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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