CN113600886B - 一种印制电路板多轴协同盲铣方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及印刷电路板加工技术领域，具体为一种印制电路板多轴协同盲铣方法，包括如下加工步骤：拉平台：在工作台面上铺设垫板；使得主轴距离垫板上表面的基准高度保持统一；盲铣调试：盲铣过程中，跟踪测量各盲槽深度，当首次出现盲槽符合深度及精度要求时，以该盲槽对应的垫板厚度为基准厚度；贴胶纸：测量其余未达到加工深度要求的电路板盲槽深度，计算出深度差，根据深度差，在对应垫板位置上贴上一层或多层胶纸；直至所有主轴下加工出的盲槽深度一致；本发明在充分利用多轴共同作业条件下，仍然实现每个轴生产的产品槽深度(或余厚)精度满足+/‑0.1mm的要求，提高了生产效率、降低了生产成本，并且操作简单、实用、高效。

Description

一种印制电路板多轴协同盲铣方法及装置

技术领域

本发明涉及印刷电路板加工技术领域，具体为一种印制电路板多轴协同盲铣方法及装置。

背景技术

印制电路板又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者。印制电路板多用"PCB"来表示。印制电路板的设计主要是版图设计，采用电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错，提高了自动化水平和生产劳动率。按照线路板层数可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。

印制电路板的现有加工流程图如图1所示，经开料，钻孔，沉铜，全板电镀，外层图形，图形电镀，外层蚀刻，AOI，阻焊，文字，成型，测试，FQC后，再进行包装出货。

印制电路板中经常需要设计多种台阶槽，台阶槽为盲槽，在批量加工中，一般采用多轴铣床进行盲铣加工的方法制作，以实现高效生产，如图2所示，盲铣加工时，将电路板固定在铣床的工作台面上，然后通过机床自动调整铣刀的水平位置和升降位置，实现盲槽的加工。在电路板的加工工艺流程中，盲铣加工一般处于成型步骤中。

印制电路板生产质量要求中对于盲槽深度的要求非常严格，深度精度需要满足+/-0.1mm的要求。印制电路板批量生产中一般采用4轴或6轴的铣床进行台阶槽的加工，而多轴铣床上各个轴的铣刀的高度因为机床本身装配精度限制，或者由于被加工电路板自身厚度的细微不同，会导致批量加工出来的台阶槽深度无法统一，控深精度差异常难以协调，无法实现每个轴生产的产品槽深度(或余厚)精度满足+/-0.1mm的要求。而若是采用单轴作业虽然能保证槽深统一，但是作业生产效率低，浪费产能。目前没有较好的办法解决该问题。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种印制电路板多轴协同盲铣方法，本发明在充分利用多轴共同作业条件下，仍然实现每个轴生产的产品槽深度(或余厚)精度满足+/-0.1mm的要求，提高了生产效率、降低了生产成本，并且操作简单、实用、高效。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种印制电路板多轴协同盲铣方法，包括如下加工步骤：

拉平台：在多轴铣床的工作台面上，与各个主轴对应的区域铺设垫板，测量各主轴距离垫板的基准高度，根据测量结果对垫板的上表面进行修平；使得主轴距离垫板上表面的基准高度保持统一；将电路板设置在对应垫板上；

盲铣调试：根据盲槽深度要求，利用主轴上的铣刀对电路板进行盲铣，形成盲槽；盲铣过程中，跟踪测量各盲槽深度，当首次出现盲槽符合深度及精度要求时，以该盲槽对应的垫板厚度为基准厚度；

贴胶纸：测量其余未达到加工深度要求的电路板盲槽深度，计算出深度差；根据深度差，在该盲槽底部对应的垫板位置上贴上一层或多层胶纸来补充对应的深度差，抬高电路板此处位置；同主轴下对应的电路板不同位置的盲槽，贴胶纸方法相同；

测量修正：重复盲铣调试和贴胶纸步骤，增加或减少胶纸层数，修正对应的深度差，直至所有主轴下加工出的盲槽深度一致；

批量生产：将完成测量修正的铣床用于电路板盲铣批量加工。

作为上述方法的进一步优化，所述垫板的长宽尺寸大于对应电路板的尺寸。

作为上述方法的进一步优化，所述胶纸厚度为0.1mm。

作为上述方法的进一步优化，所述垫板为中密度木纤维垫板。

本发明的另一个目的是提供一种应用于上述印制电路板多轴协同盲铣方法的装置，它可以实现对垫板的自动贴胶纸或去除胶纸，提高了印制电路板多轴协同盲铣的调试效率。

该装置包括设置在在工作台面上方，可横向移动和纵向移动的滑座；

所述滑座下端设置有贴纸装置和卸纸装置，所述贴纸装置和卸纸装置均包括与滑座连接的套筒，在套筒内设置有伸缩机构；所述套筒两侧设置有安装盘；所述贴纸装置的安装盘上安装有胶纸卷；所述卸纸装置的安装盘上安装有胶带卷；所述贴纸装置的伸缩机构下端连接有贴纸机头；所述贴纸机头包括切纸压套，切纸压套内通过压缩弹簧连接有贴纸压头；所述卸纸装置的伸缩机构下端连接有卸纸机头；所述卸纸机头包括贴胶压头；从胶纸卷上放卷出来的胶纸背面挂载在贴纸压头上；从胶带卷上放卷出来的的胶带背面挂载在贴胶压头上。

作为上述装置的进一步改进，所述贴纸装置的一个安装盘上安装有胶纸卷，另一个安装盘上安装有胶纸缠绕盘；胶纸卷上放卷出来的胶纸另一端缠绕在胶纸缠绕盘上。

作为上述装置的进一步改进，所述卸纸装置上的一个安装盘上安装有胶带卷，另一个安装盘上安装有胶带缠绕盘；胶带卷上放卷出来的胶带另一端缠绕在胶带缠绕盘上。

作为上述装置的进一步改进，所述套筒两侧设置有张紧轮。

作为上述装置的进一步改进，所述安装盘设置在旋转轴上；所述旋转轴另一端同轴设置有从动轮；所述套筒上设置有驱动电机；所述驱动电机的电机轴上设置有驱动轮；所述从动轮与驱动轮之间设置有传动带。

作为上述装置的进一步改进，在工作台面的两侧设置有横向轨道，横向轨道之间设置有纵梁；所述纵梁底面两端设置有竖梁；所述竖梁下端通过行走机构设置在横向轨道上；所述纵梁内设置有丝杆；所述滑座设置在丝杆上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明既能充分利用多轴铣床的多轴共同作业效率，来提高生产效率，同时又可以在不需要对铣床精度进行改变的条件下，仍然实现每个轴生产的电路板槽深度(或余厚)精度满足+/-0.1mm的要求；且该方法成本低，操作简单、实用、高效。

2、本发明中针对印制电路板多轴协同盲铣方法专门设计了辅助调试装置，可以加快对多轴协同盲铣过程中的垫板贴纸定位速度和粘贴速度，同时还可以快速定位修正对粘贴过厚的贴纸进行卸纸操作，进一步提高了印制电路板多轴协同盲铣的效率。

附图说明

图1为现有印制电路板的加工工艺流程图。

图2为现有印制电路板的盲铣示意图。

图3为本发明的盲铣方法工艺流程图。

图4为本发明的印制电路板的盲铣结构示意图。

图5为对应主轴下方的垫板位置贴有胶纸的结构示意图。

图6为应用于印制电路板多轴协同盲铣方法的装置俯视示意图。

图7为本装置的侧面剖视示意图。

图8为贴纸装置的结构示意图。

图9为卸纸装置的结构示意图。

图10为贴纸装置与卸纸装置安装后的俯视结构示意图。

图11为贴纸装置与卸纸装置共用旋转轴的结构示意图。

图12为行走机构具体结构示意图。

图13为胶纸被使用后的结构示意图。

图中：1、主轴；2、铣刀；3、电路板；4、工作台；5、垫板；6、胶纸；7、贴纸装置；8、卸纸装置；9、纵梁；10、丝杆电机；11、竖梁；12行走机构；13、横向轨道；14、胶纸孔；121、行走电机；122、行走齿轮；123、直线导轨；124、齿条；125、行走座；901、丝杆；902、滑座；903、连接板；701、连接座；702、伸缩机构；703、套筒；704、连接杆；705、转轴；706、从动轮；707、安装盘；708、胶纸卷；709、胶纸缠绕盘；710、夹紧轮组；711、张紧轮；712、辅助轮；713、切纸压套；714、压缩弹簧；715、贴纸压头；716、驱动轮；717、传动带；718、驱动电机；719、连接件；808、胶带卷；809、胶带缠绕盘；815、贴胶压头。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

请参阅图3至图5所示，作为一种印制电路板多轴协同盲铣方法的实施例，包括如下加工步骤：

拉平台：在多轴铣床的工作台面4上，与各个主轴1对应的区域铺设垫板5，测量各主轴1距离垫板5的基准高度，根据测量结果对垫板5的上表面进行修平；使得主轴1距离垫板5上表面的基准高度保持统一；将电路板设置在对应垫板5上；

其中，可以在垫板5上表面修平形成凹槽状，使得电路板固定在凹槽底面上；

其中，垫板5的厚度控制在1.25mm-2.5mm；

其中，垫板5的四角可以通过销轴可拆卸的固定在铣床的工作台面4上；

盲铣调试：根据电路板盲槽深度要求，利用主轴1上的铣刀2对电路板进行盲铣，形成盲槽；盲铣过程中，跟踪测量各盲槽深度，当首次出现盲槽符合深度及精度要求时，以该盲槽对应的垫板5厚度为基准厚度；

其中，铣刀2的外径一般为1.0mm；

其中，盲铣过程中，可以多次停机检查各盲槽深度，直至首次出现盲槽符合深度及精度要求，其中精度要求是指盲槽的深度精度控制在+/-0.1mm；在首次出现盲槽符合深度及精度要求时，其他盲槽的深度必然低于规定的深度；

其中，以该盲槽对应的垫板5厚度为基准厚度的意思是指以该盲槽对应的垫板5位置的厚度为基准厚度，需要对其他主轴1对应的垫板5的厚度进行修正；

贴胶纸：测量其余未达到加工深度要求的电路板盲槽深度，计算出深度差；根据深度差，在该盲槽底部对应的垫板5位置上贴上一层或多层胶纸6来补充对应的深度差，抬高电路板此处位置；同主轴1下对应的电路板不同位置的盲槽，贴胶纸方法相同；

其中，胶纸可以采用皱纹胶纸，每层胶纸厚度为0.1mm，刚好符合电路板盲槽精度要求；

其中，一块电路板上需要加工出多个盲槽，因此当主轴移动位置后，同一电路板上不同位置加工出的盲槽深度也会出现不一致的现象，可以采用同样的方法，在对应电路板下方的垫板位置贴上一层或多层胶纸6来补充对应的深度差；

测量修正：重复盲铣调试和贴胶纸步骤，增加或减少胶纸6层数，修正对应的深度差，直至所有主轴1下加工出的盲槽深度一致；

批量生产：将完成测量修正的铣床用于电路板盲铣批量加工。

如图4-5所示，作为上述方法的优选实施例，所述垫板5的长宽尺寸大于对应电路板的尺寸。

作为上述方法的优选实施例，所述胶纸厚度为0.1mm。

作为上述方法的优选实施例，所述垫板5为中密度木纤维垫板。

如图6-13所示，作为一种应用于上述印制电路板多轴协同盲铣方法的装置的实施例，该装置包括设置在在工作台面4上方，可横向移动和纵向移动的滑座902；

所述滑座902下端设置有贴纸装置7和卸纸装置8，所述贴纸装置7和卸纸装置8均包括与滑座902连接的套筒703，在套筒703内设置有伸缩机构702；所述套筒703两侧设置有安装盘707；所述贴纸装置7的安装盘707上安装有胶纸卷708；所述卸纸装置8的安装盘707上安装有胶带卷808；所述贴纸装置7的伸缩机构702下端连接有贴纸机头；所述贴纸机头包括切纸压套713，切纸压套713内通过压缩弹簧714连接有贴纸压头715；所述卸纸装置8的伸缩机构702下端连接有卸纸机头；所述卸纸机头包括贴胶压头815；从胶纸卷708上放卷出来的胶纸背面挂载在贴纸压头715上；从胶带卷808上放卷出来的的胶带背面挂载在贴胶压头815上。

其中，滑座902为设置在丝杆901上的丝母套，滑座902下端设置有连接板903用于安装贴纸装置7和卸纸装置8；

其中，套筒703上端设置有连接座701，连接座701通过螺栓与连接板903连接；

其中，伸缩机构702可以为电动推杆或者气缸或者油缸；

其中，套筒703两侧设置有连接杆704，连接杆704上设置有转轴705，转轴705一端连接安装盘707，另一端连接从动轮706；

其中，切纸压套713可以为四棱柱或多棱柱套筒结构，也可以为圆筒结构，其底端口形成环形刀口，用于切开胶纸；其中，贴纸压头715为与切纸压套713内壁相配合的柱体结构，下端面为光滑的平面；

其中，贴胶压头815可以采用四棱柱结构，下端面为光滑的平面；

作为上述装置的优选实施例，所述贴纸装置7的一个安装盘707上安装有胶纸卷708，另一个安装盘707上安装有胶纸缠绕盘709；胶纸卷708上放卷出来的胶纸另一端缠绕在胶纸缠绕盘709上。

其中，胶纸卷708优选为皱纹胶纸；

作为上述装置的优选实施例，所述卸纸装置8上的一个安装盘707上安装有胶带卷808，另一个安装盘707上安装有胶带缠绕盘809；胶带卷808上放卷出来的胶带另一端缠绕在胶带缠绕盘809上。

其中，胶带卷808可以优选为透明胶；透明胶的宽度可以略小于皱纹胶纸的宽度，可以防止透明胶与垫板发生直接的粘贴，导致胶水残留在垫板上；

作为上述装置的优选实施例，所述套筒703两侧设置有张紧轮711。

其中，套筒703两侧还可以设置夹紧轮组710，夹紧轮组710用于夹住胶纸或胶带，防止胶纸或胶带发生偏移；其中套筒703两侧还可以设置辅助轮712，辅助轮712设置在套筒791底端两侧，可以防止胶纸直接与套筒703底端面接触，影响其移动；其中，张紧轮711可以安装在安装臂上，安装臂另一端通过扭簧铰接在套筒703上；安装臂产生向外的张力将胶纸或胶带张紧，防止其松动；

作为上述装置的优选实施例，所述安装盘707设置在旋转轴705上；所述旋转轴705另一端同轴设置有从动轮706；所述套筒703上设置有驱动电机718；所述驱动电机718的电机轴上设置有驱动轮716；所述从动轮706与驱动轮716之间设置有传动带717。

其中，驱动轮716与两个从动轮706共同构成三角形的三个顶角，传动带717挂载在上面，形成三角形结构；

作为上述装置的优选实施例，在工作台面4的两侧设置有横向轨道13，横向轨道13之间设置有纵梁9；所述纵梁9底面两端设置有竖梁11；所述竖梁11下端通过行走机构12设置在横向轨道13上；所述纵梁9内设置有丝杆901；所述滑座902设置在丝杆901上。

其中，行走机构12包括设置在行走座125上的行走电机121，行走电机121的电机轴上设置有行走齿轮122；在横向轨道13上端面两侧设置有直线导轨123，行走座125下端设置有直线导轨123上；在横向轨道13的上端面中间设置有齿条124；行走齿轮122与齿条124啮合；竖梁11下端安装在行走座125上；

其中，纵梁9为空心梁，丝杆901设置在纵梁9内，滑座902设置在丝杠901上，滑座902下端从纵梁9底面的开槽内延伸出来与连接板903连接；连接板903与连接座701通过螺栓连接。

本发明的一种应用于印制电路板多轴协同盲铣方法的装置工作原理：

当需要对垫板5上的某个位置贴上胶纸时，通过行走电机121和丝杆电机10驱动滑座902移动到该位置，使得贴纸装置7下端的贴纸压头715对准需要贴纸的位置，伸缩机构702驱动贴纸压头715将胶纸压在该位置，伸缩机构702继续驱动切纸压套713下降，压缩弹簧714被压缩，切纸压套713下降到最低将胶纸切开，使得贴纸压头715下压的胶纸面被贴在垫板上，与胶纸带分离，在胶纸带上产生了切口孔，如图13所示；

伸缩机构702带动贴纸机头一起上升缩回套筒703内；驱动电机718驱动安装盘707旋转，使得胶纸带移动，将带有切口的一端移开，被胶纸缠绕盘709缠绕收拢。

当需要对垫板5上某个位置的胶纸进行去除时，通过行走电机121和丝杆电机10驱动滑座902移动到该位置，使得卸纸装置8下端的贴胶压头815对准被贴纸的位置，伸缩机构702驱动贴胶压头815将胶带压贴纸块上，将贴纸粘上，然后伸缩机构702带动贴胶压头815上升缩回套筒703内；贴纸块背面被粘贴在胶带上，与垫板脱离；

驱动电机718驱动安装盘707旋转，使得粘有胶纸块的胶带移动，被胶带缠绕盘809缠绕收拢。

本发明中卸纸装置8利用的是胶带的粘力待遇胶纸的粘力，使得胶带可以粘住胶纸块，然后将胶纸块从垫板上撕脱下来；其中胶带可以采用透明胶，透明胶粘力强与皱纹胶纸。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，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、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种印制电路板多轴协同盲铣方法，其特征在于，包括如下加工步骤：

拉平台：在多轴铣床的工作台面（4）上，与各个主轴（1）对应的区域铺设垫板（5），测量各主轴（1）距离垫板（5）的基准高度，根据测量结果对垫板（5）的上表面进行修平；使得主轴（1）距离垫板（5）上表面的基准高度保持统一；将电路板（3）设置在对应垫板（5）上；

盲铣调试：根据盲槽深度要求，利用主轴（1）上的铣刀（2）对电路板（3）进行盲铣，形成盲槽；盲铣过程中，跟踪测量各盲槽深度，当首次出现盲槽符合深度及精度要求时，以该盲槽对应的垫板（5）厚度为基准厚度；

贴胶纸：测量其余未达到加工深度要求的盲槽深度，计算出深度差；根据深度差，在该盲槽底部对应的垫板（5）位置上贴上一层或多层胶纸（6）来补充对应的深度差，抬高电路板（3）此处位置；同主轴（1）下对应的电路板（3）不同位置的盲槽，贴胶纸方法相同；

测量修正：重复盲铣调试和贴胶纸步骤，增加或减少胶纸（6）层数，修正对应的深度差，直至所有主轴（1）下加工出的盲槽深度一致；

批量生产：将完成测量修正的铣床用于电路板盲铣批量加工。

2.根据权利要求1所述的一种印制电路板多轴协同盲铣方法，其特征在于，所述垫板（5）的长宽尺寸大于对应电路板（3）的尺寸。

3.根据权利要求1所述的一种印制电路板多轴协同盲铣方法，其特征在于，所述胶纸厚度为0.1mm。

4.根据权利要求1所述的一种印制电路板多轴协同盲铣方法，其特征在于，所述垫板（5）为中密度木纤维垫板。

5.应用于权利要求1-4任一项所述的一种印制电路板多轴协同盲铣方法的装置，其特征在于，包括设置在工作台面（4）上方，可横向移动和纵向移动的滑座（902）；

所述滑座（902）下端设置有贴纸装置（7）和卸纸装置（8），所述贴纸装置（7）和卸纸装置（8）均包括与滑座（902）连接的套筒（703），在套筒（703）内设置有伸缩机构（702）；所述套筒（703）两侧设置有安装盘（707）；所述贴纸装置（7）的安装盘（707）上安装有胶纸卷（708）；所述卸纸装置（8）的安装盘（707）上安装有胶带卷（808）；所述贴纸装置（7）的伸缩机构（702）下端连接有贴纸机头；所述贴纸机头包括切纸压套（713），切纸压套（713）内通过压缩弹簧（714）连接有贴纸压头（715）；所述卸纸装置（8）的伸缩机构（702）下端连接有卸纸机头；所述卸纸机头包括贴胶压头（815）；从胶纸卷（708）上放卷出来的胶纸背面挂载在贴纸压头（715）上；从胶带卷（808）上放卷出来的胶带背面挂载在贴胶压头（815）上；卸纸装置（8）利用的是胶带的粘力大于胶纸的粘力，使得胶带可以粘住胶纸块，然后将胶纸块从垫板（5）上撕脱下来。

6.根据权利要求5所述的一种印制电路板多轴协同盲铣方法的装置，其特征在于，所述贴纸装置（7）的一个安装盘（707）上安装有胶纸卷（708），另一个安装盘（707）上安装有胶纸缠绕盘（709）；胶纸卷（708）上放卷出来的胶纸另一端缠绕在胶纸缠绕盘（709）上。

7.根据权利要求5所述的一种印制电路板多轴协同盲铣方法的装置，其特征在于，所述卸纸装置（8）上的一个安装盘（707）上安装有胶带卷（808），另一个安装盘（707）上安装有胶带缠绕盘（809）；胶带卷（808）上放卷出来的胶带另一端缠绕在胶带缠绕盘（809）上。

8.根据权利要求5所述的一种印制电路板多轴协同盲铣方法的装置，其特征在于，所述套筒（703）两侧设置有张紧轮（711）。

9.根据权利要求5所述的一种印制电路板多轴协同盲铣方法的装置，其特征在于，所述安装盘（707）设置在旋转轴（705）上；所述旋转轴（705）另一端同轴设置有从动轮（706）；所述套筒（703）上设置有驱动电机（718）；所述驱动电机（718）的电机轴上设置有驱动轮（716）；所述从动轮（706）与驱动轮（716）之间设置有传动带（717）。

10.根据权利要求5所述的一种印制电路板多轴协同盲铣方法的装置，其特征在于，在工作台面（4）的两侧设置有横向轨道（13），横向轨道（13）之间设置有纵梁（9）；所述纵梁（9）底面两端设置有竖梁（11）；所述竖梁（11）下端通过行走机构（12）设置在横向轨道（13）上；所述纵梁（9）内设置有丝杆（901）；所述滑座（902）设置在丝杆（901）上。

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