发明内容
本发明的目的在于提供一种气夹及其调节方法、PCB板料固定装置,以降低气夹在位置调节时的调节难度,提高气夹的调节效率。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种气夹,包括第一调节端和第二调节端;
所述第一调节端包括第一气夹、Y轴调节机构、Y轴调节槽和第一X轴调节孔位,所述Y轴调节机构设置在所述Y轴调节槽内,所述Y轴调节机构用于确定PCB板料的第一定位部件在Y轴的位置;
所述第二调节端包括第二气夹和第二X轴调节孔位;
所述第一X轴调节孔位和所述第二X轴调节孔位,用于调整所述气夹在X轴方向上的位置;
所述第一气夹用于夹紧所述PCB板料的第一定位部件,所述第二气夹用于夹紧所述PCB板料的第二定位部件。
可选的,所述Y轴调节机构包括Y轴调整块、固定件、Y轴调整件,所述Y轴调整块上设置有固定孔、调整孔;
所述固定件穿设在所述固定孔内,用于将所述Y轴调整块固定在所述Y轴调节槽内;
所述Y轴调整件穿设在所述调整孔内,用于在所述固定件未对所述Y轴调整块进行固定时,调节所述Y轴调整块在所述Y轴调节槽内的位置。
可选的,所述Y轴调节机构包括调整件紧固件,所述Y轴调整块上设置有紧固孔,所述紧固孔的一端设置在所述调整孔的孔壁上;
所述调整件紧固件穿设在所述紧固孔内,用于当所述Y轴调整件确定好所述Y轴调整块的位置时,固定所述Y轴调整件。
可选的,所述Y轴调整件为偏心调整销,所述调整件紧固件为紧定螺钉。
可选的,所述第一气夹的夹头设置在所述Y轴调节槽的一侧,所述夹头呈楔形且设置有面向所述Y轴调节机构的斜面;
所述第一气夹夹紧所述第一定位部件时,所述斜面和所述Y轴调节机构与所述第一定位部件接触。
本发明还提供了一种PCB板料固定装置,包括安装台和安装在所述安装台上的如上述的气夹;所述安装台设置有第一安装导向槽和第二安装导向槽;
所述第一安装导向槽用于调节所述第一调节端在X轴方向上的位置;
所述第二安装导向槽用于调节所述第二调节端在X轴方向上的位置。可选的,还包括第一调节部件和第二调节部件;
所述第一调节部件穿设在所述第一X轴调节孔位后,安装在所述第一安装导向槽内;
所述第二调节部件穿设在所述第二X轴调节孔位后,安装在所述第二安装导向槽内。
可选的,所述第一调节部件和所述第二调节部件为偏心调整销。
可选的,所述Y轴调节槽内还设置有气夹固定板,所述气夹固定板与所述Y轴调整机构、所述第一气夹的夹头配合使用,以确定所述第一定位部件的位置。
本发明还提供了一种气夹调节方法,包括:
将气夹放置在安装台上,在第一气夹上设置第一测试部件,所述第一气夹处于所述气夹的第一调节端,调节所述第一测试部件处于第一预设位置,所述第一预设位置的位置精度为第一预设精度;
移除所述第一测试部件,在所述第一气夹设置第二测试部件,在第二气夹设置第三测试部件,通过设置在主轴上的第一位置校验工具测量所述第二测试部件和所述第三测试部件的位置,通过第一调节部件调节所述第二测试部件的位置,以使所述第二测试部件处于第二预设位置,所述第二预设位置的位置精度为第二预设精度;通过第二调节部件调节所述第三测试部件的位置,以使所述第三测试部件处于第三预设位置,所述第三预设位置的位置精度为所述第二预设精度;
锁紧所述气夹的位置,然后移除所述第二测试部件和所述第三测试部件,在所述第一气夹设置第四测试部件,通过第二位置校验工具测量所述第四测试部件在X轴方向的偏差,并根据所述偏差设置所述主轴的补偿位移;
使所述第一气夹的气压降低预设气压阈值以下;
在所述第二位置校验工具的调校下,通过所述气夹上的Y轴调节机构调节所述第四测试部件的位置,以使所述第四测试部件处于第四预设位置,且所述第四预设位置的位置精度为第三预设精度。
本发明提供的气夹的有益效果在于:与现有技术相比,本发明通过X轴调节孔位和Y轴调节机构,可实现对气夹在X轴方向和Y轴方向上的独立调节,具有成本低、调节简便,调节效率高的优点。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“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”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
请一并参阅图1及图2,现对本发明实施例提供的气夹进行说明。气夹包括第一调节端01和第二调节端02;
第一调节端01设置有第一气夹011、Y轴调节机构013、Y轴调节槽015和第一X轴调节孔位014,Y轴调节槽015内设置有Y轴调节机构013,Y轴调节机构013用于确定PCB板料的第一定位部件在Y轴的位置;
第二调节端02包括第二气夹021和第二X轴调节孔位022;
第一X轴调节孔位014和第二X轴调节孔位022,用于调整气夹在X轴方向上的位置;
第一气夹011用于夹紧PCB板料的第一定位部件,第二气夹021用于夹紧PCB板料的第二定位部件。
本实施例中,气夹用于固定PCB板料的两个定位部件。如图2所示,PCB板料由中间的PCB板001、处于上层的铝箔层002和处于下层的纸板层003组成。PCB板料上具有两个预设的定位孔。定位孔内安装有过盈配合的定位部件004。其中,第一个定位孔安装的定位部件004为第一定位部件,第二个定位孔安装的定位部件004为第二定位部件。定位部件004可以是定位销。在对PCB板料进行加工时,通过气夹夹持两个定位部件004(也即第一定位部件和第二定位部件),实现对PCB板料的精确定位。
气夹设置有第一调节端01和第二调节端02。气夹大致呈矩形。气夹的第一调节端01包括第一气夹011、Y轴调节槽015和第一X轴调节孔位014。第一气夹011用于夹持第一定位部件。Y轴调节槽015内设置有Y轴调节机构013,Y轴调节机构013用于确定第一定位部件在Y轴的位置。Y轴调节机构013在Y轴调节槽015内可处于两种状态,一种为调节状态,另一种固定状态。当处于调节状态时,Y轴调节机构013可沿Y轴方向相对移动,以使第一定位部件处于目标的位置。当第一定位部件处于目标的位置时,可将Y轴调节机构013的状态设置为固定状态。Y轴方向指的是与图1中所示的气夹的长边平行的方向。X轴方向可以与Y轴方向垂直。
第二调节端02包括第二气夹021和第二X轴调节孔位022。第二气夹021用于夹紧第二定位部件。
如图1和4所示,当气夹安装在安装台03上时,可在第一X轴调节孔位014和第二X轴调节孔位022内分别安装调节部件,以调节调整气夹在X轴方向上的位置。
可选的,如图3所示,Y轴调节机构013包括Y轴调整块0131、固定件0132、Y轴调整件0133,Y轴调整块0131上设置有固定孔01311、调整孔01312;
固定件0132穿设在固定孔01311内,用于将Y轴调整块0131固定在Y轴调节槽015内;
Y轴调整件0133穿设在调整孔01312内,用于在固定件0132未对Y轴调整块0131进行固定时,调节Y轴调整块0131在Y轴调节槽015内的位置。
本实施例中,Y轴调节机构013包括Y轴调整块0131、固定件0132、Y轴调整件0133。Y轴调整块0131用于确定第一定位部件的位置。固定件0132可拆卸地安装在Y轴调整块0131上的固定孔01311内。固定件0132可以是固定螺钉。Y轴调整块0131上设置有调整孔01312。调整孔01312内设置有Y轴调整件0133。Y轴调整件0133可以是偏心调整销。当固定件0132在固定孔01311内处于松动状态时,此时Y轴调节机构013处于调节状态,可通过Y轴调整件0133调节Y轴调整块0131的位置,进而调整第一定位部件的位置。当固定件0132在固定孔01311内处于固定状态时,此时Y轴调节机构013处于固定状态。在一些实施例中,Y轴调节槽015内设置有导向沟,而Y轴调整块0131的下端设置有突出的导向凸起。导向凸起可以适配地嵌入导向沟,并在导向沟内滑动。
Y轴调整件0133可以是偏心调整销,其压力角非常小,可以实现自锁功能。即在气夹夹持销钉的状态下,旋转Y轴调整件0133,它会使Y轴调整块0131前后运动到需要的位置,然后保持这个位置不动。而固定件0132可使Y轴调整块0131固定连接在Y轴调节槽015内。
可选的,Y轴调节机构013包括调整件紧固件0134,Y轴调整块0131上设置有紧固孔01313,紧固孔01313的一端设置在调整孔01312的孔壁上;
调整件紧固件0134穿设在紧固孔01313内,用于当Y轴调整件0133确定好Y轴调整块0131的位置时,用于固定Y轴调整件0133。
本实施例中,Y轴调节机构013包括调整件紧固件0134。Y轴调整块0131上设置有紧固孔01313,紧固孔01313的一端设置在调整孔01312的孔壁上。调整件紧固件0134穿设在紧固孔01313内。当通过Y轴调整件0133确定好Y轴调整块0131的位置时,通过调整件紧固件0134固定Y轴调整件0133,防止Y轴调整件0133发生移位,保证第一定位部件在Y轴方向的精度。
在此处,调整件紧固件0134进一步固定Y轴调整件0133的位置,防止Y轴调整件0133发生转动。
可选的,Y轴调整件0133为偏心调整销,调整件紧固件0134为紧定螺钉。
本实施例中,Y轴调整件0133为偏心调整销,调整件紧固件0134为紧定螺钉。偏心调整销和紧定螺钉的成本比较低,有利于降低气夹的成本。
可选的,第一气夹011的夹头设置在Y轴调节槽015的一侧,夹头呈楔形且设置有面向Y轴调节机构013的斜面;
第一气夹011夹紧第一定位部件时,斜面和Y轴调节机构013与第一定位部件接触。
本实施例中,第一气夹011的夹头设置在Y轴调节槽015的一侧,夹头呈楔形且设置有面向Y轴调节机构013的斜面。第一气夹011夹紧第一定位部件时,斜面和Y轴调节机构013与第一定位部件接触。可以调整Y轴调节机构013在Y轴方向的位置,改变第一定位部件在Y轴方向的位置。当第一定位部件在Y轴方向处于不同的位置时,斜面上与第一定位部件接触的部位也是不同的。
如图4所示,本发明实施例还提供了一种PCB板料固定装置,包括安装台03和安装在安装台03上的上述实施例中的气夹;
安装台03设置有第一安装导向槽031和第二安装导向槽032;
第一安装导向槽031用于调节第一调节端01在X轴方向上的位置;
第二安装导向槽032用于调节第二调节端02在X轴方向上的位置。
本实施例中,PCB板料固定装置用于固定待加工的PCB板料。气夹安装在安装台03上。在安装气夹之前,需要精确对气夹的摆放位置进行调节。
安装台03上设置有第一安装导向槽031和第二安装导向槽032。可通过调节部件(比如,调节部件包括下述第一调节部件033和第二调节部件034)调整气夹在安装台03的X轴方向的位置。第一安装导向槽031和第二安装导向槽032呈长条状,均沿与X轴平行的方向设置。在调节的过程中,可以先调节第一调节端01在X轴的精确位置,然后,推动安装台03向前移动,再调节第二调节端02在X轴的精确位置。
在一些情况下,在安装台上方设置有若干主轴。则需要保证每个主轴与气夹之间的位置偏差处于预设精度范围内。在此处预设精度范围指的是气夹关于主轴左右对称,以保证主轴在X方向的加工精度。可选的,如图4和图5所示,所述PCB板料固定装置还包括第一调节部件033和第二调节部件034;
第一调节部件033穿设在第一X轴调节孔位014后,安装在第一安装导向槽031内;
第二调节部件034穿设在第二X轴调节孔位022后,安装在第二安装导向槽032内。
第一调节部件033和第二调节部件034可以是偏心调整销。第一调节部件033穿设在第一X轴调节孔位014后,安装在第一安装导向槽031内。第二调节部件034穿设在第二X轴调节孔位022后,安装在第二安装导向槽032内。可以通过第一调节部件033和第二调节部件034实现对气夹X轴方向的位置进行微调。
可选的,Y轴调节槽015内还设置有气夹固定板012,气夹固定板012与Y轴调整机构013、第一气夹011的夹头配合使用,以确定所述第一定位部件的位置。
本实施例中,气夹固定板012可由硬质的材料构成,如硬质钢。在夹持第一定位部件时,气夹固定板012与第一定位部件的接触面较小,其接触面受到的压强比较大。而气夹主体由铝合金制成,强度较低。因而需要设置气夹固定板012,以防止因受力变形影响PCB板料的加工精度。气夹固定板012与Y轴调整机构013、第一气夹011的夹头这三个部件配合使用,锁定第一定位部件的位置。
如图1所示,在气夹上还设置有若干个气夹固定孔030。安装台03上设置有若干对应安装孔位。在完成对气夹的位置的微调后,气夹所在的位置在X轴方向满足加工精度后,可在气夹固定孔030安装紧固螺钉,通过紧固螺钉将气夹固定在安装台03上的安装孔位。需要注意的是,虽然气夹固定孔030和安装孔位是固定的,但安装紧固螺钉时仍然有一定的微调区间。在一实例中,气夹固定孔030和安装孔位之间的微调区间为±0.7mm。而气夹定位的精度要求为±0.01mm以下。相对于气夹定位的精度要求,气夹固定孔030和安装孔位之间的微调区间可以满足微调的需要。
本发明实施例还提供了一种气夹调节方法,包括:
将气夹放置在安装台03上,在第一气夹011上设置第一测试部件,第一气夹011处于气夹的第一调节端01,调节第一测试部件处于第一预设位置,第一预设位置的位置精度为第一预设精度;
移除第一测试部件,在第一气夹011设置第二测试部件,在第二气夹021设置第三测试部件,通过设置在主轴上的第一位置校验工具测量第二测试部件和第三测试部件的位置,通过第一调节部件033调节第二测试部件的位置,以使第二测试部件处于第二预设位置,第二预设位置的位置精度为第二预设精度;通过第二调节部件034调节第三测试部件的位置,以使第三测试部件处于第三预设位置,第三预设位置的位置精度为所述第二预设精度;
锁紧所述气夹的位置,然后移除第二测试部件和第三测试部件,在第一气夹011设置第四测试部件,通过第二位置校验工具测量第四测试部件在X轴方向的偏差,并根据偏差设置主轴的补偿位移;
使第一气夹011的气压降低预设气压阈值以下;
在第二位置校验工具的调校下,通过气夹上的Y轴调节机构013调节第四测试部件的位置,以使第四测试部件处于第四预设位置,且第四预设位置的位置精度为第三预设精度。
本实施例中,第一测试部件可以是一般的销钉。可以将销钉放入第一气夹011中,由第一气夹011夹持销钉。销钉的直径和长度可以与PCB板料的定位销对应的尺寸相同。在安装台03上方可以设置有参考标识点,使销钉与该参考标识点对齐,即为第一测试部件处于第一预设位置。参考标识点可以指设置在处于气夹上方的Z轴夹头销钉。使第一预设位置的位置精度为第一预设精度。第一预设精度可以是±0.2mm。
在通过第一测试部件调节气夹的位置之后,可以通过第二测试部件和第三测试部件调节气夹的位置。第二测试部件和第三测试部件可以是专用的削边销。削边销的直径和长度可以与PCB板料的定位销对应的尺寸相同。
移除第一测试部件,在第一气夹011设置第二测试部件,在第二气夹021设置第三测试部件。然后通过设置在主轴上的第一位置校验工具对第二测试部件和第三测试部件的位置进行调校,以使第二测试部件处于第二预设位置,第二预设位置的位置精度为第二预设精度;使第三测试部件处于第三预设位置,第三预设位置的位置精度为第二预设精度。
第一位置校验工具可以是千分表(若精度要求较低,可以换成百分表)。千分表是通过齿轮或杠杆将一般的直线位移(直线运动)转换成指针的旋转运动,然后在刻度盘上进行读数的长度测量仪器。可以将第一位置校验工具安装在主轴(即Z轴)上。安装台03的前后移动,通过第一位置校验工具分别测量第二测试部件和第三测试部件的位置精度(削边销的平面)。然后通过第一调节部件033调节第二测试部件的位置,以使第二测试部件处于第二预设位置。第二预设位置的位置精度为第二预设精度。通过第二调节部件034调节第三测试部件的位置,以使第三测试部件处于第三预设位置。第三预设位置的位置精度为第二预设精度。在此处,第二预设精度可以是±(4-10)μm。这样就完成了对气夹在X轴方向上的调节。
完成了对气夹在X轴方向上的调节之后,需要对气夹的位置进行锁紧。即通过紧固螺钉穿过气夹固定孔030,安装在安装台03对应的安装孔位上,并拧紧。
接着,移除第二测试部件和第三测试部件,在第一气夹011设置第四测试部件。第四测试部件可以是标准销钉。标准销钉的直径和长度可以与PCB板料的定位销对应的尺寸相同。取下第一位置校验工具。然后使安装台03带动气夹,使第四测试部件处于主轴的正下方。在主轴上安装第二位置校验工具。第二位置校验工具可以是千分表(若精度要求较低,可以换成百分表)。通过第二位置校验工具测量第四测试部件在X轴方向的偏差,并根据偏差设置主轴的补偿位移。补偿位移可以是偏差的二分之一。这样可以保证标准销钉与主轴的中心左右对称(指的是标准销钉不会偏向一边)。
降低第一气夹011的气压,使其降至预设气压阈值以下。在此处,预设气压阈值可以是0.2MPa。
最后,在第二位置校验工具的调校下,通过气夹上的Y轴调节机构013调节第四测试部件的位置,以使第四测试部件处于第四预设位置,且第四预设位置的位置精度为第三预设精度。具体的,通过千分表围绕标准销钉画圆,分别测量标准销钉在左、右与前方这三个方向的表盘数值差异,并通过Y轴调节机构013调节标准销钉的位置,使得标准销钉在左、右与前方这三个方向的表盘数值差异在±(4-10)μm以内。即,第四测试部件处于第四预设位置,第三预设精度为±(4-10)μm。
调节完毕后,可以通过调整件紧固件0134锁定Y轴调整件0133的位置,接着通过固定件0132固定Y轴调整块0131,使Y轴调节机构013处于固定状态。对气夹调节完毕后,可将第一气夹011的压力回调,如可以调节至0.6MPa。由此完成对气夹位置的精准调节。
在完成对气夹位置的精准调节后,可以将PCB板料的第一定位部件放入第一气夹内(若第一气夹内还有测试部件,需移除相应的测试部件),第二定位部件放入第二气夹内,完成对PCB板料的固定,然后通过Z轴的钻孔设备,实现对PCB板料的钻孔的精准加工。
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、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。