CN104837299B - Pcb连板装置及其连板方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种PCB连板装置及其连板方法，其中的装置包括底座、固定在底座上的气缸、第一滑轨、第二滑轨、第一连接板、第二连接板、第一夹板和第二夹板：其中，在第一滑轨上设置有第一滑块和第二滑块；在第二滑轨上设置有第三滑块和第四滑块；第一连接板同时与第一滑块和第三滑块固定连接；第二连接板同时与第二滑块和第四滑块固定连接；在气缸上设置有与第一连接板固定连接的第一夹爪，以及与第二连接板固定连接的第二夹爪；第一夹板固定在第一连接板上；第二夹板固定在第二连接板上；PCB分别放置在第一夹板和第二夹板上。利用上述发明能够无缝隙连接多个PCB，确保PCB的印刷速度和贴片精度。

Description

PCB连板装置及其连板方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，更为具体地，涉及一种PCB连板装置及其连板方法。

背景技术

随着社会的进步和技术的发展，在机械加工领域，SMT(表面贴装技术，surfacemount technology)的应用越来越广泛。SMT属于自动化较高的行业，是一种将电子元器件，如电阻、电容、晶体管、集成电路等安装至印刷电路板(PCB，printed circuit board)上的组合技术。SMT主要包括三大基本步骤：印刷、贴装和焊接。

目前，PCB印刷和贴片的基本流程包括：首先，PCB由前端上料机轨道进入印刷机内准备印刷；然后，印刷机执行mark点扫描，并在扫描确认后进行印刷；其次，印刷完成后的PCB经接驳台进入贴片机内准备贴片；然后，贴片机执行mark点扫描，并在扫描确认后进行贴片；最后经接驳台进入后续环节。

由于，SMT行业的印刷和贴片一般是单个PCB逐个进入印刷机和贴片机进行印刷和贴片，每次只能处理一片PCB；此外，每片PCB都要在印刷和贴片时执行mark点扫描，这段时间属于准备和确认时间，而没有真正的执行印刷和贴片操作，在SMT批量化生产过程中，这些准备时间将来自于每片PCB，该段时间累加起来就比较长，为满足生产需求，只能通过增加设备和产线来解决，成本投入大，生产效率低。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种PCB连板装置及其连板方法以解决现有PCB印刷和贴片时间长，效率低等问题。

根据本发明的一个方面，提供一种PCB连板装置，包括底座、固定在底座上的气缸、第一滑轨、第二滑轨、第一连接板、第二连接板、第一夹板和第二夹板：其中，

在第一滑轨上设置第一滑块和第二滑块；在第二滑轨上设置与第一滑块对应的第三滑块，以及与第二滑块对应的第四滑块；

第一连接板同时与第一滑块和第三滑块固定连接；第二连接板同时与第二滑块和第四滑块固定连接；

气缸位于第一滑轨和第二滑轨之间，在气缸上设置有与第一连接板固定连接的第一夹爪，以及与第二连接板固定连接的第二夹爪；

第一夹板固定在第一连接板上；第二夹板固定在第二连接板上；

PCB分别放置在第一夹板和第二夹板上。

其中，第一夹板和第二夹板均为“L”形结构；第一连接板通过设置在第一连接板上的第一连接槽和连接螺栓与第一夹板固定连接，第二连接板通过设置在第二连接板上的第二连接槽和连接螺栓与第二夹板固定连接；通过改变连接螺栓在第一连接槽和第二连接槽的位置，调整第一夹板与第二夹板之间的距离。

其中，在第一夹板上设置有第一台阶，在第二夹板上设置有第二台阶；PCB分别放置在第一台阶和第二台阶上。

其中，PCB之间通过胶粘或胶带固定连接。

其中，第一滑轨和第二滑轨相互平行。

其中，还包括电气控制单元以及与电气控制单元相连的脚踏开关；其中，电气控制单元通过气管与气缸连接，并通过脚踏开关控制气缸内压缩空气的进出方向。

其中，第一夹爪和第二夹爪在气缸的作用下沿与第一滑轨和第二滑轨的轴向相平行的方向同时张开或内收。

其中，第一夹爪的张开或内收，带动第一连接板以及与第一连接板相连的第一夹板张开或内收。

其中，第二夹爪的张开或内收，带动第二连接板以及与第二连接板相连的第二夹板张开或内收。

根据本发明的另一方面，提供一种连板方法，利用上述PCB连板装置连接固定PCB；方法包括：启动PCB连板装置，第一夹爪和第二夹爪同时张开，带动第一连接板和第二连接板张开，进而使第一夹板和第二夹板张开；将各PCB分别放置在位于第一夹板的第一台阶和位于第二夹板的第二台阶上；使第一夹爪和第二夹爪同时内收，带动第一连接板和第二连接板内收，进而使第一夹板和第二夹板内收，夹紧各PCB；将夹紧后的各PCB固定连接。

利用上述根据本发明提供的PCB连板装置及其连板方法，通过第一夹板和第二夹板的张开和内收将多个PCB对齐夹紧并固定连接，突破单个PCB逐板印刷和贴片的方式，采用连板方式速度快，效率高，并能确保PCB的印刷精度和贴片精度。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的PCB连板装置的分解结构示意图；

图2为图1中A部分局部放大图；

图3为根据本发明实施例的PCB连板装置的电气控制单元示意图；

图4为根据本发明实施例的PCB连板装置结构示意图；

图5为根据本发明实施例的连板方法流程图。

其中的附图标记包括：底座1、气缸2、第一夹爪21、第二夹爪22、第一滑轨3、第一滑块31、第二滑块32、第二滑轨4、第三滑块41、第四滑块42、第一连接板5、第一连接槽51、第一螺孔52、第一连接孔53、第二连接板6、第二连接槽61、第二螺孔62、第二连接孔63、第一夹板7、第一台阶71、第二夹板8、第二台阶81、PCB9、电气控制单元10、胶带11、气管12、脚踏开关13。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

针对上述逐个对PCB进行印刷和贴片的方式，在SMT批量生产时，耗费时间长、加工效率低等问题，本发明通过气缸将多个PCB对齐且无缝隙固定在一起，能够在确保印刷和贴片精度的同时提高加工速度；并且，采用连板方式对PCB进行印刷和贴片，能够节省大量时间，提高生产效率；此外，通过脚踏开关控制气缸运动，操作安全。

为详细描述本发明提供的PCB连板装置的结构，以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

图1示出了根据本发明的PCB连板装置的分解结构；图2示出了图1中A部分的局部放大结构。

如图1和图2共同所示，本发明提供的PCB连板装置包括底座1、固定在底座1上的气缸2、第一滑轨3、第二滑轨4、第一连接板5、第二连接板6、第一夹板7和第二夹板8：其中，在第一滑轨3上设置有第一滑块31和第二滑块32；在第二滑轨4上设置有与第一滑块31对应的第三滑块41，以及与第二滑块32对应的第四滑块42；也就是说，第一滑块31和第三滑块41与同一个连接板(第一连接板5)连接，第二滑块32和第四滑块42与另一个连接板(第二连接板6)连接；气缸2位于第一滑轨3和第二滑轨4之间，在气缸2上设置有第一夹爪21和第二夹爪22，第一夹爪21与第一连接板5固定连接，第二夹爪22与第二连接板6固定连接。

其中，第一连接板5同时与第一滑块31和第三滑块41固定连接，使第一连接板5能够在第一滑块31和第三滑块41的作用下，沿与第一滑轨3或第二滑轨4的轴向相平行的方向运动；第二连接板6同时与第二滑块32和第四滑块42固定连接；使第二连接板6能够在第二滑块32和第四滑块42的作用下，沿与第一滑轨3或第二滑轨4的轴向相平行的方向运动；在第一连接板5上设置有第一连接槽51，第一夹板7通过第一连接槽51和连接螺栓与第一连接板5连接；在第二连接板6上设置有第二连接槽61，第二夹板8通过第二连接槽61和连接螺栓与第二连接板6连接；PCB分别放置在第一夹板7和第二夹板8上，通过位于第一夹板7和第二夹板8上的定位装置(第一台阶和第二台阶)对PCB进行定位夹紧。

在对PCB进行固定连接的过程中，通过气缸2控制第一夹爪21和第二夹爪22同时张开或内收，使第一连接板5和第二连接板6同时张开或内收，进而带动第一夹板7和第二夹板8同时张开或内收。其中，在第一夹板7和第二夹板8同时张开时，将需连接固定在一起的PCB放置在位于第一夹板7的第一台阶71和位于第二夹板8的第二台阶81上，并通过气缸2使第一夹板7和第二夹板8同时内收，实现对多个PCB的对齐和夹紧，然后通过胶带或胶粘等方式将对齐的PCB连接为一个整体，进而实现对多个PCB的连板固定。

具体地，在第一连接板5上设置有第一连接槽51、第一螺孔52和第一连接孔53；其中，第一连接槽51为长条状螺栓孔，在第一连接板5上可以设置有多个第一连接槽51，在第一夹板7上设置有与第一连接槽51位置对应的螺栓孔；在通过连接螺栓将第一夹板7与第一连接板5固定连接时，可以通过调整连接螺栓在第一连接槽51内的位置，控制第一夹板7固定在第一连接板5上的位置。

第一连接板5除了与第一夹板7连接固定之外，还通过第一螺孔52与第一滑块31和第三滑块41同时固定连接，以及通过第一连接孔53与位于气缸2上的第一夹爪21固定连接；第一夹爪21在气缸2的带动下运动时，与第一夹爪21连接的第一连接板5也会随之运动，换言之，第一连接板5在位于第一滑轨3上的第一滑块31和位于第二滑轨4上的第三滑块41的共同配合下，根据第一夹爪21的张开或内收做相应的张开或内收运动。

相应地，在第二连接板6上设置有第二连接槽61、第二螺孔62和第二连接孔63；其中，第二连接槽61为长条状螺栓孔，可以设置有多个，第二夹板上设置有与第二连接槽61位置对应的螺栓孔；在通过连接螺栓将第二夹板8与第二连接板6固定连接时，可以通过调整连接螺栓在第二连接槽61内的位置，控制第二夹板8固定在第二连接板6上的位置；换言之，通过控制连接螺栓在第一连接槽51和第二连接槽61内的位置，可以控制第一夹板7与第二夹板8之间的间距，以实现对不同尺寸的PCB之间的连接固定，或者多个PCB之间的连接固定。

第二连接板6除了与第二夹板8连接固定之外，还通过第二螺孔62与第二滑块32和第四滑块42同时固定连接，以及通过第二连接孔63与位于气缸2上的第二夹爪22固定；第二夹爪22在气缸2的带动下运动时，与第二夹爪22连接的第二连接板6也会随之运动，换言之，第二连接板6在位于第一滑轨3上的第二滑块32和位于第二滑轨4上的第四滑块42的共同配合下，根据第二夹爪22的张开或内收做相应的张开或内收运动。

在本发明的一个具体实施方式中，底座1为矩形结构，位于底座1上的第一滑轨3和第二滑轨4相互平行设置，气缸2位于第一滑轨3与第二滑轨4之间，第一夹板7和第二夹板8均为“L”形结构，在第一夹板7上设置有“L”形状的第一台阶71，在第二夹板8上设置有“L”形状的第二台阶81；在对多个PCB进行拼接的过程中，PCB放置在第一台阶71和第二台阶81上，通过改变连接螺栓在第一连接槽51和第二连接槽61的位置，调整第一夹板7与第二夹板8之间的距离，以适用于不同规格的PCB连板。

需要说明的是，为避免对PCB上的焊盘或其他结构造成损坏，在对多个PCB进行连接固定的过程中，PCB的废板边放置在第一台阶71和第二台阶81上，整个PCB并不与第一连接板5或第二连接板6有所接触；换言之，在对多个PCB进行连板的过程中，通过第一台阶71和第二台阶81支撑多个PCB，并通过第一台阶71和第二台阶81的突起部分(台阶)使各PCB对齐夹紧，进而对各PCB进行连接固定，确保连板后的PCB的贴片精度和印刷精度。

在本发明的一个优选实施方式中，多个PCB在气缸2的作用下通过第一夹板7和第二夹板8对齐夹紧后，通过胶粘或胶带固定连接在一起。例如，将胶带粘贴在对齐后的各PCB之间的缝隙处，实现PCB与PCB之间的固定连接，进而节省PCB后期处理的时间，加快生产速度。当然，PCB之间的连接方式不仅局限于胶带或胶粘，其他能够在不损坏PCB的前提下实现PCB之间固定连接的方式均可。

为了提高气缸2驱动第一夹爪21和第二夹爪22张开或内收的速度和精度，在本发明的另一具体实施方式中，可以通过电气控制单元控制气缸2内压缩空气的进出方向。具体地，图3示出了根据本发明实施例的PCB连板装置的电气控制单元结构。

如图3所示，电气控制单元10通过气管12与气缸2连接，通过踩踏与电气控制单元10相连的脚踏开关13，即可控制气缸2内压缩空气的进出方向(对应第一夹爪和第二夹爪的张开或内收)。其中，电气控制单元10可以为电气控制盒或其他能够控制气缸2内压缩空气进出方向的控制装置，通过脚踏开关13控制，操作方便，效率高。

具体地，通过人工踏下脚踏开关13，电气控制单元10控制气缸2的第一夹爪21做张开运动，带动与第一夹爪21连接的第一连接板5在第一滑块31与第三滑块41的作用下张开，在此过程中，第一滑块31在第一滑轨3上滑动，同时，第三滑块41在第二滑轨4上滑动；与此同时，电气控制单元10控制气缸2的第二夹爪22做张开运动，带动与第二夹爪22连接的第二连接板6在第二滑块32与第四滑块42的作用下张开，在此过程中，第二滑块32在第一滑轨3上滑动，同时，第四滑块42在第二滑轨4上滑动。

在第一夹爪21和第二夹爪22沿第一滑轨3和第二滑轨4的轴向同时张开后，第一夹板7和第二夹板8也随之张开，PCB放置在打开的第一夹板7的第一台阶71和第二夹板8的第二台阶81上。此时，通过再次踏下脚踏开关13，电气控制单元10控制气缸2的第一夹爪21做内收运动，带动与第一夹爪21连接的第一连接板5内收，在此过程中，第一滑块31在第一滑轨3上滑动，同时，第三滑块41在第二滑轨4上滑动；与此同时，电气控制单元10控制气缸2的第二夹爪22也做内收运动，带动与第二夹爪22连接的第二连接板6内收，在此过程中，第二滑块32在第一滑轨3上滑动，同时，第四滑块42在第二滑轨4上滑动。

在第一夹爪21和第二夹爪22沿第一滑轨3和第二滑轨4的轴向同时内收后，第一夹板7和第二夹板8也随之内收，并将放置在第一台阶71和第二台阶81上的PCB对齐夹紧。在气缸2的作用下，第一夹爪21和第二夹爪22的张开或内收动作均是同时进行的，第一夹板7和第二夹板8的张开或内收动作也是同时进行的，实现对PCB的对齐夹紧，并通过将夹紧后的PCB固定连接在一起，实现PCB的连板，进而通过连板方式进行印刷和贴片，使生产效率成倍提高。

具体地，图4示出了根据本发明实施例的PCB连板装置结构。如图4所示，在本发明的一个具体实施方式中，连接固定的PCB9设置有两块，在第一夹爪21和第二夹爪22同时内收后，两块PCB9通过第一台阶71和第二台阶81对齐，并在气缸2的作用下紧贴在一起；然后，将胶带11粘贴在两个PCB9的中间接触部位，将两个PCB连接成一个整体，以提高后续操作效率，节省检测和加工时间。

需要说明的是，SMT包括印刷、贴片、炉前自动化光检测、回流、炉后自动化光检测。其中，印刷是指将锡膏漏印至PCB的焊盘上，为元器件的焊接做准备，所用的设备为印刷机，位于SMT生产前的最前端。贴片是将表面组装元器件准确安装到PCB的指定位置上，所用的设备为贴片机。炉前自动化光检测主要是为检测表面组装元器件的装配质量。回流是将印刷过程中的锡膏熔化，使表面组装元器件与PCB牢固粘接在一起，所用设备为回流焊炉。炉后自动化光检测主要是为了检测表面组装元器件的焊接质量。本发明提供的PCB连板装置也可以应用在PCB的上料、检测、分板等工序，不局限于具体实施例示出的印刷和贴片过程。

本发明提供的PCB连板装置，通过对称设置的第一夹板和第二夹板将多个PCB连接固定为一个整体进行印刷和贴片等加工，相比逐个PCB进行贴片和加工的方式，能够节省大量时间，生产效率成倍提高，且通过电气控制单元控制第一夹板和第二夹板的夹紧或松开，能够保证PCB连板品质并提高连板效率，操作安全。

与上述PCB连板装置相对应，本发明还提供一种连板方法，利用上述PCB连板装置对至少两个PCB进行连接固定。

具体地，图5示出了根据本发明实施例的连板方法流程。

如图5所示，本发明实施例提供的利用PCB连板装置对PCB进行连板的方法包括：

S510：启动PCB连板装置，使第一夹爪和第二夹爪同时张开，带动第一连接板和第二连接板张开，进而使第一夹板和第二夹板张开。

其中，第一连接板与位于第一滑轨上的第一滑块和位于第二滑轨上的第三滑块同时连接，在气缸的作用下，第一连接板在第一滑块和第三滑块的作用下，沿与第一滑轨轴向平行的方向滑动并张开；第二连接板与位于第一滑轨上的第二滑块和位于第二滑轨上的第四滑块同时连接，在气缸的作用下，第二连接板在第二滑块和第四滑块的作用下，沿与第二滑轨(第一滑轨和第二滑轨相平行)轴向平行的方向滑动并张开。需要说明的是，第一连接板与第二连接板的张开运动是同时进行的。

S520：将各PCB分别放置在位于第一夹板的第一台阶和位于第二夹板的第二台阶上。

其中，各PCB卡在第一台阶和第二台阶的突起部分的下方，通过第一台阶和第二台阶的突起部分(台阶)对PCB进行加紧。

S530：使第一夹爪和第二夹爪同时内收，带动第一连接板和第二连接板内收，进而使第一夹板和第二夹板内收，夹紧各PCB。

S540：将夹紧后的各PCB固定连接。

其中，在本发明的一个具体实施方式中，可以使用胶粘或胶带将各PCB固定连接为一个整体。例如，将胶带粘贴在对齐后的各PCB之间的缝隙处，实现PCB与PCB之间的固定连接，进而节省PCB后期处理的时间，加快生产速度。当然，PCB之间的连接方式不局限于胶带或胶粘。

对于本发明提供的连板方法的实施例而言，由于其基本相似于PCB连板装置实施例，相关之处参见装置实施例部分的说明，此处不再赘述。

本发明提供的PCB连板装置及其连板方法，也可应用于其他加工板之间的连接和固定，不局限于PCB，并具有以下优点：

(1)突破单个PCB逐板印刷和贴片的方式，能够通过连板方式对连接为一个整体的多个PCB进行印刷和贴片，效率成倍提高；

(2)第一夹板和第二夹板均预留有足够长度的台阶(包括第一台阶和第二台阶)，便于作业员根据PCB的尺寸自由调整第一夹板和第二夹板之间的间距，适用于多种规格的PCB连板；

(3)通过电气控制单元控制夹板(包括第一夹板和第二夹板)的夹紧和松开，并由脚踏开关进行控制，能够有效提高作业效率；

(4)各PCB之间无缝隙对齐，能够有效确保后期的印刷精度和贴片精度，操作安全，适用性强。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的PCB连板装置及其连板方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的PCB连板装置及其连板方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种PCB连板装置，包括底座、固定在所述底座上的气缸、第一滑轨、第二滑轨、第一连接板、第二连接板、第一夹板和第二夹板：其中，

在所述第一滑轨上设置有第一滑块和第二滑块；在所述第二滑轨上设置有与所述第一滑块对应的第三滑块，以及与所述第二滑块对应的第四滑块；

所述第一连接板同时与所述第一滑块和第三滑块固定连接；所述第二连接板同时与所述第二滑块和第四滑块固定连接；

所述气缸位于所述第一滑轨和所述第二滑轨之间，在所述气缸上设置有与所述第一连接板固定连接的第一夹爪，以及与所述第二连接板固定连接的第二夹爪；

所述第一夹板固定在所述第一连接板上；所述第二夹板固定在所述第二连接板上；

所述PCB分别放置在所述第一夹板和所述第二夹板上。

2.如权利要求1所述的PCB连板装置，其中，

所述第一夹板和所述第二夹板均为“L”形结构；

所述第一连接板通过设置在所述第一连接板上的第一连接槽和连接螺栓与所述第一夹板固定连接，所述第二连接板通过设置在所述第二连接板上的第二连接槽和连接螺栓与所述第二夹板固定连接；通过改变连接螺栓在所述第一连接槽和第二连接槽的位置，调整所述第一夹板与所述第二夹板之间的距离。

3.如权利要求2所述的PCB连板装置，其中，

在所述第一夹板上设置有第一台阶，在所述第二夹板上设置有第二台阶；所述PCB分别放置在所述第一台阶和所述第二台阶上。

4.如权利要求3所述的PCB连板装置，其中，

所述PCB之间通过胶粘或胶带固定连接。

5.如权利要求1所述的PCB连板装置，其中，

所述第一滑轨和所述第二滑轨相互平行。

6.如权利要求1所述的PCB连板装置，还包括电气控制单元以及与所述电气控制单元相连的脚踏开关；其中，

所述电气控制单元通过气管与所述气缸连接，并通过所述脚踏开关控制所述气缸内压缩空气的进出方向。

7.如权利要求6所述的PCB连板装置，其中，

所述第一夹爪和所述第二夹爪在所述气缸的作用下沿与所述第一滑轨和所述第二滑轨的轴向相平行的方向同时张开或内收。

8.如权利要求7所述的PCB连板装置，其中，

所述第一夹爪的张开或内收，带动所述第一连接板以及与所述第一连接板相连的所述第一夹板张开或内收。

9.如权利要求7所述的PCB连板装置，其中，

所述第二夹爪的张开或内收，带动所述第二连接板以及与所述第二连接板相连的所述第二夹板张开或内收。

10.一种连板方法，利用权利要求1至9中任意一项所述的PCB连板装置连接固定PCB；所述方法包括：

启动PCB连板装置，使第一夹爪和第二夹爪同时张开，带动第一连接板和第二连接板张开，进而使第一夹板和第二夹板张开；

将各PCB分别放置在位于所述第一夹板的第一台阶和位于所述第二夹板的第二台阶上；

使所述第一夹爪和第二夹爪同时内收，带动所述第一连接板和第二连接板内收，进而使所述第一夹板和第二夹板内收，夹紧所述各PCB；

将夹紧后的各PCB固定连接。