削工位220b上，切削機構420上的銑刀423B將對待加工PCB板600進行切割加工，同時，吸頭323b上的邊角料將落入第一防護罩221上，當定位治具230由切削工位220b向前運動時，第一防護罩221上的邊角料將被定位治具230推向設置在工作檯200旁邊的收集箱中。

當定位治具230承載著待加工PCB板600向後滑動至第一防護罩221的切削工位220b上後，運料機構320向左滑動至輸入機構上待加工PCB板600的正上方，將待加工PCB板600吸附固定並向右運動至第二防護罩222的承料工位220a的正上方，真空發生器323c關閉，待加工PCB板600將脫離運料器323的吸頭323b並落入該承料工位220a上的定位治具230上。當處於第一防護罩221上的待加工PCB板600加工完畢後，位於第二防護罩222上承料工位220a上的定位治具230運動至第二防護罩222上的切削工位220b，切削機構420從第一防護罩221上切削工位220b的上方沿第二固定架410的橫梁運動至第二防護罩222上切削工位220b的上方，從而對第二防護罩222上的待加工PCB板600進行加工。

由於設置有第一防護罩221和第二防護罩222，可以對待加工PCB板600進行交替連續的加工，消除運料機構320和切削機構420的等待閒置時間，提高了全自動分板機的加工效率。

例如，當第一防護罩221上的待加工PCB板600加工完畢後，定位治具230帶著加工好的PCB板600運動至第一防護罩221上的承料工位220a，然後，運料機構320將吸附固定加工完畢的PCB板600，並向右滑動以將加工完畢的PCB板600從承料工位220a處輸送至輸出皮帶540上，輸出皮帶540將加工完畢的PCB板600輸出。

以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。