CN109773346A - 一种全自动pcb激光打标机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动PCB激光打标机，包括进料送料装置、出料送料装置、定位打标装置，进料送料装置位于定位打标装置左侧；出料送料装置位于定位打标装置右侧；进料送料装置与出料送料装置结构相同；进料送料装置包括放料推车、上板机架、PCB吸附搬运组件、上板提升机构，上板提升机构安装在上板机架内；上板提升机构包括立板、安装在立板上的垂直。本发明结构简单，设计合理，利用上述结构可以实现自动化校正打标、记录、检测一体，利用光路下沉同轴打标头适配不同厚度的PCB板体，实现高精度激光打标。

Description

一种全自动PCB激光打标机

技术领域

本发明涉及一种激光打标设备，具体的说是一种可以实现自己进料、校正、打标、检测、记录、评级、出料的全自动PCB激光打标机。

背景技术

PCB板，简言之就是电路板,是电子元器件电气连接的提供者。几乎所有的电子产品都会用到PCB板，例如手机、电脑、万用表等电子产品。随着PCB板产品的品种和批次日渐复杂，商家在产品管理上日渐困难。为实现PCB板生产过程中的质量管控，在PCB板上标记字符、条形码、二维码等信息进行追溯，成为产业创新发展的助推器。丝网印刷标记方式丝网印刷的加工过程是使用制作好的图形网版，在压力作用下使字符油墨从网版的部分网孔透过，并漏印在电路板表面，而网版上其余部分的网孔将被堵死，不能透过油墨，只在电路板表面形成空白，从而形成文字、标识、图案。其优点是前期投入成本相对较低、标记速度快，但丝网印刷只能标记在幅面较大的PCB板上，而且字体粗犷不清晰。污染环境：印刷过程中使用的有机溶剂及重金属元素等化工原料，具有一定毒性，会对工作人员造成人身伤害，并对空气与环境造成污染，也有易脱落、PCB板表面的油墨在使用过程中容易因为摩擦而脱落、掉色，造成字符模糊不清的缺点。此外，由于油墨印刷的特性使然，其还存在明显的易除去性及易修改性，通过盐酸或者环己酮等溶液可直接去除PCB板表面的字符，容易造成信息篡改。

激光打标标记方式激光打标是利用高能量密度的激光对PCB板进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，这对产品的防伪有特殊的意义。

随着电子产品制造技术的飞速发展，便携式电子产品日益向微型化、高集成化、轻便化的方向发展。加之封装技术的发展，焊盘和间距越来越小，使得印刷对位也变得更困难。而激光打标以其精准性和灵活性，能克服丝网印刷的易脱落、加工精度不高等技术缺陷，将在PCB板行业发挥着举足轻重的作用。

目前的PCB的激光打标需求越来越多，PCB的激光打标作业也需要从手动转为自动，但目前的PCB的激光打标的自动化没有相应的设备可以实现。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术所存在的不足，提供一种可以实现PCB激光打标全自动化，且可适配不同厚度PCB高精度打标需要的全自动PCB激光打标机。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种全自动PCB激光打标机，包括进料送料装置、出料送料装置、定位打标装置，进料送料装置位于定位打标装置左侧；出料送料装置位于定位打标装置右侧；进料送料装置与出料送料装置结构相同；

进料送料装置包括放料推车、上板机架、PCB吸附搬运组件、上板提升机构，上板提升机构安装在上板机架内；上板提升机构包括立板、安装在立板上的垂直导轨组、安装在垂直导轨组上的叉臂安装板、安装在叉臂安装板上的两根提升叉臂，立板上安装有提升电机，提升电机通过同步带与叉臂安装板相连，提升电机可带动叉臂安装板在垂直导轨组上的往复直线运动；

放料推车包括推车本体、安装在推车本体内的置板架，推车本体的底部设有活动滚轮，推车本体的两侧面上均安装有导向滚轮组，推车本体上还安装有方便推送的把手；

上板机架内设有一与推车本体对位配合的推车阻挡定位机构；

上板提升机构与放料推车对位配合，上板提升机构上的叉臂可与推车本体内的置板架配合，单独抬升置板架；

PCB吸附搬运组件安装在上板机架内；

PCB吸附搬运组件包括主轴杆组、主轴固定座、横移活动板、导轨组、纵向导杆、纵向气缸、固定板、吸盘组件，两个对称设置的主轴固定座将主轴杆组连接固定；主轴杆组由若干根相互平行的主轴杆组成；主轴固定座上安装有皮带轮；主轴固定座中的一个上安装有一电机，该电机与皮带轮间套设有一皮带，通过该皮带连接配合，电机可驱动该皮带运动；横移活动板的底部安装有导轨组；导轨组与主轴杆组套接配合，实现横移活动板在主轴杆组上的滑动；横移活动板与皮带连接固定，经由皮带运动下实现在主轴杆组上的可控往复直线运动；固定板位于横移活动板的正下方，固定板与横移活动板间安装有若干导向的纵向导杆以及若干个固定连杆；固定板通过固定连杆与横移活动板连固为一体；纵向导杆向下伸出固定板并与吸盘组件相连；固定板上安装有及至少一个纵向气缸，该纵向气缸位于固定板与横移活动板之间；纵向气缸的主轴向下伸出并穿过固定板与吸盘组件相连；纵向气缸与纵向导杆配合实现带动吸盘组在垂直方向上的往复运动；吸盘组件包括吸盘杆、安装在吸盘杆上可手动调节水平位置的吸盘单元以及用于连接吸盘杆的连接板；吸盘杆上沿轴向开设有一安装槽；吸盘单元包括吸盘、与吸盘相连并带有一字形镂空调节槽的调节块；吸盘通过真空管与外部的真空设备相连；若干个吸盘单元通过螺母与调节块锁紧配合，通过调整调节块上通过螺母与吸盘杆的安装槽上的锁紧位置，实现吸盘位置的手动调整；吸盘通过真空管与外部的真空设备相连；上板机架内还设有与放料推车对位配合的感应开关；

定位打标装置包括打标机架、安装在打标机架内的龙门式PCB激光打标单元；

龙门式PCB激光打标单元包括包括底板、龙门架、X向导轨组、Y向导轨组、光路下沉同轴打标头、固定吸附平台，龙门架安装在底板上；Y向导轨组安装在底板上；固定吸附平台安装在Y向导轨组上，并可在一电机的带动下实现在Y向导轨组的往复运动；X向导轨组安装在龙门架上；光路下沉同轴打标头安装在X向导轨组上，可在一电动带动下实现沿X向导轨组的往复运动；

固定吸附平台包括平台基板、位于平台基板上的横向活动式校正组件、弹性压紧组件，平台基板上均匀间隔开设有若干个负压进气孔，负压进气孔与位于平台基板内的负压气道相连通，经由负压气道实现负压进气，从而实现负压真空吸附；平台基板上两边上安装有横向导轨，该横向导轨用于安装横向活动式校正组件；横向活动式校正组件包括有活动载板、带动活动载板沿导轨运动的电机；弹性压紧组件包括气缸、受气缸驱动伸缩运动的活动板、安装在活动板通过弹簧与导柱与活动板配合的弹性压块、可驱动弹性压块活动工作的压料气缸；压料气缸横置，压料气缸的前端安装有一个楔形块，该楔形块与一导轮配合，该导轮与弹性压块连接，经导轮及楔形块作用，带动弹性压块提起或复位；平台基板上设置有至少一个用于检测放料与否的光电感应器；平台基板上设置有至少一个基准定位块；横向活动校正组件上安装有一个弹性下压机构，该弹性下压机构包括通过弹簧及导杆安装在活动载板上的压板、安装在活动载体上的一对横置气缸、安装在横置气缸伸缩杆上的楔形块、与楔形块对位配合并与压板相连的导轮，通过导轮与楔形块间的配合，将气缸的横向左右力调整为纵向，进而控制压板的提起、复位；

光路下沉同轴打标头，包括固定架体、激光发生器、上分光组件、下分光组件、出光组件、相机、电动升降机构、环形光源、抽烟组件，激光发生器固定安装在固定架体上；电动升降机构固定安装在固定架体上；上分光组件固定安装在固定架体上并与激光发生器的出光口对位配合；下分光组件位于上分光组件的正下方，并固定在电动升降机构上；上分光组件与下分光组件间套装有一个防护套；相机安装在下分光组件右侧；出光组件安装在下分光组件左侧，与相机相对；环形光源通过一个连接支架安装在出光组件正下方；抽烟组件也安装在连接支架上，并与环形光源相接配合；抽烟组件包括L形吸烟模组、与L形吸烟模组相连的排烟管体；L形吸烟模组在水平面上呈L形，其底部沿边沿开设有条状进烟口；上分光组件为45度角镜，其与激光发生器的出光孔对位配合；下分光组件为45度角镜，其与上分光组件对位配合。

本发明实施时，人工将PCB板堆叠到放料推车上，满料后，人工将放料推车推入上板机架内，感应到位后，推车阻挡定位机构工作将放料推车与上板机架锁紧连固，而后上板提升机构实现PCB板的提升，提升到位后被PCB吸附搬运组件进PCB板的吸取搬运至龙门式PCB激光打标单元上，龙门式PCB激光打标单元利用固定吸附平台对PCB板进行校正固定，而后光路下沿同轴打标头在龙门架上的X向导轨组上运动，到达设定位置后，光路下沉同轴打标头对PCB进行激光打标，并实时监测及记录评级，实现PCB的激光打标，完成打标后，出料送料装置反向进料送料装置的工作步骤，实现打标后的出料送料。

本发明结构简单，设计合理，利用上述结构可以实现自动化校正打标、记录、检测一体，利用光路下沉同轴打标头适配不同厚度的PCB板体，实现高精度激光打标。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明进料送料装置的结构示意图。

图3是本发明进料送料装置中的放料推车的结构示意图。

图4是本发明中的定位打标装置当中的龙门式PCB激光打标单元的结构示意图。

图5是本发明中的定位打标装置中的光路下沉同轴打标头的结构示意图。

图6是本发明中的定位打标装置中的光路下沉同轴打标头的爆炸结构示意图。

图7是本发明中的定位打标装置的固定吸附平台的结构示意图。

图8是本发明中的PCB吸附搬运组件的结构示意图。

图9是本发明中的定位打标装置的结构示意图。

图10是本发明中的进料送料装置的爆炸结构示意图。

图11是本发明中的进料送料装置中的上板提升机构的结构示意图。

具体实话方式

在发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示 或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在 发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。

在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、 “相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连 接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可 以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为方便对本发明作进一步的理解，现结合附图举出实施例，对本发明作进一步说明。

实施例：

如图1-11所示，本发明包括进料送料装置1、出料送料装置2、定位打标装置3，进料送料装置1位于定位打标装置3左侧；出料送料装置2位于定位打标装置3右侧；进料送料装置1与出料送料装置2结构相同；

进料送料装置1包括放料推车101、上板机架102、PCB吸附搬运组件103、上板提升机构104，上板提升机构104安装在上板机架102内；上板提升机构104包括立板105、安装在立板105上的垂直导轨组106、安装在垂直导轨组106上的叉臂安装板107、安装在叉臂安装板107上的两根提升叉臂108，立板105上安装有提升电机，提升电机通过同步带与叉臂安装板107相连，提升电机可带动叉臂安装板107在垂直导轨组106上的往复直线运动；

放料推车101包括推车本体109、安装在推车本体109内的置板架110，推车本体109的底部设有活动滚轮，推车本体109的两侧面上均安装有导向滚轮组111，推车本体109上还安装有方便推送的把手112；

上板机架102内设有一与推车本体109对位配合的推车阻挡定位机构；

上板提升机构104与放料推车101对位配合，上板提升机构104上的叉臂108可与推车本体109内的置板架110配合，单独抬升置板架110；

PCB吸附搬运组件103安装在上板机架102内；

PCB吸附搬运组件103包括主轴杆组113、主轴固定座114、横移活动板115、导轨组116、纵向导杆117、纵向气缸118、固定板119、吸盘组件120，两个对称设置的主轴固定座114将主轴杆组113连接固定；主轴杆组113由若干根相互平行的主轴杆组成；主轴固定座114上安装有皮带轮；主轴固定座114中的一个上安装有一电机121，该电机121与皮带轮间套设有一皮带，通过该皮带连接配合，电机121可驱动该皮带运动；横移活动板115的底部安装有导轨组116；导轨组116与主轴杆组113套接配合，实现横移活动板115在主轴杆组113上的滑动；横移活动板115与皮带连接固定，经由皮带运动下实现在主轴杆组113上的可控往复直线运动；固定板119位于横移活动板115的正下方，固定板119与横移活动板115间安装有若干导向的纵向导杆117以及若干个固定连杆；固定板119通过固定连杆与横移活动板115连固为一体；纵向导杆117向下伸出并穿过固定板119并与吸盘组件120相连；固定板119上安装有及至少一个纵向气缸118，该纵向气缸118位于固定板119与横移活动板115之间；纵向气缸118的主轴向下伸出固定板119，并与吸盘组件120相连；纵向气缸118与纵向导杆117配合实现带动吸盘组件120相对于固定板119间在垂直方向上的往复运动；吸盘组件120包括吸盘杆、安装在吸盘杆上可手动调节水平位置的吸盘单元以及用于连接吸盘杆的连接板；吸盘杆上沿轴向开设有一安装槽；吸盘单元包括吸盘、与吸盘相连并带有一字形镂空调节槽的调节块；吸盘通过真空管与外部的真空设备相连；若干个吸盘单元通过螺母与调节块锁紧配合，通过调整调节块上通过螺母与吸盘杆的安装槽上的锁紧位置，实现吸盘位置的手动调整；吸盘通过真空管与外部的真空设备相连；上板机架102内还设有与放料推车101对位配合的感应开关；

定位打标装置3包括打标机架301、安装在打标机架301内的龙门式PCB激光打标单元302；

龙门式PCB激光打标单元302包括包括底板303、龙门架304、X向导轨组305、Y向导轨组306、光路下沉同轴打标头307、固定吸附平台308，龙门架304安装在底板303上；Y向导轨组306安装在底板303上；固定吸附平台308安装在Y向导轨组306上，并可在一电机309的带动下实现在Y向导轨组306的往复运动；X向导轨组305安装在龙门架303上；光路下沉同轴打标头307安装在X向导轨组305上，可在一电动310带动下实现沿X向导轨组305的往复运动；

固定吸附平台308包括平台基板311、位于平台基板311上的横向活动式校正组件312、弹性压紧组件313，平台基板311上均匀间隔开设有若干个负压进气孔314，负压进气孔314与位于平台基板311内的负压气道相连通，经由负压气道实现负压进气，从而实现负压真空吸附；平台基板311上两边上安装有横向导轨315，该横向导轨315用于安装横向活动式校正组件312；横向活动式校正组件312包括有活动载板、带动活动载板沿导轨运动的电机；弹性压紧组件313包括气缸、受气缸驱动伸缩运动的活动板、安装在活动板通过弹簧与导柱与活动板配合的弹性压块、可驱动弹性压块活动工作的压料气缸；压料气缸横置，压料气缸的前端安装有一个楔形块，该楔形块与一导轮配合，该导轮与弹性压块连接，经导轮及楔形块作用，带动弹性压块提起或复位；平台基板311上设置有至少一个用于检测放料与否的光电感应器；平台基板311上设置有至少一个基准定位块；横向活动校正组件312上安装有一个弹性下压机构，该弹性下压机构包括通过弹簧及导杆安装在活动载板上的压板、安装在活动载体上的一对横置气缸、安装在横置气缸伸缩杆上的楔形块、与楔形块对位配合并与压板相连的导轮，通过导轮与楔形块间的配合，将气缸的横向左右力调整为纵向，进而控制压板的提起、复位；

光路下沉同轴打标头307，包括固定架体316、激光发生器317、上分光组件318、下分光组件319、出光组件320、相机321、电动升降机构322、环形光源323、抽烟组件324，激光发生器317固定安装在固定架体316上；电动升降机构322固定安装在固定架体316上；上分光组件318固定安装在固定架体316上并与激光发生器317的出光口对位配合；下分光组件319位于上分光组件318的正下方，并固定在电动升降机构322上；上分光组件318与下分光组件319间套装有一个防护套327；相机321安装在下分光组件319右侧；出光组件320安装在下分光组件319左侧，与相机321相对；环形光源323通过一个连接支架安装在出光组件320正下方；抽烟组件324也安装在连接支架上，并与环形光源323相接配合；抽烟组件324包括L形吸烟模组325、与L形吸烟模组325相连的排烟管体326；L形吸烟模组325在水平面上呈L形，其底部沿边沿开设有条状进烟口；上分光组件318为45度角镜，其与激光发生器317的出光孔对位配合；下分光组件319为45度角镜，其与上分光组318件对位配合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种全自动PCB激光打标机，其特征在于：包括进料送料装置、出料送料装置、定位打标装置，进料送料装置位于定位打标装置左侧；出料送料装置位于定位打标装置右侧；进料送料装置与出料送料装置结构相同；进料送料装置包括放料推车、上板机架、PCB吸附搬运组件、上板提升机构，上板提升机构安装在上板机架内；上板提升机构包括立板、安装在立板上的垂直导轨组、安装在垂直导轨组上的叉臂安装板、安装在叉臂安装板上的两根提升叉臂，立板上安装有提升电机，提升电机通过同步带与叉臂安装板相连，提升电机可带动叉臂安装板在垂直导轨组上的往复直线运动；放料推车包括推车本体、安装在推车本体内的置板架，推车本体的底部设有活动滚轮，推车本体的两侧面上均安装有导向滚轮组，推车本体上还安装有方便推送的把手；上板机架内设有一与推车本体对位配合的推车阻挡定位机构；上板提升机构与放料推车对位配合，上板提升机构上的叉臂可与推车本体内的置板架配合，单独抬升置板架；PCB吸附搬运组件安装在上板机架内；PCB吸附搬运组件包括主轴杆组、主轴固定座、横移活动板、导轨组、纵向导杆、纵向气缸、固定板、吸盘组件，两个对称设置的主轴固定座将主轴杆组连接固定；主轴杆组由若干根相互平行的主轴杆组成；主轴固定座上安装有皮带轮；主轴固定座中的一个上安装有一电机，该电机与皮带轮间套设有一皮带，通过该皮带连接配合，电机可驱动该皮带运动；横移活动板的底部安装有导轨组；导轨组与主轴杆组套接配合，实现横移活动板在主轴杆组上的滑动；横移活动板与皮带连接固定，经由皮带运动下实现在主轴杆组上的可控往复直线运动；固定板位于横移活动板的正下方，固定板与横移活动板间安装有若干导向的纵向导杆以及若干个固定连杆；固定板通过固定连杆与横移活动板连固为一体；纵向导杆向下伸出固定板并与吸盘组件相连；固定板上安装有及至少一个纵向气缸，该纵向气缸位于固定板与横移活动板之间；纵向气缸的主轴向下伸出并穿过固定板与吸盘组件相连；纵向气缸与纵向导杆配合实现带动吸盘组在垂直方向上的往复运动；吸盘组件包括吸盘杆、安装在吸盘杆上可手动调节水平位置的吸盘单元以及用于连接吸盘杆的连接板；吸盘杆上沿轴向开设有一安装槽；吸盘单元包括吸盘、与吸盘相连并带有一字形镂空调节槽的调节块；吸盘通过真空管与外部的真空设备相连；若干个吸盘单元通过螺母与调节块锁紧配合，通过调整调节块上通过螺母与吸盘杆的安装槽上的锁紧位置，实现吸盘位置的手动调整；吸盘通过真空管与外部的真空设备相连；上板机架内还设有与放料推车对位配合的感应开关；定位打标装置包括打标机架、安装在打标机架内的龙门式PCB激光打标单元；龙门式PCB激光打标单元包括包括底板、龙门架、X向导轨组、Y向导轨组、光路下沉同轴打标头、固定吸附平台，龙门架安装在底板上；Y向导轨组安装在底板上；固定吸附平台安装在Y向导轨组上，并可在一电机的带动下实现在Y向导轨组的往复运动；X向导轨组安装在龙门架上；光路下沉同轴打标头安装在X向导轨组上，可在一电动带动下实现沿X向导轨组的往复运动；固定吸附平台包括平台基板、位于平台基板上的横向活动式校正组件、弹性压紧组件，平台基板上均匀间隔开设有若干个负压进气孔，负压进气孔与位于平台基板内的负压气道相连通，经由负压气道实现负压进气，从而实现负压真空吸附；平台基板上两边上安装有横向导轨，该横向导轨用于安装横向活动式校正组件；横向活动式校正组件包括有活动载板、带动活动载板沿导轨运动的电机；弹性压紧组件包括气缸、受气缸驱动伸缩运动的活动板、安装在活动板通过弹簧与导柱与活动板配合的弹性压块、可驱动弹性压块活动工作的压料气缸；压料气缸横置，压料气缸的前端安装有一个楔形块，该楔形块与一导轮配合，该导轮与弹性压块连接，经导轮及楔形块作用，带动弹性压块提起或复位；平台基板上设置有至少一个用于检测放料与否的光电感应器；平台基板上设置有至少一个基准定位块；横向活动校正组件上安装有一个弹性下压机构，该弹性下压机构包括通过弹簧及导杆安装在活动载板上的压板、安装在活动载体上的一对横置气缸、安装在横置气缸伸缩杆上的楔形块、与楔形块对位配合并与压板相连的导轮，通过导轮与楔形块间的配合，将气缸的横向左右力调整为纵向，进而控制压板的提起、复位；光路下沉同轴打标头，包括固定架体、激光发生器、上分光组件、下分光组件、出光组件、相机、电动升降机构、环形光源、抽烟组件，激光发生器固定安装在固定架体上；电动升降机构固定安装在固定架体上；上分光组件固定安装在固定架体上并与激光发生器的出光口对位配合；下分光组件位于上分光组件的正下方，并固定在电动升降机构上；上分光组件与下分光组件间套装有一个防护套；相机安装在下分光组件右侧；出光组件安装在下分光组件左侧，与相机相对；环形光源通过一个连接支架安装在出光组件正下方；抽烟组件也安装在连接支架上，并与环形光源相接配合；抽烟组件包括L形吸烟模组、与L形吸烟模组相连的排烟管体；L形吸烟模组在水平面上呈L形，其底部沿边沿开设有条状进烟口；上分光组件为45度角镜，其与激光发生器的出光孔对位配合；下分光组件为45度角镜，其与上分光组件对位配合。