CN209920034U - 一种高速六头pcb数控钻孔机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速六头PCB数控钻孔机，包括有床身、基座、横梁、主轴和工作台，还包括有X轴直线电机、Y轴直线电机和Z轴直线电机，Y轴直线电机设置于床身的上部，且位于横梁的下方，工作台连接于Y轴直线电机的顶部，且Y轴直线电机可驱动工作台在横梁下方前后移动；X轴直线电机设置于横梁的前面，Z轴直线电机连接于X轴直线电机的前面，主轴与Z轴直线电机连接，X轴直线电机可驱动Z轴直线电机带动主轴左右移动，Z轴直线电机可驱动主轴上下移动。通过上述设置能够解决PCB数控钻孔存在的钻孔速度及维持长久稳定加工的问题，克服现有PCB数控钻孔机在高速、高精度数控钻孔存在的缺点，满足高速PCB数控钻孔加工的需求。

Description

一种高速六头PCB数控钻孔机

技术领域

本实用新型属于数控机床技术领域，特别涉及一种六头PCB数控钻孔机。

背景技术

PCB数控钻孔机是印制电路板生产的关键设备，六头PCB数控钻孔机是批量数控钻孔加工的主流机型。伴随PCB高密度、多层化、小型化方向发展，作为PCB主流钻孔加工方式的数控机械钻孔面临巨大挑战。当前PCB数控机械钻孔面临的问题主要表现为微小孔加工精度较差、加工效率较低、加工能力不稳定。PCB数控钻孔机的驱动进给方式大多采用“伺服旋转电机+滚珠丝杠”形式，由于受自身结构的限制，滚珠丝杠、联轴器、轴承等机械传动部件在加减速过程中存在弹性变形，导致机床刚性不足及伺服滞后现象发生。在进给速度、加速度、定位精度等方面难以满足PCB数控钻孔高速度高精度的加工要求，并且随着使用时间的推移，其稳定性及精度也会由于摩擦磨损而进一步降低，无法满足长期高速度高精度数控钻孔加工的需求。

在申请号为CN201320006663.5的专利申请中，公开了一种高速高精多轴PCB数控钻床，其中，包括：伺服驱动系统、多轴控制的机械传动系统、电机装置、联轴器、位置反馈模块和运动控制器；所述机械传动系统依次通过所述联轴器、所述电机装置与所述伺服驱动系统相连接；所述位置反馈模块连接所述机械传动系统和所述伺服驱动系统，所述伺服驱动系统用于根据接收到的控制信号和反馈信号采用PID控制算法产生驱动信号以通过驱动所述电机装置，所述电机装置再通过所述联轴器带动所述机械传动系统进行稳定的运动；所述运动控制器内置于计算机中，用于控制、协调机械传动系统中各部件的运动。

但是，上述公开的高速高精多轴PCB数控钻床，采用的是“伺服旋转电机+滚珠丝杠”形式，由于受自身结构的限制，滚珠丝杠、联轴器、轴承等机械传动部件在加减速过程中存在弹性变形，导致机床刚性不足及伺服滞后现象发生。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型目的在于提供一种高速六头PCB数控钻孔机，能够解决PCB数控钻孔存在的钻孔速度及维持长久稳定加工的问题，克服现有PCB数控钻孔机在高速、高精度数控钻孔存在的缺点，满足高速PCB数控钻孔加工的需求。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种高速六头PCB数控钻孔机，包括有床身、基座、横梁、主轴和工作台，所述横梁通过基座固定在床身上方，形成龙门式结构，横梁与床身之间形成提供工作台前后移动的空腔，该高速六头PCB数控钻孔机还包括有X轴直线电机、Y轴直线电机和Z轴直线电机，所述Y轴直线电机设置于床身的上部，且位于横梁的下方，所述工作台连接于Y轴直线电机的顶部，且Y轴直线电机可驱动工作台在横梁下方前后移动；所述X轴直线电机设置于横梁的前面，所述Z轴直线电机连接于X轴直线电机的前面，所述主轴与Z轴直线电机连接，所述X轴直线电机可驱动Z轴直线电机带动主轴左右移动，所述Z轴直线电机可驱动主轴上下移动。在本实用新型中，主轴为现有技术，能够高速旋转，连接有钻孔的刀具，PCB板固定在工作台上，通过Y轴直线电机和X轴直线电机驱动后带动主轴前后、左右移动，进行高速进给定位，定位达到控制精度后，通过Z轴直线电机带动高速旋转的主轴进行向下钻孔并高速上提，实现钻孔加工；通过采用X、Y、Z轴直线电机驱动以及上述设置，实现该钻孔机的结构简单，重心低，更加稳定可靠的目的，使整个钻孔机动态响应性能大大提高，反应更快捷，钻孔速度更快，而且没有机械传动机构，减少了传动系统滞后带来的跟踪误差，提高钻孔机的钻孔精度，工作安全可靠，寿命更长。解决了PCB数控钻孔存在的钻孔速度及维持长久稳定加工的问题，克服了现有PCB数控钻孔机在高速、高精度数控钻孔存在的缺点，满足了高速PCB数控钻孔加工的需求。

进一步地，该高速六头PCB数控钻孔机还包括有X轴滑板和Z轴底板，所述X轴滑板设置于X轴直线电机的前面，所述Z轴直线电机通过X轴滑板连接于X轴直线电机的前面，所述X轴直线电机通过驱动X轴滑板带动Z轴直线电机进行左右移动，所述Z轴底板设置于Z轴直线电机的前面，所诉主轴通过Z轴底板连接于Z轴直线电机的前面，所述Z轴直线电机通过驱动Z轴底板带动主轴进行上下移动。在本实用新型中，通过X轴滑板与Z轴底板的设置，使X轴直线电机与Z轴直线电机的连接与驱动关系稳定可靠，结构简单，能够更好的实现该钻孔机高精度、高速度的钻孔工作。

进一步地，所述X轴直线电机包括有X轴定子、X轴动子和X轴直线导轨，所述X轴定子与X轴直线导轨均固定于横梁的前面，所述X轴直线导轨为2条，平行设置于X轴定子的两侧，所述X轴动子设置在X轴滑板的背面，且X轴动子的两侧滑动连接于2条X轴直线导轨上。在本实用新型中，X轴直线电机通过2条X轴直线导轨进行导向，通过X轴动子带动X轴滑板在X轴直线导轨上左右滑动，通过X轴定子、X轴动子和X轴直线导轨的设置，能够更好的实现该钻孔机高精度、高速度的钻孔工作。

进一步地，所述Y轴直线电机包括有Y轴定子、Y轴动子和Y轴直线导轨，所述Y轴定子与Y轴直线导轨均固定于床身的上表面，所述Y轴直线导轨为2条，平行设置于Y轴定子的两侧，所述Y轴动子设置在工作台的背面，且Y轴动子的两侧滑动连接于2条Y轴直线导轨上，床身上位于Y轴直线电机两侧的位置还设置有抵持在工作台下方的支撑导轨，用于支撑工作台的两侧位置。在本实用新型中，Y轴直线电机通过2条Y轴直线导轨与2条支撑导轨进行导向和支撑，通过Y轴动子带动工作台在Y轴直线导轨与支撑导轨上前后滑动，通过Y轴定子、Y轴动子和Y轴直线导轨的设置，能够更好的实现该钻孔机高精度、高速度的钻孔工作。

进一步地，所述Z轴直线电机包括有Z轴定子、Z轴动子和Z轴直线导轨，所述Z轴直线导轨与Z轴动子均固定于X轴滑板的前面，所述X轴滑板的前面开设有第一卡槽，所述Z轴动子固定于第一卡槽内，所述Z轴直线导轨为2条，平行设置于Z轴动子的两侧，所述Z轴底板的两侧滑动连接2条Z轴直线导轨上，Z轴直线导轨的背面开设有第二卡槽，所述Z轴定子固定于Z轴底板的背面的第二卡槽内，所述Z轴定子位于Z轴动子的前方。在本实用新型中，Z轴直线电机通过2条Z轴直线导轨进行导向，通过Z轴定子带动Z轴底板在Z轴直线导轨上上下滑动，通过Z轴定子、Z轴动子和Z轴直线导轨的设置，能够更好的实现该钻孔机高精度、高速度的钻孔工作。

进一步地，所述Y轴直线电机还包括有第一端板、第二端板、侧盖板、拖链、拖链接板、缓冲器、光电开关、光电开关遮光板，所述第一端板与第二端板分别固定于Y轴定子的前后两端，所述拖链通过拖链接板与工作台固定连接于Y轴定子的一侧，所述侧盖板固定于Y轴定子的另一侧，所述缓冲器为2组，2组缓冲器分别设置于第一端板与第二端板的内侧，所述光电开关为2个，2个光电开关分别固定于侧盖板外侧靠近2端的位置，所述光电开关遮光板固定于Y轴动子靠近侧盖板的一侧，所述拖链与Y轴动子电连接。在本实用新型中，该Y轴直线电机通过拖链与外部电源电连接，第一端板与第二端板能够防止Y轴动子滑出，缓冲器用于防止Y轴动子移动时撞向第一端板与第二端板，通过光电开关和光电开关遮光板的设置能够实现该Y轴直线电机的轨道控制，为现有技术。

进一步地，所述X轴直线电机前面连接的X轴滑板、Z轴直线电机和主轴均为6个。在本实用新型中，通过上述设置，使该数控钻孔机的工作效率更高。

进一步地，所述床身、基座、横梁的材质均为花岗石材料，受环境影响变形小，几何精度高。

本实用新型的有益效果在于：相比于现有技术，在本实用新型中，通过X、Y轴直线电机驱动后带动主轴进行高速进给定位，定位达到控制精度后，通过Z轴直线电机带动高速旋转的主轴进行向下钻孔并高速上提，实现钻孔加工；通过采用X、Y、Z轴直线电机驱动以及上述设置，实现该钻孔机的结构简单，重心低，更加稳定可靠的目的，使整个钻孔机动态响应性能大大提高，反应更快捷，钻孔速度更快，而且没有机械传动机构，减少了传动系统滞后带来的跟踪误差，提高钻孔机的钻孔精度，工作安全可靠，寿命更长。解决了PCB数控钻孔存在的钻孔速度及维持长久稳定加工的问题，克服了现有PCB数控钻孔机在高速、高精度数控钻孔存在的缺点，满足了高速PCB数控钻孔加工的需求。

附图说明

图1是本实用新型所实施的一种高速六头PCB数控钻孔机的结构示意图。

图2是本实用新型所实施的一种高速六头PCB数控钻孔机的Y轴直线电机的结构示意图。

图3是本实用新型所实施的一种高速六头PCB数控钻孔机的Z轴直线电机安装在X轴滑板上的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1-3所示，本实用新型提供一种高速六头PCB数控钻孔机，包括有床身1、基座2、横梁3、主轴4和工作台5，横梁3通过基座2固定在床身1上方，形成龙门式结构，横梁3与床身1之间形成提供工作台5前后移动的空腔10，该高速六头PCB数控钻孔机还包括有X轴直线电机6、Y轴直线电机7和Z轴直线电机8，Y轴直线电机7设置于床身1的上部，且位于横梁3的下方，工作台5连接于Y轴直线电机7的顶部，且Y轴直线电机7可驱动工作台5在横梁3下方前后移动；X轴直线电机6设置于横梁3的前面，Z轴直线电机8连接于X轴直线电机6的前面，主轴4与Z轴直线电机8连接，X轴直线电机6可驱动Z轴直线电机8带动主轴4左右移动，Z轴直线电机8可驱动主轴4上下移动。在本实用新型中，主轴4为现有技术，能够高速旋转，连接有钻孔的刀具，PCB板9固定在工作台5上，通过Y轴直线电机7和X轴直线电机6驱动后带动主轴4前后、左右移动，进行高速进给定位，定位达到控制精度后，通过Z轴直线电机8带动高速旋转的主轴4进行向下钻孔并高速上提，实现钻孔加工；通过采用X、Y、Z轴直线电机8驱动以及上述设置，实现该钻孔机的结构简单，重心低，更加稳定可靠的目的，使整个钻孔机动态响应性能大大提高，反应更快捷，钻孔速度更快，而且没有机械传动机构，减少了传动系统滞后带来的跟踪误差，提高钻孔机的钻孔精度，工作安全可靠，寿命更长。解决了PCB数控钻孔存在的钻孔速度及维持长久稳定加工的问题，克服了现有PCB数控钻孔机在高速、高精度数控钻孔存在的缺点，满足了高速PCB数控钻孔加工的需求。

在本实施例中，该高速六头PCB数控钻孔机还包括有X轴滑板20和Z轴底板30，X轴滑板20设置于X轴直线电机6的前面，Z轴直线电机8通过X轴滑板20连接于X轴直线电机6的前面，X轴直线电机6通过驱动X轴滑板20带动Z轴直线电机8进行左右移动，Z轴底板30设置于Z轴直线电机8的前面，所诉主轴4通过Z轴底板30连接于Z轴直线电机8的前面，Z轴直线电机8通过驱动Z轴底板30带动主轴4进行上下移动。在本实用新型中，通过X轴滑板20与Z轴底板30的设置，使X轴直线电机6与Z轴直线电机8的连接与驱动关系稳定可靠，结构简单，能够更好的实现该钻孔机高精度、高速度的钻孔工作。

在本实施例中，X轴直线电机6包括有X轴定子61、X轴动子62和X轴直线导轨63，X轴定子61与X轴直线导轨63均固定于横梁3的前面，X轴直线导轨63为2条，平行设置于X轴定子61的两侧，X轴动子62设置在X轴滑板20的背面，且X轴动子62的两侧滑动连接于2条X轴直线导轨63上。在本实用新型中，X轴直线电机6通过2条X轴直线导轨63进行导向，通过X轴动子62带动X轴滑板20在X轴直线导轨63上左右滑动，通过X轴定子61、X轴动子62和X轴直线导轨63的设置，能够更好的实现该钻孔机高精度、高速度的钻孔工作。

在本实施例中，Y轴直线电机7包括有Y轴定子71、Y轴动子72和Y轴直线导轨73，Y轴定子71与Y轴直线导轨73均固定于床身1的上表面，Y轴直线导轨73为2条，平行设置于Y轴定子71的两侧，Y轴动子72设置在工作台5的背面，且Y轴动子72的两侧滑动连接于2条Y轴直线导轨73上，床身1上位于Y轴直线电机7两侧的位置还设置有抵持在工作台5下方的支撑导轨11，用于支撑工作台5的两侧位置。在本实用新型中，Y轴直线电机7通过2条Y轴直线导轨73与2条支撑导轨11进行导向和支撑，通过Y轴动子72带动工作台5在Y轴直线导轨73与支撑导轨11上前后滑动，通过Y轴定子71、Y轴动子72和Y轴直线导轨73的设置，能够更好的实现该钻孔机高精度、高速度的钻孔工作。

在本实施例中，Z轴直线电机8包括有Z轴定子81、Z轴动子82和Z轴直线导轨83，Z轴直线导轨83与Z轴动子82均固定于X轴滑板20的前面，X轴滑板20的前面开设有第一卡槽201，Z轴动子82固定于第一卡槽201内，Z轴直线导轨83为2条，平行设置于Z轴动子82的两侧，Z轴底板30的两侧滑动连接2条Z轴直线导轨83上，Z轴直线导轨83的背面开设有第二卡槽301，Z轴定子81固定于Z轴底板30的背面的第二卡槽301内，Z轴定子81位于Z轴动子82的前方。在本实用新型中，Z轴直线电机8通过2条Z轴直线导轨83进行导向，通过Z轴定子81带动Z轴底板30在Z轴直线导轨83上上下滑动，通过Z轴定子81、Z轴动子82和Z轴直线导轨83的设置，能够更好的实现该钻孔机高精度、高速度的钻孔工作。

在本实施例中，Y轴直线电机7还包括有第一端板74、第二端板75、侧盖板76、拖链77、拖链接板78、缓冲器79、光电开关40、光电开关遮光板50，第一端板74与第二端板75分别固定于Y轴定子71的前后两端，拖链77通过拖链接板78与工作台5固定连接于Y轴定子71的一侧，侧盖板76固定于Y轴定子71的另一侧，缓冲器79为2组，2组缓冲器79分别设置于第一端板74与第二端板75的内侧，光电开关40为2个，2个光电开关40分别固定于侧盖板76外侧靠近2端的位置，光电开关遮光板50固定于Y轴动子72靠近侧盖板76的一侧，拖链77与Y轴动子72电连接。在本实用新型中，该Y轴直线电机7通过拖链77与外部电源电连接，第一端板74与第二端板75能够防止Y轴动子72滑出，缓冲器79用于防止Y轴动子72移动时撞向第一端板74与第二端板75，通过光电开关40和光电开关遮光板50的设置能够实现该Y轴直线电机7的轨道控制，为现有技术。

在本实施例中，X轴直线电机6前面连接的X轴滑板20、Z轴直线电机8和主轴4均为6个。在本实用新型中，通过上述设置，使该数控钻孔机的工作效率更高。

在本实施例中，床身1、基座2、横梁3的材质均为花岗石材料，受环境影响变形小，几何精度高。

在本实用新型中，1个X轴直线电机、1个Y轴直线电机与6个Z轴直线电机的设置，能够提高进给系统的刚度，X轴直线电机与Y轴直线电机采用长次级结构平板电机，Z轴直线电机采用短次级结构平板电机，能够保证该钻孔机整机的高动态性能及经济性。

在具体运用中，工作台表面可以设置有夹紧PCB板的夹紧装置，PCB板通过夹紧装置固定在工作台上，数控机床中的控制电机发送钻孔数据及加工参数给控制器，用于控制伺服驱动器协同控制X轴直线电机、Y轴直线电机和Z轴直线电机的驱动，对PCB板进行钻孔加工。首先，控制器通过变频器驱动主轴高速旋转，然后通过控制X、Y轴直线电机进行高速进给定位，X、Y轴直线电机定位达到控制精度后，控制Z轴直线电机带动高速旋转的主轴进行向下钻孔并高速上提，完成一个钻孔动作。循环往复以上作业完成钻孔加工。上述控制电机、控制器、伺服驱动器和变频器均为现有技术，钻孔数据及加工参数可以根据需要的参数来设置，为现有技术。

本实用新型的有益效果在于：相比于现有技术，在本实用新型中，通过X、Y轴直线电机驱动后带动主轴进行高速进给定位，定位达到控制精度后，通过Z轴直线电机带动高速旋转的主轴进行向下钻孔并高速上提，实现钻孔加工；通过采用X、Y、Z轴直线电机驱动以及上述设置，实现该钻孔机的结构简单，重心低，更加稳定可靠的目的，使整个钻孔机动态响应性能大大提高，反应更快捷，钻孔速度更快，而且没有机械传动机构，减少了传动系统滞后带来的跟踪误差，提高钻孔机的钻孔精度，工作安全可靠，寿命更长。解决了PCB数控钻孔存在的钻孔速度及维持长久稳定加工的问题，克服了现有PCB数控钻孔机在高速、高精度数控钻孔存在的缺点，满足了高速PCB数控钻孔加工的需求。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高速六头PCB数控钻孔机，包括有床身、基座、横梁、主轴和工作台，所述横梁通过基座固定在床身上方，形成龙门式结构，横梁与床身之间形成提供工作台前后移动的空腔，其特征在于该高速六头PCB数控钻孔机还包括有X轴直线电机、Y轴直线电机和Z轴直线电机，所述Y轴直线电机设置于床身的上部，且位于横梁的下方，所述工作台连接于Y轴直线电机的顶部，且Y轴直线电机可驱动工作台在横梁下方前后移动；所述X轴直线电机设置于横梁的前面，所述Z轴直线电机连接于X轴直线电机的前面，所述主轴与Z轴直线电机连接，所述X轴直线电机可驱动Z轴直线电机带动主轴左右移动，所述Z轴直线电机可驱动主轴上下移动。

2.根据权利要求1所述的高速六头PCB数控钻孔机，其特征在于该高速六头PCB数控钻孔机还包括有X轴滑板和Z轴底板，所述X轴滑板设置于X轴直线电机的前面，所述Z轴直线电机通过X轴滑板连接于X轴直线电机的前面，所述X轴直线电机通过驱动X轴滑板带动Z轴直线电机进行左右移动，所述Z轴底板设置于Z轴直线电机的前面，所诉主轴通过Z轴底板连接于Z轴直线电机的前面，所述Z轴直线电机通过驱动Z轴底板带动主轴进行上下移动。

3.根据权利要求2所述的高速六头PCB数控钻孔机，其特征在于所述X轴直线电机包括有X轴定子、X轴动子和X轴直线导轨，所述X轴定子与X轴直线导轨均固定于横梁的前面，所述X轴直线导轨为2条，平行设置于X轴定子的两侧，所述X轴动子设置在X轴滑板的背面，且X轴动子的两侧滑动连接于2条X轴直线导轨上。

4.根据权利要求3所述的高速六头PCB数控钻孔机，其特征在于所述Y轴直线电机包括有Y轴定子、Y轴动子和Y轴直线导轨，所述Y轴定子与Y轴直线导轨均固定于床身的上表面，所述Y轴直线导轨为2条，平行设置于Y轴定子的两侧，所述Y轴动子设置在工作台的背面，且Y轴动子的两侧滑动连接于2条Y轴直线导轨上，床身上位于Y轴直线电机两侧的位置还设置有抵持在工作台下方的支撑导轨，用于支撑工作台的两侧位置。

5.根据权利要求4所述的高速六头PCB数控钻孔机，其特征在于所述Z轴直线电机包括有Z轴定子、Z轴动子和Z轴直线导轨，所述Z轴直线导轨与Z轴动子均固定于X轴滑板的前面，所述X轴滑板的前面开设有第一卡槽，所述Z轴动子固定于第一卡槽内，所述Z轴直线导轨为2条，平行设置于Z轴动子的两侧，所述Z轴底板的两侧滑动连接2条Z轴直线导轨上，Z轴直线导轨的背面开设有第二卡槽，所述Z轴定子固定于Z轴底板的背面的第二卡槽内，所述Z轴定子位于Z轴动子的前方。

6.根据权利要求4所述的高速六头PCB数控钻孔机，其特征在于所述Y轴直线电机还包括有第一端板、第二端板、侧盖板、拖链、拖链接板、缓冲器、光电开关、光电开关遮光板，所述第一端板与第二端板分别固定于Y轴定子的前后两端，所述拖链通过拖链接板与工作台固定连接于Y轴定子的一侧，所述侧盖板固定于Y轴定子的另一侧，所述缓冲器为2组，2组缓冲器分别设置于第一端板与第二端板的内侧，所述光电开关为2个，2个光电开关分别固定于侧盖板外侧靠近2端的位置，所述光电开关遮光板固定于Y轴动子靠近侧盖板的一侧，所述拖链与Y轴动子电连接。

7.根据权利要求2所述的高速六头PCB数控钻孔机，其特征在于所述X轴直线电机前面连接的X轴滑板、Z轴直线电机和主轴均为6个。

8.根据权利要求1所述的高速六头PCB数控钻孔机，其特征在于所述床身、基座、横梁的材质均为花岗石材料。

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