CN112954901A - 电路板制造系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电路板制造系统及方法，系统包括：抓手结构及抓手外壳，抓手结构包括，设有容置腔的夹持筒及抓取动力杆，抓取动力杆伸入容置腔，且抓取动力杆与夹持筒的一端螺纹连接，夹持筒的另一端连接有至少三个夹持板，夹持板周向环绕容置腔；其中，若抓取动力杆控制夹持板缩入抓手外壳，则抓手结构抓取销钉；若抓取动力杆控制夹持板伸出抓手外壳，则夹持板张开，并释放销钉；其中，抓手外壳，用于推动销钉进入电路板。首先通过夹持筒的容置腔及周向分布的夹持板将销钉夹取起来，再把销钉位移到特定的位置，最后，通过抓手外壳将销钉压入作业台板中。由此，实现电路板制造的全面自动化。
Description
技术领域
本发明涉及PCB板生产设备，尤其是在PCB板生产线中的电路板制造系统及方法。
背景技术
在制造PCB板的过程中，需要应用销钉将铜板、纤维板等材料进行固定，这一过程中，需要进行上料、打钉及堆垛这一系列的操作。在传统的打钉工艺中，上料及堆垛均已实现了自动化，然而，打钉的操作还未实现自动化。
而人工处理的过程中，需要先对铜板等材料进行打孔操作，以制造销钉孔，再使用销钉进行固定。如果销钉孔的直径较大，则会导致整张PCB板都会损坏；如果销钉孔的直径较小，则还要再次进行打孔操作，此时，更容易导致销钉孔损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种电路板制造系统及方法，实现自动化打销钉。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电路板制造系统，包括：抓手结构及抓手外壳，所述抓手结构包括，设有容置腔的夹持筒及抓取动力杆，所述抓取动力杆伸入所述容置腔，且所述抓取动力杆与所述夹持筒的一端螺纹连接，所述夹持筒的另一端连接有至少三个夹持板，所述夹持板周向环绕所述容置腔；
其中，若所述抓取动力杆控制所述夹持板缩入所述抓手外壳，则所述抓手结构抓取所述销钉；若所述抓取动力杆控制所述夹持板伸出所述抓手外壳，则所述夹持板张开，并释放所述销钉；
其中，所述抓手外壳，用于推动所述销钉进入电路板。
上述的电路板制造系统，还包括：靠近所述夹持筒的弹性结构，所述弹性结构的一端固定于所述夹持板，所述弹性结构的另一端伸出所述夹持板；
其中，若所述销钉的直径小于或等于预设直径，则所述弹性结构夹持所述销钉；
若所述销钉的直径大于所述预设直径，则所述夹持筒及所述夹持板夹持所述销钉。
上述电路板制造系统，还包括抓取驱动装置及销钉位移装置；
所述抓取驱动装置，用于驱动所述抓取动力杆，控制所述夹持筒及夹持板夹取所述销钉；
所述销钉位移装置，用于驱动所述销钉与所述电路板沿z轴方向产生相对位移，并驱动所述销钉进入所述电路板。
进一步地，电路板制造系统，还包括系统的第一位移装置和/或系统的第二位移装置；
所述系统的第一位移装置，用于控制所述销钉沿x轴运动，和/或，控制所述销钉沿z轴的运动方向与所述电路板产生位移；
所述系统的第二位移装置，用于控制所述电路板沿y轴运动。
可选地，电路板制造系统，还包括转孔主轴，所述转孔主轴位于所述抓手外壳的y轴方向，且分别与所述系统的第一位移装置连接；
其中，所述转孔主轴沿z轴方向设有转孔机构，用于对所述电路板打孔。
具体的，所述容置腔的直径为1mm或者2mm；所述夹持板为三个或者四个，且所述夹持板的内壁弧长度为0.7mm～2.52mm。
其中，所述销钉设有抓取部及受力部，所述抓取部与所述受力部的直径不同。
上述抓取动力杆的中间位置设有螺纹；所述抓取动力杆通过所述螺纹与所述夹持筒螺纹连接。
本申请第二方面提供一种电路板制造方法，应用于电路板制造系统，所述电路板制造系统包括，抓手结构及抓手外壳，所述抓手结构设有夹持筒及夹持板夹，所述方法包括如下步骤：
控制夹持板缩入所述抓手外壳，应用所述夹持筒及夹持板夹取销钉；
控制所述销钉运动到相应位置；
通过所述抓手外壳对所述销钉施力，使所述销钉进入电路板。
其中，所述夹持板连接有弹性结构；所述应用夹持筒及夹持板夹取销钉，具体包括：
若所述销钉的直径小于或等于预设直径，则部分所述弹性结构缩入所述夹持板，应用所述弹性结构夹取所述销钉；
若所述销钉的直径大于所述预设直径，则所述弹性结构全部缩入所述夹持板，应用所述夹持筒及夹持板夹取销钉。
本发明的有益效果在于：本申请的技术方案中，首先通过夹持筒的容置腔及周向分布的夹持板将销钉夹取起来，再把销钉位移到特定的位置，最后，通过抓手外壳将销钉压入作业台板中。其中，因为抓取动力杆与夹持筒的一端螺纹连接，通过抓取动力杆与所述夹持筒的转动，控制夹持板张开与闭合。由此，实现电路板制造的全面自动化。
附图说明
下面结合附图详述本发明的具体结构
图1为本发明的第一实施例中的电路板制造系统未抓取销钉的结构图；
图2为本发明的第一实施例中的电路板制造系统未抓取销钉的剖面图；
图3为本发明的第一实施例中的电路板制造系统抓取销钉的结构图；
图4为本发明的第一实施例中的抓手结构的立体结构图；
图5为本发明的第二实施例中的夹持板的立体示意图；
图6为本发明的第二实施例中的弹性结构的立体示意图；
图7为本发明的第三实施例中的抓取动力杆的立体示意图；
图8为本发明的第三实施例中的抓手结构的立体示意图；
图9为本发明的第四实施例中的电路板制造系统的整体系统图；
图10为本发明某一实施例的效果图；
100-抓手结构；110-夹持筒；120-抓取动力杆；130-夹持板；131-弹性结构；200-抓手外壳；301-抓取驱动装置；302-销钉位移装置；303-第一位移装置；304-第二位移装置；305-转孔主轴；400-控制装置。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1至图4，图1为本发明的第一实施例中的电路板制造系统未抓取销钉的结构图；图2为本发明的第一实施例中的电路板制造系统未抓取销钉的剖面图；图3为本发明的第一实施例中的电路板制造系统抓取销钉的结构图；图4为本发明的第一实施例中的抓手结构的立体结构图。
本申请的第一实施例提供一种电路板制造系统，包括：抓手结构100及抓手外壳200，所述抓手结构100包括设有容置腔的夹持筒110及抓取动力杆120，所述抓取动力杆120伸入所述容置腔，且所述抓取动力杆120与所述夹持筒110的一端螺纹连接，所述夹持筒110的另一端连接有至少三个夹持板130，所述夹持板130周向环绕所述容置腔；其中，若所述抓取动力杆120控制所述夹持板130缩入所述抓手外壳200，则所述抓手结构100抓取所述销钉；若所述抓取动力杆120控制所述夹持板130伸出所述抓手外壳200，则所述夹持板130张开，并释放所述销钉；其中，所述抓手外壳200，用于推动所述销钉进入电路板。
本申请的技术方案中，首先通过夹持筒110的容置腔及周向分布的夹持板130将销钉夹取起来，再把销钉位移到特定的位置，最后，通过抓手外壳200将销钉压入作业台板中。其中，因为抓取动力杆120与所述夹持筒110的一端螺纹连接，通过抓取动力杆120与所述夹持筒110的转动，控制夹持板130张开与闭合。由此，实现电路板制造的全面自动化。
需要了解的是，本实施例中的电路板，包括成品电路板、半成品电路板、制造电路板的各种板材。
请参阅图5及图6，图5为本发明的第二实施例中的夹持板的立体示意图；图6为本发明的第二实施例中的弹性结构的立体示意图。
上述电路板制造系统，还包括靠近所述夹持筒110的弹性结构131，所述弹性结构131的一端固定于所述夹持板130，所述弹性结构131的另一端伸出所述夹持板130；
其中，若所述销钉的直径小于或等于预设直径，则所述弹性结构131夹持所述销钉；若所述销钉的直径大于所述预设直径，则所述夹持筒110及所述夹持板130夹持所述销钉。
需要了解的是，在不同电路板的加工中，需要使用不同尺寸的销钉；如果每使用一种尺寸的销钉，就更换一个夹持筒110，会消耗大量的人力成本及时间成本，还会导致抓手结构100的连接位置受到损害。基于此，经过研究，可以使用弹性结构131来抓取销钉，以此应用同一抓手结构100抓取不同尺寸的销钉。
在一具体的实施例中，弹性结构131伸出所述夹持板130的那一端设有弹珠，以方便销钉滑入其中。在一具体的实施例中，每个夹持板130设有多个弹性结构131，以增强夹持的精准度；在一具体的实施例中，夹持筒110及夹持板130均设有弹性结构131，以增强夹持的精准度。需要了解的是，在本技术领域中，抓取销钉须要保证极高地精确度，才能正确地将销钉打入电路板中。
在进一步地实施例中，为了更准确地抓取销钉，对销钉进行了改良。上述的销钉设有抓取部及受力部，所述抓取部与所述受力部的直径不同。由此，在一定范围内，不同规格的销钉具有尺寸相同的抓取部，以更精确地抓取销钉；而通过抓手外壳200对销钉的受力部施加压力，也能够保证销钉与电路板稳定结合。
需要了解的，所述容置腔的直径为1mm或者2mm；所述夹持板130为三个或者四个，且所述夹持板130的内弧长为0.7mm～2.52mm。
在一可选地实施例中，销钉抓取部的直径为1mm，且销钉受力部的直径小于或等于2mm；相对应的，容置腔的直径为1mm，夹持板130为三个，夹持板130的内弧长为0.7mm或者0.8mm或者0.88mm，当夹持板130不夹取销钉时，夹持板130的间隙长度为0.22mm。
在另一可选地实施例中，销钉抓取部的直径为2mm，且销钉受力部的直径大于或等于2mm，且小于或等于5mm；相对应的，容置腔的直径为2mm，夹持板130为四个，夹持板130的内弧长为1.35mm，当夹持板130不夹取销钉时，夹持板130的间隙长度为1.3mm。
在另一可选地实施例中，销钉抓取部的直径为2mm，且销钉受力部的直径大于或等于5mm；相对应的，容置腔的直径为2mm，夹持板130为四个，夹持板130的内弧长为2.51mm或2.52mm，当夹持板130不夹取销钉时，夹持板130的间隙长度为1.3mm。
运用上述规格的实施例，均可以精确地抓取销钉，并保证销钉进入电路板的精确性。可以理解的是，上述实施例并非穷举，还有无穷多的参数，可以实现上述技术效果。
可选地，所述夹持板130设有弧状端面，所述弧状端面远离所述夹持筒110，对应的，销钉抓取部的顶端也呈弧状。由此，更容易抓取销钉，还降低了因抓取销钉失误而造成夹持板130被磨损。
请参阅图7及图8，图7为本发明的第三实施例中的抓取动力杆的立体示意图；图8为本发明的第三实施例中的抓手结构的立体示意图。
在进一步地实施例中，电路板制造系统，还包括抓取驱动装置301及销钉位移装置302；
所述抓取驱动装置301，用于驱动所述抓取动力杆120，控制所述夹持筒110及夹持板130夹取所述销钉；
所述销钉位移装置302，用于驱动所述销钉与所述电路板沿z轴方向产生相对位移，并驱动所述销钉进入所述电路板。
由此，将抓取销钉与移动销钉的动力源分离，更精细地进行打销钉操作。需要了解的是，当抓取动力杆120朝特定的方向位移后，夹持板130在抓手外壳200的作用力，夹持板130所入所述抓手外壳200。
其中，抓取驱动装置301可以通过使所述抓取动力杆120上下位移来控制夹持板130的夹持力度，也可以采用其他的技术手段实现这一目的。具体地，抓取动力杆120的中间位置设有螺纹；所述抓取动力杆120通过所述螺纹与所述夹持筒110螺纹连接。由此，能够更细致地控制销钉抓取的过程，从而更精确地进行打销钉的操作。
请参阅图9，图9为本发明的第四实施例中的电路板制造系统的整体系统图。
上述电路板制造系统，还包括系统的第一位移装置303和/或系统的第二位移装置304；
所述系统的第一位移装置303，用于控制所述销钉沿x轴运动，和/或，控制所述销钉沿z轴的运动方向与所述电路板产生位移；
所述系统的第二位移装置304，用于控制所述电路板沿y轴运动。
在一具体的实施例中，电路板制造系统包括第一位移装置303，不包括第二位移装置304。在一可选的实施例中，第一位移装置303可以只沿x轴运动，应用销钉位移装置302实现打销钉的操作；此时，第一位移装置303具有较多的连接点，z轴方向可以承受较大的作用力。在另一可选的实施例中，第一位移装置303既可以沿x轴运动，又可以沿z轴运动；此时，可以应用第一位移装置303配合销钉位移装置302实现打销钉的操作，以此降低销钉位移装置302的驱动力。
在另一具体的实施例中，电路板制造系统包括第二位移装置304，不包括第一位移装置303。由此，方便电路板的位移，更方便实现加工自动化。
在一具体的实施例中，电路板制造系统的第一位移装置303，包括立于水平面的连接板、滑动结构及电机，连接板的一面固定有上述的销钉位移装置302，连接板的另一面设有滑动结构，并通过对应的电机控制连接板沿x轴和/或z轴运动。相对应的，电路板制造系统的第二位移装置304与水平面平行，且控制电路板在y轴运行。由此，通过系统的第一位移装置303和第二位移装置304进行配合，实现了更灵动地打销钉操作。
进一步地，上述电路板制造系统，还包括转孔主轴305，所述转孔主轴305位于所述抓手外壳200的y轴方向，且分别与所述系统的第一位移装置303连接；其中，所述转孔主轴305沿z轴方向设有转孔机构，用于对所述电路板打孔。本实施例中，先使用转孔主轴305进行打孔，再应用抓手结构100及抓手外壳200将销钉打入孔中。其中，转孔机构为钻头或者锣刀。
值得注意的是，由于加工设备具有框架，其总面积是有限的。而将转孔主轴305设置于抓手外壳200的y轴方向后，通过第一位移装置303与第二位移装置304来移动电路板时，转孔主轴305与抓手外壳200均不容易触及框架，更容易加工到整个电路板。
还需要了解的是，上述各结构的运动均通过控制装置400来操作。且控制装置400可以通过任意的连接方式来控制上述位移装置及驱动装置。
本申请第二方面提供一种电路板制造方法，应用于电路板制造系统，所述电路板制造系统包括，抓手结构100及抓手外壳200，所述抓手结构100设有夹持筒110及夹持板130夹，所述方法包括如下步骤：
控制夹持板130缩入所述抓手外壳200，应用所述夹持筒110及夹持板130夹取销钉；
控制所述销钉运动到相应位置；
通过所述抓手外壳200对所述销钉施力，使所述销钉进入电路板。
本方法的优势在于，先将销钉夹取起来，再通过销钉与电路板的位移，使销钉对准打孔的位置，最后通过抓手外壳200将销钉压入电路板中。由此，实现电路板制造的全面自动化；填补了现有技术中的空白部分。还需要了解的是，在打销钉的过程中，最重要的一个要求，就是精确度，而运用上述方法，不但正好可以保证精确度，还具有较高的效率。
其中，所述夹持板130连接有弹性结构131；所述应用夹持筒110及夹持板130夹取销钉，具体包括：
若所述销钉的直径小于或等于预设直径，则部分所述弹性结构131缩入所述夹持板130，应用所述弹性结构131夹取所述销钉；
若所述销钉的直径大于所述预设直径，则所述弹性结构131全部缩入所述夹持板130，应用所述夹持筒110及夹持板130夹取销钉。
由此，在夹持不同规格的销钉时，弹性结构131会产生不同程度的弹性形变，一个抓手结构100能够夹持多种规格的销钉。更重要的是，在抓取任意规格的销钉时，其精确度是可以保证的，其效果如图10所示。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种电路板制造系统，其特征在于，包括：抓手结构及抓手外壳，所述抓手结构包括，设有容置腔的夹持筒及抓取动力杆，所述抓取动力杆伸入所述容置腔，且所述抓取动力杆与所述夹持筒的一端螺纹连接，所述夹持筒的另一端连接有至少三个夹持板，所述夹持板周向环绕所述容置腔；
其中，若所述抓取动力杆控制所述夹持板缩入所述抓手外壳，则所述抓手结构抓取销钉；若所述抓取动力杆控制所述夹持板伸出所述抓手外壳，则所述夹持板张开，并释放所述销钉；
其中，所述抓手外壳，用于推动所述销钉进入电路板。
2.如权利要求1所述的电路板制造系统，其特征在于，还包括：靠近所述夹持筒的弹性结构，所述弹性结构的一端固定于所述夹持板，所述弹性结构的另一端伸出所述夹持板；
其中，若所述销钉的直径小于或等于预设直径，则所述弹性结构夹持所述销钉；
若所述销钉的直径大于所述预设直径，则所述夹持筒及所述夹持板夹持所述销钉。
3.如权利要求2所述的电路板制造系统，其特征在于：还包括抓取驱动装置及销钉位移装置；
所述抓取驱动装置，用于驱动所述抓取动力杆，控制所述夹持筒及夹持板夹取所述销钉；
所述销钉位移装置，用于驱动所述销钉与所述电路板沿z轴方向产生相对位移，并驱动所述销钉进入所述电路板。
4.如权利要求3所述的电路板制造系统，其特征在于：还包括系统的第一位移装置和/或系统的第二位移装置；
所述系统的第一位移装置，用于控制所述销钉沿x轴运动，和/或，控制所述销钉沿z轴的运动方向与所述电路板产生位移；
所述系统的第二位移装置，用于控制所述电路板沿y轴运动。
5.如权利要求4所述的电路板制造系统，其特征在于：还包括转孔主轴，所述转孔主轴位于所述抓手外壳的y轴方向，且分别与所述系统的第一位移装置连接；
其中，所述转孔主轴沿z轴方向设有转孔机构，用于对所述电路板打孔。
6.如权利要求1所述的电路板制造系统，其特征在于：所述容置腔的直径为1mm或者2mm；所述夹持板为三个或者四个，且所述夹持板的内壁弧长度为0.7mm～2.52mm。
7.如权利要求1所述的电路板制造系统，其特征在于：所述销钉设有抓取部及受力部，所述抓取部与所述受力部的直径不同。
8.如权利要求1～7任意一项所述的电路板制造系统，其特征在于：所述抓取动力杆的中间位置设有螺纹；所述抓取动力杆通过所述螺纹与所述夹持筒螺纹连接。
9.一种电路板制造方法，其特征在于，应用于电路板制造系统，所述电路板制造系统包括，抓手结构及抓手外壳，所述抓手结构设有夹持筒及夹持板夹，所述方法包括如下步骤：
控制夹持板缩入所述抓手外壳，应用所述夹持筒及夹持板夹取销钉；
控制所述销钉运动到相应位置；
通过所述抓手外壳对所述销钉施力，使所述销钉进入电路板。
10.如权利要求9所述的电路板制造方法，其特征在于，所述夹持板连接有弹性结构；所述应用夹持筒及夹持板夹取销钉，具体包括：
若所述销钉的直径小于或等于预设直径，则部分所述弹性结构缩入所述夹持板，应用所述弹性结构夹取所述销钉；
若所述销钉的直径大于所述预设直径，则所述弹性结构全部缩入所述夹持板，应用所述夹持筒及夹持板夹取销钉。
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