CN102179546A - 一种印刷电路板钻孔装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用“十”字线形激光束定位的高速印刷电路板钻孔装置。所述印刷电路板钻孔装置的激光定位机构通过一个支架固定在钻孔平台的支架上，动力机构设置在钻孔平台的下方，所述动力机构的钻头向上和激光定位机构对应，钻孔平台和钻头对应处设有一和钻头匹配的通孔，所述动力机构的电机匹配上、下滑动设置在一组滑轨上，所述电机机壳下方匹配设有一升降控制杠杆，所述升降控制杠杆和脚踏控制机构联动，所述升降控制杠杆或脚踏控制机构同时通过电气控制机构和电机形成电气连接。本发明结构简单、成本低、使用方便，其钻孔精度和质量达到专业水平，有助于提高印刷电路板制作效率，尤其适合大、中专院校的印刷电路板制作和电子爱好者使用。

Description

一种印刷电路板钻孔装置

技术领域

本发明涉及一种印刷电路板钻孔装置，特别是涉及一种利用“十”字线形激光束定位的高速印刷电路板钻孔装置。

背景技术

在非专业条件下，印刷电路板钻孔通常采用普通台式电钻或微型手持电钻，使用这两类电钻进行钻孔时，其钻头的钻孔位置通常靠目测以对准待钻孔的印刷电路板的中心孔，由于手的抖动存在定位不准确的缺陷，不能满足印刷电路板的钻孔要求。特别对于直径小于1mm的孔径，就会出现钻孔偏移现象，损坏印刷电路板。并且这两种电钻的电机转速都很低，钻出来的孔边缘有毛刺，影响电子元件的安装。而专业印刷电路板的数控钻床结构复杂，价格高，都在几万元以上，很难普及。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提出一种结构简单、成本低、使用方便的印刷电路板钻孔装置，其钻孔精度和质量达到专业水平，有助于提高印刷电路板制作效率，尤其适合大、中专院校的印刷电路板制作和电子爱好者使用。

本发明所采用的技术方案：

一种印刷电路板钻孔装置，含有激光定位机构，钻孔平台，动力机构，控制机构，所述激光定位机构通过一个支架固定在钻孔平台的上方，动力机构设置在钻孔平台的下方，所述动力机构的钻头向上和激光定位机构对应，钻孔平台和钻头对应处设有一和钻头匹配的通孔，所述动力机构的电机匹配上、下滑动设置在一组滑轨上，所述电机机壳下方匹配设有一升降控制杠杆，所述升降控制杠杆和脚踏控制机构联动，所述升降控制杠杆或脚踏控制机构同时通过电气控制机构和电机形成电气连接。

所述的印刷电路板钻孔装置，电机升降控制杠杆为“L”形，所述“L”形升降控制杠杆的拐角处与所述滑轨安装底座铰接，“L”形升降控制杠杆的下部折向的一段端部设置在电机机壳下方，“L”形升降控制杠杆的直段部分顶端通过传动软轴与脚踏控制机构连接。

所述的印刷电路板钻孔装置，脚踏控制机构含有踏板，所述踏板铰接在踏板基座上，踏板下端前部设有复位弹簧，踏板下端后部铰接安装有倒“L”形转动连杆，所述倒“L”形转动连杆的下端部与传动软轴的柔性钢丝芯线连接，所述柔性钢丝芯线的另一端连接“L”形杆，与该端的柔性钢丝芯线匹配在“L”形杆与传动软轴的钢性外套之间设有复位弹簧，传动软轴的钢性外套设置在脚踏控制机构与钻孔平台支架的侧面板之间。

所述的印刷电路板钻孔装置，电机升降控制杠杆为“Z”字拐形状，铰接安装在钻孔平台支架下部，其前端匹配设置在电机的机壳下方，后端下方设有复位弹簧并与脚踏控制机构联动连接，所述电气控制机构采用一点动开关接入电机电源电路，所述点动开关与脚踏控制机构联动。

所述的印刷电路板钻孔装置，激光定位机构采用波长为635nm的半导体激光器，电源：直流电压5V，功率3～5mw；激光器前端设有带“十”字形通缝的镜头，所述激光器的激光束“十”字交叉点和电机的钻头以及钻孔平台上的通孔对应。

所述的印刷电路板钻孔装置，电机采用直流微电机，直流电源的整流输出通过一高速场效应开关管G1连接微电机，所述电气控制机构采用一红外线发射二极管和红外线接收二极管和升降控制杠杆配合，所述红外线发射二极管和红外线接收二极管接入一NE555时基电路，所述时基电路的NE555集成电路芯片输出端连接高速场效应开关管G1，所述时基电路设有由延时调节电阻R3和延时电容C4组成的延时电路。

所述的印刷电路板钻孔装置，述激光定位机构采用波长为635nm的半导体激光器，激光器前端设有带“十”字形通缝的镜头，所述激光器的激光束“十”字交叉点和电机的钻头以及钻孔平台上的通孔对应，激光器电源端连接NE555时基电路的供电电源。

本发明的有益积极效果：

1、本发明印刷电路板钻孔装置，结构简单、制作成本低、使用方便。钻孔精度和质量达到专业水平，钻孔效率高，适应印刷电路板制作。采用激光束的“十”字线中心投射在印刷电路板上待钻孔的位置上，实现精确定位；通过脚踏开关传递机械位移，使安装在轨道上的电机上、下滑动，配合同步电路控制电机钻孔。当高速旋转的电机上、下滑动时，便可带动钻头对印刷电路板钻孔，可以用两只手同时把握印刷电路板，操作使用方便，钻孔精度更高、速度更快。

2、本发明印刷电路板钻孔装置，设计合理，钻孔无毛刺，能够满足高精度制作印刷电路板的需要，广泛应用于大、中专院校的印刷电路板制作和电子爱好者的电子设计中，便于推广应用。

附图说明

图1：本发明印刷电路板钻孔装置结构原理示意图；

图2：本发明印刷电路板钻孔装置的电气控制结构原理图。

具体实施方式

实施例一：参见图1，本发明印刷电路板钻孔装置，含有激光定位机构1，钻孔平台3，动力机构，控制机构，所述激光定位机构1通过一个支架固定在钻孔平台3的上方，动力机构设置在钻孔平台的下方，所述动力机构的钻头5向上和激光定位机构发射的激光束对应，钻孔平台3和钻头5对应处设有一和钻头匹配的通孔4，所述动力机构的电机8匹配上、下滑动设置在一组滑轨7上，所述电机机壳下方匹配设有一升降控制杠杆9，所述升降控制杠杆9和脚踏控制机构17联动，所述升降控制杠杆9或脚踏控制机构17同时通过电气控制机构和电机8形成电气连接。图中标号6为钻头夹。

实施例二：参见图1，本实施例的印刷电路板钻孔装置，与实施例一不同的是：所述电机升降控制杠杆9为“L”形，所述“L”形升降控制杠杆的拐角处与所述滑轨7的安装底座铰接，“L”形升降控制杠杆的下部折向的一段端部设置在电机8的机壳下端，“L”形升降控制杠杆的直段部分顶端通过传动软轴与脚踏控制机构17连接。

所述的脚踏控制机构含有踏板12，所述踏板12铰接在踏板基座上，踏板下端前部设有复位弹簧14，踏板下端后部铰接安装有倒“L”形转动连杆13，所述倒“L”形转动连杆13的下端部与传动软轴的柔性钢丝芯线10连接，所述柔性钢丝芯线10的另一端连接“L”形杆9，与该端的柔性钢丝芯线10匹配在“L”形杆9与传动软轴的钢性外套11之间设有复位弹簧，传动软轴的钢性外套11设置在脚踏控制机构与钻孔平台支架的侧面板之间。

实施例三：参见图1，本实施例的印刷电路板钻孔装置，与实施例一不同的是：电机升降控制杠杆9采用“L”形状的杠杆，所述杠杆铰接安装在钻孔平台3的支架下部，其前端匹配设置在电机8的机壳下方，后端下方设有复位弹簧并与脚踏控制机构联动连接，所述电气控制机构采用红外感应开关接入电机电源电路，所述红外感应开关与脚踏控制机构联动。

前述各实施例的印刷电路板钻孔装置，激光定位机构的激光器2采用波长为635nm的半导体激光器，电源：直流电压5V，功率3～5mw；激光器2的前端设有带“十”字形的镜头，所述激光器2射出的激光束“十”字交叉点和电机的钻头以及钻孔平台上的通孔对应。

实施例4：参见图1、图2，本实施例的印刷电路板钻孔装置，与实施例一或实施例二不同的是：电机采用高速直流微电机，直流电源的整流输出通过一高速场效应开关管G1连接微电机，所述电气控制机构采用一红外线发射二极管15和红外线接收二极管16和升降控制杠杆9配合，所述红外线发射二极管和红外线接收二极管接入一NE555时基电路，所述时基电路的NE555集成电路芯片输出端连接高速场效应开关管G1，所述时基电路设有由延时调节电阻R3和延时电容C4组成的延时电路。

本发明印刷电路板钻孔装置，安装在钻孔平台上方的“十”字线形激光定位机构1向钻孔平台3发出“十”字线形激光束，调节激光定位机构1使激光器2产生的激光束的“十”字线中心照射在钻孔平台3中央圆孔4中伸出的钻头5上。钻头5通过钻夹头6固定在电机8上，电机随脚踏控制机构17的动作上、下滑动。踏下脚踏开关踏板12时产生的垂直位移，通过倒“L”形转动连杆13使垂直机械位移转变为水平机械位移。倒“L”形转动连杆的水平方向连接着柔性钢丝芯线10，该柔性钢丝芯线穿在柔性钢性外套11内，柔性钢丝芯线10可以在柔性钢性外套11中相对滑动。当柔性钢性外套11的两端被固定时，柔性钢丝芯线10的机械位移便可以在由柔性钢性外套11的一端传递到另一端。在柔性钢丝芯线10的另一端连接着“L”形升降控制杠杆9，将水平位移转变回垂直位移。电机8在“L”形升降控制杠杆9的拨动下在滑动轨道7上作垂直滑动。当高速旋转的电机随脚踏开关踏板12的向下运动，便可带动钻头5对放置在钻孔平台3上的印刷电路板进行钻孔。当脚踏开关踏板12松开时，在复位弹簧14的作用下恢复原位。

图2为本实施例的一种电气控制机构电路原理图。电路功能要求脚踏开关踏板12无动作时，电机8不转；脚踏开关踏板12踏下时，电机8转动并延时一定时间，延时时间到，电机8停转。D1是红外线发射管15发射红外线，D2是红外线接收管16接受红外线，固定在“L”形升降控制杠杆9的两侧。当脚踏开关踏板12未踏下时，D1红外线发射管15发出的红外线通过“L”形升降控制杠杆9的上方照射到D2红外线接收管16上，D2红外线接收管16接受到红外线后导通，其正极形成低电平。集成电路NE555接成单稳态电路，D2红外线接收管16导通时，其正极接至NE555的第2脚为低电平（电容C4通过NE555第7脚通过其芯片内部放电），第3脚输出为低电平，高速场效应开关管IRF540N的控制端为低电平，G1关断，电机8的电源被断开，电机停转。当脚踏开关踏板12踏下时，“L”形升降控制杠杆9向上移位，红外线发射管15发出的红外线被“L”形升降控制杠杆所遮挡，不能照射到红外线接收管16上，使之截止，其正极为高电平。与此相连的NE555的第2脚变为高电平，第3脚变为高电平，高速场效应开关管G1导通，电机8的电源接通，电机运转。与此同时NE555第7脚内部截止，电源便通过R3给C4充电，延时开始。在延时期间，NE555的第3脚保持高电平，电机8保持运转。当电容C4上电压上升至电源电压的2/3时，延时结束。第3脚输出由高电平变回到低电平，G1关断，电机8停转。延时电路的作用是节约电能，同时避免了电机的频繁启动，延长电机寿命，提高工作效率。延时时间由R3、C4决定：延时时间T=1.1R3×C4。

“十”字线形激光定位机构，采用半导体激光器，其波长为635nm，供电电源3～5V，功率3～5mW，通过特殊的镜头将激光束变成“十”字线性，激光束线宽小于0.1mm。照射距离大于10m，该组件安装在钻孔平台的上方，向下发出“十”线字线形激光束。钻孔平台是用金属或非金属等硬质材料做成的平台，用于放置待钻孔的印刷电路板。平台可以方便的取下用以更换钻头。电机采用RS750或RS755微型直流永磁电机，其额定电压18V、转速21000r/min、功率40W。具有体积小、重量轻、低噪音、寿命长等特点。

Claims (7)

1.一种印刷电路板钻孔装置，含有激光定位机构，钻孔平台，动力机构，控制机构，所述激光定位机构通过一个支架固定在钻孔平台的上方，动力机构设置在钻孔平台的下方，所述动力机构的钻头向上和激光定位机构对应，钻孔平台和钻头对应处设有一和钻头匹配的通孔，其特征是：所述动力机构的电机匹配上、下滑动设置在一组滑轨上，所述电机机壳下方匹配设有一升降控制杠杆，所述升降控制杠杆和脚踏控制机构联动，所述升降控制杠杆或脚踏控制机构同时通过电气控制机构和电机形成电气连接。

2.根据权利要求1所述的印刷电路板钻孔装置，其特征是：所述电机升降控制杠杆为“L”形，所述“L”形升降控制杠杆的拐角处与所述滑轨安装底座铰接，“L”形升降控制杠杆的下部折向的一段端部设置在电机机壳下方，“L”形升降控制杠杆的直段部分顶端通过传动软轴与脚踏控制机构连接。

3.根据权利要求2所述的印刷电路板钻孔装置，其特征是：脚踏控制机构含有踏板，所述踏板铰接在踏板基座上，踏板下端前部设有复位弹簧，踏板下端后部铰接安装有倒“L”形转动连杆，所述倒“L”形转动连杆的下端部与传动软轴的柔性钢丝芯线连接，所述柔性钢丝芯线的另一端连接“L”形杆，与该端的柔性钢丝芯线匹配在“L”形杆与传动软轴的钢性外套之间设有复位弹簧，传动软轴的钢性外套设置在脚踏控制机构与钻孔平台支架的侧面板之间。

4.根据权利要求1所述的印刷电路板钻孔装置，其特征是：所述电机升降控制杠杆为“Z”字拐形状，铰接安装在钻孔平台支架下部，其前端匹配设置在电机的机壳下方，后端下方设有复位弹簧并与脚踏控制机构联动连接，所述电气控制机构采用一点动开关接入电机电源电路，所述点动开关与脚踏控制机构联动。

5.根据权利要求1～4任一项所述的印刷电路板钻孔装置，其特征是：所述激光定位机构采用波长为635nm的半导体激光器，电源：直流电压5V，功率3～5mw；激光器前端设有带“十”字形通缝的镜头，所述激光器的激光束“十”字交叉点和电机的钻头以及钻孔平台上的通孔对应。

6.根据权利要求书1～3任一项所述的印刷电路板钻孔装置，其特征是：其特征是：电机采用直流微电机，直流电源的整流输出通过一高速场效应开关管G1连接微电机，所述电气控制机构采用一红外线发射二极管和红外线接收二极管和升降控制杠杆配合，所述红外线发射二极管和红外线接收二极管接入一NE555时基电路，所述时基电路的NE555集成电路芯片输出端连接高速场效应开关管G1，所述时基电路设有由延时调节电阻R3和延时电容C4组成的延时电路。

7.根据权利要求6所述的印刷电路板钻孔装置，其特征是：所述激光定位机构采用波长为635nm的半导体激光器，激光器前端设有带“十”字形通缝的镜头，所述激光器的激光束“十”字交叉点和电机的钻头以及钻孔平台上的通孔对应，激光器电源端连接NE555时基电路的供电电源。

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