CN104028824A - 一种剪断式pcb分板机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种剪断式PCB分板机，包括工作平台，工作平台上设有用于固定PCB板的装载夹具及用于驱动装载夹具在水平工作面上横向与纵向运动的X-Y运动平台机构，装载夹具安装在所述X-Y运动平台机构上，装载夹具的上下两侧设有分别对PCB板上下两面同时进行剪切的上切刀进刀机构与下切刀进刀机构。本发明通过在上切刀进刀机构与下切刀进刀机构对装载夹具上的PCB板上下两面同时进行剪切，剪切加工既可以避免分板时应力带来的焊点龟裂等质量隐患，又不会产生粉尘，解决铣刀切割式加工带来的空气污染问题；PCB板可以在X-Y运动平台机构上灵活移动，满足切断非直线性、多角度等分板加工要求，适用性广。

Description

一种剪断式PCB分板机

技术领域

本发明涉及PCB板的切割技术领域,具体是指一种剪断式PCB分板机。

背景技术

电子产品的印刷线路板(PCB)中，都存在分离PCB板的板边及多余废角料的问题，也即对整个PCB板进行切割分板。现有技术中，PCB板的分板通常有手工分板、V-CUT走刀式切割和机器分板三种方式，其中，采用手工分板的方式，由于手工分割存在应力产生焊点龟裂的问题，容易造成质量隐患，且这种人工操作费时费力，效率非常低，已无法满足企业生产发展的需要；采用V-CUT走刀式切割方式，其不仅需要分多道工序才能完成，而且对于PCB板上存在非直线性、多角度的分板要求时，该种加工方式也无法完成；而对于后者，采用铣刀切割设备分板的方式，操作复杂，而且分板机的铣刀切割时容易割伤PCB板或者损坏PCB板上的线路与已焊接好的电子元件，从而导致废品率较高，影响产品的质量和性能。而且，铣刀切割设备庞大移动不灵活、需设立专用区域，占用厂房空间大；切割过程中会产生大量粉尘，不环保，需配备大功率集尘器，消耗电能大(2.2～3.7千瓦每小时)，且铣刀耗材比较贵，加工成本高。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，提供一种剪断式PCB分板机，可以避免分板时应力带来的焊点龟裂等质量隐患。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种剪断式PCB分板机，包括工作平台，所述工作平台上设有用于固定PCB板的装载夹具及用于驱动装载夹具在水平工作面上横向与纵向运动的X-Y运动平台机构，所述装载夹具安装在所述X-Y运动平台机构上，装载夹具的上下两侧设有分别对PCB板上下两面同时进行剪切的上切刀进刀机构与下切刀进刀机构。

具体的，上切刀进刀机构与下切刀进刀机构的前部设有剪切刀，所述装载夹具开有供剪切刀伸入的加工通道，所述上切刀进刀机构与下切刀进刀机构相互对称地设置在加工通道的两侧。

具体的，所述上切刀进刀机构或上切刀进刀机构包括气缸固定板，所述气缸固定板与工作平台固定连接，气缸固定板上固定设置有一纵轴伺服电缸，所述纵轴伺服电缸的输出主轴通过一浮动接头连接有一刀具滑动块，所述刀具滑动块上设有轴承，所述轴承套接有一刀座，所述剪切刀固定在所述刀座的前端。

作为本发明的一种改进，所述剪切刀的刀口为长条状，所述刀座的后端从所述轴承穿出且连接有用于调整剪切刀刀口方向的切刀同步旋转机构。

具体的，所述切刀同步旋转机构包括与工作平台固定连接的伺服马达，所述伺服马达的输出主轴通过第一联轴器连接有T型齿轮箱，所述T型齿轮箱设有上下两个相同转速的动力输出轴，所述动力输出轴通过一主轴动力传动连接装置连接有一滚珠花键套筒，所述滚珠花键套筒的前端连接有滚珠花键，滚珠花键套筒内套接有一滚珠花键轴，所述滚珠花键轴可相对所述滚珠花键套筒轴向上下伸缩，滚珠花键轴从所述滚珠花键中部穿出与所述刀座的后端固定连接。

具体的，所述主轴动力传动连接装置包括一端与所述动力输出轴连接的第二联轴器，所述第二联轴器另一端依次连接有纵向连接轴、第三联轴器、第一L型齿轮箱、第四联轴器、横向连接轴、第五联轴器、第二L型齿轮箱及第六联轴器30，所述第六联轴器与所述滚珠花键套筒固定连接。

具体的，所述X-Y运动平台机构包括支撑板，所述支撑板上设有第一同步轮及一Y轴伺服马达，所述Y轴伺服马达的输出轴与所述第一同步轮通过一Y轴同步带形成传动连接所述Y轴同步带上固定连接有X轴直线滑轨，X轴直线滑轨滑动连接在一Y轴直线滑轨上，所述装载夹具滑动连接在所述X轴直线滑轨上，所述X轴直线滑轨上还设有第二同步轮及一X轴伺服马达，所述X轴伺服马达的输出轴与所述第二同步轮通过一X轴同步带形成传动连接，所述X轴同步带与所述装载夹具固定连接。

具体的，所述剪切刀包括刀体，刀体的前部为单斜边或双斜边并在端部形成刀刃。

作为上述方案的一种优选，所述剪切刀上套接有反冲胶。当剪切刀向PCB板方向运动时，通过反冲胶的支承缓冲作用，减少了对装载夹具的震动，加工更准确。

本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：

本发明通过在上切刀进刀机构与下切刀进刀机构对装载夹具上的PCB板上下两面同时进行剪切，剪切加工既可以避免分板时应力带来的焊点龟裂等质量隐患，又不会产生粉尘，解决铣刀切割式加工带来的空气污染问题，达到节能环保效果；PCB板可以在X-Y运动平台机构上灵活移动，满足切断非直线性、多角度等分板加工要求，适用性广。

附图说明

图1为本发明的剪断式PCB分板机立体结构示意图。

图2为上切刀进刀机构、下切刀进刀机构及切刀同步旋转机构的立体结构示意图。

图3为切刀同步旋转机构的剖视图。

图4为X-Y运动平台机构的立体结构示意图。

图5为前部为单斜边的剪切刀结构示意图。

图6为部为双斜边的剪切刀结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

结合图1与图2所示，本实施例提供一种剪断式PCB分板机，包括工作平台1，所述工作平台1上设有用于固定PCB板的装载夹具2及用于驱动装载夹具2在水平工作面上横向与纵向运动的X-Y运动平台机构3，所述装载夹具2安装在所述X-Y运动平台机构3上，装载夹具2的上下两侧设有分别对PCB板上下两面同时进行剪切的上切刀进刀机构4与下切刀进刀机构5。

如图2所示，上切刀进刀机构4与下切刀进刀机构5的前部设有剪切刀6，所述装载夹具2开有供剪切刀6伸入的加工通道，所述上切刀进刀机构4与下切刀进刀机构5相互对称地设置在加工通道的两侧。通过上述结构，上切刀进刀机构与下切刀进刀机构的剪切刀同时对PCB板的同一个点或线的上下两侧同时剪切，避免分板时应力带来的焊点龟裂等质量隐患。

结合图1、图2与图3所示，所述上切刀进刀机构4或上切刀进刀机构5包括气缸固定板7，所述气缸固定板7与工作平台1固定连接，气缸固定板7上固定设置有一纵轴伺服电缸8，所述纵轴伺服电缸8的输出主轴801通过一浮动接头9连接有一刀具滑动块10，所述刀具滑动块10滑动连接在一滑轨11上，所述滑轨11固定连接在一安装板12上，所述安装板12与所述气缸固定板7固定连接；所述刀具滑动块10上设有轴承13，所述轴承13套接有一刀座14，所述剪切刀6固定在所述刀座14的前端。通过上述结构，在纵轴伺服电缸的驱动下，控制刀具滑动块沿滑轨的轨道上下运动，从而使刀座上的剪切刀对PCB板上下两侧同步进刀实现剪切，并可实现连续剪切；进刀速度、进给刀量、剪切频率和剪切力度也可通过调节纵轴伺服电缸的的运行参数方便实现。

根据本领域技术人员的理解，所述纵轴伺服电缸8也可以用气缸或油压缸代替实现，应当理解为本领域惯用的等效替换，均落入本发明的保护范围内。

所述剪切刀6的刀口为长条状，所述刀座14的后端从所述轴承13穿出且连接有用于调整剪切刀刀口方向的切刀同步旋转机构15。通过切刀同步旋转机构控制剪切刀的刀口方向，实现360°任意角度和位置的高精度定位，从而满足切断非直线性、多角度等分板加工要求。

结合图2与图3所示，所述切刀同步旋转机构15包括与工作平台1固定连接的伺服马达16，所述伺服马达16的输出主轴通过第一联轴器17连接有T型齿轮箱18，所述T型齿轮箱28设有上下两个相同转速的动力输出轴，所述动力输出轴通过一主轴动力传动连接装置连接有一滚珠花键套筒19，所述滚珠花键套筒19的前端连接有滚珠花键20，滚珠花键套筒19内套接有一滚珠花键轴21，所述滚珠花键轴21可相对所述滚珠花键套筒19轴向上下伸缩，滚珠花键轴21从所述滚珠花键20中部穿出与所述刀座14的后端固定连接。通过上述结构，T型齿轮箱的两个动力输出轴分别与上切刀进刀机构、上切刀进刀机构连接，在滚珠花键套筒、滚珠花键、滚珠花键轴的配合下，实现在同一个伺服马达驱动下，达到上、下切刀进刀机构的剪切刀同步旋转，并使其刀口在同一条直线相对一致上。

所述主轴动力传动连接装置包括一端与所述动力输出轴连接的第二联轴器22，所述第二联轴器22另一端依次连接有纵向连接轴23、第三联轴器24、第一L型齿轮箱25、第四联轴器26、横向连接轴27、第五联轴器28、第二L型齿轮箱29及第六联轴器30，所述第六联轴器30与所述滚珠花键套筒19固定连接。

如图4所示，所述X-Y运动平台机构3包括设置在工作平台1上的第一同步轮31及一Y轴伺服马达32，所述Y轴伺服马达32的输出轴与所述第一同步轮31通过一Y轴同步带33形成传动连接，所述Y轴同步带33上固定连接有X轴直线滑轨34，X轴直线滑轨34滑动连接在一Y轴直线滑轨35上，所述装载夹具2滑动连接在所述X轴直线滑轨34上，所述X轴直线滑轨34上还设有第二同步轮36及一X轴伺服马达37，所述X轴伺服马达36的输出轴与所述第二同步轮36通过一X轴同步带38形成传动连接，所述X轴同步带38与所述装载夹具2固定连接。通过上述结构，装载夹具上的PCB板在X轴伺服马达、Y轴伺服马达的驱动下，快速调整PCB板上任意点对应的加工位置。

如图5、图6所示，所述剪切刀6包括刀体，刀体的前部为单斜边或双斜边并在端部形成刀刃。采用上述结构的刀刃，避免了分板应力产生焊点龟裂，造成质量隐患。

如图3所示，所述剪切刀6上套接有反冲胶39。当剪切刀向PCB板方向运动时，通过反冲胶的支承缓冲作用，减少了对装载夹具的震动，加工更准确。

作为一种优选，剪切刀6为钨钢切刀。钨钢切刀硬度为维氏10K，仅次于钻石，因此，钨钢铣刀具有不易被磨损的特性，采用钨钢切刀大大提升使用寿命。

使用本发明的剪断式PCB分板机可以避免手工分板时应力带来的焊点龟裂等质量隐患；相比于现有技术的成型设备，本发明的整体设备更小化，灵活移动；可选择360°任意角度和位置的高精度定位，满足切断非直线性、多角度等分板加工要求；解决铣刀切割式带来的粉尘，并采用钨钢切刀提高耐久性，达到节能环保效果。可以适应所有邮票孔连接方式、不规则个性化排布PCB板。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种剪断式PCB分板机，包括工作平台，其特征在于：所述工作平台上设有用于固定PCB板的装载夹具及用于驱动装载夹具在水平工作面上横向与纵向运动的X-Y运动平台机构，所述装载夹具安装在所述X-Y运动平台机构上，装载夹具的上下两侧设有分别对PCB板上下两面同时进行剪切的上切刀进刀机构与下切刀进刀机构。

2.根据权利要求1所述剪断式PCB分板机，其特征在于：上切刀进刀机构与下切刀进刀机构的前部设有剪切刀，所述装载夹具开有供剪切刀伸入的加工通道，所述上切刀进刀机构与下切刀进刀机构相互对称地设置在加工通道的两侧。

3.根据权利要求1或2所述剪断式PCB分板机，其特征在于：所述上切刀进刀机构或上切刀进刀机构包括气缸固定板，所述气缸固定板与工作平台固定连接，气缸固定板上固定设置有一纵轴伺服电缸，所述纵轴伺服电缸的输出主轴通过一浮动接头连接有一刀具滑动块，所述刀具滑动块上设有轴承，所述轴承套接有一刀座，所述剪切刀固定在所述刀座的前端。

4.根据权利要求3所述剪断式PCB分板机，其特征在于：所述剪切刀的刀口为长条状，所述刀座的后端从所述轴承穿出且连接有用于调整剪切刀刀口方向的切刀同步旋转机构。

5.根据权利要求4所述剪断式PCB分板机，其特征在于：所述切刀同步旋转机构包括与工作平台固定连接的伺服马达，所述伺服马达的输出主轴通过第一联轴器连接有T型齿轮箱，所述T型齿轮箱设有上下两个相同转速的动力输出轴，所述动力输出轴通过一主轴动力传动连接装置连接有一滚珠花键套筒，所述滚珠花键套筒的前端连接有滚珠花键，滚珠花键套筒内套接有一滚珠花键轴，所述滚珠花键轴可相对所述滚珠花键套筒轴向上下伸缩，滚珠花键轴从所述滚珠花键中部穿出与所述刀座的后端固定连接。

6.根据权利要求5所述剪断式PCB分板机，其特征在于：所述主轴动力传动连接装置包括一端与所述动力输出轴连接的第二联轴器，所述第二联轴器另一端依次连接有纵向连接轴、第三联轴器、第一L型齿轮箱、第四联轴器、横向连接轴、第五联轴器、第二L型齿轮箱及第六联轴器30，所述第六联轴器与所述滚珠花键套筒固定连接。

7.根据权利要求1或2所述剪断式PCB分板机，其特征在于：所述X-Y运动平台机构包括支撑板，所述支撑板上设有第一同步轮及一Y轴伺服马达，所述Y轴伺服马达的输出轴与所述第一同步轮通过一Y轴同步带形成传动连接所述Y轴同步带上固定连接有X轴直线滑轨，X轴直线滑轨滑动连接在一Y轴直线滑轨上，所述装载夹具滑动连接在所述X轴直线滑轨上，所述X轴直线滑轨上还设有第二同步轮及一X轴伺服马达，所述X轴伺服马达的输出轴与所述第二同步轮通过一X轴同步带形成传动连接，所述X轴同步带与所述装载夹具固定连接。

8.根据权利要求6所述剪断式PCB分板机，其特征在于：所述剪切刀包括刀体，刀体的前部为单斜边或双斜边并在端部形成刀刃。

9.根据权利要求8所述剪断式PCB分板机，其特征在于：所述剪切刀上套接有反冲胶。