CN103895324A - 一种电路板分层用的往复弯曲机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电路板分层用的往复弯曲机，其包括机架、设置在机架上的弯曲机构，所述弯曲机构包括设置在机架上的固定垫板、位于固定垫板上方的压紧板、位于压紧板前方的上弯曲板、位于上弯曲板下方的下弯曲板，压紧板、上弯曲板和下弯曲板分别能够沿着上下方向往复运动，弯曲机构还包括用于驱动压紧板、上弯曲板以及下弯曲板进行往复运动的凸轮驱动装置。本发明可以有效将电路板分层剥离且工作可靠性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种电路板分层用的往复弯曲机。
背景技术
随着科技的进步，电子产品更新换代周期的缩短，电子垃圾正以年20%以上的速度增长，成为世界上增长最快的垃圾。据有关资料，目前全球每年产生的电子垃圾超过5000万吨，其中的70%通过各种方式丢弃在中国，而我国在2007年产生的电子垃圾超过230万吨。如此庞大的电子垃圾，如果处理不好造成的环境污染堪比天灾，如果处理妥当，不但不会造成环境污染，还可以从中回收大量的贵重金属资源，对电子产品的快速发展也十分有利。
在电子垃圾的回收处理中，废电路板是最难处理的，主要是因为电路板的基板（简称PCB,下同）是由多层玻纤布裹夹着铜箔用环氧树脂通过高压粘接而成，要想将PCB的玻纤布和铜箔分离非常困难。目前对PCB的处理方法主要有三种：1）焚烧法，就是通过高温将玻纤布碳化挥发而只回收金属，由于焚烧法排放的废气含有大量的二噁英，会造成严重的大气污染，国家已严禁采用；2）强酸溶解法，就是采用强酸（如硫酸或王水）将PCB里的金属溶解出来而废弃其它的非金属物，这种方法排出的废液和废弃的非金属物污染严重，国家也已严禁采用；3）粉碎法，就是把PCB粉碎成粉末，再通过悬浮法或离心法将金属颗粒与玻纤粉末分离，只回收金属，金属回收率90-95%，而占PCB重量80%的玻纤粉末再无利用价值，填埋会污染土地，废弃于露天更会污染空气。
中国发明专利申请201210298559.8提出了一种电路板的回收方法，其是将电路板的层状结构分开后，将外层含有金属电路的玻纤布层、中间铜箔层以及内层玻纤布层剥开，再对含有金属电路的玻纤布层进行焚烧获得金属，铜箔层直接回用，而不含金属的玻纤布层不进行焚烧。该回收方法一方面，大大减少了焚烧成本，降低焚烧给环境造成的污染；另一方面，分层获得的玻纤布可进一步回用于其它用途，变废为宝。该回收方法实施的关键就是要将电路板的层状结构有效分开。根据该文献报道，首先利用加热装置将电路板加热至180℃以上，然后将电路板依次通过弯曲机构的至少四组滚轮组，使电路板在上滚轮和下滚轮之间的作用力下被弯曲，最终在内应力的作用下实现层状结构的分开。该分层的方法由于存在如下不足使得很难将PCB板分层剥离：
1、参见图1，电路板在滚轮齿尖的折点处(A)不会分层，而只在折点与折点之间才会分层，所以要经过多次滚压，并且每次滚压的折点不能重叠，才能使PCB板大面积分层；
2、参见图1，不管进行多少次滚压都无法使PCB的口部(B)分层；
3、参见图2，一张PCB板上通常有上百、乃至上千个插孔(C)，这些插孔类似于铆钉将PCB铆牢，插口周围的电路板无法被分层。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可方便有效的将电路板的各层分开的往复弯曲机。
为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
一种电路板分层用的往复弯曲机，其包括机架、设置在机架上的弯曲机构，所述弯曲机构包括设置在机架上的固定垫板、位于固定垫板上方的压紧板、位于压紧板前方的上弯曲板、位于上弯曲板下方的下弯曲板，压紧板、上弯曲板和下弯曲板分别能够沿着上下方向往复运动，弯曲机构还包括用于驱动压紧板、上弯曲板以及下弯曲板进行往复运动的凸轮驱动装置。
进一步地，所述上弯曲板与固定垫板之间的水平间距L3、下弯曲板与固定垫板之间的水平间距L4均小于等于电路板厚度的4倍。固定垫板的靠近上弯曲板的前沿、压紧板的靠近下弯曲板的前沿均为圆角，且圆角的半径均小于等于电路板厚度的2倍。
优选地，所述往复弯曲机还包括用于输送电路板通过弯曲机构的进给机构，其在将电路板向前输送设定距离后即停止；所述的弯曲机还包括用于控制所述进给机构动作的电器控制系统。进一步地，所述进给机构包括一对进给辊和用于驱动进给辊的驱动电机，驱动电机为步进电机或伺服电机。
优选地，上述凸轮驱动装置包括凸轮、用于驱动凸轮转动的电机、与压紧板连接的压紧板滚轮、与上弯曲板连接的上弯曲板滚轮以及与下弯曲板连接的下弯曲板滚轮，所述凸轮具有分别与压紧板滚轮、上弯曲板滚轮以及下弯曲板滚轮接触的压紧板轨迹、上弯曲板轨迹以及下弯曲板轨迹。所述凸轮转动一圈弯曲机完成一个往复弯曲周期，该往复弯曲周期包括下列五个动作：所述往复弯曲周期包括下列五个动作：a、将电路板向前输送一定的距离；b、压紧板压紧电路板；c、上弯曲板向下弯曲电路板并快速退回；d、下弯曲板向上弯曲电路板并快速退回；e、压紧板松开电路板，所述五个动作的顺序为a→b→c→d→e或a→b→d→c→e。
根据本发明进一步实施方案：所述的凸轮的外轮廓面由第一弧形面和第二弧形面以及连接第一弧形面和第二弧形面的二段过渡面组成，第一弧形面的半径大于所述第二弧形面的半径，压紧板轨迹沿着凸轮的外轮廓面的周向延伸，压紧板滚轮通过压紧摇臂与压紧板连接，在压紧摇臂与机架之间还设有压紧板复位弹簧，当压紧板滚轮处于第一弧形面对应的压紧板轨迹上时，压紧板在凸轮的作用下压住电路板；当压紧板滚轮处于第二弧形面对应的压紧板轨迹上时，凸轮对压紧板的作用解除，压紧板在压紧板复位弹簧的作用下松开电路板。
进一步地，所述上弯曲板轨迹和下弯曲板轨迹均沿着凸轮的周向延伸，且分别位于凸轮的相对的二侧面上。
根据本发明，所述凸轮可以是径向凸轮也可以是轴向凸轮。
进一步地，所述往复弯曲机还包括用于输送电路板通过弯曲机构的进给机构，其在将所述电路板向前输送设定距离后即停止；所述的弯曲机还包括用于控制所述进给机构动作的电器控制系统、与所述电器控制系统连接用于收集所述凸轮转动角度信息的感应开关或行程开关，在所述压紧板松开电路板时，所述电器控制系统开启所述进给机构。
优选地，所述弯曲机构还包括用于对压紧板、上弯曲板和下弯曲板进行限制使它们只能做上下往复运动的限制装置。
优选地，所述固定垫板、压紧板、上弯曲板以及下弯曲板内分别设置有至少一个可将温度加热至120℃~300℃之间的加热装置。
优选地，所述的往复弯曲机还包括设置在弯曲机构外周用于对电路板的工作环境进行保温的保温层。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明的往复弯曲机不仅能够将电路板的相邻二层有效分开，而且玻纤布与铆钉也容易脱离，因此，可以有效将电路板分层剥离；此外，本发明可靠性好、结构简单、设置方便。
附图说明
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细的说明：
图1为采用2012102985598提供的滚轮弯曲法进行电路板弯曲的示意图；
图2为电路板的插孔结构示意图；
图3为根据本发明的往复弯曲机的主视示意图；
图4为图3中A-A向的剖视示意图；
图5为压紧板滚轮、上弯曲板滚轮以及下弯曲板滚轮设计在同一径方向时的区域分布图；
图6为凸轮的一个剖视示意图；
图7为图6的右侧示意图，其中显示了压紧板轨迹和下弯曲板轨迹；
图8为图6的左侧示意图，其中显示了压紧板轨迹和上弯曲板轨迹；
图9为电路板处于待弯曲状态时的示意图；
图10为电路板被向下弯曲后的示意图；
其中：1、电路板；3、往复弯曲机；30a、进给辊；30b、加热保温板；31、固定垫板；32、压紧板；33、上弯曲板；34、下弯曲板；350、凸轮；351、压紧板滚轮；352、上弯曲板滚轮；353、下弯曲板滚轮；354、压紧摇臂；355、压紧板复位弹簧；36、弯曲板滑杆；37、压紧板滑杆；38、机架；39、保温层；J1、压紧板轨迹；J2、上弯曲板轨迹；J3、下弯曲板轨迹；Q1、进给区；Q2、压紧区；Q3、上弯曲区；Q4、下弯曲区。
具体实施方式
实施例1
如图3至图8所示，本发明的往复弯曲机3主要由进给机构、固定垫板31、压紧板32、上弯曲板33、下弯曲板34、凸轮驱动装置、弯曲板滑杆36、压紧板滑杆37、机架38、保温层39以及相应的感应开关或行程开关、电器控制系统等组成。固定垫板31固定在机架38上。压紧板32可以沿压紧板滑杆37移动。上弯曲板33和下弯曲板34可以沿弯曲板滑杆36移动；进给机构的动作信息由相应的感应开关或行程开关收集，而它们的动作协调由电器控制系统完成。压紧板32、上弯曲板33以及下弯曲板34均由凸轮驱动装置驱动做上下方向的往复运动。
上弯曲板33与固定垫板31之间的水平间距L3、下弯曲板34与固定垫板31之间的水平间距L4均小于等于电路板1厚度的3倍。固定垫板31的靠近上弯曲板33的前沿R1、压紧板32的靠近下弯曲板34的前沿R2均为圆角，且圆角的半径均小于等于电路板1厚度的2倍。
本例中，凸轮驱动装置包括电机、减速器以及由电机驱动的凸轮350、压紧板滚轮351、上弯曲板滚轮352、下弯曲板滚轮353。凸轮350是一个组合式凸轮，被设计为转一圈完成一个往复弯曲周期。该往复弯曲周期包括依次进行的下列五个动作：a、进给机构将电路板1向前输送一定的距离；b、压紧板32压紧电路板1；c、上弯曲板33向下弯曲电路板1并快速退回；d、下弯曲板34向上弯曲电路板1并快速退回；e、压紧板32松开电路板1。见图5，在凸轮350转一圈的360度中，设计有进给区Q1、压紧区Q2、上弯曲区Q3、下弯曲区Q4。当凸轮350在各区对应的角度范围内转动时，可以进行相应动作。例如，当凸轮350在进给区Q1的角度范围内转动时，进给机构可以将电路板1向前输送一定距离；当凸轮350在压紧区Q2的角度范围内转动时，凸轮350驱动压紧板32将电路板1压紧，而在压紧区Q2之外，压紧板32松开电路板1；当凸轮350在上弯曲区Q3的角度范围内转动时，凸轮350驱动上压紧板33向下弯曲，当凸轮350在下弯曲区Q4的角度范围内转动时，凸轮350驱动下压紧板34向上弯曲。由感应开关或行程开关完成对凸轮350转动角度的信息收集，再由电器控制系统完成进给机构的动作控制，凸轮350的具体结构如下。
凸轮350具有三条轨迹，分别是压紧板轨迹J1、上弯曲板轨迹J2和下弯曲板轨迹J3。压紧板滚轮351、上弯曲板滚轮352、下弯曲板滚轮353分别对应与这三条轨迹相接触。参见图5至图8，凸轮350的外轮廓面由第一弧形面和第二弧形面以及连接第一弧形面和第二弧形面的二段过渡面组成，第一弧形面的半径大于所述第二弧形面的半径，压紧板轨迹J1沿着凸轮350的外轮廓面的周向延伸，压紧板滚轮351通过压紧摇臂354与压紧板32连接，在压紧摇臂354与机架38之间还设有压紧板复位弹簧355，当压紧板滚轮351处于第一弧形面对应的压紧板轨迹J1上时，压紧板32在凸轮350的作用下压住电路板1；当压紧板滚轮351处于第二弧形面对应的压紧板轨迹J1上时，凸轮350对压紧板32的作用解除，压紧板32在压紧板复位弹簧355的作用下松开电路板1。上弯曲板轨迹J2和下弯曲板轨迹J3则分别位于凸轮350的相对的二侧面上，且均沿着凸轮350的周向延伸。
本例中，进给机构包括一对进给辊30a和用于驱动进给辊30a的驱动电机，驱动电机为步进电机或伺服电机。进给机构还可进一步包括设置在机架38上的上下加热保温板30b，让电路板1从上下加热保温板30b之间通过。
采用本发明进行电路板分层的步骤如下：
a、将电路板向前输送一定的距离L1即停止；b、压紧板在凸轮的驱动下压紧电路板；c、上弯曲板在凸轮的驱动下向下弯曲电路板并快速退回；d、下弯曲板在凸轮的驱使下向上弯曲电路板并快速退回；e、凸轮解除对压紧板的限制，在压紧板复位弹簧的驱动下压紧板松开电路板。以上5个步骤为一个往复弯曲周期，不断重复往复弯曲周期，直至进给机构无法有效控制电路板向前输送，然后将电路板掉头继续进行以上的往复弯曲周期，直至整张电路板都经过往复弯曲。
实施例2
本例提供一种利用实施例1的往复弯曲机对电路板进行弯曲的方法（往复弯曲法或弯曲错层法）每次进给量为L（L=3mm），电路板内每层厚度为a(a=0.2 mm)，见图9，当压紧对它进行弯曲时，就会产生如图10的现象，内层和外层将被强制错开H(H=1.884)，相邻两层也会被错开h(h=0.314)，h=（a×Π）÷2，我们将相邻两层的错开量h除于进给量L称之为相邻两层的错开度，并以d表示，则d=h/L，当错开度d足够大于材料本身的延伸率，相邻两层的错开力就会克服它们之间的结合力而产生错开，电路板由多层玻纤布粘接而成，玻纤布在180度时的延伸率小于0.3%，图10给出的错开度d为10.47%（d=0.314/3），远大于玻纤布的延伸率，错开度与进给量有关，进给量不宜过大。当插孔铆钉移动到弯曲错层区时，铆钉会被拉伸倾斜一定角度而松开，玻纤布孔也会被拉成椭圆型，使得玻纤布与铆钉容易脱离，如果往复弯曲错层，玻纤布与铆钉就更容易脱离了。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1. 一种电路板分层用的往复弯曲机，其包括机架、设置在所述机架上的弯曲机构，其特征在于：
所述弯曲机构包括设置在所述机架上的固定垫板、位于所述固定垫板上方的压紧板、位于所述压紧板前方的上弯曲板、位于所述上弯曲板下方的下弯曲板，所述的压紧板、上弯曲板和下弯曲板分别能够沿着上下方向往复运动，所述的弯曲机构还包括用于驱动所述压紧板、上弯曲板以及下弯曲板进行往复运动的凸轮驱动装置。
2. 根据权利要求1所述的电路板分层用的往复弯曲机，其特征在于：所述的上弯曲板与所述固定垫板之间的水平间距L3、所述下弯曲板与所述的固定垫板之间的水平间距L4均小于等于电路板厚度的3倍、大于等于电路板厚度；所述的固定垫板的靠近所述上弯曲板的前沿、所述压紧板的靠近所述下弯曲板的前沿均为圆角，且圆角的半径均小于等于电路板厚度的2倍。
3. 根据权利要求1所述的电路板分层用的往复弯曲机，其特征在于：所述往复弯曲机还包括用于输送电路板通过弯曲机构的进给机构，其在将所述电路板向前输送设定距离后即停止；所述的弯曲机还包括用于控制所述进给机构动作的电器控制系统。
4. 根据权利要求1所述的电路板分层用的往复弯曲机，其特征在于：所述凸轮驱动装置包括凸轮、用于驱动所述凸轮转动的电机、与所述压紧板连接的压紧板滚轮、与所述上弯曲板连接的上弯曲板滚轮以及与所述下弯曲板连接的下弯曲板滚轮，所述凸轮具有分别与所述的压紧板滚轮、上弯曲板滚轮以及下弯曲板滚轮接触的压紧板轨迹、上弯曲板轨迹以及下弯曲板轨迹；所述凸轮转动一圈弯曲机完成一个往复弯曲周期，所述往复弯曲周期包括下列五个动作：a、将电路板向前输送一定的距离；b、压紧板压紧电路板；c、上弯曲板向下弯曲电路板并快速退回；d、下弯曲板向上弯曲电路板并快速退回；e、压紧板松开电路板，所述五个动作的顺序为a→b→c→d→e或a→b→d→c→e。
5. 根据权利要求4所述的电路板分层用的往复弯曲机，其特征在于：所述的凸轮的外轮廓面由第一弧形面和第二弧形面以及连接第一弧形面和第二弧形面的二段过渡面组成，所述第一弧形面的半径大于所述第二弧形面的半径，所述的压紧板轨迹沿着所述的凸轮的外轮廓面的周向延伸，所述的压紧板滚轮通过压紧摇臂与所述压紧板连接，在所述压紧摇臂与所述机架之间还设有压紧板复位弹簧，当所述压紧板滚轮处于所述第一弧形面对应的压紧板轨迹上时，所述的压紧板在凸轮的作用下压住电路板；当所述压紧板滚轮处于所述第二弧形面对应的压紧板轨迹上时，所述的凸轮对所述压紧板的作用解除，所述压紧板在所述压紧板复位弹簧的作用下松开电路板。
6. 根据权利要求4或5所述的电路板分层用的往复弯曲机，其特征在于：所述的上弯曲板轨迹和所述的下弯曲板轨迹均沿着所述的凸轮的周向延伸，且分别位于所述凸轮的相对的二侧面上。
7. 根据权利要求6所述的电路板分层用的往复弯曲机，其特征在于：所述往复弯曲机还包括用于输送电路板通过弯曲机构的进给机构，其在将所述电路板向前输送设定距离后即停止；所述的弯曲机还包括用于控制所述进给机构动作的电器控制系统、与所述电器控制系统连接用于收集所述凸轮转动角度信息的感应开关或行程开关，在所述压紧板松开电路板时，所述电器控制系统开启所述进给机构。
8. 根据权利要求1所述的电路板分层用的往复弯曲机，其特征在于：所述弯曲机构还包括用于对所述压紧板、上弯曲板和下弯曲板进行限制使它们只能做上下往复运动的限制装置。
9. 根据权利要求1所述的电路板分层用的往复弯曲机，其特征在于：所述的固定垫板、压紧板、上弯曲板以及下弯曲板内分别设置有至少一个可将温度加热至120℃~300℃之间的加热装置。
10. 根据权利要求1所述的电路板分层用的往复弯曲机，其特征在于：所述的往复弯曲机还包括设置在所述弯曲机构外周用于对电路板的工作环境进行保温的保温层。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102784794A (zh) * | 2012-08-21 | 2012-11-21 | 中国科学院化学研究所 | 一种电路板的回收方法 |
| CN203494955U (zh) * | 2013-09-02 | 2014-03-26 | 洛阳市宇龙办公机具有限公司 | 一种板材折边机构 |
| CN203739381U (zh) * | 2014-03-27 | 2014-07-30 | 宁波同道恒信环保科技有限公司 | 一种电路板分层用的往复弯曲机 |
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2014
- 2014-03-27 CN CN201410118919.0A patent/CN103895324B/zh active Active
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