CN113660786B - 一种阶梯板半固化片开窗加工装置及开窗加工方法 - Google Patents

Abstract

一种阶梯板半固化片开窗加工装置，包括开窗单元、钻孔单元、转移单元、叠装台。开窗单元包括丝杆传送组件，和开窗组件。设于开窗单元两侧的钻孔单元用于在半固化片上开出定位孔，使用较为灵活，钻孔效率高。设于钻孔单元一侧下方的切割转移单元包括切割组件、吸取组件和转移组件。设于切割转移单元一侧的叠装台用于叠装多层板。采用阶梯板半固化片开窗加工装置的一种阶梯板半固化片开窗加工方法，包括装配铣刀、钻定位孔、开出盲槽、切割半固化片、叠装多层板等步骤。本发明可提高开窗的自动化程度，可提高适配性，使用灵活，工作效率高，装置紧凑，能节省空间，易于将半固化片转移，使其易于进行多层板叠装，方法流程简单，易于操作。

Description

一种阶梯板半固化片开窗加工装置及开窗加工方法

技术领域

本发明涉及印制电路领域，尤其涉及一种阶梯板半固化片开窗加工装置及开窗加工方法。

背景技术

现代电子产品向高密度化、小型化、高频化的方向发展，高多层印制阶梯电路板开始引入台阶槽或盲槽的设计，用以安装元器件，提高产品集成度或达到信号的屏蔽作用。

多层印制阶梯电路板有盲槽要求时，内层的线路图形需要露出来，为了实现该工艺，其加工流程与常规的多层印制电路板（常规的半固化片是不需要开窗的，直接覆盖在内层线路起粘结作用）大不相同，需要在多层印制阶梯电路板压合前将对应露出线路位置的半固化片做开窗处理，才能实现内层线路露出来的要求。

多层板通常由上下两块芯板和夹在芯板中的若干块半固化片组成，由于半固化片开窗直径比芯板大，无法在叠装后统一开窗，需要将每一层半固化片分别开窗。

现有技术的开窗设备较为复杂，造价高，且运行缓慢，工作效率低，目前使用的开窗工艺也较为复杂，难以自动控制。另外，现有技术的多层板叠装通常为人工叠装，转移半固化片速度慢，工作效率低，操作复杂。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供阶梯板半固化片开窗加工装置及阶梯板半固化片开窗加工方法，可提高开窗的自动化程度，可提高适配性，使用灵活，工作效率高，装置紧凑，能节省空间，易于将半固化片转移，使其易于进行多层板叠装，方法流程简单，易于操作。

为了实现本发明的目的，拟采用以下技术：

一种阶梯板半固化片开窗加工装置，包括：

开窗单元，包括丝杆传送组件，其运动端设有第一无杆气缸，第一无杆气缸下端的第一滑块底端面设有竖直设置的第一单轴直线气缸，其输出轴一端设有第一铣切机，第一铣切机下端装配有用于开窗的第一铣刀；

钻孔单元，设于开窗单元两侧，用于在半固化片上开出定位孔；

切割转移单元，设于钻孔单元一侧下方，包括竖直设置的第二旋转电机，其输出轴一端设有第四单轴直线气缸，第四单轴直线气缸输出轴一端设有安装架，安装架上端设有切割组件，切割组件用于切割不同规格的半固化片，切割不同大小的安装架内设有一竖直设置的第七单轴直线气缸，其输出轴一端设有真空吸吊器；

叠装台，设于切割转移单元一侧，用于叠装多层板。

进一步，钻孔单元包括两个第二无杆气缸，第二无杆气缸上端滑动配合有第一双头气缸，第一双头气缸的两个输出端各设有一第二单轴直线气缸，第二单轴直线气缸输出轴设有竖直设置的第三单轴直线气缸，第三单轴直线气缸输出轴一端设有第二铣切机，第二铣切机主轴一端设有直角铣头，直角铣头连接端装配有用于开定位孔的第二铣刀。

进一步，丝杆传送组件包括两对第一支架，一对第一支架一端设有一第一旋转电机，其输出轴一端设有丝杆，另一对第一支架一端设有一丝杆座，丝杆一端转动配合于丝杆座，丝杆外周侧配合有M型架，第一无杆气缸设于M型架下端，第一铣切机主轴一端设有直线铣头，第一铣刀装配于直线铣头连接端。

进一步，钻孔单元还包括两对第二支架，两个第二无杆气缸各设于每对第二支架上端，第一双头气缸设于第二无杆气缸上端的第二滑块顶端面，第一双头气缸两个输出端各设有一第一转接板，第二单轴直线气缸设于第一转接板一侧面，其输出轴设有第二转接板，第三单轴直线气缸设于第二转接板下端。

进一步，第二旋转电机输出轴一端设有第三转接板，第四单轴直线气缸设于第三转接板上端面，其输出轴一端设有第四转接板，第四转接板一端面设有一对连接杆，安装架设于连接杆一端，安装架上端面开设有开口，开口内周侧设有若干安装杆。

进一步，叠装台包括桌体，桌体上端面四边各设有一输出端指向桌体的桌面重心的第八单轴直线气缸，其输出轴一端设有限位板。

采用阶梯板半固化片开窗加工装置的一种阶梯板半固化片开窗加工方法，包括步骤：

S01：在第一铣切机上安装预定规格的第一铣刀；

S02：将半固化片带由外部传送机构传送至开窗单元下方，在半固化片带底端放置切割底板；

S03：在叠装台上放置并夹紧原芯板；

S04：启动钻孔单元在半固化片带上钻出定位孔；

S05：以与原芯板匹配的盲槽位置作为半固化片的盲槽位置，启动丝杆传送组件，并启动第一无杆气缸，将移动第一滑块移动到预定位置，启动第一铣切机，使第一铣刀转动，启动第一单轴直线气缸，将第一铣刀推入半固化片带，铣出一盲槽，启动第一单轴直线气缸，升起第一铣刀，启动丝杆传送组件，移动第一铣刀在丝杆传送组件长度方向上的位置，启动第一无杆气缸，移动第一铣刀在与丝杆传送组件宽度方向上的位置，使第一铣刀依次到达半固化片带后续要铣出盲槽的位置上方，启动第一单轴直线气缸，将第一铣刀推入半固化片带，铣出其余盲槽；

S06：在半固化片带钻出所有定位孔并铣出所有盲槽后，启动第一单轴直线气缸，升起第一铣刀，启动丝杆传送组件，将第一无杆气缸移到开窗单元一端；

S07：以与原芯板匹配的大小和形状作为半固化片的预定大小和形状，启动切割组件，从半固化片带上切出半固化片；

S08：通过切割转移单元将半固化片转移到叠装台上。

本技术方案的有益效果在于：

1、开窗单元的丝杆传送组件和第一无杆气缸可灵活的移动第一铣刀的位置，使第一单轴直线气缸和第一铣切机能依次完成半固化片上的所有开窗工作，自动化程度较高。

2、第一铣刀可更换，根据半固化片上盲孔比原芯板上盲孔的直径大6~10mil的要求选择对应的第一铣刀，适配性较强。

3、钻孔单元可以根据不同的半固化片规格，通过第一双头气缸改变半固化片长度方向上每两个定位孔的钻孔间距，通过第二单轴直线气缸改变半固化片宽度方向上每两个定位孔的钻孔间距，使用较为灵活。

4、第二铣刀可更换，实现钻出直径为2~4.5mm的各种定位孔。

5、钻孔单元的第二无杆气缸能使其在其他工序完成前，沿半固化片带长度方向移动，用钻孔组件先钻出多组定位孔，提高工作效率。

6、切割转移单元的第七单轴直线气缸设于安装架内部，用于控制真空吸吊器的升降，该结构使装置紧凑，节省了空间。

7、第二双头气缸和第三双头气缸分别控制两个第一切刀和两个第二切刀的间距，第一切刀和第二切刀的长度较长，可以切割各种尺寸的半固化片，使用时当其中一对切刀移动到最远端时，可以避免对另一对切刀的阻挡。

8、切割转移单元可在半固化片带上方自动获取切好的半固化片，自动将半固化片转移，效率较高。

9、叠装台可夹持芯板和叠装上的半固化片，并将各层夹持，便于开设芯板上的定位孔，使工序较为稳定。

10、装置结构简单，易于制造，方法流程简单，易于操作，具有较强的实用性。

附图说明

图1示出了本申请实施例整体立体图。

图2示出了本申请实施例开窗单元、钻孔单元立体图。

图3示出了本申请实施例开窗单元立体图。

图4示出了本申请实施例图3的A部分放大图。

图5示出了本申请实施例钻孔单元立体图。

图6示出了本申请实施例钻孔单元其中一侧的立体图。

图7示出了本申请实施例图6的B部分放大图。

图8示出了本申请实施例转移单元、叠装台立体图。

图9示出了本申请实施例转移单元的切割组件和吸取组件立体图。

图10示出了本申请实施例安装架、第二双头气缸、第三双头气缸位置关系图。

图11示出了本申请实施例安装架、第七单轴直线气缸、真空吸吊器位置关系图。

图12示出了本申请实施例第七单轴直线气缸、真空吸吊器、真空吸头立体图。

图13示出了本申请实施例多层板的叠装关系示意图。

图14示出了本申请实施例半固化片立体图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明，但本申请所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

如图1~图14所示的一种阶梯板半固化片开窗加工装置，包括开窗单元1、钻孔单元2、转移单元3、叠装台4。

开窗单元1包括丝杆传送组件。丝杆传送组件包括第一支架11、第一旋转电机12、丝杆13、丝杆座131、M型架14。丝杆传送组件包括两对第一支架11，一对第一支架11一端设有一第一旋转电机12，其输出轴一端设有丝杆13，另一对第一支架11一端设有一丝杆座131，丝杆13一端转动配合于丝杆座131，丝杆13外周侧配合有M型架14， M型架14下端设有第一无杆气缸15，第一无杆气缸15下端的第一滑块16底端面设有竖直设置的第一单轴直线气缸17，其输出轴一端设有第一铣切机18，第一铣切机18主轴一端设有直线铣头181，直线铣头181连接端装配有用于开窗的第一铣刀19；

设于开窗单元1两侧的钻孔单元2，用于在半固化片上开出定位孔，钻孔单元2包括两对第二支架21，每对第二支架21上端各设有一第二无杆气缸22，第二无杆气缸22上端的第二滑块23顶端面设有第一双头气缸24，其两个输出端各设有一第一转接板241，第一转接板241一侧面设有第二单轴直线气缸25，其输出轴设有第二转接板251，第二转接板251下端设有竖直设置的第三单轴直线气缸26，其输出轴一端设有第二铣切机27，第二铣切机27主轴一端设有直角铣头271，直角铣头271连接端装配有用于开定位孔的第二铣刀28；

设于钻孔单元2一侧下方的切割转移单元3，切割转移单元3包括竖直设置的第二旋转电机31，其输出轴一端设有第三转接板311，第三转接板311上端面设有第四单轴直线气缸32，其输出轴一端设有第四转接板321，第四转接板321一端面设有一对连接杆322，连接杆322一端设有安装架33，切割组件包括延伸于安装架33上端的安装部331，安装架33上端面开设有开口，开口内周侧设有四个安装杆332，安装架33上端面沿其长度方向设有第二双头气缸34，其两个输出端各设有一第五转接板341，第五转接板341一侧面设有竖直设置的第五单轴直线气缸342，其输出轴一端设有第一切刀343，安装部331上端设有第三双头气缸35，其两个输出端各设有一第六转接板351，第六转接板351一侧面设有竖直设置的第六单轴直线气缸352，其输出轴一端设有第二切刀353，安装杆332一端设有一竖直设置的第七单轴直线气缸36，其输出轴一端设有真空吸吊器37，真空吸吊器37下端四周设有多个真空吸头371；

设于切割转移单元3一侧的叠装台4，用于叠装多层板，叠装台4包括桌体41，桌体41上端面四边各设有一输出端指向桌体41的桌面重心的第八单轴直线气缸42，其输出轴一端设有限位板421。

实施例二

采用实施例一阶梯板半固化片开窗加工装置的一种阶梯板半固化片开窗加工方法，按以下步骤操作：

S01：在第一铣切机18的直线铣头181上安装预定规格的第一铣刀19，在第二铣切机27的直角铣头271上安装预定规格的第二铣刀28，第一铣刀19的直径比原芯板6上盲孔的直径大6~10mil；

S02：将半固化片带5由外部传送机构传送至开窗单元1下方，在半固化片带5底端放置切割底板；

S03：在桌体41上放置原芯板6，启动所有第八单轴直线气缸42，推动限位板421夹紧原芯板6；

S04：启动第二无杆气缸22，将第二滑块23带动第一双头气缸24移到与转移单元3匹配的半固化片带5上方位置，启动第一双头气缸24，将两个第二单轴直线气缸25推到预定位置，启动第二单轴直线气缸25，将第三单轴直线气缸26推到预定位置，启动第二铣切机27，使第二铣刀28转动，启动第三单轴直线气缸26，将第二铣刀28推入半固化片带5，钻出定位孔；

S05：以与原芯板6匹配的盲槽位置作为半固化片51的盲槽位置，关闭第二铣切机27，第二铣刀28暂留在定位孔中，启动第一旋转电机12，使M型架14沿丝杆13运动到预定位置，启动第一无杆气缸15，将移动第一滑块16移动到预定位置，启动第一铣切机18，使第一铣刀19转动，启动第一单轴直线气缸17，将第一铣刀19推入半固化片带5，铣出一盲槽，启动第一单轴直线气缸17，升起第一铣刀19，通过启动第一旋转电机12，移动第一铣刀19在丝杆13方向上的位置，通过启动第一无杆气缸15，移动第一铣刀19在与丝杆13垂直方向上的位置，使第一铣刀19依次到达半固化片带5后续要铣出盲槽的位置上方，启动第一单轴直线气缸17，将第一铣刀19推入半固化片带5，铣出其余盲槽；

S06：在半固化片带5钻出所有定位孔并铣出所有盲槽后，启动第一单轴直线气缸17，升起第一铣刀19，启动第三单轴直线气缸26，升起第二铣刀28，启动第一旋转电机12，使M型架14移到丝杆13一端；

S07：以与原芯板6匹配的大小和形状作为半固化片51的预定大小和形状，启动第四单轴直线气缸32，推动安装架33到半固化片带5上方，启动第二双头气缸34，将两个第五单轴直线气缸342推到最远端，用于使第一切刀343不阻挡第二切刀353，启动第三双头气缸35，将两个第六单轴直线气缸352推到预定位置，启动第六单轴直线气缸352，推动第二切刀353向半固化片带5切下，再启动第六单轴直线气缸352升起第二切刀353，启动第三双头气缸35将两个第六单轴直线气缸352推到最远端，用于使第二切刀353不阻挡第一切刀343，启动第二双头气缸34，将两个第五单轴直线气缸342推到预定位置，启动第五单轴直线气缸342，推动第一切刀343向半固化片带5切下，再启动第五单轴直线气缸342升起第一切刀343，完成从半固化片带5上切出半固化片51的过程；

S08：启动第七单轴直线气缸36，降下真空吸吊器37，使真空吸头371与半固化片51接触，启动真空吸吊器37吸起半固化片51，启动第四单轴直线气缸32收起安装架33，启动第二旋转电机31，将半固化片51旋转到桌体41上的原芯板6上方，启动第七单轴直线气缸36降下真空吸吊器37，使半固化片51和原芯板6接触，关闭真空吸吊器37，使半固化片51放置于原芯板6上方，启动第七单轴直线气缸36升起真空吸吊器37，启动第二旋转电机31，使第四单轴直线气缸32的输出轴重新指向半固化片带5。

实施例三

采用实施例二的阶梯板半固化片开窗加工方法，完成S08步骤后，进行以下后续步骤：

S09：以匹配半固化片51上定位孔的位置在原芯板6上钻出定位孔，使桌体41上的原芯板6被加工为一定位芯板61；

S10：启动外部传送机构，继续移动半固化片带5前进预定距离，重复S02~S08步骤1~3次，在S09步骤所述半固化片51的上方再放置1~3个半固化片51；

S11：在S10步骤所述最上方的半固化片51上再放置一块原芯板6，以匹配半固化片51上定位孔的位置通过外部工序钻出定位孔，使顶部的原芯板6也被加工为定位芯板61；

S12：向2~4层半固化片51和两层定位芯板61匹配的所有定位孔内穿入销钉，取出多层板半成品进行后续工序处理。

上述实施例二、实施例三中芯板厚度为0.4~0.6mm，定位孔直径为2~4.5mm。

以上仅为本申请列举的部分实施例，并不用于限制本申请。

Claims (7)

1.一种阶梯板半固化片开窗加工装置，其特征在于，包括：

开窗单元（1），包括丝杆传送组件，其运动端设有第一无杆气缸（15），第一无杆气缸（15）下端的第一滑块（16）底端面设有竖直设置的第一单轴直线气缸（17），其输出轴一端设有第一铣切机（18），第一铣切机（18）下端装配有用于开窗的第一铣刀（19）；

钻孔单元（2），设于开窗单元（1）两侧，用于在半固化片上开出定位孔；

切割转移单元（3），设于钻孔单元（2）一侧下方，包括竖直设置的第二旋转电机（31），其输出轴一端设有第四单轴直线气缸（32），第四单轴直线气缸（32）输出轴一端设有安装架（33），安装架（33）上端设有切割组件，切割组件用于切割不同规格的半固化片（51），切割不同大小的安装架（33）内设有一竖直设置的第七单轴直线气缸（36），其输出轴一端设有真空吸吊器（37）；

叠装台（4），设于切割转移单元（3）一侧，用于叠装多层板。

2.根据权利要求1所述的阶梯板半固化片开窗加工装置，其特征在于，钻孔单元（2）包括两个第二无杆气缸（22），第二无杆气缸（22）上端滑动配合有第一双头气缸（24），第一双头气缸（24）的两个输出端各设有一第二单轴直线气缸（25），第二单轴直线气缸（25）输出轴设有竖直设置的第三单轴直线气缸（26），第三单轴直线气缸（26）输出轴一端设有第二铣切机（27），第二铣切机（27）主轴一端设有直角铣头（271），直角铣头（271）连接端装配有用于开定位孔的第二铣刀（28）。

3.根据权利要求1所述的阶梯板半固化片开窗加工装置，其特征在于，丝杆传送组件包括两对第一支架（11），一对第一支架（11）一端设有一第一旋转电机（12），其输出轴一端设有丝杆（13），另一对第一支架（11）一端设有一丝杆座（131），丝杆（13）一端转动配合于丝杆座（131），丝杆（13）外周侧配合有M型架（14），第一无杆气缸（15）设于M型架（14）下端，第一铣切机（18）主轴一端设有直线铣头（181），第一铣刀（19）装配于直线铣头（181）连接端。

4.根据权利要求1所述的阶梯板半固化片开窗加工装置，其特征在于，钻孔单元（2）还包括两对第二支架（21），两个第二无杆气缸（22）各设于每对第二支架（21）上端，第一双头气缸（24）设于第二无杆气缸（22）上端的第二滑块（23）顶端面，第一双头气缸（24）两个输出端各设有一第一转接板（241），第二单轴直线气缸（25）设于第一转接板（241）一侧面，其输出轴设有第二转接板（251），第三单轴直线气缸（26）设于第二转接板（251）下端。

5.根据权利要求1所述的阶梯板半固化片开窗加工装置，其特征在于，第二旋转电机（31）输出轴一端设有第三转接板（311），第四单轴直线气缸（32）设于第三转接板（311）上端面，其输出轴一端设有第四转接板（321），第四转接板（321）一端面设有一对连接杆（322），安装架（33）设于连接杆（322）一端，安装架（33）上端面开设有开口，开口内周侧设有若干安装杆（332）。

6.根据权利要求1所述的阶梯板半固化片开窗加工装置，其特征在于，叠装台（4）包括桌体（41），桌体（41）上端面四边各设有一输出端指向桌体（41）的桌面重心的第八单轴直线气缸（42），其输出轴一端设有限位板（421）。

7.一种阶梯板半固化片开窗加工方法，其特征在于，采用权利要求1~6中任意一项所述的阶梯板半固化片开窗加工装置，包括步骤：

S01：在第一铣切机（18）上安装预定规格的第一铣刀（19）；

S02：将半固化片带（5）由外部传送机构传送至开窗单元（1）下方，在半固化片带（5）底端放置切割底板；

S03：在叠装台（4）上放置并夹紧原芯板（6）；

S04：启动钻孔单元（2）在半固化片带（5）上钻出定位孔；

S05：以与原芯板（6）匹配的盲槽位置作为半固化片（51）的盲槽位置，启动丝杆传送组件，并启动第一无杆气缸（15），将移动第一滑块（16）移动到预定位置，启动第一铣切机（18），使第一铣刀（19）转动，启动第一单轴直线气缸（17），将第一铣刀（19）推入半固化片带（5），铣出一盲槽，启动第一单轴直线气缸（17），升起第一铣刀（19），启动丝杆传送组件，移动第一铣刀（19）在丝杆传送组件长度方向上的位置，启动第一无杆气缸（15），移动第一铣刀（19）在与丝杆传送组件宽度方向上的位置，使第一铣刀（19）依次到达半固化片带（5）后续要铣出盲槽的位置上方，启动第一单轴直线气缸（17），将第一铣刀（19）推入半固化片带（5），铣出其余盲槽；

S06：在半固化片带（5）钻出所有定位孔并铣出所有盲槽后，启动第一单轴直线气缸（17），升起第一铣刀（19），启动丝杆传送组件，将第一无杆气缸（15）移到开窗单元（1）一端；

S07：以与原芯板（6）匹配的大小和形状作为半固化片（51）的预定大小和形状，启动切割组件，从半固化片带（5）上切出半固化片（51）；

S08：通过切割转移单元（3）将半固化片（51）转移到叠装台（4）上。

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