CN117377218B - 一种电路板激光切割印刷装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电路板激光切割印刷装置，包括激光切割机本体、固定机构、气吹降温机构、回收机构、移送机构、刷磨机模块、印刷阻焊及字符机构；固定机构中，底板上设有多个定位孔，定位孔用于安装真空吸盘；气吹降温机构中，气管连通气源和万向管的一端，万向管的另一端设有喷气嘴；刷磨机模块对电路板切割后的边缘进行刷磨；印刷阻焊及字符机构对经刷磨机模块刷磨后的电路板进行印刷锡焊；移送机构用于将电路板转运。固定机构能够提高电路板加工过程中位置精度和几何精度，气吹降温机构、移送机构、刷磨机模块以及印刷阻焊及字符机构之间配合能够提高电路板的工艺精度，电路板激光切割印刷装置对电路板的切割精度较高。

Description

一种电路板激光切割印刷装置

技术领域

本发明涉及电路板加工应用技术领域，具体的说是一种电路板激光切割印刷装置。

背景技术

电路板，是相对于电子产品的一个既重要又特别的元器件，其特殊之处在于必须根据产品专门设计。随着技术的发展，对电路板打样和小批量生产的要求也越来越迫切，现在的生产工艺，流程长，控制复杂，材料品种多，对于微小电路板的加工切割一般通过激光切割机进行切割。

但是，在目前采用的电路板激光切割印刷装置中，如何提高电路板的切割精度是本领域技术人员需要解决的技术问题之一，其中，上述的切割精度包括电路板位置定位精度以及切割时的工艺精度。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种电路板激光切割印刷装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电路板激光切割印刷装置，包括激光切割机本体，所述激光切割机本体上设有电路板的固定机构、气吹降温机构、回收机构、移送机构、刷磨机模块、印刷阻焊及字符机构；其中：

所述固定机构包括底板和真空吸盘，所述底板上有多个阵列分布的定位孔，每一个所述定位孔可用于安装所述真空吸盘，所述真空吸盘用于吸附固定待切割的电路板；

所述气吹降温机构包括多个万向管、气管；其中，所述气管设置于所述激光切割机本体上，用于连通气源和万向管的一端，万向管的另一端设有喷气嘴，所述万向管用于使所述喷气嘴可随所述真空吸盘的位置变化而相对于所述固定机构移动，用于向固定机构固定的电路板进行吹气清洁降温；

所述刷磨机模块用于对电路板切割后的边缘进行刷磨；

所述印刷阻焊及字符机构用于对经刷磨机模块刷磨后的电路板进行印刷锡焊；

所述移送机构用于将固定机构处切割完成的电路板依次转运至刷磨机模块以及印刷阻焊及字符机构；

所述回收机构用于收集被所述气吹降温机构吹走的碎屑。

上述技术方案提供的电路板激光切割印刷装置中，激光切割机本体上设有的固定机构具有的底板上设有多个阵列分布的定位孔，可以根据电路板形状等参数在对应的定位孔上安装真空吸盘，然后通过真空吸盘对待切割的电路板进行固定，从而能够对电路板起到良好的固定效果，从而保证电路板的位置定位精度；同时，上述电路板激光切割印刷装置对固定机构上固定的电路板进行激光切割时，万向管能够根据电路板在固定机构中的具体位置调节喷气嘴的吹气方向，调整好喷气嘴的吹气方向后，气源中的气体通过气管通入至万向管中，万向管设有的喷气嘴将气体吹向电路板，进而能够对电路板进行降温、且将切割时产生的碎屑等污染物吹走，并通过回收机构进行回收，从而能够提高电路板在切割时的良率；同时，被切割好的电路板通过移送机构移送至刷磨机模块中，通过刷磨机模块对电路板切割后的边缘进行刷磨；刷磨后的电路板继续通过移送机构移送至印刷阻焊及字符机构处进行印刷锡焊工序。

根据上述分析可知，本方案提供的电路板激光切割印刷装置中，固定机构的设置能够提高电路板加工过程中的位置精度和几何精度，进而保证电路板的位置定位精度，同时，气吹降温机构、移送机构、刷磨机模块以及印刷阻焊及字符机构之间配合能够提高电路板的工艺精度，因此，上述电路板激光切割印刷装置对电路板的切割精度较高。

一种优选方式中，所述移送机构包括支撑架、传动链条、安装于所述支撑架用于支撑且传动连接所述传动链条的多个传动齿轮、与至少一个所述传动齿轮传动连接的动力装置，所述传动链条上安装有沿传输方向均匀分布的传送长板。

一种优选方式中，各所述传送长板的用于与电路板接触的表面上附有橡胶涂层。橡胶涂层能够提高传送长板在传送电路板时与电路板之间的摩擦力，进而能够预防电路板在传送过程中与电路板之间产生相对位移而造成磨损。

一种优选方式中，所述动力装置包括伺服电机，所述伺服电机通过同步带与所述传动齿轮传动连接。

一种优选方式中，所述气吹降温机构中，所述气管的第一端与气源连接，第二端与所述万向管的接头处设有密封圈，且所述气管上设有气阀。

一种优选方式中，所述回收机构包括收纳箱，所述收纳箱的顶部具有废料入口，且所述收纳箱内设有用于为所述废料入口提供吸力的吸尘无刷电机。

一种优选方式中，所述刷磨机模块包括振动电机、偏振块和辊刷，其中：

所述振动电机通过高密度海绵垫固定于所述支撑架，所述振动电机的输出轴上设有所述偏振块、且与所述辊刷传动连接，以当所述振动电机的输出轴旋转时带动所述辊刷进行转动和规律性振动；

所述辊刷的轴线与所述传动齿轮的轴线平行，所述辊刷旋转时用于对电路板切割后的边缘进行刷磨。

一种优选方式中，所述刷磨机模块还包括吸尘装置，所述吸尘装置固定安装于所述振动电机，所述吸尘装置包括离心式风机，所述离心式风机的进风口处嵌入有滤尘器，所述滤尘器后固定安装有集尘器。

一种优选方式中，所述印刷阻焊及字符机构包括限位块、直线气缸、固定底座、旋转底座、机械臂组件、印涂喷头，其中：

所述限位块与所述激光切割机本体相对固定，且与所述直线气缸的伸出端配合形成电路板夹紧定位机构；

所述固定底座与所述激光切割机本体相对固定，所述固定底座具有加工台面；

所述旋转底座可绕自身轴线旋转地安装于所述固定底座的加工台面上，且所述旋转底座自身轴线与所述加工台面垂直；

所述机械臂组件安装于所述旋转底座上，且所述印涂喷头安装于所述机械臂组件上，所述机械臂组件具有四连杆机构，且所述机械臂组件动作时用于带动所述印涂喷头动作。

一种优选方式中，所述固定机构还包括用于设置在底板上的90°转角气缸，所述90°转角气缸上具有用于快速压紧电路板的压臂。

本发明的有益效果是：

本方案提供的电路板激光切割印刷装置中，固定机构的设置能够提高电路板加工过程中的位置精度和几何精度，进而保证电路板的位置定位精度，同时，气吹降温机构、移送机构、刷磨机模块以及印刷阻焊及字符机构之间配合能够提高电路板的工艺精度，因此，上述电路板激光切割印刷装置对电路板的切割精度较高。

附图说明

图1为本发明提供的电路板激光切割印刷装置的整体结构示意图；

图2为本发明一种实施例提供的固定机构的结构示意图；

图3为本发明一种实施例提供的气吹降温机构的结构示意图；

图4为本发明一种实施例提供的移送机构的结构示意图；

图5为本发明一种实施例提供的回收机构的结构示意图；

图6和图7为本发明提供的刷磨机模块的结构示意图；

图8为本发明一种实施例提供的印刷阻焊及字符机构中电路板夹紧定位机构的结构示意图；

图9为本发明一种实施例提供的印刷阻焊及字符机构中机械臂组件的结构示意图；

图10为本发明一种实施例提供的激光切割机本体中升降主轴机构的结构示意图。

具体实施方式

为了使发明实现的技术手段、创作特征达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述发明。

如图1所示，本发明一种实施例提供的电路板激光切割印刷装置，具体包括激光切割机本体1，激光切割机本体1上设有电路板的固定机构7、气吹降温机构2、回收机构3、移送机构4、刷磨机模块5、印刷阻焊及字符机构6；其中：

如图2所示，上述固定机构7包括底板701和真空吸盘704，底板701上有多个阵列分布的定位孔702，每一个定位孔702可用于安装真空吸盘704，真空吸盘704用于吸附固定待切割的电路板；具体的，真空吸盘704可以通过螺栓703固定在底板701上，既提高了真空吸盘704安装时的结构稳定性，又便于实现拆装；

如图3所示，上述气吹降温机构2包括多个万向管201和气管202；其中，气管202可以设置于激光切割机本体1上，用于连通气源和万向管201的一端，万向管201的另一端设有喷气嘴，万向管201用于使喷气嘴可随真空吸盘704的位置变化而相对于固定机构7移动，用于向固定机构7固定的电路板进行吹气，以实现对电路板的清洁降温；一种具体实现方式中，气管202与万向管201的接头处可以通过密封圈203实现密封连接，以提高各万向管201与气管202之间连接的密封性；更优选地，气管202上可以设有一个用于控制气管202内气流通断以及气流大小的气阀204。

刷磨机模块5用于对电路板切割后的边缘进行刷磨；

印刷阻焊及字符机构6用于对经刷磨机模块5刷磨后的电路板进行印刷锡焊；

移送机构4用于将固定机构7处切割完成的电路板依次转运至刷磨机模块5以及印刷阻焊及字符机构6；

回收机构3用于收集被气吹降温机构2吹走的碎屑。

上述技术方案提供的电路板激光切割印刷装置中，激光切割机本体1上设有的固定机构7具有的底板701上设有多个阵列分布的定位孔702，可以根据电路板形状等参数在对应的定位孔702上安装真空吸盘704，然后通过真空吸盘704对待切割的电路板进行固定，从而能够对电路板起到良好的固定效果，从而保证电路板的位置定位精度；同时，上述电路板激光切割印刷装置对固定机构7上固定的电路板进行激光切割时，打开气源向气吹降温机构2输送气体，气吹降温机构2通过万向管201具有的喷气嘴可有针对性的对加工区域进行气吹，万向管201能够根据电路板在固定机构7中的具体位置调节其具有的喷气嘴的吹气方向，调整好喷气嘴的吹气方向后，气源中的气体通过气管202通入至万向管201中，万向管201设有的喷气嘴将气体吹向电路板，进而能够对电路板进行降温、且将切割时产生的碎屑等污染物吹走，并通过回收机构3进行回收，防止碎屑影响切割时的精度，从而能够提高电路板在切割时的良率；同时，被切割好的电路板通过移送机构4移送至刷磨机模块5中，通过刷磨机模块5对电路板切割后的边缘进行刷磨；刷磨后的电路板继续通过移送机构4移送至印刷阻焊及字符机构6处进行印刷锡焊工序。

根据上述分析可知，本方案提供的电路板激光切割印刷装置中，固定机构7的设置能够提高电路板加工过程中的电路板定位时的位置精度和几何精度，进而保证电路板的位置定位精度，同时，气吹降温机构2、移送机构4、刷磨机模块5以及印刷阻焊及字符机构6之间相互配合，减少了人工手动作业的干扰，能够提高电路板的工艺精度，因此，上述电路板激光切割印刷装置对电路板的切割精度较高。

一种优选实施方式中，如图2所示，所述固定机构7还配备有90°转角气缸705，90°转角气缸705上具有用于快速压紧电路板的压臂，可在电路板的边缘对电路板进行定位压紧，确保电路板的位置精度和几何精度。

一种具体实施方式，如图4所示，上述移送机构4包括支撑架401、传动链条404、安装于支撑架401的多个传动齿轮405，该多个传动齿轮405用于支撑且传动连接传动链条404，具体的，上述多个传动齿轮405可以包括一个主动齿轮和至少一个从动齿轮及张紧齿轮，上述移送机构4还包括与至少一个传动齿轮405传动连接的动力装置402，具体的，与动力装置402传动连接的传动齿轮405为主动齿轮，传动链条404上安装有沿传输方向均匀分布的传送长板403。上述移送机构4中，通过传送长板403对电路板进行移送，传送长板403与电路板之间通过静摩擦的方式移送，能够避免电路板在移送过程中收到损伤。并且，传动齿轮405与传动链条404之间的连接方式能够对传送距离进行精确控制。

一种具体结构中，上述移送机构4中，支撑架401与激光切割机本体1以及印刷阻焊及字符机构6之间可以通过螺栓相连。

一种优选实施方式中，为了提高传送长板403与电路板之间的摩擦力，各传送长板403用于与电路板接触的表面上附有橡胶涂层。

一种具体实施方中，上述实施方案中的动力装置402可以包括伺服电机，伺服电机通过同步带与传动齿轮405传动连接。

在上述各实施方式的基础上，具体的，如图5所示，上述回收机构3可以包括收纳箱302，收纳箱302的顶部具有废料入口301，且收纳箱302内部设有用于为废料入口301提供吸力的吸尘无刷电机303；一种具体实现方式中，上述回收机构3还可以设有吸尘接头，上述吸尘接头可以与吸尘无刷电机303使用，上述回收机构3与气吹降温机构2配合使用，因此，当气吹降温机构2将电路板切割时产生的加工废屑吹出时，回收机构3中收纳箱302具有的废料入口301起到传导作用，吸尘无刷电机303进行工作使得废屑进入收纳箱302中。

一种具体实施方式中，请结合图1参考图6和图7，上述刷磨机模块5可以包括振动电机501、偏振块和辊刷502，其中：

振动电机501固定于支撑架401，具体可以是通过高密度海绵垫固定于支撑架401，高密度海绵垫的存在可在振动电机501高速振动时起到缓冲作用。上述振动电机501的输出轴上设有偏振块、且振动电机501的输出轴与上述辊刷502传动连接，以当振动电机501的输出轴旋转时带动辊刷502进行转动和规律性振动；具体的，振动电机501的输出轴上具有的偏振块可以是两个偏心轮，也可以是焊接在输出轴上的配重块，这里不再一一介绍；同时，振动电机501的输出轴与辊刷502之间具体可以通过键连的方式连接，键连具体可以是下述结构，刷辊502的一端端面上设有一个盲孔，盲孔的孔壁上和振动电机501的输出轴上均开设有键槽，然后，振动电机501的输出轴开设的键槽和盲孔的孔壁上开设的键槽对齐，中间插入一根键将两者固定连接。

辊刷502的轴线与传动齿轮405的轴线平行，辊刷502旋转时用于对电路板切割后的边缘进行刷磨。

振动电机501既可以带动辊刷502对电路板的边缘部位进行刷磨，同时，又可以带动辊刷502进行振动，进而可以将辊刷502上的附带的碎屑等颗粒性的杂物甩掉，提高刷磨精度。

更进一步的，为了及时清除刷磨机模块5刷磨掉的碎屑等，如图6所示，上述刷磨机模块5还包括吸尘装置503，具体地，吸尘装置503固定安装于振动电机501，吸尘装置503包括离心式风机504，离心式风机504的进风口处嵌入有滤尘器505，滤尘器505后固定安装有集尘器506，具体地，上述集尘器506可通过滑槽取出。

一种具体实施方式中，请结合图1参考图8和图9，印刷阻焊及字符机构6包括限位块601、直线气缸608、固定底座602、旋转底座607、机械臂组件603、印涂喷头609，其中：

限位块601与激光切割机本体1相对固定，且与直线气缸608的伸出端配合形成电路板夹紧定位机构60，具体如图1和图8中所示的结构；

固定底座602与激光切割机本体1相对固定，固定底座602具有加工台面；限位块601和直线气缸608具体可以通过螺栓固定在固定底座602的加工台面上，且固定底座602可以是大理石底座；

旋转底座607可绕自身轴线旋转地安装于固定底座602的加工台面上，且旋转底座607自身轴线与固定底座602的加工台面垂直；

机械臂组件603安装于旋转底座607上，且印涂喷头609安装于机械臂组件603上，具体的，机械臂组件603具有四连杆机构，且机械臂组件603动作时用于带动印涂喷头609动作。

上述印刷阻焊及字符机构6中，限位块601固定于固定底座602上，通过与直线气缸608块实现电路板装夹定位。因此，当电路板通过移送机构4将电路板传动到达指定位置时，通过直线气缸608与限位块601配合装夹电路板，实现电路板的固定。

固定底座602固定在激光切割机本体1的主体支架上，机械臂组件603主要部分原理为四杆机构，具体如图9所示，机械臂组件603可以通过固定杆604上连接的主动杆605带动从动杆606动作，进而能够带动印涂喷头609沿垂直于加工台面的方向动作，另外，机械臂组件603安装于旋转底座607上，旋转底座607可以带动机械臂组件603进行旋转，进而带动印涂喷头609绕垂直于加工台面的轴线进行旋转，从而实现多方位印刷。

另外，上述印刷阻焊及字符机构6还包括视觉识别系统，用于识别电路板是否到位，并且用于确定印刷锡焊的具体位置。

具体的，如图10所示，所述激光切割机本体1包括架体和激光切割头101，激光切割头101固定于架体上，架体与同步带相固定，通过伺服电机旋转带动同步带实现Z方向上的快速移动。

综上所述，本发明在使用时，在使用激光切割机本体1工作时，通过气吹降温机构2可实现对加工过程中产生的废屑进行清理以及实现加工过程中的降温。当激光切割机本体1开始工作，气源同步打开输送气体，气体通过气管202输送至万向管201，万向管201具有的喷气嘴可有针对性的调整至合适位置进行气吹降温。密封圈203在万向管201和气管202中起到密封作用。同时，气吹降温机构2在工作过程中吹离工件的废屑将通过回收机构3进行回收，在高压吹气下，废屑通过吸尘无刷电机303提供的吸力通过废料入口301进入收纳箱302，收纳箱302采用滑槽式安装，方便拿取清理。在电路板经过激光切割后，移送机构4配合刷磨机模块5对电路板进行磨刷工序，具体地，振动电机501安装于支撑架401的侧边，振动电机501输出轴带动辊刷502进行高速旋转，并且由于振动电机501的输出轴上设有偏振块，使得辊刷502在旋转的同时还能够具有规律性颤动，因此，振动电机501工作时可带动辊刷502在多个方向上运动从而实现对电路板切割边缘的刷磨，刷磨过程中会产生一定的粉尘，因此刷磨机模块5侧边还装有吸尘装置503，吸尘装置503可以固定安装于振动电机501的对侧，具体包括离心式风机504，离心式风机504进风口处嵌入有滤尘器505，滤尘器505后固定安装有集尘器506，集尘器506可通过滑槽取出，方便后期清洁。电路板经过刷磨后传送至印刷阻焊及字符机构6，印刷阻焊及字符机构6的固定底座602固定在激光切割机本体1的主体支架上，固定底座602上通过旋转底座607安装有机械臂组件603，机械臂组件603配合旋转底座607可实现印涂喷头609的多方位印刷。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种电路板激光切割印刷装置，其特征在于，包括激光切割机本体（1），所述激光切割机本体（1）上设有电路板的固定机构（7）、气吹降温机构（2）、回收机构（3）、移送机构（4）、刷磨机模块（5）、印刷阻焊及字符机构（6）；其中：

所述固定机构（7）包括底板（701）和真空吸盘（704），所述底板（701）上有多个阵列分布的定位孔（702），每一个所述定位孔（702）可用于安装所述真空吸盘（704），所述真空吸盘（704）用于吸附固定待切割的电路板；

所述气吹降温机构（2）包括多个万向管（201）、气管（202）；其中，所述气管（202）设置于所述激光切割机本体（1）上，用于连通气源和万向管（201）的一端，万向管（201）的另一端设有喷气嘴，所述万向管（201）用于使所述喷气嘴可随所述真空吸盘（704）的位置变化而相对于所述固定机构（7）移动，用于向固定机构（7）固定的电路板进行吹气清洁降温；

所述刷磨机模块（5）用于对电路板切割后的边缘进行刷磨；

所述印刷阻焊及字符机构（6）用于对经刷磨机模块（5）刷磨后的电路板进行印刷锡焊；

所述移送机构（4）用于将固定机构（7）处切割完成的电路板依次转运至刷磨机模块（5）以及印刷阻焊及字符机构（6）；

所述回收机构（3）用于收集被所述气吹降温机构（2）吹走的碎屑。

2.根据权利要求1所述的电路板激光切割印刷装置，其特征在于，所述移送机构（4）包括支撑架（401）、传动链条（404）、安装于所述支撑架（401）用于支撑且传动连接所述传动链条（404）的多个传动齿轮（405）、与至少一个所述传动齿轮（405）传动连接的动力装置（402），所述传动链条（404）上安装有沿传输方向均匀分布的传送长板（403）。

3.根据权利要求2所述的电路板激光切割印刷装置，其特征在于，各所述传送长板（403）的用于与电路板接触的表面上附有橡胶涂层。

4.根据权利要求2所述的电路板激光切割印刷装置，其特征在于，所述动力装置（402）包括伺服电机，所述伺服电机通过同步带与所述传动齿轮（405）传动连接。

5.根据权利要求1所述的电路板激光切割印刷装置，其特征在于，所述气吹降温机构（2）中，所述气管（202）的第一端与气源连接，第二端与所述万向管（201）的接头处设有密封圈（203），且所述气管（202）上设有气阀（204）。

6.根据权利要求1所述的电路板激光切割印刷装置，其特征在于，所述回收机构（3）包括收纳箱（302），所述收纳箱（302）的顶部具有废料入口（301），且所述收纳箱（302）内设有用于为所述废料入口（301）提供吸力的吸尘无刷电机（303）。

7.根据权利要求2所述的电路板激光切割印刷装置，其特征在于，所述刷磨机模块（5）包括振动电机（501）、偏振块和辊刷（502），其中：

所述振动电机（501）通过高密度海绵垫固定于所述支撑架（401），所述振动电机（501）的输出轴上设有所述偏振块、且与所述辊刷（502）传动连接，以当所述振动电机的输出轴旋转时带动所述辊刷（502）进行转动和规律性振动；

所述辊刷（502）的轴线与所述传动齿轮（405）的轴线平行，所述辊刷（502）旋转时用于对电路板切割后的边缘进行刷磨。

8.根据权利要求7所述的电路板激光切割印刷装置，其特征在于，所述刷磨机模块（5）还包括吸尘装置（503），所述吸尘装置（503）固定安装于所述振动电机（501），所述吸尘装置（503）包括离心式风机（504），所述离心式风机（504）的进风口处嵌入有滤尘器（505），所述滤尘器（505）后固定安装有集尘器（506）。

9.根据权利要求1所述的电路板激光切割印刷装置，其特征在于，所述印刷阻焊及字符机构（6）包括限位块（601）、直线气缸（608）、固定底座（602）、旋转底座（607）、机械臂组件（603）、印涂喷头（609），其中：

所述限位块（601）与所述激光切割机本体（1）相对固定，且与所述直线气缸（608）的伸出端配合形成电路板夹紧定位机构（60）；

所述固定底座（602）与所述激光切割机本体（1）相对固定，所述固定底座（602）具有加工台面；

所述旋转底座（607）可绕自身轴线旋转地安装于所述固定底座（602）的加工台面上，且所述旋转底座（607）自身轴线与所述加工台面垂直；

所述机械臂组件（603）安装于所述旋转底座（607）上，且所述印涂喷头（609）安装于所述机械臂组件（603）上，所述机械臂组件（603）具有四连杆机构，且所述机械臂组件（603）动作时用于带动所述印涂喷头（609）动作。

10.根据权利要求1所述的电路板激光切割印刷装置，其特征在于，所述固定机构（7）还包括用于设置在底板（701）上的90°转角气缸（705），所述90°转角气缸（705）上具有用于快速压紧电路板的压臂。