CN104924157A - 一种用于电路板加工的多自由度机床 - Google Patents

Abstract

一种用于电路板加工的多自由度机床，包括机床和设于机床上的电路板夹具；所述机床为多自由度机床，包括床身、床鞍、立柱、刀库、机头、主轴和工作台，所述工作台沿长度方向设置在所述床身，所述床鞍设置在所述工作台的一侧；所述电路板夹具包括底座、若干定位块、偏心轮、偏心转轴、活动导向块、定位杆、滑块和线轨。一个以上所述底座排列设置在所述工作台，加工完一个工件后，驱动所述床鞍沿X轴方向移动，依次加工各底座夹持的工件；加工完的工件及时卸掉，换上新的待加工工件，在床鞍往回运动的过程中继续加工，大大地提高了工作效率。

Description

一种用于电路板加工的多自由度机床

技术领域

本发明涉及板状工件夹具领域，特别是一种用于电路板加工的多自由度机床。

背景技术

电路板的使用非常普遍，其生产工艺需要经过多个不同的环境，比如焊接、喷漆等，电路板在一些工序中往往需要被可靠的固定住，而这些加工过程一般需要在多个机床上进行，工件需要反复装夹，工作效率低。

另外，目前市场上很多电路板使用的材料为树脂等，制成的电路板脆性较大，故而需要装夹时，容易受力不均为造成板体的损坏，废品率较高。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种用于电路板加工的多自由度机床，一次装夹后在工件可在该机床上进行多种工艺的加工，且装夹时通过偏心轮实现快速装夹，各定位块为工件提供限位点，保证了装夹时受力均匀，提高电路板的加工质量，降低废品率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于电路板加工的多自由度机床，包括机床和设于机床上的电路板夹具；所述机床为多自由度机床，包括床身、床鞍、立柱、刀库、机头、主轴和工作台，所述工作台沿长度方向设置在所述床身，所述床鞍设置在所述工作台的一侧；

立柱和刀库排列设置在所述床鞍，所述立柱通过Y轴滑轨可滑动安装在所述床鞍，所述刀库和立柱相互独立，互相不承重；立柱沿竖直方向设有Z轴滑轨，所述机头由Z轴驱动电机驱动沿Z轴滑轨作直线运动；沿所述床身的长度方向设有X轴滑轨，所述X轴滑轨在床身上作直线运动；

所述电路板夹具包括底座、若干定位块、偏心轮、偏心转轴、活动导向块、定位杆、滑块和线轨，所述定位杆垂直固定在活动导向块，两者中心线构成的平面平行于底座的上端面，所述线轨固定在所述底座；一个以上所述底座排列设置在所述工作台；

所述定位块设有工件限位部，若干定位块以适应工件形状的排布方式固定在底座，装夹时所述工件限位部与工件的边缘侧壁接触，工件置于若干定位块之间；

所述活动导向块设置在被若干定位块初步定位的工件最长边的外侧，所述定位杆设置在活动导向块与工件之间；所述偏心轮通过偏心转轴设置在所述活动导向块的外侧，所述偏心转轴竖直固定在所述底座；所述活动导向块的底部设有滑块，所述滑块与所述线轨可滑动配合；转动所述偏心轮使得其侧壁挤压或离开所述活动导向块，所述活动导向块在所述线轨上前后运动，使得定位杆的端面挤压或离开工件，工件的边缘侧壁挤压或离开工件限位部。

进一步的，所述工件限位部由所述定位块的上表面下凹形成，与工件的边缘造型配合。

进一步的，还包括负载调节组件，所述负载调节组件包括设置在活动导向块的螺纹孔、螺母、定位弹簧和顶杆；所述定位杆外表面设有外螺纹与活动导向块上的螺纹孔配合，并通过螺母固定；

所述定位杆为中空的杆件，所述定位弹簧设置在定位杆的中空腔体，所述顶杆由大端顶杆和小端顶杆两部分固定连接而成，所述大端顶杆可滑动设置在所述定位杆的中空腔体，并与所述定位弹簧接触或固定，所述小端顶杆向外伸出所述定位杆的中空腔体，所述活动导向块在所述线轨上前后运动时，小端顶杆挤压或离开工件。

进一步的，所述活动导向块与工件之间设有复位组件，所述复位组件包括固定板、复位弹簧、连接杆和滑动槽，所述固定板竖直固定在所述底座，且固定板的最高点到底座的竖直距离小于活动导向块下端面到底座的竖直距离，所述滑动槽设置在所述活动导向块，所述连接杆穿过所述滑动槽并可在其轴心线方向滑动；

所述连接杆的一端固定在所述固定板，另一端可滑动穿设在所述滑动槽内，所述复位弹簧套装在固定板和活动导向块之间的连接杆杆体上。

进一步的，所述滑动槽由大直径槽体和小直径槽体组成，所述大直径槽体的内径与所述复位弹簧的外径适应性配合，所述小直径槽体的内径与所述连接杆的外径适应性配合。

进一步的，所述偏心轮内设有导向槽，设有导向柱串接在所述导向槽内，所述导向柱竖直固定在所述底座。

进一步的，所述偏心轮的边缘设有切面，转动夹紧时偏心轮通过切面与所述活动导向块的侧壁贴合。

进一步的，还包括承接座，所述承接座固定在底座且设于若干定位块之间，承接座的上表面与工件的下表面接触。

进一步的，设有把手固定在所述偏心轮。

进一步的，所述底座的两侧固定分别设有拉手。

本发明的有益效果：一个以上所述底座排列设置在所述工作台，加工完一个工件后，驱动所述床鞍沿X轴方向移动，依次加工各底座夹持的工件；加工完的工件及时卸掉，换上新的待加工工件，在床鞍往回运动的过程中继续加工，大大地提高了工作效率；

与工件接触的不是活动导向块的整个侧面，而是活动导向块上定位杆的端面，减小接触面积，施加较小的力即能得到实现装夹的压强，节省了人力，同时也更好地掌控夹紧力的大小，防止夹紧力过大使得脆性电路板损坏；若干定位块提供的工件限位部对工件的侧壁实现限定，保证夹紧时电路板上受力均匀，防止局部受力不均使电路板损坏；

根据工件的长度，可在活动导向块上设置一个以上的定位杆，从而增加夹紧时工件上承受外力的受力点个数，保证装夹的稳定性。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的安装结构图；

图2是本发明的夹具的结构示意图；

图3是本发明中工件限位部的一个实施例的结构示意图；

图4是本发明中负载调节组件的一个实施例的结构示意图；

图5是本发明中复位组件的一个实施例的结构示意图。

其中：底座1，定位块2，工件限位部201；偏心轮3，导向槽31，切面32，把手33；偏心转轴4；

活动导向块5，滑动槽51，大直径槽体511，小直径槽体512；

定位杆6，滑块7，线轨8；

负载调节组件9，螺纹孔91，螺母92，定位弹簧93，顶杆94，大端顶杆941，小端顶杆942；

固定板100，复位弹簧101，连接杆102；

导向柱11，承接座12，拉手13，床身14，床鞍15，立柱16，刀库17，机头18，主轴19，工作台20，Y轴滑轨21，Z轴滑轨22，X轴滑轨23,工件24。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1及图2所示，一种用于电路板加工的多自由度机床，包括底座1；所述底座1设有若干定位块2、偏心轮3、偏心转轴4、活动导向块5、定位杆6、滑块7和线轨8，所述定位杆6垂直固定在活动导向块5，两者中心线构成的平面平行于底座1的上端面，所述线轨8固定在所述底座1；

所述定位块2设有工件限位部201，若干定位块2以适应工件24形状的排布方式固定在底座1，装夹时所述工件限位部201与工件24的边缘侧壁接触，工件24置于若干定位块2之间；装夹时，将工件24放置在定位块2上，并通过工件限位部201实现初步定位。

所述活动导向块5设置在被若干定位块2初步定位的工件24最长边的外侧，所述定位杆6设置在活动导向块5与工件24之间；所述偏心轮11通过偏心转轴13设置在所述活动导向块5的外侧，所述偏心转轴13竖直固定在所述底座1；所述活动导向块5的底部设有滑块7，所述滑块7与所述线轨8可滑动配合；转动所述偏心轮11使得其侧壁挤压或离开所述活动导向块5，所述活动导向块5在所述线轨8上前后运动，使得定位杆6的端面挤压或离开工件24，工件24的边缘侧壁挤压或离开工件限位部201。

将工件24初步放置在工件限位部201后，转动偏心轮11使其侧壁挤压所述活动导向块5，从而给活动导向块5向前的推动力，推动其向前运行后，其前方的定位杆6与工件24接触后给工件24向前的挤压力，工件24的边缘侧壁挤压或离开工件限位部201，若干定位块2上的工件限位部201从不同方向对工件24进行限定，从而完成对工件24的夹紧。

目前市场上很多电路板使用的材料为树脂等，制成的电路板脆性较大，故而需要装夹时，容易造成板体的损坏，废品率较高。本技术方案中，夹紧时的外力通过定位杆6传递到工件，即，与工件24接触的不是活动导向块5的整个侧面，而是活动导向块5上定位杆6的端面，减小接触面积，施加较小的力即能得到实现装夹的压强，节省了人力，同时也更好地掌控夹紧力的大小，防止夹紧力过大使得脆性电路板损坏；若干定位块2提供的工件限位部201对工件24的侧壁实现限定，保证夹紧时电路板上受力均匀，防止局部受力不均使电路板损坏。

根据工件24的长度，可在活动导向块5上设置一个以上的定位杆6，从而增加夹紧时工件24上承受外力的受力点个数，保证装夹的稳定性。

所述多轴机床包括床身14、床鞍15、立柱16、刀库17、机头18、主轴19和工作台20，所述工作台20沿长度方向设置在所述床身14，所述床鞍15设置在所述工作台20的一侧，一个以上所述底座1排列设置在所述工作台20；

立柱16和刀库17排列设置在所述床鞍15，所述立柱16通过Y轴滑轨21可滑动安装在所述床鞍15，所述刀库17和立柱16相互独立，互相不承重；立柱16沿竖直方向设有Z轴滑轨22，所述机头18由Z轴驱动电机驱动沿Z轴滑轨22作直线运动；沿所述床身14的长度方向设有X轴滑轨23，所述X轴滑轨23在床身上作直线运动。

X轴驱动电机(图未示)驱动床鞍15在X轴滑轨23上作直线运动，Y轴驱动电机(图未示)驱动立柱16在Y轴滑轨21上作直线运动，Z轴驱动电机(图未示)驱动机头18在Z轴滑轨22上作直线运动，从而完成机头18上刀具对工件的准确定位，再而进行加工，提高加工效率；不同型号的刀具通过刀库17提供，一次装夹可完成多种种类的加工。

所述刀库17设置在所述床鞍15且位于所述立柱16的一侧；由于刀库17内部安装有十几把金属刀具，其体积大，重量大，现有技术中为了节省空间将刀库17直接安装在立柱16，所以在加工过程中立柱16要承受刀库17的重量和惯性，而且刀库17必然是设置于立柱16的一侧，对立柱16有翻转的扭力，使立柱16受力不平衡，因此对立柱16的加工精度具有较大影响。为了避免此问题，将刀库17和立柱16相互独立，立柱16的受力不平衡情况完全避免，从而提高了加工精度，延长了机床的寿命。

一个以上所述底座1排列设置在所述工作台20，加工完一个工件24后，驱动所述床鞍15沿X轴方向移动，依次加工各底座1夹持的工件24；加工完的工件及时卸掉，换上新的待加工工件，在床鞍15往回运动的过程中继续加工，大大地提高了工作效率。

如图2及图3所示，所述工件限位部201由所述定位块2的上表面下凹形成，与工件24的边缘造型配合。本实施例中，将工件24直接放置在下凹面即可，定位方便准确。

如图2及图4所示，所述负载调节组件9包括设置在活动导向块5的螺纹孔91、螺母92、定位弹簧93和顶杆94；

所述定位杆6外表面设有外螺纹与活动导向块5上的螺纹孔91配合，并通过螺母92固定；

所述定位杆6为中空的杆件，所述定位弹簧93设置在定位杆6的中空腔体，所述顶杆94由大端顶杆941和小端顶杆942两部分固定连接而成，所述大端顶杆941可滑动设置在所述定位杆6的中空腔体，并与所述定位弹簧93接触或固定，所述小端顶杆942向外伸出所述定位杆6的中空腔体，所述活动导向块5在所述线轨8上前后运动时，小端顶杆942挤压或离开工件24。

定位杆6的一端穿过螺纹孔91，调整定位杆6这一端伸出活动导向块5侧面的长度到需要的尺寸后，螺母92从另一端穿入定位杆6后通过螺母92侧面与活动导向块5的侧面接触产生的摩擦力将定位杆6固定；装夹不同尺寸的工件时，松开螺母92，调整定位杆6与工件的接触端面到活动导向块5的同一侧端面之间的距离进行适应，夹具的适用范围广。

终定位时，定位杆6的端面挤压工件24，本实施例中，小端顶杆942的前端面挤压工件24，工件24给小端顶杆942反向推动力，使得小端顶杆942连带着大端顶杆941反向运动后，大端顶杆941挤压定位弹簧93，被挤压的定位弹簧93给顶杆94往工件方向的回复力，该回复力将工件24稳定夹紧，而定位弹簧93同时也为工件24装夹提供缓冲，避免突发情况下工件的装夹失效；将定位弹簧93设置在定位杆6的中空腔体内，使得装置结构紧凑，各部件的运动路径准确高效。

如图2及图5所示，所述活动导向块5与工件24之间设有复位组件，所述复位组件包括固定板100、复位弹簧101、连接杆102和滑动槽51，所述固定板100竖直固定在所述底座1，且固定板100的最高点到底座1的竖直距离小于活动导向块5下端面到底座1的竖直距离，所述滑动槽51设置在所述活动导向块5，所述连接杆102穿过所述滑动槽51并可在其轴心线方向滑动；

所述连接杆102的一端固定在所述固定板100，另一端可滑动穿设在所述滑动槽51内，所述复位弹簧101套装在固定板100和活动导向块5之间的连接杆102杆体上。

活动导向块5向前往工件24的方向运动进行装夹时，连接杆102相对活动导向块5向后运动，则活动导向块5的侧壁向固定板100方向挤压复位弹簧101；工件24加工完成需要卸下来时，只需稍微转动偏心轮11，则被压缩的复位弹簧101所产生的向后回复力就会立刻向外侧推动活动导向块5到原始位置，加快了卸载工件的效率，同时还节省了人力。

所述滑动槽51由大直径槽体511和小直径槽体512组成，所述大直径槽体512的内径与所述复位弹簧101的外径适应性配合，所述小直径槽体512的内径与所述连接杆102的外径适应性配合。

将复位弹簧101限定在固定板100和大直径槽体511与小直径槽体512的过渡壁之间，复位弹簧101的定位准确；装夹时，大直径槽体511与小直径槽体512的过渡壁将复位弹簧101往固定板100方向挤压，同时大直径槽体511的侧壁限制了复位弹簧101往其两侧偏移，确保了复位的效率。

所述偏心轮3内设有导向槽31，设有导向柱11串接在所述导向槽31内，所述导向柱11竖直固定在所述底座1。

导向槽31为圆弧形通槽，导向柱11和导向槽31的弧长将偏心轮3转动的角度进行限定，偏心轮3只能从圆弧形通槽的一端跟导向柱11接触的位置转动到圆弧形通槽的另一端跟导向柱11接触，防止偏心轮3转过位对其他部件造成干扰，提高调整的效率。

所述偏心轮3的边缘设有切面32，转动夹紧时偏心轮3通过切面32与所述活动导向块5的侧壁贴合。

切面32为偏心轮3边缘上垂直于偏心轮3上下端面的竖直平面，与活动导向块5的侧壁接触挤压，对比直接通过偏心轮3的弧形边缘与活动导向块5的侧壁接触，本技术方案中的切面32设计，增加了偏心轮3与活动导向块5之间的接触面积，保证了装夹时受力稳定。

还包括承接座12，所述承接座12固定在底座1且设于若干定位块2之间，承接座12的上表面与工件24的下表面接触。承接座12用整个上表面为工件24提供承接面，保证装夹的稳定性。

设有把手33固定在所述偏心轮3；通过把手33驱动偏心轮3旋转，方便操作。

所述底座1的两侧固定分别设有拉手13；通过拉手13搬运夹具，方便操作。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电路板加工的多自由度机床，包括机床和设于机床上的电路板夹具，其特征在于：所述机床为多自由度机床，包括床身、床鞍、立柱、刀库、机头、主轴和工作台，所述工作台沿长度方向设置在所述床身，所述床鞍设置在所述工作台的一侧；

立柱和刀库排列设置在所述床鞍，所述立柱通过Y轴滑轨可滑动安装在所述床鞍，所述刀库和立柱相互独立，互相不承重；立柱沿竖直方向设有Z轴滑轨，所述机头由Z轴驱动电机驱动沿Z轴滑轨作直线运动；沿所述床身的长度方向设有X轴滑轨，所述X轴滑轨在床身上作直线运动；

所述电路板夹具包括底座、若干定位块、偏心轮、偏心转轴、活动导向块、定位杆、滑块和线轨，所述定位杆垂直固定在活动导向块，两者中心线构成的平面平行于底座的上端面，所述线轨固定在所述底座；一个以上所述底座排列设置在所述工作台；

所述定位块设有工件限位部，若干定位块以适应工件形状的排布方式固定在底座，装夹时所述工件限位部与工件的边缘侧壁接触，工件置于若干定位块之间；

所述活动导向块设置在被若干定位块初步定位的工件最长边的外侧，所述定位杆设置在活动导向块与工件之间；所述偏心轮通过偏心转轴设置在所述活动导向块的外侧，所述偏心转轴竖直固定在所述底座；所述活动导向块的底部设有滑块，所述滑块与所述线轨可滑动配合；转动所述偏心轮使得其侧壁挤压或离开所述活动导向块，所述活动导向块在所述线轨上前后运动，使得定位杆的端面挤压或离开工件，工件的边缘侧壁挤压或离开工件限位部。

2.根据权利要求1所述的一种用于电路板加工的多自由度机床，其特征在于：所述工件限位部由所述定位块的上表面下凹形成，与工件的边缘造型配合。

3.根据权利要求1所述的一种用于电路板加工的多自由度机床，其特征在于：还包括负载调节组件，所述负载调节组件包括设置在活动导向块的螺纹孔、螺母、定位弹簧和顶杆；所述定位杆外表面设有外螺纹与活动导向块上的螺纹孔配合，并通过螺母固定；

所述定位杆为中空的杆件，所述定位弹簧设置在定位杆的中空腔体，所述顶杆由大端顶杆和小端顶杆两部分固定连接而成，所述大端顶杆可滑动设置在所述定位杆的中空腔体，并与所述定位弹簧接触或固定，所述小端顶杆向外伸出所述定位杆的中空腔体，所述活动导向块在所述线轨上前后运动时，小端顶杆挤压或离开工件。

4.根据权利要求1所述的一种用于电路板加工的多自由度机床，其特征在于：所述活动导向块与工件之间设有复位组件，所述复位组件包括固定板、复位弹簧、连接杆和滑动槽，所述固定板竖直固定在所述底座，且固定板的最高点到底座的竖直距离小于活动导向块下端面到底座的竖直距离，所述滑动槽设置在所述活动导向块，所述连接杆穿过所述滑动槽并可在其轴心线方向滑动；

所述连接杆的一端固定在所述固定板，另一端可滑动穿设在所述滑动槽内，所述复位弹簧套装在固定板和活动导向块之间的连接杆杆体上。

5.根据权利要求4所述的一种用于电路板加工的多自由度机床，其特征在于：所述滑动槽由大直径槽体和小直径槽体组成，所述大直径槽体的内径与所述复位弹簧的外径适应性配合，所述小直径槽体的内径与所述连接杆的外径适应性配合。

6.根据权利要求1所述的一种用于电路板加工的多自由度机床，其特征在于：所述偏心轮内设有导向槽，设有导向柱串接在所述导向槽内，所述导向柱竖直固定在所述底座。

7.根据权利要求1所述的一种用于电路板加工的多自由度机床，其特征在于：所述偏心轮的边缘设有切面，转动夹紧时偏心轮通过切面与所述活动导向块的侧壁贴合。

8.根据权利要求1所述的一种用于电路板加工的多自由度机床，其特征在于：还包括承接座，所述承接座固定在底座且设于若干定位块之间，承接座的上表面与工件的下表面接触。

9.根据权利要求7或8所述的一种用于电路板加工的多自由度机床，其特征在于：设有把手固定在所述偏心轮。

10.根据权利要求1所述的一种用于电路板加工的多自由度机床，其特征在于：所述底座的两侧固定分别设有拉手。