CN114615836B - 一种高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产装置及方法，本发明涉及铝基刚挠结合印制板生产的技术领域，它包括工作台、固设于工作台上的龙门架，工作台的顶表面上固设有两个位于龙门架横梁下方的升降电缸，两个升降电缸活塞杆的作用端之间固设有升降板，升降板的顶表面上且位于其左右端均固设有定位柱，龙门架的横梁上且沿其长度方向设置有多个用于定位铝基板的定位机构，各个定位机构均设置于升降板的正上方；定位机构包括开设于龙门架横梁上的通槽、设置于通槽正下方的焊接盘。本发明的有益效果是：结构紧凑、极大提高成品铝基刚挠结合印制板生产质量、提高成品铝基刚挠结合印制板生产效率、安全可靠。

Description

一种高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产装置及方法

技术领域

本发明涉及铝基刚挠结合印制板生产的技术领域，特别是一种高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产装置及方法。

背景技术

目前，随着集成技术的不断发展，电子元器件和电子设备的封装密度也越来越高，这种趋势导致了在有限体积内产生了更大的热量，若散热不及时，则过多聚集的热量将导致元器件工作温度迅速升高，从而极大的影响了元器件的使用寿命和可靠性，对于大功率元器件来说，更是致命的威胁，因此近几年具有高散热性的金属基板得到了迅猛的发展。

由于金属基板只能平面安装，因此这对于部分安装空间有限的高精密设备来说，金属基板的安装空间日益受到限制。为了解决元器件集中散热问题和安装空间受到限制的问题，市面上出现了如图1~图2所示的铝基刚挠结合印制板，它包括成型有线路的软板1，软板1上且沿其长度方向间隔的电焊有多个铝基板2，使用时，可以将多个铝基板2安装在一个垂向空间或水平空间内，以解决安装空间受到限制的问题，软板1上元件器所产生的热量传递给铝基板2，铝基板2再将热量排放出来，从而解决散热问题。

这种铝基刚挠结合印制板的生产方法是：工人先将软板1定位在焊接台上，然后在软板1的指定位置处放置一个铝基板2，最后通过点焊机的焊头触碰铝基板2，从而将铝基板2焊接在软板1的指定位置处，从而实现了成品铝基刚挠结合印制板的生产。然而，这种生产方法虽然能够生产出产品，但是在实际的生产过程中，随着产量的增大，仍然发现出诸多问题：

I、焊头任意的对铝基板2的边缘进行点焊，在铝基板2上形成的各个焊接点3分布不均匀如图1~图2所示，导致焊接力不均匀，无法牢固的将铝基板2焊接在软板1上，从而极大的降低了成品铝基刚挠结合印制板的生产质量，无法满足达到的自检的要求。

II、在将多个铝基板2定位在软板1上时，需要人工先在软板1的指定位置处画线框，而后将铝基板2放置在画好的线框内，以实现铝基板的定位，但是每次都需要画线，这无疑是增加了工人的工作强度，同时还增加了成品铝基刚挠结合印制板的生产周期，从而极大的降低了成品铝基刚挠结合印制板的生产效率。

III、当铝基板2焊接在软板1上后，铝基板2和软板1上的热量仍然很好，人工直接拿取产品，经常导致工人的手被烫伤，存在极大的安全隐患。因此，亟需一种极大提高成品铝基刚挠结合印制板生产质量、提高成品铝基刚挠结合印制板生产效率、安全可靠的自动化生产装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、极大提高成品铝基刚挠结合印制板生产质量、提高成品铝基刚挠结合印制板生产效率、安全可靠的高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产装置及方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产装置，它包括工作台、固设于工作台上的龙门架，工作台的顶表面上固设有两个位于龙门架横梁下方的升降电缸，两个升降电缸活塞杆的作用端之间固设有升降板，升降板的顶表面上且位于其左右端均固设有定位柱，所述龙门架的横梁上且沿其长度方向设置有多个用于定位铝基板的定位机构，各个定位机构均设置于升降板的正上方；

所述定位机构包括开设于龙门架横梁上的通槽、设置于通槽正下方的焊接盘，所述焊接盘内沿其边缘上均匀开设有多个锥形孔，横梁的底表面上且绕通槽的周向上均匀固设有导轨，每个导轨均朝向通槽的中心设置，每个导轨上均滑动安装有滑块，滑块的底表面上固设有楔形块，楔形块设置于焊接盘的外侧，且楔形块的内端面与焊接盘的外端面之间留有间隙，楔形块的楔形面设置于焊接盘的下方；每个导轨的外侧均设置有固设于横梁底表面上的立板，立板内滑动贯穿有导向杆，导向杆的另一端固设于楔形块的外端面上，导向杆上套设有弹簧，弹簧的一端固设于楔形块的外端面上，弹簧另一端固设于立板上。

所述焊接盘的顶表面上固设有两个连接架，两个连接架的顶端均固设于横梁的底表面上。

所述锥形孔呈矩形阵列分布于焊接盘上。

所述工作台的顶表面上还设置有用于冷却产品的冷却装置，所述冷却装置包括固设于工作台上的两个安装板，两个安装板设置于两个升降电缸之间，两个安装板之间固设有冷却液储槽，冷却液储槽的顶表面上固设有导热板，导热板的顶表面与升降板的底表面接触。

所述冷却液储槽的底部设置有与其连通的单向阀。

所述通槽为方形状，相邻两个通槽之间的间距相等。

所述工作台的底表面上固设有多个支撑于地面上的支撑腿。

该生产装置还包括控制器，所述控制器与升降电缸和单向阀电连接。

一种高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产方法，它包括以下步骤：

S1、工人将多个软板堆叠起来，且确保各个软板的外端面相互平齐，而后工人采用钻孔设备预先在软板上且位于其两端均钻出定位孔，且确保定位孔的直径与定位柱的外径相等；

S2、工人将其中一个软板的两个定位孔分别套在两个定位柱上，且将软板支撑于升降板的顶表面上，从而实现了软板的定位；

S3、铝基板的定位，其具体操作步骤为：

S31、工人在软板的顶表面上且位于各个焊接盘的正下方均初步的放置一个待焊接的铝基板；

S32、工人控制升降电缸的活塞杆向上伸出，活塞杆带动升降板向上运动，升降板带动软板和各个铝基板同步的向上运动，当活塞杆伸出到一段距离后，铝基板的四个边分别抵压在四个楔形块的楔形面上；

S33、随着升降电缸活塞杆的继续向上运动，铝基板的四个边分别将四个楔形块往外撑开，楔形块沿着导轨向外运动，楔形块带动导向杆同步向外运动，同时楔形块将弹簧压缩在立板与楔形块之间，当升降电缸的活塞杆完全伸出后，铝基板抵压在焊接盘的底表面上，同时四个楔形块的内端面在弹簧的恢复力下分别抵压在铝基板的四个周向端面上，从而实现了铝基板的定位，此时各个铝基板刚好被定位在软板的指定位置处，且铝基板的焊接点位分别处于焊接盘上各个锥形孔的正下方；

S4、采用点焊机的焊头由上往下顺次穿过通槽、一个焊接盘上的一个锥形孔，最后触碰铝基板，从而在第一个铝基板的顶表面上形成第一个焊接点，如此重复操作，即可在第一个铝基板上形成多个焊接点，从而将第一个铝基板点焊在软板的指定位置处，如此重复步骤S4的操作，即可将其余的铝基板焊接在软板的指定位置处，从而最终生产出成品铝基刚挠结合印制板；

S5、收料操作，工人控制升降电缸的活塞杆向下运动，活塞杆带动升降板向下运动，升降板带动成品铝基刚挠结合印制板同步向下运动，在向下运动过程中，铝基板与楔形块分离，楔形块在弹簧的恢复力下沿着导轨向内侧运动，当活塞杆完全缩回后，升降板的底表面与导热板的顶表面接触，铝基板和软板上的热量传递给升降板，升降板再将热量传递给导热板，导热板将热量传递给冷却液储槽内的冷却液中，从而实现了对成品铝基刚挠结合印制板的降温，当降温到设定时间后，工人将成品铝基刚挠结合印制板从升降板上取下，从而实现了对成品的收料操作；

S6、重复步骤S2~S5的操作，即可连续地生产出多个成品铝基刚挠结合印制板。

本发明具有以下优点：结构紧凑、极大提高成品铝基刚挠结合印制板生产质量、提高成品铝基刚挠结合印制板生产效率、安全可靠。

附图说明

图1 为现有设备制作出的铝基刚挠结合印制板的结构示意图；

图2 为图1的俯视图；

图3 为本发明的结构示意图；

图4 为图3中去掉焊接板的A向示意图；

图5 为焊接盘的结构示意图；

图6 为图5的俯视图；

图7 为在软板上钻出两个定位孔的示意图；

图8 为图7的俯视图；

图9 为本发明定位软板的示意图；

图10 为本发明在软板上放置铝基板的示意图；

图11 为本发明顶升铝基板和软板的示意图；

图12为本发明定位铝基板的示意图；

图13为本发明冷却成品铝基刚挠结合印制板的示意图；

图14为本发明制作出的成品铝基刚挠结合印制板的结构示意图；

图15为图14的俯视图；

图中，1-软板，2-铝基板，3-焊接点，4-工作台，5-龙门架，6-升降电缸，7-升降板，8-定位柱，9-定位机构，10-通槽，11-焊接盘，12-锥形孔，13-导轨，14-滑块，15-楔形块，16-立板，17-导向杆，18-弹簧，19-连接架，20-安装板，21-冷却液储槽，22-导热板，23-定位孔，24-楔形面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图3~图6所示，一种高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产装置，它包括工作台4、固设于工作台4上的龙门架5，所述工作台4的底表面上固设有多个支撑于地面上的支撑腿，工作台4的顶表面上固设有两个位于龙门架5横梁下方的升降电缸6，两个升降电缸6活塞杆的作用端之间固设有升降板7，升降板7的顶表面上且位于其左右端均固设有定位柱8，所述龙门架5的横梁上且沿其长度方向设置有多个用于定位铝基板的定位机构9，各个定位机构9均设置于升降板7的正上方。

所述定位机构9包括开设于龙门架5横梁上的通槽10、设置于通槽10正下方的焊接盘11，所述焊接盘11的顶表面上固设有两个连接架19，两个连接架19的顶端均固设于横梁的底表面上，通槽10为方形状，相邻两个通槽10之间的间距相等，所述焊接盘11内沿其边缘上均匀开设有多个锥形孔12，锥形孔12呈矩形阵列分布于焊接盘11上，横梁的底表面上且绕通槽10的周向上均匀固设有导轨13，每个导轨13均朝向通槽10的中心设置，每个导轨13上均滑动安装有滑块14，滑块14的底表面上固设有楔形块15，楔形块15设置于焊接盘11的外侧，且楔形块15的内端面与焊接盘11的外端面之间留有间隙，楔形块15的楔形面24设置于焊接盘11的下方；每个导轨13的外侧均设置有固设于横梁底表面上的立板16，立板16内滑动贯穿有导向杆17，导向杆17的另一端固设于楔形块15的外端面上，导向杆17上套设有弹簧18，弹簧18的一端固设于楔形块15的外端面上，弹簧18另一端固设于立板16上。

所述工作台4的顶表面上还设置有用于冷却产品的冷却装置，所述冷却装置包括固设于工作台4上的两个安装板20，两个安装板20设置于两个升降电缸6之间，两个安装板20之间固设有冷却液储槽21，冷却液储槽21为隔热材料制成，冷却液储槽21的顶表面上固设有导热板22，导热板22的顶表面与升降板7的底表面接触。所述冷却液储槽21的底部设置有与其连通的单向阀。

该生产装置还包括控制器，所述控制器与升降电缸6和单向阀电连接，工人可打开单向阀，经单向阀可向冷却液储槽21内泵入冷却液，同时还可经控制器控制升降电缸6的活塞杆伸出或缩回，方便了工人的操作，具有自动化程度高的特点。

一种高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产方法，它包括以下步骤：

S1、工人将多个软板1堆叠起来，且确保各个软板1的外端面相互平齐，而后工人采用钻孔设备预先在软板1上且位于其两端均钻出定位孔23，且确保定位孔23的直径与定位柱8的外径相等，钻孔后，软板1的结构如图7~图8所示；

S2、工人将其中一个软板1的两个定位孔23分别套在两个定位柱8上，且将软板1支撑于升降板7的顶表面上，从而实现了软板1的定位，如图9所示；

S3、铝基板的定位，其具体操作步骤为：

S31、工人在软板1的顶表面上且位于各个焊接盘11的正下方均初步的放置一个待焊接的铝基板2，如图10所示；

S32、工人控制升降电缸6的活塞杆向上伸出，活塞杆带动升降板7向上运动，升降板7带动软板1和各个铝基板2同步的向上运动，当活塞杆伸出到一段距离后，铝基板2的四个边分别抵压在四个楔形块15的楔形面24上，如图11所示；

S33、随着升降电缸6活塞杆的继续向上运动，铝基板2的四个边分别将四个楔形块15往外撑开，楔形块15沿着导轨13向外运动，楔形块15带动导向杆17同步向外运动，同时楔形块15将弹簧18压缩在立板16与楔形块15之间，当升降电缸6的活塞杆完全伸出后，铝基板2抵压在焊接盘11的底表面上，同时四个楔形块15的内端面在弹簧18的恢复力下分别抵压在铝基板2的四个周向端面上，从而实现了铝基板2的定位，如图12所示，此时各个铝基板2刚好被定位在软板1的指定位置处，且铝基板2的焊接点位分别处于焊接盘11上各个锥形孔12的正下方；在该步骤S3中，该生产装置通过顶升软板1和铝基板2的方式使铝基板2定位在四个楔形块15之间，从而使待焊接的铝基板2快速的定位在软板1的指定位置处，因此无需人工在软板1上预先画线框再定位铝基板2，从而极大的减轻了工人的工作强度，同时还极大的缩短了成品铝基刚挠结合印制板的生产周期，进而极大的提高了成品铝基刚挠结合印制板的生产效率。

S4、采用点焊机的焊头由上往下顺次穿过通槽10、一个焊接盘11上的一个锥形孔12，最后触碰铝基板2，焊头的运动方向如图12中实心箭头所示，从而在第一个铝基板2的顶表面上形成第一个焊接点3，如此重复操作，即可在第一个铝基板2上形成多个焊接点3，从而将第一个铝基板2点焊在软板1的指定位置处，如此重复步骤S4的操作，即可将其余的铝基板2焊接在软板1的指定位置处，从而最终生产出成品铝基刚挠结合印制板，制作出的成品铝基刚挠结合印制板的结构如图14~图15所示；在该步骤S4中，由于焊接盘11上的锥形孔12均匀分布，因此当点焊接的焊头通过各个锥形孔12并在铝基板2上形成焊接点3分布均匀，从而使铝基板2与软板1之间的焊接力均匀，从而将铝基板2牢固的焊接在软板1上，有效的避免了铝基板2与软板1分离，从而极大的提高了成品铝基刚挠结合印制板的生产质量。

S5、收料操作，工人控制升降电缸6的活塞杆向下运动，活塞杆带动升降板7向下运动，升降板7带动成品铝基刚挠结合印制板同步向下运动，在向下运动过程中，铝基板2与楔形块15分离，楔形块15在弹簧18的恢复力下沿着导轨13向内侧运动，当活塞杆完全缩回后，升降板7的底表面与导热板22的顶表面接触，如图13所示，铝基板2和软板1上的热量传递给升降板7，升降板7再将热量传递给导热板22，导热板22将热量传递给冷却液储槽21内的冷却液中，从而实现了对成品铝基刚挠结合印制板的降温，当降温到设定时间后，工人将成品铝基刚挠结合印制板从升降板7上取下，从而实现了对成品的收料操作；在该步骤S5中，通过冷却装置可将成型出的成品铝基刚挠结合印制板直接在线冷却，从而有效的避免了铝基板2和软板1上的热量烫伤工人的手，因此该生产质量具有安全可靠的特点。

S6、重复步骤S2~S5的操作，即可连续地生产出多个成品铝基刚挠结合印制板。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产装置，其特征在于：它包括工作台（4）、固设于工作台（4）上的龙门架（5），工作台（4）的顶表面上固设有两个位于龙门架（5）横梁下方的升降电缸（6），两个升降电缸（6）活塞杆的作用端之间固设有升降板（7），升降板（7）的顶表面上且位于其左右端均固设有定位柱（8），所述龙门架（5）的横梁上且沿其长度方向设置有多个用于定位铝基板的定位机构（9），各个定位机构（9）均设置于升降板（7）的正上方；

所述定位机构（9）包括开设于龙门架（5）横梁上的通槽（10）、设置于通槽（10）正下方的焊接盘（11），所述焊接盘（11）内沿其边缘上均匀开设有多个锥形孔（12），横梁的底表面上且绕通槽（10）的周向上均匀固设有导轨（13），每个导轨（13）均朝向通槽（10）的中心设置，每个导轨（13）上均滑动安装有滑块（14），滑块（14）的底表面上固设有楔形块（15），楔形块（15）设置于焊接盘（11）的外侧，且楔形块（15）的内端面与焊接盘（11）的外端面之间留有间隙，楔形块（15）的楔形面（24）设置于焊接盘（11）的下方；每个导轨（13）的外侧均设置有固设于横梁底表面上的立板（16），立板（16）内滑动贯穿有导向杆（17），导向杆（17）的另一端固设于楔形块（15）的外端面上，导向杆（17）上套设有弹簧（18），弹簧（18）的一端固设于楔形块（15）的外端面上，弹簧（18）另一端固设于立板（16）上。

2.根据权利要求1所述的一种高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产装置，其特征在于：所述焊接盘（11）的顶表面上固设有两个连接架（19），两个连接架（19）的顶端均固设于横梁的底表面上。

3.根据权利要求1所述的一种高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产装置，其特征在于：所述锥形孔（12）呈矩形阵列分布于焊接盘（11）上。

4.根据权利要求1所述的一种高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产装置，其特征在于：所述工作台（4）的顶表面上还设置有用于冷却产品的冷却装置，所述冷却装置包括固设于工作台（4）上的两个安装板（20），两个安装板（20）设置于两个升降电缸（6）之间，两个安装板（20）之间固设有冷却液储槽（21），冷却液储槽（21）的顶表面上固设有导热板（22），导热板（22）的顶表面与升降板（7）的底表面接触。

5.根据权利要求4所述的一种高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产装置，其特征在于：所述冷却液储槽（21）的底部设置有与其连通的单向阀。

6.根据权利要求1所述的一种高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产装置，其特征在于：所述通槽（10）为方形状，相邻两个通槽（10）之间的间距相等。

7.根据权利要求1所述的一种高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产装置，其特征在于：所述工作台（4）的底表面上固设有多个支撑于地面上的支撑腿。

8.根据权利要求1所述的一种高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产装置，其特征在于：该生产装置还包括控制器，所述控制器与升降电缸（6）和单向阀电连接。

9.一种高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产方法，采用权利要求1~8中任意一项所述高强度铝基刚挠结合印制板的自动化生产装置，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、工人将多个软板（1）堆叠起来，且确保各个软板（1）的外端面相互平齐，而后工人采用钻孔设备预先在软板（1）上且位于其两端均钻出定位孔（23），且确保定位孔（23）的直径与定位柱（8）的外径相等；

S2、工人将其中一个软板（1）的两个定位孔（23）分别套在两个定位柱（8）上，且将软板（1）支撑于升降板（7）的顶表面上，从而实现了软板（1）的定位；

S3、铝基板的定位，其具体操作步骤为：

S31、工人在软板（1）的顶表面上且位于各个焊接盘（11）的正下方均初步的放置一个待焊接的铝基板（2）；

S32、工人控制升降电缸（6）的活塞杆向上伸出，活塞杆带动升降板（7）向上运动，升降板（7）带动软板（1）和各个铝基板（2）同步的向上运动，当活塞杆伸出到一段距离后，铝基板（2）的四个边分别抵压在四个楔形块（15）的楔形面（24）上；

S33、随着升降电缸（6）活塞杆的继续向上运动，铝基板（2）的四个边分别将四个楔形块（15）往外撑开，楔形块（15）沿着导轨（13）向外运动，楔形块（15）带动导向杆（17）同步向外运动，同时楔形块（15）将弹簧（18）压缩在立板（16）与楔形块（15）之间，当升降电缸（6）的活塞杆完全伸出后，铝基板（2）抵压在焊接盘（11）的底表面上，同时四个楔形块（15）的内端面在弹簧（18）的恢复力下分别抵压在铝基板（2）的四个周向端面上，从而实现了铝基板（2）的定位，此时各个铝基板（2）刚好被定位在软板（1）的指定位置处，且铝基板（2）的焊接点位分别处于焊接盘（11）上各个锥形孔（12）的正下方；

S4、采用点焊机的焊头由上往下顺次穿过通槽（10）、一个焊接盘（11）上的一个锥形孔（12），最后触碰铝基板（2），从而在第一个铝基板（2）的顶表面上形成第一个焊接点（3），如此重复操作，即可在第一个铝基板（2）上形成多个焊接点（3），从而将第一个铝基板（2）点焊在软板（1）的指定位置处，如此重复步骤S4的操作，即可将其余的铝基板（2）焊接在软板（1）的指定位置处，从而最终生产出成品铝基刚挠结合印制板；

S5、收料操作，工人控制升降电缸（6）的活塞杆向下运动，活塞杆带动升降板（7）向下运动，升降板（7）带动成品铝基刚挠结合印制板同步向下运动，在向下运动过程中，铝基板（2）与楔形块（15）分离，楔形块（15）在弹簧（18）的恢复力下沿着导轨（13）向内侧运动，当活塞杆完全缩回后，升降板（7）的底表面与导热板（22）的顶表面接触，铝基板（2）和软板（1）上的热量传递给升降板（7），升降板（7）再将热量传递给导热板（22），导热板（22）将热量传递给冷却液储槽（21）内的冷却液中，从而实现了对成品铝基刚挠结合印制板的降温，当降温到设定时间后，工人将成品铝基刚挠结合印制板从升降板（7）上取下，从而实现了对成品的收料操作；

S6、重复步骤S2~S5的操作，即可连续地生产出多个成品铝基刚挠结合印制板。

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