CN103495783A - 一种面向重用的废弃电路板贴装式元器件拆解设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于电子电器废弃物回收再利用领域的一种面向重用的废弃电路板贴装式元器件拆解设备。该设备由加热系统、冷却系统、传送系统、扫刷系统、元器件收集结构组成；加热系统由加热温区组成，冷却系统由冷却温区组成，传送系统由水平安装的传送链、从动链轮、主动链轮、U型槽、电机组成；扫刷系统由扫刷机构组成，每级的扫刷机构都有左右一对毛刷，毛刷可以是旋转式的，也可以是往复式的；热风箱由整流板、加热器、风扇组成。本发明具有通过结构简单的扣环实现电路板的运送，减少时间，节省制造成本；整流板竖立放置，解决了电路板加热解焊后微小的片式元器件和焊料容易进入整流板小孔的问题、可实现流水作业提高效率等优点。
Description
技术领域
本发明属于电子电器废弃物回收再利用的技术领域，特别涉及一种面向重用的废弃电路板贴装式元器件拆解设备。
背景技术
现今电子电器产业发展突飞猛进，电器电子产品更新换代非常快，每年产生大量电子废弃物。这些电子废弃物倘若处理得当，可以循环利用变废为宝。印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）是电器电子产品中最重要的部件之一，如何处理数量庞大的废弃电路板成为各国所面临的共同问题。常用的处理方式是提炼金属材料，另外一种可行的方式是无损拆解废弃电路板上的元器件并作为维修备件或降级重用。目前废弃电路板普遍采用手工拆解方式，不但污染环境、危害拆解者身体健康，而且拆解元器件的可重用性难以保证。
根据元器件的安装方式不同，现有的拆解方法中有的主要针对插装式元器件，例如专利CN200920311902.1、CN200710201532。有的主要针对贴装式元器件，在贴装式元器件的整体性拆解方法与设备专利中最常见用热风加热熔融焊料后借助外力使贴装元器件脱离基板，代表性的有：专利DE19525116A1用高温腔室加热熔焊，再用压缩空气吹扫元器件。这种方法在拆解贴装元器件时，由于贴装元器件高度较小，吹扫空气容易被其周围的插装元器件阻挡，影响吹扫速度，难以有效地将贴装元器件吹扫下来。
专利CN101259555A、CN102039298A、JP2791645B2、JP3832135B2把废弃电路板放在高温的转桶内，利用电路板之间或电路板与桶壁间的撞击力拆解元器件。这种方法难免使元器件受到挤压或破坏性撞击从而降低或失去可重用性。
专利CN200710063506A、CN200710063510A、CN200710063513A发明了三种从电路板上整体性拆解元器件的设备，均是利用热风加热解焊电路板，然后采用振动冲击并辅以扫刮的方法拆解元器件。这些设备能有效拆解元器件，而且元器件的可重用性好，对环境的污染小。缺点是拆解效率低下；振动机构中运动机构惯性太大因而耗能高、噪声大；滚刷只能扫刷电路板的背面从而限制了拆解效率的提高。
专利CN102009242A发明了一种采用热风加热熔化电路板焊料，机械振动拆卸元器件，滚刷扫刷电路板双面的方法来拆解元器件，该设备对于贴装式元器件能实现高效拆解，拆解下的元器件可重用性良好，但是存在以下缺点：电路板面朝下水平放置，在加热解焊过程中，微小的片式元件及焊料会掉落在电路板下方的加热温区内难以取出；用夹具装夹电路板方式的装夹效率低，而且夹具吸热量大增加能耗。
发明内容
针对上述专利中各种方法的缺点，本发明提出了一种面向重用的废弃电路板贴装式元器件拆解设备，其特征在于，所述废弃电路板拆解设备由加热系统、冷却系统、传送系统、扫刷系统、元器件收集结构组成；加热系统、冷却系统安装于支架上；加热系统、冷却系统间存在过渡区；元器件收集结构排列于加热系统的底部；
所述加热系统由直立的加热温区组成，所有加热温区直线排列，每个加热温区由左右各一个热风箱构成，左右两个热风箱的出风口相对放置，两个出风口之间组成电路板的加热温区，每个加热温区里都有强制对流热风，每个加热温区可以独立控制热风的温度；
所述热风箱由整流板、加热器、风扇组成，开有阵列小孔的整流板为热风箱的出风口，风扇和加热器位于热风箱内部居中，加热器呈蛇形位于风扇与整流板之间；
所述冷却系统由直立的冷却温区组成，每个冷却温区由左右各一个冷却风箱构成，冷却温区里有强制对流冷风；
所述冷却风箱包括冷却风扇，冷却风扇位于冷却风箱内部居中，冷却风扇将冷空气吹向冷却温区中穿行的电路板，实现电路板的冷却；
所述过渡区位于最后一个加热温区和第一个冷却温区之间，无强制对流风，防止加热温区和冷却温区之间串温；
所述传送系统由传送链、从动链轮、主动链轮、U型槽、传送驱动电机组成；传送链水平安装于加热系统所有温区的上面，传送链上设置有销轴；电路板通过两个扣环悬挂于传送链的销轴上，销轴能伸入U型槽里，保证扣环在运动过程中不从销轴上掉落；
所述扫刷系统由扫刷机构组成，扫刷机构安装在加热温区后面。
所述加热温区的数目为三至十个。
所述冷却温区的数目为一至三个。
所述元器件收集结构为漏斗形状，数目为二至五个。
所述扫刷机构的数目为二至四级，倒数第一级扫刷机构安装在倒数第一个加热温区后面，倒数第二级扫刷机构安装在倒数第二个加热温区后面，倒数第三级扫刷机构安装在倒数第三个加热温区后面，依此类推。
所述扫刷机构由左滚刷、右滚刷和驱动电机组成，驱动电机带动左滚刷、右滚刷做旋转式运动。
所述扫刷机构由左毛刷、左滑块、右毛刷、右滑块组成，左毛刷固定在左滑块上，右毛刷固定在右滑块上，左毛刷、右毛刷做上下往复式运动。
所述传送系统上能连续悬挂多块电路板，实现流水式工作。
所述传送系统在末端出口处设置一个斜面结构，当前行的扣环与斜面接触时，在斜面横向推力的作用下脱离销轴，拆解后的电路板能够自动掉落。
所述元器件收集结构下方设置一个斜板，斜板与支架活动连接，斜板的末端放置容器来收集元器件。
本设备的工作过程为：
第一步：操作者将两个扣环的开口端勾到电路板安装孔上，扣环另一端的圆环挂到传送链的销轴上；
第二步：传送系统自动带动电路板向前移动，依次通过加热系统的各个加热温区，使电路板逐渐升温直到焊料熔化；
第三步：当电路板穿越各级扫刷机构时，各级扫刷机构启动，各级扫刷机构依次对电路板进行扫刷，使元器件和焊料脱落，直接掉进元器件收集结构的上部入口，再从漏斗口掉落在斜板上，斜板的末端放置容器来收集元器件；
第四步：电路板继续向前移动，通过过渡区后进入冷却温区被冷却；
第五步：当移动到拆解设备出口处时，扣环连同电路板在斜面结构的作用下自动掉落。
本发明的有益效果为：
1.通过结构简单的扣环将电路板与传送系统连接起来实现电路板的运送，不需要结构复杂的夹具来辅助运送，大大减少拆解前的电路板预处理和装夹时间，还可以节省制造成本；
2.与专利CN200710063506A、CN200710063510A、CN200710063513A、CN102009242A相比，本发明的加热系统为左右相向的热风箱，整流板是竖立放置的，解决了电路板加热解焊后微小的片式元器件和焊料容易进入整流板小孔的问题；
3.多级拆解使升温较快的元器件提前拆解，避免进一步升温造成芯片内部分层缺陷；
4.可在传送系统上放置多块电路板，以流水作业方式实现多工位同时工作，提高电路板拆解的效率。
5.拆解之后的电路板可自动脱离传送链，解决了拆解过程中操作者需要同时兼顾首尾的问题。
附图说明
图1为本发明的一种实施例的整体结构示意图；
图2为热风箱的结构示意图；
图3为冷却风箱的结构示意图；
图4为传送系统前端的结构示意图；
图5为传送系统末端的结构示意图；
图6为一种扣环的结构示意图；
图7为一种转动式扫刷机构的结构示意图；
图8为一种往复式扫刷机构的结构示意图；
图中，1--加热系统，2--冷却系统，3--传送系统，4--扫刷系统，5--元器件收集结构，6--加热温区，7--扣环，8--传送链，9--电路板，10--冷却温区，11--过渡区，12--漏斗口，13--斜板，14--从动链轮，15--主动链轮，16--热风箱，17--风扇，18--整流板，19--加热器，20--冷却风箱，21--冷却风扇，22--销轴，23--U型槽，24--传送驱动电机，25--斜面结构，26--左滚刷，27--右滚刷，28--驱动电机，29--左毛刷，30--左滑块，31--右毛刷，32--右滑块。
具体实施方式
下面将结合附图通过实施例来进一步说明本发明。
如图1所示为本发明的第一种实施例的整体结构示意图，该设备由加热系统1、冷却系统2、传送系统3、扫刷系统4和元器件收集结构5组成；加热系统1由六个直立的加热温区6组成；冷却系统2由一个直立的冷却温区10组成；第六个加热温区6和冷却温区10之间有一个过渡区11，无强制对流风，防止第六个加热温区6和冷却温区10之间串温；传送系统3的传送链8位于加热系统1所有温区的上方，电路板9通过扣环7与传送链8连接并跟随传送链向前运动；扫刷系统4由三级扫刷机构组成，第一级扫刷机构安装在第四个加热温区6后面，第二级扫刷机构安装在第五个加热温区6后面，第三级扫刷机构安装在第六个加热温区6后面；元器件收集结构5为漏斗形状，共有四个，位于加热系统1的底部。
如图2所示为热风箱的结构示意图，加热系统1的每个加热温区6由左右各一个热风箱16构成，热风箱16的出风口为开有阵列小孔的整流板18，左右两个热风箱16的出风口相对放置，两个出风口之间组成加热温区6，各个加热温区6可以按使用要求独立控制温度。加热器19和风扇17位于热风箱16内部居中，加热器19呈蛇形位于风扇17与整流板18之间。
如图3所示为冷却风箱的结构示意图，冷却系统2由一个冷却温区10组成。冷却温区10由左右各一个冷却风箱20构成，各冷却风箱20内的冷却风扇21将冷空气吹向从冷却温区10中间通过的电路板9，实现电路板9的冷却。
如图4和图5所示分别为传送系统前端和末端的结构示意图，传送系统3由传送链8、从动链轮14、主动链轮15、U型槽23、传送驱动电机24组成。利用电路板9上的安装孔，用两个扣环7分别勾住电路板9的两个安装孔并悬挂到传送链8的销轴22上，电路板9及扣环7整体随传送链8运动。传送链8的销轴22能伸入到U型槽23里，从而保证扣环7在运动过程中不从销轴22上掉落。传送系统3在末端出口处设置一个斜面结构25，当前行的扣环7与斜面结构25接触时，在斜面横向推力的作用下脱离销轴22，使拆解后的电路板9能够自动掉落。
如图6所示为扣环7的结构示意图，由于不同电路板9上的安装孔之间的距离不同，难以适应同一条传送链8上固定间距的销轴22，用扣环7勾住电路板9是为了增加灵活性，以适应不同尺寸的电路板9。
图7所示为一种旋转式扫刷机构的结构示意图，扫刷系统4由三级扫刷机构组成，旋转式的毛刷包括左滚刷26、右滚刷27和驱动电机28组成。当悬挂在传送链8下方的电路板9从左滚刷26、右滚刷27之间通过时，驱动电机28带动左滚刷26、右滚刷27转动，使元器件和焊料从电路板9上脱落。
本设备工作时，电路板9通过扣环7与传送系统3连接，随着传送链8缓慢向前运动，电路板9依次经过加热系统1的六个加热温区6，使电路板9逐渐升温直到焊料熔化，扫刷系统4的三级扫刷机构依次对电路板9进行拆解，使元器件和焊料脱落，直接掉进元器件收集结构5的上部入口，再从漏斗口12掉落在斜板13上，斜板13与支架活动连接，可以自由拆卸，斜板13的末端放置容器来收集元器件；传送系统3上可以连续悬挂多块电路板9，实现流水式工作。
本发明的第二种实施例的加热系统1、冷却系统2、传送系统3、元器件收集结构5都和第一种实施例相同，区别在于扫刷系统4。如图8所示为一种往复式扫刷机构的结构示意图，左毛刷29固定在左滑块30上，右毛刷31固定在右滑块32上。在驱动源的驱动下左滑块30、右滑块32带动左毛刷29、右毛刷31上下往复运动，实现电路板9拆解。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种面向重用的废弃电路板贴装式元器件拆解设备，其特征在于，所述废弃电路板拆解设备由加热系统、冷却系统、传送系统、扫刷系统、元器件收集结构组成；加热系统、冷却系统安装于支架上；加热系统、冷却系统间存在过渡区；元器件收集结构排列于加热系统的底部；
所述加热系统由直立的加热温区组成，所有加热温区直线排列，每个加热温区由左右各一个热风箱构成，左右两个热风箱的出风口相对放置，两个出风口之间组成电路板的加热温区，每个加热温区里都有强制对流热风，每个加热温区独立控制热风的温度；
所述热风箱由整流板、加热器、风扇组成，开有阵列小孔的整流板为热风箱的出风口，风扇和加热器位于热风箱内部居中，加热器呈蛇形位于风扇与整流板之间；
所述冷却系统由直立的冷却温区组成，每个冷却温区由左右各一个冷却风箱构成，冷却温区里有强制对流冷风；
所述冷却风箱包括冷却风扇，冷却风扇位于冷却风箱内部居中，冷却风扇将冷空气吹向冷却温区中穿行的电路板，实现电路板的冷却；
所述过渡区位于最后一个加热温区和第一个冷却温区之间，无强制对流风，防止加热温区和冷却温区之间串温；
所述传送系统由传送链、从动链轮、主动链轮、U型槽、传送驱动电机组成；传送链水平安装于加热系统所有温区的上面，传送链上设置有销轴；电路板通过两个扣环悬挂于传送链的销轴上，销轴能伸入U型槽里，保证扣环在运动过程中不从销轴上掉落；
所述扫刷系统由扫刷机构组成，扫刷机构安装在加热温区后面。
2.根据权利要求1所述一种面向重用的废弃电路板贴装式元器件拆解设备，其特征在于，所述加热温区的数目为三至十个。
3.根据权利要求1所述一种面向重用的废弃电路板贴装式元器件拆解设备，其特征在于，所述冷却温区的数目为一至三个。
4.根据权利要求1所述一种面向重用的废弃电路板贴装式元器件拆解设备，其特征在于，所述元器件收集结构为漏斗形状，数目为二至五个。
5.根据权利要求1所述一种面向重用的废弃电路板贴装式元器件拆解设备，其特征在于，所述扫刷机构的数目为二至四级，倒数第一级扫刷机构安装在倒数第一个加热温区后面，倒数第二级扫刷机构安装在倒数第二个加热温区后面，倒数第三级扫刷机构安装在倒数第三个加热温区后面，依此类推。
6.根据权利要求1所述一种面向重用的废弃电路板贴装式元器件拆解设备，其特征在于，所述扫刷机构由左滚刷、右滚刷和驱动电机组成，驱动电机带动左滚刷、右滚刷做旋转式运动。
7.根据权利要求1所述一种面向重用的废弃电路板贴装式元器件拆解设备，其特征在于，所述扫刷机构由左毛刷、左滑块、右毛刷、右滑块组成，左毛刷固定在左滑块上，右毛刷固定在右滑块上，左毛刷、右毛刷做上下往复式运动。
8.根据权利要求1所述一种面向重用的废弃电路板贴装式元器件拆解设备，其特征在于，所述传送系统上能连续悬挂多块电路板，实现流水式工作。
9.根据权利要求1所述一种面向重用的废弃电路板贴装式元器件拆解设备，其特征在于，所述传送系统在末端出口处设置一个斜面结构，当前行的扣环与斜面接触时，在斜面横向推力的作用下脱离销轴，拆解后的电路板能够自动掉落。
10.根据权利要求1所述一种面向重用的废弃电路板贴装式元器件拆解设备，其特征在于，所述元器件收集结构下方设置一个斜板，斜板与支架活动连接，斜板的末端放置容器来收集元器件。
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