CN116922507A - Pcb板加工方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了PCB板加工方法，包括如下步骤：首先基于PCB板叠层总厚度，根据PCB板叠层总厚度再加上预设安全距离，自动设定为PCB板在加工方向上的第一起始坐标，将刀具自第一起始坐标抵达PCB板的上加工表面时的坐标，作为PCB板在加工方向上的第二起始坐标，以第二起始坐标为PCB板上每个加工位的起始加工点进行加工，同时根据计算的切削停顿厚度在加工过程中进行加工停顿，通过切削深度来控制切屑的长度，以避免切屑缠绕刀具，相较于人工设定参数连续对PCB板进行加工的技术方案来说，本发明的技术方案加工效率更高，并且能够解决PCB板加工过程中连续屑丝缠绕刀具的问题。

Description

PCB板加工方法

技术领域

本申请涉及PCB板技术领域，尤其涉及一种PCB板加工方法。

背景技术

在机械钻孔加工过程中，首先需要手动操作将钻头移动至安全距离，之后再对物料进行加工，对于一些材料的物料在切削加工时会产生连续装置切屑，切屑会在加工过程中缠绕到钻头和钻柄上。

当切屑缠绕在钻头或钻柄上后，继续进行切削加工便会造成所加工的孔径变大、孔壁粗糙，从而使得物料的加工良品率低。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的为：提供一种加工效率高良品率高的PCB板加工方法。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本申请提供一种PCB板加工方法，包括如下步骤：基于待加工的PCB板叠层总厚度，将所述PCB板叠层总厚度加上预设安全距离，作为PCB板在加工方向上的第一起始坐标；

将刀具自第一起始坐标抵达所述PCB板的上加工表面时的坐标，作为PCB板在加工方向上的第二起始坐标；

根据选用刀具的加工参数计算主轴每转切削厚度，并根据所述主轴每转切削厚度计算切削停顿厚度；

自PCB板在加工方向上的所述第二起始坐标开始进行切削加工，并根据计算的切削停顿厚度进行切削停顿，以避免切屑缠绕刀具；

依照设定的加工路径，以所述第二起始坐标为PCB板上每个加工位的起始加工点进行加工。

可选地，所述基于待加工的PCB板叠层总厚度，将所述PCB板叠层总厚度加上预设安全距离，作为PCB板在加工方向上的第一起始坐标，包括：

采用传感器检测PCB板的叠层总厚度，并将对应PCB板的叠层总厚度信息发送至控制器。

可选地，根据PCB板叠层总厚度并加上安全距离，设定为PCB板在加工方向上的第一起始坐标，包括：

控制器将接收到传感器检测发送的PCB板的叠层厚度值加上控制器中预设安全距离，作为PCB板在加工方向上的第一起始坐标。

可选地，当刀具自第一起始坐标抵达PCB板的上加工表面时，记录此时在加工方向上的第二起始坐标，包括：

通过控制器记录刀具抵达PCB板的上加工方向上的第二起始坐标。

可选地，所述刀具自第一起始坐标抵达PCB板的上加工表面，通过以下方式：

通过光电开关检测刀具是否抵达PCB板的上加工表面。

可选地，根据PCB板在加工方向上的第二起始坐标计算刀具加工过程中的切削停顿厚度，包括：

根据刀具每转的切削厚度，通过控制器计算刀具在每次加工过程中的停顿厚度。

可选地，所述切削停顿厚度小于刀具每转的切削厚度；

或者，所述切削停顿厚度满足如下关系式：

T＝(2*π*D1)/(π*D)*f；

其中，T代表切削停顿厚度，D代表刀具直径，D1代表刀柄直径，f代表主轴每转切削厚度。

可选地，刀具每转切削厚度满足如下关系式：

f＝F*1000/S；

其中，f代表刀具每转切削厚度，F代表机床的进给速度，S代表机床主轴转速。

可选地，当机床主轴转速为每分钟2万转时，每旋转2.05转做一次1毫秒的切削停顿，直至加工完成。

可选地，所述自PCB板在加工方向上的所述第二起始坐标开始进行切削加工，并根据计算的切削停顿厚度进行切削停顿，包括：

刀具通过加工深度来控制主轴每次停顿的点位，通过毫秒级停顿时间来阻断连续状切屑丝产生。

实施本申请实施例，将具有如下有益效果：

本申请的实施例中，首先基于PCB板叠层总厚度，根据PCB板叠层总厚度再加上预设安全距离，自动设定为PCB板在加工方向上的第一起始坐标，将刀具自第一起始坐标抵达PCB板的上加工表面时的坐标，作为PCB板在加工方向上的第二起始坐标，并根据选用刀具的加工参数得到主轴每转切削厚度，根据第二起始坐标计算刀具切削停顿厚度，如此可使得刀具依照设定加工路径，以第二起始坐标为PCB板上每个加工位的起始加工点进行加工，同时根据计算的切削停顿厚度在加工过程中进行加工停顿，通过切削深度来控制切屑的长度，以避免切屑缠绕刀具，相较于人工设定参数连续对PCB板进行加工的技术方案来说，本发明的技术方案加工效率更高，并且能够解决PCB板加工过程中连续屑丝缠绕刀具的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请PCB板加工方法一种实施方式的流程图；

图2为刀具发生缠绕时切屑丝与刀具总长的对照图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如根据上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(根据附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

PCB板加工，其板材结构由环氧树脂、玻璃纤维布、铜箔和其他填料组成，在加工时表面还会加盖上铝片进行保护和散热。其中铜箔和铝片由于其延展性好，且在加工过程中刀具会对其进行连续切削，连续切削则必然会产生出较长的连续切屑，这些切屑通过钻头排屑槽排出到孔外后，在机床主轴高速旋转所产生的离心力下，非连续状的切屑会被甩出，然后由吸尘系统吸走。而连续状的长切屑排出孔外后，由于其根部还在孔内，切屑被主轴离心力甩开后并不会被吸尘系统吸走，连续切屑丝反而会在主轴旋转带动下顺势缠绕到钻头/钻柄上，形成缠丝的问题。为了解决上述技术问题，于是有了本申请的发明构思，具体将通过以下实施例进行说明。

参考图1，本发明的PCB板加工方法，基于待加工PCB板叠层总厚度，具体通过检测PCB板叠层总厚度，获得PCB板需要加工的厚度参数，将PCB板的叠层总厚度并加上安全距离作为PCB板在加工方向上的第一起始坐标，即该第一起始坐标位置处为刀具对PCB板进行加工的安全位置，通过设置的安全距离，使得本申请PCB板加工方法能够适用于多种规格的PCB板，如此可以使得无需对每一种规格的PCB板进行加工时，都需要进行手动调节的工艺步骤，从而提升PCB板的加工效率。

实际应用场景中，在设定好第一起始坐标后，当刀具自第一起始坐标抵达PCB板的上加工表面时，记录此时刀具在PCB板加工方向上的第二起始坐标，可选地，此时刀具可暂停进给或回退一小段距离，将该次记录的第二起始坐标作为刀具真正开始加工时的在加工方向上的起始坐标。例如，物料在xyz空间坐标系中，刀具在xyz空间坐标系内移动对PCB板进行加工，物料的加工方向为Z轴方向，物料的加工终点坐标Z₀＝0，第二起始坐标Z₁＝d，第一起始坐标Z₂＝d+h，其中d和h均为正数，刀具进行加工前的初始位置为Z₂，之后刀具进给到达Z₁位置即进入了初始加工位，之后PCB板上的所有加工位的起始加工坐标均为Z₁,终点加工坐标为Z₀实现PCB板的自动高效加工。

可选地，采用传感器检测PCB板的叠层总厚度并将叠层总厚度信息发送至控制器进行处理，按照设定的安全距离与叠层总厚度进行相加，从而得到PCB板在加工方向上的第一起始坐标，以实现自动化采集PCB板叠层总厚度以及设定第一起始坐标。

进一步地，当刀具自第一起始坐标抵达PCB板上的加工表面时，具体地，通过光电传感器直接或间接的检测刀具到PCB板上的加工表面的距离，再通过控制器根据光电传感器检测到的信息进行判断执行下一步作业。当光电传感器检测到刀具位于PCB板上的加工表面时，将该处的坐标设定为在PCB板加工方向上的第二起始坐标。更多地，刀具可以是安装在机床上，通过传感器采集数据后，将数据信息发送至机床，通过机床中的控制器对信息进行比较判断执行下一步作业，实现自动作业。

在得到第二起始坐标后，根据PCB板在加工方向上的第二起始坐标计算刀具加工过程中的切削停顿厚度，在加工过程中，根据计算的切削停顿厚度控制切屑的长度，以避免刀具在加工PCB板的过程中产生连续切屑而缠绕在刀具上，影响加工品质。具体地，根据刀具每转的切屑厚度，通过控制器计算刀具在每次加工过程中的停顿厚度，可选地，停顿厚度小于刀具每转的切削厚度。或者切削停顿厚度T，刀具直径D，刀柄直径D1，主轴每转切削厚度t满足如下关系式：T＝(2*π*D₁)/(π*D)*f。例如，刀具每转的切削厚度f，机床的进给速度F，机床主轴转速S，满足如下关系式：f＝F*1000/S，切削停顿厚度T，刀具直径D，刀柄直径D1，主轴每转切削厚度t满足如下关系式：T＝(2*π*D1)/(π*D)*t。

更为具体地，在一个实施例中，待加工产品的总叠层厚度为A值，需要加工的深度为Z，加工所用的钻头直径D＝3.1mm，钻柄直径D₁为3.17mm，钻头加工参数转速S＝20000转/分钟，进给F＝1.0米/分钟，进给速度F可参照刀具自身的加工参数进行选定；根据钻头的加工参数能够计算出，此参数主轴每转一圈所切削的厚度f＝0.05mm/Rev；由此根据钻头直径D，以及L＝D*π可以计算出钻头每下旋转一圈所产生的切屑丝长度L为9.73mm；而钻柄直径D₁计算出切屑丝缠绕钻柄的最短长度L₁为9.969mm，从而使得切削丝不会缠绕在刀具上，更多地，主轴高速旋转时存在离心力作用，使得切屑丝无法缠绕在刀具上。

实际应用场景中，可以参考图2，在实际钻孔加工过程中，刀具加工产生的长条连续切屑丝一半在孔内，一半排出孔外后被主轴旋转带动缠绕到刀具的刀柄上，其缠绕钻头/钻柄长度往往比及算长度多出三以上。两倍的切削丝长度为19.94mm，主轴每转所切削的切屑丝为9.73mm，根据上述数据可知，机床主轴带动刀具每旋转两转后做一次1ms的切削停顿，使其不能连续切削，则可不产生连续切屑，就没有连续切屑丝产生，进而从根本上解决刀具缠丝的问题。

更多地，主轴每分钟2万转，每秒则为333.3转，每1毫秒为0.333转，足以将切屑丝断开。由上述实施例可知，以A为加工七点，Z为加工终点，主轴每旋转2.05转则做一次1毫秒的切削停顿，直至将PCB板加工完成，从而解决切屑丝缠绕刀具的问题。

在通过控制器设定完成切削停顿厚度后，依照设定加工路径以第二起始坐标为PCB板每个加工位的起始加工点。刀具通通过加工深度来控制主轴每次停顿的点位，通过毫秒级停顿时间来阻断连续状的屑丝产生。

以上所述实施例的各个技术特征可以进行任意组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.PCB板加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

基于待加工的PCB板叠层总厚度，将所述PCB板叠层总厚度加上预设安全距离，作为PCB板在加工方向上的第一起始坐标；

将刀具自第一起始坐标抵达所述PCB板的上加工表面时的坐标，作为PCB板在加工方向上的第二起始坐标；

根据选用刀具的加工参数计算主轴每转切削厚度，并根据所述主轴每转切削厚度确定切削停顿厚度；

自PCB板在加工方向上的所述第二起始坐标开始进行切削加工，并根据所述切削停顿厚度进行切削停顿；

依照设定的加工路径，以所述第二起始坐标为PCB板上每个加工位的起始加工点进行加工。

2.根据权利要求1所述的PCB板加工方法，其特征在于，所述基于待加工的PCB板叠层总厚度，将所述PCB板叠层总厚度加上预设安全距离，作为PCB板在加工方向上的第一起始坐标，包括：

采用传感器检测PCB板的叠层总厚度，并将对应PCB板的叠层总厚度信息发送至控制器。

3.根据权利要求2所述的PCB板加工方法，其特征在于，所述基于待加工的PCB板叠层总厚度，将所述PCB板叠层总厚度加上预设安全距离，作为PCB板在加工方向上的第一起始坐标，包括：

控制器将接收到传感器检测发送的PCB板的叠层厚度值加上所述预设安全距离，作为PCB板在加工方向上的第一起始坐标。

4.根据权利要求3所述的PCB板加工方法，其特征在于，当刀具自第一起始坐标抵达PCB板的上加工表面时，记录此时在加工方向上的第二起始坐标，包括：

通过控制器记录刀具抵达PCB板的上加工方向上的第二起始坐标。

5.根据权利要求4所述的PCB板加工方法，其特征在于，所述刀具自第一起始坐标抵达PCB板的上加工表面，通过以下方式：

通过光电开关检测刀具是否抵达PCB板的上加工表面。

6.根据权利要求4所述的PCB板加工方法，其特征在于，根据PCB板在加工方向上的第二起始坐标计算刀具加工过程中的切削停顿厚度，包括：

根据刀具每转的切削厚度，通过控制器计算刀具在每次加工过程中的停顿厚度。

7.根据权利要求6所述的PCB板加工方法，其特征在于，所述切削停顿厚度小于刀具每转的切削厚度；

或者，所述切削停顿厚度满足如下关系式：

T＝(2*π*D₁)/(π*D)*f；

其中，T代表切削停顿厚度，D代表刀具直径，D₁代表刀柄直径，f代表主轴每转切削厚度。

8.根据权利要求7所述的PCB板加工方法，其特征在于，刀具每转切削厚度满足如下关系式：

f＝F*1000/S；

其中，f代表刀具每转切削厚度，F代表机床的进给速度，S代表机床主轴转速。

9.根据权利要求8所述的PCB板加工方法，其特征在于，当所述机床主轴转速为每分钟2万转时，每旋转2.05转做一次1毫秒的切削停顿，直至加工完成。

10.根据权利要求1-9任一项所述的PCB板加工方法，其特征在于，所述自PCB板在加工方向上的所述第二起始坐标开始进行切削加工，并根据计算的切削停顿厚度进行切削停顿，包括：

刀具通过加工深度来控制主轴每次停顿的点位，通过毫秒级停顿时间来阻断连续状切屑丝产生。