CN113290278B - 半圆形pcb板的裁剪生产系统与裁剪工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半圆形PCB板的裁剪生产系统，包括PCB裁剪系统和正方形毛坯板，各所述正方形毛坯板的几何中心处设置有腰形预制孔；所述PCB裁剪系统能在一块正方形毛坯板上切割出四片半圆形PCB板，且切割出的半圆形PCB板上的圆心处有同圆心的半圆定位缺口；本发明的结构简单，在本结构中，一片方形板能最终切割出四片半圆形PCB板，实现板材利用率最大化。

Description

半圆形PCB板的裁剪生产系统与裁剪工艺

技术领域

本发明属于PCB板加工领域。

背景技术

外壳呈圆形的电器件、电子产品以及智能设备有很多类别，如扫地机器人、无线充电器、圆形led节能灯等；

如果将这种外壳呈圆形的电器件的内部电路板的形状做成半圆能更大限度的利用电器件的内部空间，如图1，这样半圆形PCB电路板的弧形外缘与圆形电子产品的机壳内缘可以很好的相适应；半圆形PCB电路板圆心处的半圆定位缺口2与圆形电子产品轴心处的轴心定位柱限位配合，如图1，从而能极大提升电器件内部的空间利用率，而且有很好的装配工艺上的可行性；但是现有的PCB裁剪设备中，并没有专门针对半圆形PCB板，且半圆形PCB电路板圆心处有半圆定位缺口2的裁剪设备。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种针对半圆形PCB的裁剪生产系统与裁剪工艺。

技术方案：为实现上述目的，本发明的半圆形PCB板的裁剪生产系统，包括PCB 裁剪系统和正方形毛坯板，各所述正方形毛坯板的几何中心处设置有腰形预制孔；所述 PCB裁剪系统能在一块正方形毛坯板上切割出四片半圆形PCB板，且切割出的半圆形 PCB板上的圆心处有同圆心的半圆定位缺口。

进一步的，所述PCB裁剪系统包括一体化连接的半圆形裁剪平台和矩形板材转运平台，所述矩形板材转运平台上沿长度方向设置有毛坯板转运槽；所述正方形毛坯板的边长与毛坯板转运槽的槽宽相同；所述毛坯板转运槽内的正方形毛坯板能沿所述毛坯板转运槽的长度方向滑动。

进一步的，所述毛坯板转运槽的槽底壁包括固定槽底壁和方形升降槽底壁，所述方形升降槽底壁位于毛坯板转运槽靠近半圆形裁剪平台的一端；所述方形升降槽底壁能上下升降；所述方形升降槽底壁的上表面能上升至与所述半圆形裁剪平台的上表面相平。

进一步的，所述固定槽底壁的上表面滑动设置水平的推条，所述推条的长度方向与毛坯板转运槽的长度方向垂直，所述推条能沿所述毛坯板转运槽的长度方向推动所述毛坯板转运槽内的正方形毛坯板。

进一步的，还包括半圆形裁剪平台和矩形板材转运平台下方的基座，所述基座通过支撑件固定支撑所述半圆形裁剪平台和矩形板材转运平台。

进一步的，所述固定槽底壁上有沿长度方向的镂空槽，所述镂空槽内竖向穿过有竖向平移臂，竖向平移臂的上端通过水平的连接杆固定连接所述推条；所述基座上还安装有沿毛坯板转运槽长度方向延伸的直线伸缩器，所述直线伸缩器的伸缩杆末端固定连接所述竖向平移臂的下端，从而使直线伸缩器能通过竖向平移臂和连接杆带动推条沿毛坯板转运槽的长度方向位移。

进一步的，所述半圆形裁剪平台的半圆形轮廓的圆心处设置有A半圆形缺口，所述方形升降槽底壁靠近半圆形裁剪平台的一侧边中部设置有B半圆形缺口，所述A半圆形缺口与B半圆形缺口组合成一个上下贯通的整圆镂空孔；所述整圆镂空孔的内径大于所述半圆形PCB板上的半圆定位缺口；还包括固定在支撑件上端的固定支架梁，还包括A升降器，所述A升降器的A升降杆下端固定连接有升降支架，所述升降支架上固定安装有竖向的回转电机，所述回转电机的回转轴下端同轴心连接有切割筒，所述切割筒的轴线与所述整圆镂空孔的轴线重合，所述切割筒的下端沿轮廓呈圆周阵列分布有若干尖端朝下的锯齿阵列，所述切割筒的外径与所述半圆定位缺口的内径一致；

所述固定支架梁上还固定安装有竖向的刹车式走刀电机，所述刹车式走刀电机的输出轴轴线与所述切割筒轴线重合，所述输出轴上固定连接有摇臂，所述A升降器的上端固定在摇臂上，所述摇臂的末端固定连接有竖向的轴承筒，所述轴承筒内通过轴承同轴心转动设置有齿轮轴，所述齿轮轴上同轴心连接有回转齿轮，所述轴承筒的外壁通过支撑臂固定支撑连接有步进电机，所述步进电机的输出端连接有输出齿轮，所述输出齿轮与所述回转齿轮啮合传动配合；所述齿轮轴的下端固定连接有水平压盘，所述水平压盘的下端固定连接有腰形限位块，所述腰形限位块的轮廓与所述腰形预制孔的轮廓相适应；

毛坯板转运槽内的正方形毛坯板刚好重合在方形升降槽底壁上表面时，所述方形升降槽底壁带动正方形毛坯板的上升能使所述水平压盘下端的腰形限位块插入所述正方形毛坯板上的腰形预制孔中；

所述半圆形裁剪平台上还镂空设置有铣刀穿过孔，还包括位置固定的PCB切割铣刀，所述PCB切割铣刀从铣刀穿过孔向上穿出；

且PCB切割铣刀上端与半圆形裁剪平台上表面之间的间距大于正方形毛坯板的板厚；所述PCB切割铣刀轴线与整圆镂空孔轴线之间的间距小于所述正方形毛坯板的边长的一半；

设半圆形PCB板的外轮廓半径记为R，设半圆定位缺口的内半径记为r，设PCB 切割铣刀与切割筒之间的间距为L，满足R-r＝L。

进一步的，还包括铣刀驱动器，所述铣刀驱动器能驱动PCB切割铣刀沿自身轴线旋转，所述铣刀驱动器通过驱动器支架固定连接在所述半圆形裁剪平台的底部。

所述切割筒的外壁一体化连接有上粗下细的锥环壁，所述锥环壁的下端与切割筒外壁一体化连接，所述锥环壁的外壁与切割筒外壁的连接处形成定位环线。

进一步的，还包括固定在基座上的B升降器，所述B升降器的B升降杆上端固定连接所述方形升降槽底壁。

进一步的，半圆形PCB板的裁剪生产系统的裁剪方法，其特征在于：

正方形毛坯板的四个边的四个中点分别记为A中点、B中点、C中点和D中点； PCB切割铣刀在正方形毛坯板上的切割路径包括A半圆切割路径，B半圆切割路径、C 半圆切割路径和D半圆切割路径；

A半圆切割路径，B半圆切割路径、C半圆切割路径和D半圆切割路径的半圆路径的圆心分别为A中点、B中点、C中点和D中点；A半圆切割路径与B半圆切割路径相切，B半圆切割路径与C半圆切割路径相切，C半圆切割路径与D半圆切割路径相切，所述D半圆切割路径与A半圆切割路径相切；完成A半圆切割路径，B半圆切割路径、 C半圆切割路径和D半圆切割路径的切割后，最终会得到四个半圆形PCB板；

具体切割过程包括如下步骤：

步骤一，初始状态下，方形升降槽底壁的上表面与固定槽底壁的上表面相平；这时将一片正方形毛坯板水平放入毛坯板转运槽内；且刹车式走刀电机在不运行时始终为刹车状态；

步骤二，控制推条沿所述毛坯板转运槽的长度方向推动毛坯板转运槽内的正方形毛坯板，使毛坯板转运槽内的正方形毛坯板向靠近半圆形裁剪平台的方向滑动，直至正方形毛坯板沿毛坯板转运槽滑动到重合在方形升降槽底壁的上表面，这时正方形毛坯板在水平方向被完全约束，这时正方形毛坯板的A中点在切割筒轴线上；

步骤三，控制回转电机，使切割筒超过1000rad/min，然后控制A升降器，使切割筒逐渐向下位移，从而使锯齿阵列向下以A中点为圆心回转切割正方形毛坯板，从而在正方形毛坯板上切割出第一半圆定位缺口；

步骤四，B升降器控制方形升降槽底壁逐渐上升，进而方形升降槽底壁带动其上表面的正方形毛坯板上升，正方形毛坯板的上升会让水平压盘下端的腰形限位块插入正方形毛坯板上的腰形预制孔中，直至水平压盘下表面与正方形毛坯板的上表面相接触时，方形升降槽底壁的上表面与半圆形裁剪平台的上表面相平，这时已经切出来的第一半圆定位缺口的圆弧内缘与切割筒的筒外壁同轴心滑动配合，且第一半圆定位缺口的圆弧内缘刚好重合在定位环线处；

步骤五，控制推条逐渐远离正方形毛坯板；

步骤六，控制刹车式走刀电机，使输出轴顺时针回转90°，这时正方形毛坯板在切割筒的筒外壁的约束下，正方形毛坯板在半圆形裁剪平台的上表面沿以已经切出来的第一半圆定位缺口的圆心为中心顺时针水平旋转滑动90°；这时PCB切割铣刀刚好接触到正方形毛坯板的一侧边；这时启动铣刀驱动器；

步骤七，控制刹车式走刀电机，使输出轴缓慢继续顺时针回转180°，这时正方形毛坯板在切割筒的筒外壁的约束下，正方形毛坯板在半圆形裁剪平台的上表面沿以已经切出来的第一半圆定位缺口的圆心为中心继续顺时针水平旋转滑动180°；正方形毛坯板沿以已经切出来的第一半圆定位缺口的圆心为中心继续顺时针水平旋转滑动180°的过程中，PCB切割铣刀沿A半圆切割路径切割正方形毛坯板，这时第一片半圆形PCB 板已经切割成型；

在步骤七中，正方形毛坯板在半圆形裁剪平台的上表面沿以已经切出来的第一半圆定位缺口的圆心为中心顺时针水平旋转滑动的过程中，由于切割筒的筒外壁始终是同轴心卡在已经切出来的第一半圆定位缺口中的，因此整个切割过程中正方形毛坯板不会对齿轮轴和回转齿轮产生扭力，进而不会增加步进电机的刹车负担；

步骤八，控制刹车式走刀电机，使输出轴缓慢继续顺时针回转90°，使正方形毛坯板重新回到“步骤五”时的位置；这时已经切割成型的第一片半圆形PCB板因为已经脱落仍然保留在原来的位置；

步骤九，这时用机械手或人工取走已经切割成型的第一片半圆形PCB板，这时控制步进电机，使输出齿轮带动回转齿轮精确回转90°，进而使腰形限位块带动已经切割过一次的正方形毛坯板沿自身几何中心回转90°，这时正方形毛坯板的B中点.刚好在切割筒轴线上；

步骤十，B升降器控制方形升降槽底壁逐渐下降，进而方形升降槽底壁带动其上表面的正方形毛坯板重新下降到毛坯板转运槽内；

步骤十一，控制推条逐渐靠近并顶压到正方形毛坯板，使正方形毛坯板重新在水平方向上完全定位，然后控制回转电机，使切割筒超过1000rad/min，然后控制A升降器，使切割筒逐渐向下位移，从而使锯齿阵列向下以B中点为圆心回转切割正方形毛坯板，从而在正方形毛坯板上切割出第二半圆定位缺口；然后控制推条逐渐远离正方形毛坯板；最后，B升降器控制方形升降槽底壁逐渐上升，进而方形升降槽底壁带动其上表面的正方形毛坯板上升，正方形毛坯板的上升会让水平压盘下端的腰形限位块插入正方形毛坯板上的腰形预制孔中，直至水平压盘下表面与正方形毛坯板的上表面相接触时，方形升降槽底壁的上表面与半圆形裁剪平台的上表面相平，这时已经切出来的第二半圆定位缺口的圆弧内缘与切割筒的筒外壁同轴心滑动配合，且第二半圆定位缺口的圆弧内缘刚好重合在定位环线处；

步骤十二，控制刹车式走刀电机，使输出轴顺时针回转90°，这时正方形毛坯板在切割筒的筒外壁的约束下，正方形毛坯板在半圆形裁剪平台的上表面沿以已经切出来的第二半圆定位缺口的圆心为中心顺时针水平旋转滑动90°；这时PCB切割铣刀刚好接触到正方形毛坯板的一侧边；

步骤十三，控制刹车式走刀电机，使输出轴缓慢继续顺时针回转180°，这时正方形毛坯板在切割筒的筒外壁的约束下，正方形毛坯板在半圆形裁剪平台的上表面沿以已经切出来的第二半圆定位缺口的圆心为中心继续顺时针水平旋转滑动180°；正方形毛坯板沿以已经切出来的第二半圆定位缺口的圆心为中心继续顺时针水平旋转滑动180°的过程中，PCB切割铣刀沿B半圆切割路径切割正方形毛坯板，这时第二片半圆形PCB 板已经切割成型；

后续步骤只需参照前面的步骤方法即可使PCB切割铣刀分别沿C半圆切割路径和D半圆切割路径切割，将剩下的两片半圆形PCB板切割出来。

有益效果：本发明的结构简单，在本结构中，一片方形板能最终切割出四片半圆形PCB板，实现板材利用率最大化，在步骤七中，正方形毛坯板在半圆形裁剪平台的上表面沿以已经切出来的第一半圆定位缺口的圆心为中心顺时针水平旋转滑动的过程中，由于切割筒的筒外壁始终是同轴心卡在已经切出来的第一半圆定位缺口中的，因此整个切割过程中正方形毛坯板不会对齿轮轴和回转齿轮产生扭力，进而不会增加步进电机的刹车负担。

附图说明

附图1为半圆形PCB电路板与圆形电子产品的机壳内缘相适应的示意图；

附图2为正方形毛坯板结构示意图；

附图3为PCB切割铣刀对正方形毛坯板的裁剪路径示意图；

附图4为本装置的正视图；

附图5为附图4左上部分的立体结构示意图；

附图6为附图5的剖视图结构；

附图7为半圆形裁剪平台和矩形板材转运平台的俯视图；

附图8为“步骤一”结束时的状态示意图；

附图9为“步骤二”结束时的状态示意图；

附图10为附图9状态下的局部剖视图；

附图11为“步骤三”结束时的状态示意图；

附图12为“步骤四”结束时的状态示意图；

附图13为“步骤五”结束时的状态示意图；

附图14为“步骤六”结束时的状态示意图；

附图15为“步骤七”结束时的状态示意图；

附图16为“步骤八”结束时的状态示意图；

附图17为“步骤九”结束时的状态示意图；

附图18为“步骤十”结束时的状态示意图；

附图19为“步骤十一”结束时的状态示意图；

附图20为“步骤十二”结束时的状态示意图；

附图21为“步骤十三”结束时的状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1至21所示，半圆形PCB板的裁剪生产系统，如图2，包括PCB裁剪系统和正方形毛坯板3，各所述正方形毛坯板3的几何中心5处设置有腰形预制孔6；所述 PCB裁剪系统能在一块正方形毛坯板3上切割出四片半圆形PCB板1，且切割出的半圆形PCB板1上的圆心处有同圆心的半圆定位缺口2，如图1。

所述PCB裁剪系统包括一体化连接的半圆形裁剪平台80和矩形板材转运平台 30，所述矩形板材转运平台30上沿长度方向设置有毛坯板转运槽31；所述正方形毛坯板3的边长与毛坯板转运槽31的槽宽相同；所述毛坯板转运槽31内的正方形毛坯板3 能沿所述毛坯板转运槽31的长度方向滑动。

所述毛坯板转运槽31的槽底壁包括固定槽底壁32和方形升降槽底壁33，所述方形升降槽底壁33位于毛坯板转运槽31靠近半圆形裁剪平台80的一端；所述方形升降槽底壁33能上下升降；所述方形升降槽底壁33的上表面能上升至与所述半圆形裁剪平台 80的上表面相平。

所述固定槽底壁32的上表面滑动设置水平的推条39，所述推条39的长度方向与毛坯板转运槽31的长度方向垂直，所述推条39能沿所述毛坯板转运槽31的长度方向推动所述毛坯板转运槽31内的正方形毛坯板3。

还包括半圆形裁剪平台80和矩形板材转运平台30下方的基座96，所述基座96通过支撑件70固定支撑所述半圆形裁剪平台80和矩形板材转运平台30。

所述固定槽底壁32上有沿长度方向的镂空槽28，所述镂空槽28内竖向穿过有竖向平移臂40，竖向平移臂40的上端通过水平的连接杆29固定连接所述推条39；所述基座96上还安装有沿毛坯板转运槽31长度方向延伸的直线伸缩器42，所述直线伸缩器 42的伸缩杆41末端固定连接所述竖向平移臂40的下端，从而使直线伸缩器42能通过竖向平移臂40和连接杆29带动推条39沿毛坯板转运槽31的长度方向位移。

所述半圆形裁剪平台80的半圆形轮廓的圆心处设置有A半圆形缺口38.1，所述方形升降槽底壁33靠近半圆形裁剪平台80的一侧边中部设置有B半圆形缺口38.2，所述 A半圆形缺口38.1与B半圆形缺口38.2组合成一个上下贯通的整圆镂空孔38；所述整圆镂空孔38的内径大于所述半圆形PCB板1上的半圆定位缺口2；还包括固定在支撑件70上端的固定支架梁7，还包括A升降器8，所述A升降器8的A升降杆10下端固定连接有升降支架11，所述升降支架11上固定安装有竖向的回转电机9，所述回转电机9的回转轴12下端同轴心连接有切割筒13，所述切割筒13的轴线与所述整圆镂空孔38的轴线重合，所述切割筒13的下端沿轮廓呈圆周阵列分布有若干尖端朝下的锯齿阵列14，所述切割筒13的外径与所述半圆定位缺口2的内径一致；

所述固定支架梁7上还固定安装有竖向的刹车式走刀电机27，所述刹车式走刀电机 27的输出轴26轴线与所述切割筒13轴线重合，所述输出轴26上固定连接有摇臂25，所述A升降器8的上端固定在摇臂25上，所述摇臂25的末端固定连接有竖向的轴承筒 23，所述轴承筒23内通过轴承81同轴心转动设置有齿轮轴20，所述齿轮轴20上同轴心连接有回转齿轮21，所述轴承筒23的外壁通过支撑臂22固定支撑连接有步进电机 24，所述步进电机24的输出端连接有输出齿轮17，所述输出齿轮17与所述回转齿轮 21啮合传动配合；所述齿轮轴20的下端固定连接有水平压盘19，所述水平压盘19的下端固定连接有腰形限位块18，所述腰形限位块18的轮廓与所述腰形预制孔6的轮廓相适应；

毛坯板转运槽31内的正方形毛坯板3刚好重合在方形升降槽底壁33上表面时，所述方形升降槽底壁33带动正方形毛坯板3的上升能使所述水平压盘19下端的腰形限位块18插入所述正方形毛坯板3上的腰形预制孔6中；

所述半圆形裁剪平台80上还镂空设置有铣刀穿过孔35，还包括位置固定的PCB切割铣刀34，所述PCB切割铣刀34从铣刀穿过孔35向上穿出；

且PCB切割铣刀34上端与半圆形裁剪平台80上表面之间的间距大于正方形毛坯板3的板厚；所述PCB切割铣刀34轴线与整圆镂空孔38轴线之间的间距小于所述正方形毛坯板3的边长的一半；

设半圆形PCB板1的外轮廓半径记为R，设半圆定位缺口2的内半径记为r，设PCB 切割铣刀34与切割筒13之间的间距为L，满足R-r＝L。

还包括铣刀驱动器36，所述铣刀驱动器36能驱动PCB切割铣刀34沿自身轴线旋转，所述铣刀驱动器36通过驱动器支架37固定连接在所述半圆形裁剪平台80的底部。

所述切割筒13的外壁一体化连接有上粗下细的锥环壁16，所述锥环壁16的下端与切割筒13外壁一体化连接，所述锥环壁16的外壁与切割筒13外壁的连接处形成定位环线15。

还包括固定在基座96上的B升降器44，所述B升降器44的B升降杆43上端固定连接所述方形升降槽底壁33。

半圆形PCB板的裁剪生产系统的裁剪方法：

如图2，正方形毛坯板3的四个边的四个中点分别记为A中点4.1、B中点4.2、C 中点4.3和D中点4.4；PCB切割铣刀34在正方形毛坯板3上的切割路径包括A半圆切割路径50.1，B半圆切割路径50.2、C半圆切割路径50.3和D半圆切割路径50.4；

如图3，A半圆切割路径50.1，B半圆切割路径50.2、C半圆切割路径50.3和D半圆切割路径50.4的半圆路径的圆心分别为A中点4.1、B中点4.2、C中点4.3和D中点4.4；A半圆切割路径50.1与B半圆切割路径50.2相切，B半圆切割路径50.2与C半圆切割路径50.3相切，C半圆切割路径50.3与D半圆切割路径50.4相切，所述D半圆切割路径50.4与A半圆切割路径50.1相切；完成A半圆切割路径50.1，B半圆切割路径 50.2、C半圆切割路径50.3和D半圆切割路径50.4的切割后，最终会得到四个半圆形 PCB板1；

如图8至21所示，本装置的具体切割过程包括如下步骤：

步骤一，初始状态下，方形升降槽底壁33的上表面与固定槽底壁32的上表面相平；这时将一片正方形毛坯板3水平放入毛坯板转运槽31内；且刹车式走刀电机27在不运行时始终为刹车状态；

步骤二，控制推条39沿所述毛坯板转运槽31的长度方向推动毛坯板转运槽31内的正方形毛坯板3，使毛坯板转运槽31内的正方形毛坯板3向靠近半圆形裁剪平台80 的方向滑动，直至正方形毛坯板3沿毛坯板转运槽31滑动到重合在方形升降槽底壁33 的上表面，这时正方形毛坯板3在水平方向被完全约束，这时正方形毛坯板3的A中点 4.1在切割筒13轴线上；

步骤三，控制回转电机9，使切割筒13超过1000rad/min，然后控制A升降器8，使切割筒13逐渐向下位移，从而使锯齿阵列14向下以A中点4.1为圆心回转切割正方形毛坯板3，从而在正方形毛坯板3上切割出第一半圆定位缺口2；

步骤四，B升降器44控制方形升降槽底壁33逐渐上升，进而方形升降槽底壁33 带动其上表面的正方形毛坯板3上升，正方形毛坯板3的上升会让水平压盘19下端的腰形限位块18插入正方形毛坯板3上的腰形预制孔6中，直至水平压盘19下表面与正方形毛坯板3的上表面相接触时，方形升降槽底壁33的上表面与半圆形裁剪平台80的上表面相平，这时已经切出来的第一半圆定位缺口2的圆弧内缘与切割筒13的筒外壁同轴心滑动配合，且第一半圆定位缺口2的圆弧内缘刚好重合在定位环线15处；

步骤五，控制推条39逐渐远离正方形毛坯板3；

步骤六，控制刹车式走刀电机27，使输出轴26顺时针回转90°，这时正方形毛坯板3在切割筒13的筒外壁的约束下，正方形毛坯板3在半圆形裁剪平台80的上表面沿以已经切出来的第一半圆定位缺口2的圆心为中心顺时针水平旋转滑动90°；这时PCB 切割铣刀34刚好接触到正方形毛坯板3的一侧边3.1；这时启动铣刀驱动器36；

步骤七，控制刹车式走刀电机27，使输出轴26缓慢继续顺时针回转180°，这时正方形毛坯板3在切割筒13的筒外壁的约束下，正方形毛坯板3在半圆形裁剪平台80 的上表面沿以已经切出来的第一半圆定位缺口2的圆心为中心继续顺时针水平旋转滑动 180°；正方形毛坯板3沿以已经切出来的第一半圆定位缺口2的圆心为中心继续顺时针水平旋转滑动180°的过程中，PCB切割铣刀34沿A半圆切割路径50.1切割正方形毛坯板3，这时第一片半圆形PCB板1已经切割成型；

在步骤七中，正方形毛坯板3在半圆形裁剪平台80的上表面沿以已经切出来的第一半圆定位缺口2的圆心为中心顺时针水平旋转滑动的过程中，由于切割筒13的筒外壁始终是同轴心卡在已经切出来的第一半圆定位缺口2中的，因此整个切割过程中正方形毛坯板3不会对齿轮轴20和回转齿轮21产生扭力，进而不会增加步进电机24的刹车负担；

步骤八，控制刹车式走刀电机27，使输出轴26缓慢继续顺时针回转90°，使正方形毛坯板3重新回到“步骤五”时的位置；这时已经切割成型的第一片半圆形PCB板1 因为已经脱落仍然保留在原来的位置；

步骤九，这时用机械手或人工取走已经切割成型的第一片半圆形PCB板1，这时控制步进电机24，使输出齿轮17带动回转齿轮21精确回转90°，进而使腰形限位块18 带动已经切割过一次的正方形毛坯板3沿自身几何中心回转90°，这时正方形毛坯板3 的B中点4.2刚好在切割筒13轴线上；

步骤十，B升降器44控制方形升降槽底壁33逐渐下降，进而方形升降槽底壁33 带动其上表面的正方形毛坯板3重新下降到毛坯板转运槽31内；

步骤十一，控制推条39逐渐靠近并顶压到正方形毛坯板3，使正方形毛坯板3重新在水平方向上完全定位，然后控制回转电机9，使切割筒13超过1000rad/min，然后控制A升降器8，使切割筒13逐渐向下位移，从而使锯齿阵列14向下以B中点4.2为圆心回转切割正方形毛坯板3，从而在正方形毛坯板3上切割出第二半圆定位缺口2；然后控制推条39逐渐远离正方形毛坯板3；最后，B升降器44控制方形升降槽底壁33 逐渐上升，进而方形升降槽底壁33带动其上表面的正方形毛坯板3上升，正方形毛坯板3的上升会让水平压盘19下端的腰形限位块18插入正方形毛坯板3上的腰形预制孔 6中，直至水平压盘19下表面与正方形毛坯板3的上表面相接触时，方形升降槽底壁 33的上表面与半圆形裁剪平台80的上表面相平，这时已经切出来的第二半圆定位缺口 2的圆弧内缘与切割筒13的筒外壁同轴心滑动配合，且第二半圆定位缺口2的圆弧内缘刚好重合在定位环线15处；

步骤十二，控制刹车式走刀电机27，使输出轴26顺时针回转90°，这时正方形毛坯板3在切割筒13的筒外壁的约束下，正方形毛坯板3在半圆形裁剪平台80的上表面沿以已经切出来的第二半圆定位缺口2的圆心为中心顺时针水平旋转滑动90°；这时 PCB切割铣刀34刚好接触到正方形毛坯板3的一侧边3.1；

步骤十三，控制刹车式走刀电机27，使输出轴26缓慢继续顺时针回转180°，这时正方形毛坯板3在切割筒13的筒外壁的约束下，正方形毛坯板3在半圆形裁剪平台 80的上表面沿以已经切出来的第二半圆定位缺口2的圆心为中心继续顺时针水平旋转滑动180°；正方形毛坯板3沿以已经切出来的第二半圆定位缺口2的圆心为中心继续顺时针水平旋转滑动180°的过程中，PCB切割铣刀34沿B半圆切割路径50.2切割正方形毛坯板3，这时第二片半圆形PCB板1已经切割成型；

后续步骤只需参照前面的步骤方法，适应性的调整步骤，即可使PCB切割铣刀34分别沿C半圆切割路径50.3和D半圆切割路径50.4切割，将剩下的两片半圆形PCB 板1切割出来。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.半圆形PCB板的裁剪生产系统，其特征在于：包括PCB裁剪系统和正方形毛坯板(3)，各所述正方形毛坯板(3)的几何中心(5)处设置有腰形预制孔(6)；所述PCB裁剪系统能在一块正方形毛坯板(3)上切割出四片半圆形PCB板(1)，且切割出的半圆形PCB板(1)上的圆心处有同圆心的半圆定位缺口(2)；

所述PCB裁剪系统包括一体化连接的半圆形裁剪平台(80)和矩形板材转运平台(30)，所述矩形板材转运平台(30)上沿长度方向设置有毛坯板转运槽(31)；所述正方形毛坯板(3)的边长与毛坯板转运槽(31)的槽宽相同；所述毛坯板转运槽(31)内的正方形毛坯板(3)能沿所述毛坯板转运槽(31)的长度方向滑动；

所述毛坯板转运槽(31)的槽底壁包括固定槽底壁(32)和方形升降槽底壁(33)，所述方形升降槽底壁(33)位于毛坯板转运槽(31)靠近半圆形裁剪平台(80)的一端；所述方形升降槽底壁(33)能上下升降；所述方形升降槽底壁(33)的上表面能上升至与所述半圆形裁剪平台(80)的上表面相平；

所述固定槽底壁(32)的上表面滑动设置水平的推条(39)，所述推条(39)的长度方向与毛坯板转运槽(31)的长度方向垂直，所述推条(39)能沿所述毛坯板转运槽(31)的长度方向推动所述毛坯板转运槽(31)内的正方形毛坯板(3)；

还包括半圆形裁剪平台(80)和矩形板材转运平台(30)下方的基座(96)，所述基座(96)通过支撑件(70)固定支撑所述半圆形裁剪平台(80)和矩形板材转运平台(30)；

所述固定槽底壁(32)上有沿长度方向的镂空槽(28)，所述镂空槽(28)内竖向穿过有竖向平移臂(40)，竖向平移臂(40)的上端通过水平的连接杆(29)固定连接所述推条(39)；所述基座(96)上还安装有沿毛坯板转运槽(31)长度方向延伸的直线伸缩器(42)，所述直线伸缩器(42)的伸缩杆(41)末端固定连接所述竖向平移臂(40)的下端，从而使直线伸缩器(42)能通过竖向平移臂(40)和连接杆(29)带动推条(39)沿毛坯板转运槽(31)的长度方向位移；

所述半圆形裁剪平台(80)的半圆形轮廓的圆心处设置有A半圆形缺口(38.1)，所述方形升降槽底壁(33)靠近半圆形裁剪平台(80)的一侧边中部设置有B半圆形缺口(38.2)，所述A半圆形缺口(38.1)与B半圆形缺口(38.2)组合成一个上下贯通的整圆镂空孔(38)；所述整圆镂空孔(38)的内径大于所述半圆形PCB板(1)上的半圆定位缺口(2)；还包括固定在支撑件(70)上端的固定支架梁(7)，还包括A升降器(8)，所述A升降器(8)的A升降杆(10)下端固定连接有升降支架(11)，所述升降支架(11)上固定安装有竖向的回转电机(9)，所述回转电机(9)的回转轴(12)下端同轴心连接有切割筒(13)，所述切割筒(13)的轴线与所述整圆镂空孔(38)的轴线重合，所述切割筒(13)的下端沿轮廓呈圆周阵列分布有若干尖端朝下的锯齿阵列(14)，所述切割筒(13)的外径与所述半圆定位缺口(2)的内径一致；

所述固定支架梁(7)上还固定安装有竖向的刹车式走刀电机(27)，所述刹车式走刀电机(27)的输出轴(26)轴线与所述切割筒(13)轴线重合，所述输出轴(26)上固定连接有摇臂(25)，所述A升降器(8)的上端固定在摇臂(25)上，所述摇臂(25)的末端固定连接有竖向的轴承筒(23)，所述轴承筒(23)内通过轴承(81)同轴心转动设置有齿轮轴(20)，所述齿轮轴(20)上同轴心连接有回转齿轮(21)，所述轴承筒(23)的外壁通过支撑臂(22)固定支撑连接有步进电机(24)，所述步进电机(24)的输出端连接有输出齿轮(17)，所述输出齿轮(17)与所述回转齿轮(21)啮合传动配合；所述齿轮轴(20)的下端固定连接有水平压盘(19)，所述水平压盘(19)的下端固定连接有腰形限位块(18)，所述腰形限位块(18)的轮廓与所述腰形预制孔(6)的轮廓相适应；

毛坯板转运槽(31)内的正方形毛坯板(3)刚好重合在方形升降槽底壁(33)上表面时，所述方形升降槽底壁(33)带动正方形毛坯板(3)的上升能使所述水平压盘(19)下端的腰形限位块(18)插入所述正方形毛坯板(3)上的腰形预制孔(6)中；

所述半圆形裁剪平台(80)上还镂空设置有铣刀穿过孔(35)，还包括位置固定的PCB切割铣刀(34)，所述PCB切割铣刀(34)从铣刀穿过孔(35)向上穿出；

且PCB切割铣刀(34)上端与半圆形裁剪平台(80)上表面之间的间距大于正方形毛坯板(3)的板厚；所述PCB切割铣刀(34)轴线与整圆镂空孔(38)轴线之间的间距小于所述正方形毛坯板(3)的边长的一半；

设半圆形PCB板(1)的外轮廓半径记为R，设半圆定位缺口(2)的内半径记为r，设PCB切割铣刀(34)与切割筒(13)之间的间距为L，满足R-r＝L。

2.根据权利要求1所述的半圆形PCB板的裁剪生产系统，其特征在于：还包括铣刀驱动器(36)，所述铣刀驱动器(36)能驱动PCB切割铣刀(34)沿自身轴线旋转，所述铣刀驱动器(36)通过驱动器支架(37)固定连接在所述半圆形裁剪平台(80)的底部；

所述切割筒(13)的外壁一体化连接有上粗下细的锥环壁(16)，所述锥环壁(16)的下端与切割筒(13)外壁一体化连接，所述锥环壁(16)的外壁与切割筒(13)外壁的连接处形成定位环线(15)。

3.根据权利要求2所述的半圆形PCB板的裁剪生产系统，其特征在于：还包括固定在基座(96)上的B升降器(44)，所述B升降器(44)的B升降杆(43)上端固定连接所述方形升降槽底壁(33)。

4.根据权利要求3所述的半圆形PCB板的裁剪生产系统的裁剪方法，其特征在于：

正方形毛坯板(3)的四个边的四个中点分别记为A中点(4.1)、B中点(4.2)、C中点(4.3)和D中点(4.4)；PCB切割铣刀(34)在正方形毛坯板(3)上的切割路径包括A半圆切割路径(50.1)，B半圆切割路径(50.2)、C半圆切割路径(50.3)和D半圆切割路径(50.4)；

A半圆切割路径(50.1)，B半圆切割路径(50.2)、C半圆切割路径(50.3)和D半圆切割路径(50.4)的半圆路径的圆心分别为A中点(4.1)、B中点(4.2)、C中点(4.3)和D中点(4.4)；A半圆切割路径(50.1)与B半圆切割路径(50.2)相切，B半圆切割路径(50.2)与C半圆切割路径(50.3)相切，C半圆切割路径(50.3)与D半圆切割路径(50.4)相切，所述D半圆切割路径(50.4)与A半圆切割路径(50.1)相切；完成A半圆切割路径(50.1)，B半圆切割路径(50.2)、C半圆切割路径(50.3)和D半圆切割路径(50.4)的切割后，最终会得到四个半圆形PCB板(1)；

具体切割过程包括如下步骤：

步骤一，初始状态下，方形升降槽底壁(33)的上表面与固定槽底壁(32)的上表面相平；这时将一片正方形毛坯板(3)水平放入毛坯板转运槽(31)内；且刹车式走刀电机(27)在不运行时始终为刹车状态；

步骤二，控制推条(39)沿所述毛坯板转运槽(31)的长度方向推动毛坯板转运槽(31)内的正方形毛坯板(3)，使毛坯板转运槽(31)内的正方形毛坯板(3)向靠近半圆形裁剪平台(80)的方向滑动，直至正方形毛坯板(3)沿毛坯板转运槽(31)滑动到重合在方形升降槽底壁(33)的上表面，这时正方形毛坯板(3)在水平方向被完全约束，这时正方形毛坯板(3)的A中点(4.1)在切割筒(13)轴线上；

步骤三，控制回转电机(9)，使切割筒(13)超过1000rad/min，然后控制A升降器(8)，使切割筒(13)逐渐向下位移，从而使锯齿阵列(14)向下以A中点(4.1)为圆心回转切割正方形毛坯板(3)，从而在正方形毛坯板(3)上切割出第一半圆定位缺口(2)；

步骤四，控制方形升降槽底壁(33)逐渐上升，进而方形升降槽底壁(33)带动其上表面的正方形毛坯板(3)上升，正方形毛坯板(3)的上升会让水平压盘(19)下端的腰形限位块(18)插入正方形毛坯板(3)上的腰形预制孔(6)中，直至水平压盘(19)下表面与正方形毛坯板(3)的上表面相接触时，方形升降槽底壁(33)的上表面与半圆形裁剪平台(80)的上表面相平，这时已经切出来的第一半圆定位缺口(2)的圆弧内缘与切割筒(13)的筒外壁同轴心滑动配合，且第一半圆定位缺口(2)的圆弧内缘刚好重合在定位环线(15)处；

步骤五，控制推条(39)逐渐远离正方形毛坯板(3)；

步骤六，控制刹车式走刀电机(27)，使输出轴(26)顺时针回转90°，这时正方形毛坯板(3)在切割筒(13)的筒外壁的约束下，正方形毛坯板(3)在半圆形裁剪平台(80)的上表面沿以已经切出来的第一半圆定位缺口(2)的圆心为中心顺时针水平旋转滑动90°；这时PCB切割铣刀(34)刚好接触到正方形毛坯板(3)的一侧边(3.1)；这时启动铣刀驱动器(36)；

步骤七，控制刹车式走刀电机(27)，使输出轴(26)缓慢继续顺时针回转180°，这时正方形毛坯板(3)在切割筒(13)的筒外壁的约束下，正方形毛坯板(3)在半圆形裁剪平台(80)的上表面沿以已经切出来的第一半圆定位缺口(2)的圆心为中心继续顺时针水平旋转滑动180°；正方形毛坯板(3)沿以已经切出来的第一半圆定位缺口(2)的圆心为中心继续顺时针水平旋转滑动180°的过程中，PCB切割铣刀(34)沿A半圆切割路径(50.1)切割正方形毛坯板(3)，这时第一片半圆形PCB板(1)已经切割成型；

在步骤七中，正方形毛坯板(3)在半圆形裁剪平台(80)的上表面沿以已经切出来的第一半圆定位缺口(2)的圆心为中心顺时针水平旋转滑动的过程中，由于切割筒(13)的筒外壁始终是同轴心卡在已经切出来的第一半圆定位缺口(2)中的，因此整个切割过程中正方形毛坯板(3)不会对齿轮轴(20)和回转齿轮(21)产生扭力，进而不会增加步进电机(24)的刹车负担；

步骤八，控制刹车式走刀电机(27)，使输出轴(26)缓慢继续顺时针回转90°，使正方形毛坯板(3)重新回到“步骤五”时的位置；这时已经切割成型的第一片半圆形PCB板(1)因为已经脱落仍然保留在原来的位置；

步骤九，这时用机械手或人工取走已经切割成型的第一片半圆形PCB板(1)，这时控制步进电机(24)，使输出齿轮(17)带动回转齿轮(21)精确回转90°，进而使腰形限位块(18)带动已经切割过一次的正方形毛坯板(3)沿自身几何中心回转90°，这时正方形毛坯板(3)的B中点(4.2)刚好在切割筒(13)轴线上；

步骤十，控制方形升降槽底壁(33)逐渐下降，进而方形升降槽底壁(33)带动其上表面的正方形毛坯板(3)重新下降到毛坯板转运槽(31)内；

步骤十一，控制推条(39)逐渐靠近并顶压到正方形毛坯板(3)，使正方形毛坯板(3)重新在水平方向上完全定位，然后控制回转电机(9)，使切割筒(13)超过1000rad/min，然后控制A升降器(8)，使切割筒(13)逐渐向下位移，从而使锯齿阵列(14)向下以B中点(4.2)为圆心回转切割正方形毛坯板(3)，从而在正方形毛坯板(3)上切割出第二半圆定位缺口(2)；然后控制推条(39)逐渐远离正方形毛坯板(3)；最后控制方形升降槽底壁(33)逐渐上升，进而方形升降槽底壁(33)带动其上表面的正方形毛坯板(3)上升，正方形毛坯板(3)的上升会让水平压盘(19)下端的腰形限位块(18)插入正方形毛坯板(3)上的腰形预制孔(6)中，直至水平压盘(19)下表面与正方形毛坯板(3)的上表面相接触时，方形升降槽底壁(33)的上表面与半圆形裁剪平台(80)的上表面相平，这时已经切出来的第二半圆定位缺口(2)的圆弧内缘与切割筒(13)的筒外壁同轴心滑动配合，且第二半圆定位缺口(2)的圆弧内缘刚好重合在定位环线(15)处；

步骤十二，控制刹车式走刀电机(27)，使输出轴(26)顺时针回转90°，这时正方形毛坯板(3)在切割筒(13)的筒外壁的约束下，正方形毛坯板(3)在半圆形裁剪平台(80)的上表面沿以已经切出来的第二半圆定位缺口(2)的圆心为中心顺时针水平旋转滑动90°；这时PCB切割铣刀(34)刚好接触到正方形毛坯板(3)的一侧边(3.1)；

步骤十三，控制刹车式走刀电机(27)，使输出轴(26)缓慢继续顺时针回转180°，这时正方形毛坯板(3)在切割筒(13)的筒外壁的约束下，正方形毛坯板(3)在半圆形裁剪平台(80)的上表面沿以已经切出来的第二半圆定位缺口(2)的圆心为中心继续顺时针水平旋转滑动180°；正方形毛坯板(3)沿以已经切出来的第二半圆定位缺口(2)的圆心为中心继续顺时针水平旋转滑动180°的过程中，PCB切割铣刀(34)沿B半圆切割路径(50.2)切割正方形毛坯板(3)，这时第二片半圆形PCB板(1)已经切割成型；

后续步骤只需参照前面的步骤方法即可使PCB切割铣刀(34)分别沿C半圆切割路径(50.3)和D半圆切割路径(50.4)切割，将剩下的两片半圆形PCB板(1)切割出来。

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