TWI788848B - 具有自動打拔銷釘功能的ｐｃｂ自動加工方法 - Google Patents

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馬飛達
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Abstract

一種具有自動打拔銷釘功能的PCB自動加工設備，包括設 備本體、工業電腦、運動控制卡、PLC、X軸移動平臺、Y軸移動平臺、Z軸移動平臺、X軸伺服驅動裝置、Y軸伺服驅動裝置和Z軸伺服驅動裝置，所述Z軸移動平臺上分別設有電主軸、刀庫機械手、自動打銷釘機構和自動拔銷釘機構，所述工作臺靠近X軸移動平臺的一端設有銷釘庫和刀庫，所述工業電腦與運動控制卡連接，所述PLC與運動控制卡連接，所述PLC與自動打銷釘機構、自動拔銷釘機構和刀庫機械手連接，所述電主軸與運動控制卡連接。

Description

具有自動打拔銷釘功能的PCB自動加工方法
本發明是有關於一種PCB加工領域，且特別是有關於一種具有自動打拔銷釘功能的PCB自動加工方法。
目前，印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)在加工前期需要對其進行定位再加工，定位的方式是通過銷釘定位，一般會根據PCB的設計方法情況使用幾種直徑的銷釘，這樣確保在加工過程中，PCB不會發生偏移。
常規的PCB上銷釘的方式為人工打銷釘，其主要方式為：先利用電主軸在工作臺頂面的電木板上鑽銷釘孔，操作人員再用錘子，一個一個將銷釘打進銷釘孔內，然後用PCB上的定位孔位去套合電木板上的銷釘，確保PCB在銷釘的套合下固定不動，之後進行PCB的鑽銑方法加工；若是多軸的PCB加工設備，則有多個加工單元，則每個加工單元都需要以上的套合工作。
PCB加工完畢後，操作人員將每個加工單元區域加工完畢的PCB取下。電木板上保留的銷釘需要人工一個一個的拔掉，這樣費時費工。同時，隨著電木板上加工PCB種類的增加，電木板上的累計銷釘孔會越來越多，這就會造成操作人員很難或找不 到打過的銷釘孔。另外，也會存在打錯銷釘孔位置的情況，這會造成銷釘上錯銷釘孔的情況，從而導致PCB套合不上去，很大的影響加工效率。
拔銷釘後還需要將不同種類的銷釘再做分類管理，這樣就對工作效率造成的很大的影響。
本發明所要解決的技術問題便是針對上述現有技術的不足，提供一種PCB加工自動設備及自動加工方法，在PCB加工設備軟硬件的基礎上增加機械機構和控制軟硬件，實現打拔銷釘的全過程自動化和精准化，可大大提高PCB加工設備的自動化程度，從而提高生產效率和成功率。
本發明所採用的技術方案是：一種具有自動打拔銷釘功能的PCB自動加工設備，包括設備本體、工業電腦、運動控制卡、PLC、設置於設備本體上其中一端且沿水平方向設置的X軸移動平臺、設置於X軸移動平臺下方且與X軸移動平臺垂直的Y軸移動平臺、延豎直方向設置於X軸移動平臺上且與Y軸移動平臺垂直設置的Z軸移動平臺、與X軸移動平臺連接且驅動X軸移動平臺移動的X軸伺服驅動裝置、與Y軸移動平臺連接且驅動Y軸移動平臺移動的Y軸伺服驅動裝置和與Z軸移動平臺連接且驅動Z軸移動平臺移動的Z軸伺服驅動裝置，所述Y軸移動平臺上設有可沿其移動的工作臺，所述工作臺上設有電木板，所述Z軸移動 平臺上分別設有電主軸、刀庫機械手、自動打銷釘機構和自動拔銷釘機構，所述工作臺靠近X軸移動平臺的一端設有銷釘庫和刀庫，所述工業電腦與運動控制卡連接，所述PLC與運動控制卡連接，所述PLC分別通過打銷釘控制元件、拔銷釘控制元件和機械手控制元件與自動打銷釘機構、自動拔銷釘機構和刀庫機械手連接，所述運動控制卡分別通過X軸伺服驅動裝置、Y軸伺服驅動裝置和Z軸伺服驅動裝置與X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺連接，所述電主軸與運動控制卡連接。
其中一個實施例中，所述X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺上分別設有X軸位移感測器、Y軸位移感測器和Z軸位移感測器，所述X軸位移感測器、Y軸位移感測器和Z軸位移感測器均與運動控制卡連接。
其中一個實施例中，所述自動打銷釘機構、自動拔銷釘機構和刀庫機械手上分別設有打銷釘位置感測器、拔銷釘位置感測器和刀庫機械手位置感測器，所述打銷釘位置感測器、拔銷釘位置感測器和刀庫機械手位置感測器均與PLC連接。
本發明還公開了一種具有自動打拔銷釘功能的PCB自動加工方法，包括以下步驟：步驟10、工業電腦根據需加工的PCB上的銷釘孔位置調取對應的鑽銷釘孔指令，並通過運動控制卡和PLC將鑽銷釘孔指令分別輸出至電主軸和刀庫機械手，電主軸和刀庫機械手移動至刀庫上方，刀庫機械手抓取所需的鑽刀，電主軸完成對鑽刀的裝 夾並移動至待鑽銷釘孔的電木板上方，完成對電木板的鑽銷釘孔作業；步驟20、工業電腦調取與鑽銷釘孔指令對應的打銷釘指令，並通過PLC將打銷釘指令輸出至自動打銷釘機構，自動打銷釘機構移動至銷釘庫上方，抓取銷釘並移動至步驟10中完成鑽銷釘孔作業的電木板上方，完成打銷釘作業；步驟30、將PCB與電木板上的銷釘套合，裝配PCB並固定，工業電腦調取對應的PCB加工指令，並通過運動控制卡和PLC將PCB加工指令分別輸出至電主軸和刀庫機械手，電主軸和刀庫機械手移動至刀庫工方，刀庫機械手抓取所需的加工刀具，電主軸完成對加工刀具的裝夾並移動至待加工的PCB上方，完成PCB加工作業並取下PCB；步驟40、工業電腦調取與打銷釘指令對應的拔銷釘指令，並通過PLC將拔銷釘指令輸出至自動拔銷釘機構，自動拔銷釘機構移動至打有銷釘的電木板上方，拔取銷釘並將拔取的銷釘放入銷釘庫，完成拔銷釘作業，加工結束。
其中一個實施例中，所述的步驟10，具體如下：步驟101、工業電腦根據需加工的PCB上的銷釘孔位置調取對應的鑽銷釘孔指令，並通過運動控制卡和PLC將鑽銷釘孔指令分別輸出至電主軸和刀庫機械手；步驟102、運動控制卡通過X軸伺服驅動裝置、Y軸伺服驅動裝置和Z軸伺服驅動裝置分別驅動X軸移動平臺、Y軸移 動平臺和Z軸移動平臺移動，帶動刀庫機械手和電主軸移動至刀庫上方，PLC通過機械手控制元件控制刀庫機械手抓取所需的鑽刀，運動控制卡控制電主軸完成對該鑽刀的裝夾；步驟103、運動控制卡通過X軸伺服驅動裝置、Y軸伺服驅動裝置和Z軸伺服驅動裝置分別驅動X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺移動，帶動電主軸移動至待鑽銷釘孔的電木板上方，運動控制卡控制電主軸開始鑽銷釘孔作業；步驟104、重複步驟102和步驟103，待電木板上所有鑽銷釘孔作業完成後，運動控制卡通過X軸伺服驅動裝置、Y軸伺服驅動裝置和Z軸伺服驅動裝置分別驅動X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺移動，帶動刀庫機械手和電主軸移動至刀庫上方，運動控制卡控制電主軸打開，PLC通過機械手控制元件控制刀庫機械手取下鑽刀並將取下的鑽刀放置到刀庫，然後帶動X軸移動平臺和Z軸移動平臺移動到初始位置，進入步驟20。
其中一個實施例中，所述的步驟20，具體如下：步驟201、工業電腦調取與鑽銷釘孔指令對應的打銷釘指令，並通過PLC將打銷釘指令輸出至自動打銷釘機構；步驟202、運動控制卡通過X軸伺服驅動裝置、Y軸伺服驅動裝置和Z軸伺服驅動裝置分別驅動X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺移動，帶動自動打銷釘機構移動至銷釘庫上方，PLC通過打銷釘控制元件控制自動打銷釘機構抓取銷釘；步驟203、運動控制卡通過X軸伺服驅動裝置、Y軸伺 服驅動裝置和Z軸伺服驅動裝置分別驅動X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺移動，帶動自動打銷釘機構移動至步驟10中完成鑽銷釘孔作業的電木板上方，PLC通過打銷釘控制元件控制自動打銷釘機構將抓取的銷釘打入銷釘孔；步驟204、重複步驟202和步驟203，待電木板上鑽有銷釘孔的位置均打進銷釘，運動控制卡通過X軸伺服驅動裝置、Y軸伺服驅動裝置和Z軸伺服驅動裝置分別驅動X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺移動，帶動X軸移動平臺和Z軸移動平臺移動到初始位置，進入步驟30。
其中一個實施例中，所述的步驟30，具體如下：步驟301、將PCB與電木板上的銷釘套合，裝配PCB並固定，工業電腦調取對應的PCB加工指令，並通過運動控制卡和PLC將鑽銷釘孔指令分別輸出至電主軸和刀庫機械手；步驟302、運動控制卡通過X軸伺服驅動裝置、Y軸伺服驅動裝置和Z軸伺服驅動裝置分別驅動X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺移動，帶動刀庫機械手和電主軸移動至刀庫上方，PLC通過機械手控制元件控制刀庫機械手抓取所需的加工刀具，運動控制卡控制電主軸完成對該所需的加工刀具的裝夾；步驟303、運動控制卡通過X軸伺服驅動裝置、Y軸伺服驅動裝置和Z軸伺服驅動裝置分別驅動X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺移動，帶動電主軸移動至待加工PCB上方，運動控制卡控制電主軸開始PCB加工作業； 步驟304、重複步驟302和步驟303，待PCB加工作業完成後，運動控制卡通過X軸伺服驅動裝置、Y軸伺服驅動裝置和Z軸伺服驅動裝置分別驅動X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺移動，帶動刀庫機械手和電主軸移動至刀庫上方，運動控制卡控制電主軸打開，PLC通過機械手控制元件控制刀庫機械手取下加工刀具並將取下的加工刀具放置到刀庫，然後帶動X軸移動平臺和Z軸移動平臺移動到初始位置，進入步驟40。
其中一個實施例中，所述的步驟40，具體如下：步驟401、工業電腦調取與打銷釘指令對應的拔銷釘指令，並通過PLC將拔銷釘指令輸出至自動拔銷釘機構；步驟402、運動控制卡通過X軸伺服驅動裝置、Y軸伺服驅動裝置和Z軸伺服驅動裝置分別驅動X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺移動，帶動自動拔銷釘機構移動至打有銷釘的電木板上方，PLC通過拔銷釘控制元件控制自動拔銷釘機構拔取銷釘；步驟403、運動控制卡通過X軸伺服驅動裝置、Y軸伺服驅動裝置和Z軸伺服驅動裝置分別驅動X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺移動，帶動自動拔銷釘機構移動至銷釘庫上方，PLC通過拔銷釘控制元件控制自動拔銷釘機構將拔取的銷釘放入銷釘庫；步驟404、重複步驟402和步驟403，待將電木板上所有的銷釘全部拔取後，運動控制卡通過X軸伺服驅動裝置、Y軸伺 服驅動裝置和Z軸伺服驅動裝置分別驅動X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺移動，帶動X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺移動到初始位置，加工結束。
其中一個實施例中，所述步驟10-步驟40中，所述的自動打銷釘機構、自動拔銷釘機構和刀庫機械手分別通過打銷釘位置感測器、拔銷釘位置感測器和刀庫機械手位置感測器感應移動位置並將感應到的移動位置信息輸出至PLC。
其中一個實施例中，所述的步驟102-步驟104中、步驟202-步驟204中、步驟302-步驟304中和步驟402-步驟404中，所述的X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺分別通過X軸位移感測器、Y軸位移感測器和Z軸位移感測器感應其移動位置並將感應到的移動位置信息輸出至運動控制卡。
本發明的有益效果在於：1、X軸移動平臺、Y軸移動平臺和Z軸移動平臺分別通過X軸伺服驅動裝置、Y軸伺服驅動裝置和Z軸伺服驅動裝置驅動，實現三軸聯動，同時通過X軸位移感測器、Y軸位移感測器和Z軸位移感測器實時感知移動的位置，可保證電主軸、刀庫機械手、自動打銷釘機構和自動拔銷釘機構移動位置的精准；2、自動打銷釘機構、自動拔銷釘機構和刀庫機械手通過PLC控制，並分別通過打銷釘位置感測器、拔銷釘位置感測器和刀庫機械手位置感測器實時感知移動的位置，可保證自動打銷釘機構、自動拔銷釘機構和刀庫機械手的加工及裝夾精度； 3、整個設備通過運動控制卡和PLC控制，控制精度高，可大大提高PCB加工設備的自動化程度，從而提高生產效率和成功率。
1:設備本體
2:工業電腦
3:PLC
4:運動控制卡
5:X軸移動平臺
6:Y軸移動平臺
7:Z軸移動平臺
8:X軸伺服驅動裝置
9:Y軸伺服驅動裝置
10:Z軸伺服驅動裝置
11:工作臺
12:電木板
13:電主軸
14:刀庫機械手
15:自動打銷釘機構
16:自動拔銷釘機構
17:銷釘庫
18:刀庫
19:X軸位移感測器
20:Y軸位移感測器
21:Z軸位移感測器
22:打銷釘位置感測器
23:拔銷釘位置感測器
24:刀庫機械手位置感測器
25:打銷釘控制元件
26:拔銷釘控制元件
27:機械手控制元件
141:機械手本體
142:機械手夾頭
143:機械手上下驅動部件
151:打銷釘機械手
152:打銷釘夾頭
153:打銷釘機構上下驅動部件
154:打銷釘下壓驅動部件
155:打銷釘機構導向部件
156:打銷釘下壓機構
161:拔銷釘機械手
162:拔銷釘夾頭
163:拔銷釘機構上下驅動部件
164:拔銷釘機構導向部件
圖1為本發明結構示意圖。
圖2為本發明圖1中A處放大圖。
圖3為本發明邏輯控制框圖。
圖4為本發明刀庫機械手結構示意圖。
圖5為本發明自動打銷釘機構結構示意圖。
圖6為本發明自動拔銷釘機構結構示意圖。
下面將結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
如圖1-圖3所示，一種具有自動打拔銷釘功能的PCB自動加工設備，包括設備本體1、工業電腦2、運動控制卡4、PLC3、設置於設備本體1上其中一端且沿水平方向設置的X軸移動平臺5、設置於X軸移動平臺5下方且與X軸移動平臺5垂直的Y軸移動平臺6、延豎直方向設置於X軸移動平臺5上且與Y軸移動平臺6垂直設置的Z軸移動平臺7、與X軸移動平臺5連接且驅 動X軸移動平臺5移動的X軸伺服驅動裝置8、與Y軸移動平臺6連接且驅動Y軸移動平臺6移動的Y軸伺服驅動裝置9和與Z軸移動平臺7連接且驅動Z軸移動平臺7移動的Z軸伺服驅動裝置10，所述Y軸移動平臺6上設有可沿其移動的工作臺11，所述工作臺11上設有電木板12，所述Z軸移動平臺7上分別設有電主軸13、刀庫機械手14、自動打銷釘機構15和自動拔銷釘機構16，所述工作臺11靠近X軸移動平臺5的一端設有銷釘庫17和刀庫18，所述工業電腦2與運動控制卡4連接，所述PLC3與運動控制卡4連接，所述PLC3分別通過打銷釘控制元件25、拔銷釘控制元件26和機械手控制元件27與自動打銷釘機構15、自動拔銷釘機構16和刀庫機械手14連接，所述運動控制卡4分別通過X軸伺服驅動裝置8、Y軸伺服驅動裝置9和Z軸伺服驅動裝置10與X軸移動平臺5、Y軸移動平臺6和Z軸移動平臺7連接，所述電主軸13與運動控制卡4連接。
本實施例中，所述X軸移動平臺5、Y軸移動平臺6和Z軸移動平臺7上分別設有X軸位移感測器19、Y軸位移感測器20和Z軸位移感測器21，所述X軸位移感測器19、Y軸位移感測器20和Z軸位移感測器21均與運動控制卡4連接。
本實施例中，所述自動打銷釘機構15、自動拔銷釘機構16和刀庫機械手14上分別設有打銷釘位置感測器22、拔銷釘位置感測器23和刀庫機械手位置感測器24，所述打銷釘位置感測器22、拔銷釘位置感測器23和刀庫機械手位置感測器24均與PLC3 連接。
本發明還公開了一種具有自動打拔銷釘功能的PCB自動加工方法，包括以下步驟：步驟10、工業電腦2根據需加工的PCB上的銷釘孔位置調取對應的鑽銷釘孔指令，並通過運動控制卡4和PLC3將鑽銷釘孔指令分別輸出至電主軸13和刀庫機械手14，電主軸13和刀庫機械手14移動至刀庫18上方，刀庫機械手14抓取所需的鑽刀，電主軸13完成對鑽刀的裝夾並移動至待鑽銷釘孔的電木板12上方，完成對電木板12的鑽銷釘孔作業；步驟20、工業電腦2調取與鑽銷釘孔指令對應的打銷釘指令，並通過PLC3將打銷釘指令輸出至自動打銷釘機構15，自動打銷釘機構15移動至銷釘庫17上方，抓取銷釘並移動至步驟10中完成鑽銷釘孔作業的電木板12上方，完成打銷釘作業；步驟30、將PCB與電木板12上的銷釘套合，裝配PCB並固定，工業電腦2調取對應的PCB加工指令，並通過運動控制卡4和PLC3將PCB加工指令分別輸出至電主軸13和刀庫機械手14，電主軸13和刀庫機械手14移動至刀庫18上方，刀庫機械手14抓取所需的加工刀具，電主軸13完成對加工刀具的裝夾並移動至待加工的PCB上方，完成PCB加工作業並取下PCB；步驟40、工業電腦2調取與打銷釘指令對應的拔銷釘指令，並通過PLC3將拔銷釘指令輸出至自動拔銷釘機構16，自動拔銷釘機構16移動至打有銷釘的電木板12上方，拔取銷釘並將 拔取的銷釘放入銷釘庫17，完成拔銷釘作業，加工結束。
本實施例中，所述的步驟10，具體如下：步驟101、工業電腦2根據需加工的PCB上的銷釘孔位置調取對應的鑽銷釘孔指令，並通過運動控制卡4和PLC3將鑽銷釘孔指令分別輸出至電主軸13和刀庫機械手14；步驟102、運動控制卡4通過X軸伺服驅動裝置8、Y軸伺服驅動裝置9和Z軸伺服驅動裝置10分別驅動X軸移動平臺5、Y軸移動平臺6和Z軸移動平臺7移動，帶動刀庫機械手14和電主軸13移動至刀庫18上方，PLC3通過機械手控制元件27控制刀庫機械手14抓取所需的鑽刀，運動控制卡4控制電主軸13完成對該鑽刀的裝夾；步驟103、運動控制卡4通過X軸伺服驅動裝置8、Y軸伺服驅動裝置9和Z軸伺服驅動裝置10分別驅動X軸移動平臺5、Y軸移動平臺6和Z軸移動平臺7移動，帶動電主軸13移動至待鑽銷釘孔的電木板12上方，運動控制卡4控制電主軸13開始鑽銷釘孔作業；步驟104、重複步驟102和步驟103，待電木板12上所有鑽銷釘孔作業完成後，運動控制卡4通過X軸伺服驅動裝置8、Y軸伺服驅動裝置9和Z軸伺服驅動裝置10分別驅動X軸移動平臺5、Y軸移動平臺6和Z軸移動平臺7移動，帶動刀庫機械手14和電主軸13移動至刀庫18上方，運動控制卡4控制電主軸13打開，PLC3通過機械手控制元件27控制刀庫機械手14取下鑽刀 並將取下的鑽刀放置到刀庫18，然後帶動X軸移動平臺5和Z軸移動平臺7移動到初始位置，進入步驟20。
本實施例中，所述的步驟20，具體如下：步驟201、工業電腦2調取與鑽銷釘孔指令對應的打銷釘指令，並通過PLC3將打銷釘指令輸出至自動打銷釘機構15；步驟202、運動控制卡4通過X軸伺服驅動裝置8、Y軸伺服驅動裝置9和Z軸伺服驅動裝置10分別驅動X軸移動平臺5、Y軸移動平臺6和Z軸移動平臺7移動，帶動自動打銷釘機構15移動至銷釘庫17上方，PLC3通過打銷釘控制元件25控制自動打銷釘機構15抓取銷釘；步驟203、運動控制卡4通過X軸伺服驅動裝置8、Y軸伺服驅動裝置9和Z軸伺服驅動裝置10分別驅動X軸移動平臺5、Y軸移動平臺6和Z軸移動平臺7移動，帶動自動打銷釘機構15移動至步驟10中完成鑽銷釘孔作業的電木板12上方，PLC3通過打銷釘控制元件25控制自動打銷釘機構15將抓取的銷釘打入銷釘孔；步驟204、重複步驟202和步驟203，待電木板12上鑽有銷釘孔的位置均打進銷釘，運動控制卡4通過X軸伺服驅動裝置8、Y軸伺服驅動裝置9和Z軸伺服驅動裝置10分別驅動X軸移動平臺5、Y軸移動平臺6和Z軸移動平臺7移動，帶動X軸移動平臺5和Z軸移動平臺7移動到初始位置，進入步驟30。
本實施例中，所述的步驟30，具體如下： 步驟301、將PCB與電木板12上的銷釘套合，裝配PCB並固定，工業電腦2調取對應的PCB加工指令，並通過運動控制卡4和PLC3將鑽銷釘孔指令分別輸出至電主軸13和刀庫機械手14步驟302、運動控制卡4通過X軸伺服驅動裝置8、Y軸伺服驅動裝置9和Z軸伺服驅動裝置10分別驅動X軸移動平臺5、Y軸移動平臺6和Z軸移動平臺7移動，帶動刀庫機械手14和電主軸13移動至刀庫18上方，PLC3通過機械手控制元件27控制刀庫機械手14抓取所需的加工刀具，運動控制卡4控制電主軸13完成對該所需的加工刀具的裝夾；步驟303、運動控制卡4通過X軸伺服驅動裝置8、Y軸伺服驅動裝置9和Z軸伺服驅動裝置10分別驅動X軸移動平臺5、Y軸移動平臺6和Z軸移動平臺7移動，帶動電主軸13移動至待加工PCB上方，運動控制卡4控制電主軸13開始PCB加工作業；步驟304、重複步驟302和步驟303，待PCB加工作業完成後，運動控制卡4通過X軸伺服驅動裝置8、Y軸伺服驅動裝置9和Z軸伺服驅動裝置10分別驅動X軸移動平臺5、Y軸移動平臺6和Z軸移動平臺7移動，帶動刀庫機械手14和電主軸13移動至刀庫18上方，運動控制卡4控制電主軸13打開，PLC3通過機械手控制元件27控制刀庫機械手14取下加工刀具並將取下的加工刀具放置到刀庫18，然後帶動X軸移動平臺5和Z軸移動 平臺7移動到初始位置，進入步驟40。
本實施例中，所述的步驟40，具體如下：步驟401、工業電腦2調取與打銷釘指令對應的拔銷釘指令，並通過PLC3將拔銷釘指令輸出至自動拔銷釘機構16；步驟402、運動控制卡4通過X軸伺服驅動裝置8、Y軸伺服驅動裝置9和Z軸伺服驅動裝置10分別驅動X軸移動平臺5、Y軸移動平臺6和Z軸移動平臺7移動，帶動自動拔銷釘機構16移動至打有銷釘的電木板12上方，PLC3通過拔銷釘控制元件26控制自動拔銷釘機構16拔取銷釘；步驟403、運動控制卡4通過x軸伺服驅動裝置8、Y軸伺服驅動裝置9和Z軸伺服驅動裝置10分別驅動X軸移動平臺5、Y軸移動平臺6和Z軸移動平臺7移動，帶動自動拔銷釘機構16移動至銷釘庫17上方，PLC3通過拔銷釘控制元件26控制自動拔銷釘機構16將拔取的銷釘放入銷釘庫17；步驟404、重複步驟402和步驟403，待將電木板12上所有的銷釘全部拔取後，運動控制卡4通過X軸伺服驅動裝置8、Y軸伺服驅動裝置9和Z軸伺服驅動裝置10分別驅動X軸移動平臺5、Y軸移動平臺6和Z軸移動平臺7移動，帶動X軸移動平臺5、Y軸移動平臺6和Z軸移動平臺7移動到初始位置，加工結束。
本實施例中，所述步驟10-步驟40中，所述的自動打銷釘機構15、自動拔銷釘機構16和刀庫機械手14分別通過打銷釘 位置感測器22、拔銷釘位置感測器23和刀庫機械手位置感測器24感應移動位置並將感應到的移動位置信息輸出至PLC3。
本實施例中，所述的步驟102-步驟104中、步驟202-步驟204中、步驟302-步驟304中和步驟402-步驟404中，所述的X軸移動平臺5、Y軸移動平臺6和Z軸移動平臺7分別通過X軸位移感測器19、Y軸位移感測器20和Z軸位移感測器21感應其移動位置並將感應到的移動位置信息輸出至運動控制卡4。
本發明所述的打銷釘控制元件25、拔銷釘控制元件26和機械手控制元件27可為電磁閥、液壓站等多種控制元件，依據不同的情況設置。
如圖4所示，本發明所述的刀庫機械手14包括機械手本體141、機械手夾頭142和機械手上下驅動部件143。機械手本體141接收PLC3發給機械手控制元件27的命令，控制機械手夾頭142的張開和閉合；機械手夾頭142用於夾持刀庫18中的刀具；機械手上下驅動部件143接收PLC3發給機械手控制元件27的指令，帶動機械手本體141和機械手夾頭142下移。
如圖5所示，本發明所述的自動打銷釘機構15包括打銷釘機械手151、打銷釘夾頭152、打銷釘機構上下驅動部件153、打銷釘下壓驅動部件154、打銷釘機構導向部件155和打銷釘下壓機構156。打銷釘機械手151接收PLC3發給打銷釘控制元件25的命令，控制打銷釘夾頭152的張開和閉合；打銷釘機械手151可設置電動、液壓或氣動等多種動力源，依據不同的動力源配套 對應的控制和執行電器部件；打銷釘夾頭152用於夾持銷釘庫17中的銷釘；打銷釘機構上下驅動部件153接收PLC3發給打銷釘控制元件25的指令並沿打銷釘機構導向部件155上下移動，並通過設置的打銷釘位置感測器22判斷其上下移動是否到位；打銷釘下壓驅動部件154接收PLC3發給打銷釘控制元件25的命令，帶動打銷釘下壓機構156做敲壓運動，進行完成打銷釘作業。整個自動打銷釘機構15依據從工業電腦2發出的控制指令，通過PLC3和打銷釘控制元件25實現打銷釘作業，並且在打銷釘位置感測器22的輔助下實現整個機構的工作。
如圖6所示，本發明所述的自動拔銷釘機構16包括拔銷釘機械手161、拔銷釘夾頭162、拔銷釘機構上下驅動部件163和拔銷釘機構導向部件164。拔銷釘機械手161接收PLC3發給拔銷釘控制元件26的指令，控制拔銷釘夾頭162的張開和閉合；拔銷釘機械手161驅動部件可為電動、液壓或氣動等多種動力源，依據不同的動力源配套對應的控制和執行電器部件；拔銷釘夾頭162用於夾持電木板12上的銷釘；拔銷釘機構上下驅動部件163接收PLC3發給拔銷釘控制元件26的指令並沿打銷釘機構導向部件155上下移動，並通過設置的拔銷釘位置感測器23判斷其上下移動是否到位。整個自動拔銷釘機構16依據從工業電腦2發出的控制指令，通過PLC3和拔銷釘控制元件26實現拔銷釘作業，並且在拔銷釘位置感測器23的輔助下實現整個機構的工作。
本發明X軸移動平臺5、Y軸移動平臺6和Z軸移動平 臺7分別通過X軸伺服驅動裝置8、Y軸伺服驅動裝置9和Z軸伺服驅動裝置10驅動，實現三軸聯動，同時通過X軸位移感測器19、Y軸位移感測器20和Z軸位移感測器21實時感知移動的位置，可保證電主軸13、刀庫機械手14、自動打銷釘機構15和自動拔銷釘機構16移動位置的精准；自動打銷釘機構15、自動拔銷釘機構16和刀庫機械手14通過PLC3控制，並分別通過打銷釘位置感測器22、拔銷釘位置感測器23和刀庫機械手位置感測器24實時感知移動的位置，可保證自動打銷釘機構15、自動拔銷釘機構16和刀庫機械手14的加工及裝夾精度；整個設備通過運動控制卡4和PLC3控制，控制精度高，可大大提高PCB加工設備的自動化程度，從而提高生產效率和成功率。
以上所述實施例僅表達了本發明的具體實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明申請專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。
2:工業電腦
3:PLC
4:運動控制卡
5:X軸移動平臺
6:Y軸移動平臺
7:Z軸移動平臺
8:X軸伺服驅動裝置
9:Y軸伺服驅動裝置
10:Z軸伺服驅動裝置
13:電主軸
14:刀庫機械手
15:自動打銷釘機構
16:自動拔銷釘機構
19:X軸位移感測器
20:Y軸位移感測器
21:Z軸位移感測器
22:打銷釘位置感測器
23:拔銷釘位置感測器
24:刀庫機械手位置感測器
25:打銷釘控制元件
26:拔銷釘控制元件
27:機械手控制元件

Claims (7)

  1. 一種具有自動打拔銷釘功能的PCB自動加工方法，包括具有自動打拔銷釘功能的PCB自動加工設備，所述的具有自動打拔銷釘功能的PCB自動加工設備包括設備本體、工業電腦、運動控制卡、PLC、設置於所述設備本體上其中一端且沿水平方向設置的X軸移動平臺、設置於所述X軸移動平臺下方且與所述X軸移動平臺垂直的Y軸移動平臺、延豎直方向設置於所述X軸移動平臺上且與所述Y軸移動平臺垂直設置的Z軸移動平臺、與所述X軸移動平臺連接且驅動所述X軸移動平臺移動的X軸伺服驅動裝置、與所述Y軸移動平臺連接且驅動所述Y軸移動平臺移動的Y軸伺服驅動裝置和與所述Z軸移動平臺連接且驅動所述Z軸移動平臺移動的Z軸伺服驅動裝置，所述Y軸移動平臺上設有可沿其移動的工作臺，所述工作臺上設有電木板，所述Z軸移動平臺上分別設有電主軸、刀庫機械手、自動打銷釘機構和自動拔銷釘機構，所述工作臺靠近所述X軸移動平臺的一端設有銷釘庫和刀庫，所述工業電腦與所述運動控制卡連接，所述PLC與所述運動控制卡連接，所述PLC分別通過打銷釘控制元件、拔銷釘控制元件和機械手控制元件與所述自動打銷釘機構、所述自動拔銷釘機構和所述刀庫機械手連接，所述運動控制卡分別通過所述X軸伺服驅動裝置、所述Y軸伺服驅動裝置和所述Z軸伺服驅動裝置與所述X軸移動平臺、所述Y軸移動平臺和所述Z軸移動平臺連接，所述電主軸與所述運動控制卡連接，所述X軸移動平臺、所述Y軸移動平臺和所述Z軸移動平臺上 分別設有X軸位移感測器、Y軸位移感測器和Z軸位移感測器，所述X軸位移感測器、所述Y軸位移感測器和所述Z軸位移感測器均與所述運動控制卡連接，所述自動打銷釘機構、所述自動拔銷釘機構和所述刀庫機械手上分別設有打銷釘位置感測器、拔銷釘位置感測器和刀庫機械手位置感測器，所述打銷釘位置感測器、所述拔銷釘位置感測器和所述刀庫機械手位置感測器均與所述PLC連接，所述具有自動打拔銷釘功能的PCB自動加工方法，包括以下步驟：步驟10、所述工業電腦根據需加工的所述PCB上的銷釘孔位置調取對應的鑽銷釘孔指令，並通過所述運動控制卡和所述PLC將所述鑽銷釘孔指令分別輸出至所述電主軸和所述刀庫機械手，所述電主軸和所述刀庫機械手移動至所述刀庫上方，所述刀庫機械手抓取所需的鑽刀，所述電主軸完成對所述鑽刀的裝夾並移動至待鑽銷釘孔的所述電木板上方，完成對所述電木板的鑽銷釘孔作業；步驟20、所述工業電腦調取與所述鑽銷釘孔指令對應的打銷釘指令，並通過所述PLC將所述打銷釘指令輸出至所述自動打銷釘機構，所述自動打銷釘機構移動至所述銷釘庫上方，抓取銷釘並移動至步驟10中完成所述鑽銷釘孔作業的所述電木板上方，完成打銷釘作業；步驟30、將所述PCB與所述電木板上的所述銷釘套合，裝配所述PCB並固定，所述工業電腦調取對應的PCB加工指令，並通 過所述運動控制卡和所述PLC將所述PCB加工指令分別輸出至所述電主軸和所述刀庫機械手，所述電主軸和所述刀庫機械手移動至所述刀庫上方，所述刀庫機械手抓取所需的加工刀具，所述電主軸完成對所述加工刀具的裝夾並移動至待加工的所述PCB上方，完成所述PCB加工作業並取下所述PCB；以及步驟40、所述工業電腦調取與所述打銷釘指令對應的拔銷釘指令，並通過所述PLC將所述拔銷釘指令輸出至所述自動拔銷釘機構，所述自動拔銷釘機構移動至打有所述銷釘的所述電木板上方，拔取所述銷釘並將拔取的所述銷釘放入所述銷釘庫，完成拔銷釘作業，加工結束。
  2. 如請求項1所述的具有自動打拔銷釘功能的PCB自動加工方法，其中所述的步驟10，包括：步驟101、所述工業電腦根據需加工的所述PCB上的所述銷釘孔位置調取對應的所述鑽銷釘孔指令，並通過所述運動控制卡和所述PLC將所述鑽銷釘孔指令分別輸出至所述電主軸和所述刀庫機械手；步驟102、所述運動控制卡通過所述X軸伺服驅動裝置、所述Y軸伺服驅動裝置和所述Z軸伺服驅動裝置分別驅動所述X軸移動平臺、所述Y軸移動平臺和所述Z軸移動平臺移動，帶動所述刀庫機械手和所述電主軸移動至所述刀庫上方，所述PLC通過所述機械手控制元件控制所述刀庫機械手抓取所需的所述鑽刀，所述運動控制卡控制所述電主軸完成對所述鑽刀的裝夾； 步驟103、所述運動控制卡通過所述X軸伺服驅動裝置、所述Y軸伺服驅動裝置和所述Z軸伺服驅動裝置分別驅動所述X軸移動平臺、所述Y軸移動平臺和所述Z軸移動平臺移動，帶動所述電主軸移動至待鑽銷釘孔的所述電木板上方，所述運動控制卡控制所述電主軸開始所述鑽銷釘孔作業；以及步驟104、重複步驟102和步驟103，待所述電木板上所有所述鑽銷釘孔作業完成後，所述運動控制卡通過所述X軸伺服驅動裝置、所述Y軸伺服驅動裝置和所述Z軸伺服驅動裝置分別驅動所述X軸移動平臺、所述Y軸移動平臺和所述Z軸移動平臺移動，帶動所述刀庫機械手和所述電主軸移動至所述刀庫上方，所述運動控制卡控制所述電主軸打開，所述PLC通過所述機械手控制元件控制所述刀庫機械手取下所述鑽刀並將取下的所述鑽刀放置到所述刀庫，然後帶動所述X軸移動平臺和所述Z軸移動平臺移動到初始位置，進入步驟20。
  3. 如請求項2所述的具有自動打拔銷釘功能的PCB自動加工方法，其中所述的步驟20，包括：步驟201、所述工業電腦調取與所述鑽銷釘孔指令對應的所述打銷釘指令，並通過所述PLC將所述打銷釘指令輸出至所述自動打銷釘機構；步驟202、所述運動控制卡通過所述X軸伺服驅動裝置、所述Y軸伺服驅動裝置和所述Z軸伺服驅動裝置分別驅動所述X軸移動平臺、所述Y軸移動平臺和所述Z軸移動平臺移動，帶動所 述自動打銷釘機構移動至所述銷釘庫上方，所述PLC通過所述打銷釘控制元件控制所述自動打銷釘機構抓取所述銷釘；步驟203、所述運動控制卡通過所述X軸伺服驅動裝置、所述Y軸伺服驅動裝置和所述Z軸伺服驅動裝置分別驅動所述X軸移動平臺、所述Y軸移動平臺和所述Z軸移動平臺移動，帶動所述自動打銷釘機構移動至步驟10中完成所述鑽銷釘孔作業的所述電木板上方，所述PLC通過所述打銷釘控制元件控制所述自動打銷釘機構將抓取的所述銷釘打入銷釘孔；以及步驟204、重複步驟202和步驟203，待所述電木板上鑽有銷釘孔的位置均打進所述銷釘，所述運動控制卡通過所述X軸伺服驅動裝置、所述Y軸伺服驅動裝置和所述Z軸伺服驅動裝置分別驅動所述X軸移動平臺、所述Y軸移動平臺和所述Z軸移動平臺移動，帶動所述X軸移動平臺和所述Z軸移動平臺移動到初始位置，進入步驟30。
  4. 如請求項3所述的具有自動打拔銷釘功能的PCB自動加工方法，其中所述的步驟30，包括：步驟301、將所述PCB與所述電木板上的所述銷釘套合，裝配所述PCB並固定，所述工業電腦調取對應的所述PCB加工指令，並通過所述運動控制卡和所述PLC將所述鑽銷釘孔指令分別輸出至所述電主軸和所述刀庫機械手；步驟302、所述運動控制卡通過所述X軸伺服驅動裝置、所述Y軸伺服驅動裝置和所述Z軸伺服驅動裝置分別驅動所述X軸 移動平臺、所述Y軸移動平臺和所述Z軸移動平臺移動，帶動所述刀庫機械手和所述電主軸移動至所述刀庫上方，所述PLC通過所述機械手控制元件控制所述刀庫機械手抓取所需的所述加工刀具，所述運動控制卡控制所述電主軸完成對該所需的所述加工刀具的裝夾；步驟303、所述運動控制卡通過所述X軸伺服驅動裝置、所述Y軸伺服驅動裝置和所述Z軸伺服驅動裝置分別驅動所述X軸移動平臺、所述Y軸移動平臺和所述Z軸移動平臺移動，帶動所述電主軸移動至待加工PCB上方，所述運動控制卡控制所述電主軸開始PCB加工作業；以及步驟304、重複步驟302和步驟303，待PCB加工作業完成後，所述運動控制卡通過所述X軸伺服驅動裝置、所述Y軸伺服驅動裝置和所述Z軸伺服驅動裝置分別驅動所述X軸移動平臺、所述Y軸移動平臺和所述Z軸移動平臺移動，帶動所述刀庫機械手和所述電主軸移動至所述刀庫上方，所述運動控制卡控制所述電主軸打開，所述PLC通過所述機械手控制元件控制所述刀庫機械手取下所述加工刀具並將取下的所述加工刀具放置到所述刀庫，然後帶動所述X軸移動平臺和所述Z軸移動平臺移動到初始位置，進入步驟40。
  5. 如請求項4所述的具有自動打拔銷釘功能的PCB自動加工方法，其中所述的步驟40，包括：步驟401、所述工業電腦調取與所述打銷釘指令對應的所述 拔銷釘指令，並通過所述PLC將所述拔銷釘指令輸出至所述自動拔銷釘機構；步驟402、所述運動控制卡通過所述X軸伺服驅動裝置、所述Y軸伺服驅動裝置和所述Z軸伺服驅動裝置分別驅動所述X軸移動平臺、所述Y軸移動平臺和所述Z軸移動平臺移動，帶動所述自動拔銷釘機構移動至打有所述銷釘的所述電木板上方，所述PLC通過所述拔銷釘控制元件控制所述自動拔銷釘機構拔取所述銷釘；步驟403、所述運動控制卡通過所述X軸伺服驅動裝置、所述Y軸伺服驅動裝置和所述Z軸伺服驅動裝置分別驅動所述X軸移動平臺、所述Y軸移動平臺和所述Z軸移動平臺移動，帶動所述自動拔銷釘機構移動至所述銷釘庫上方，所述PLC通過所述拔銷釘控制元件控制所述自動拔銷釘機構將拔取的所述銷釘放入所述銷釘庫；以及步驟404、重複步驟402和步驟403，待將所述電木板上所有的所述銷釘全部拔取後，所述運動控制卡通過所述X軸伺服驅動裝置、所述Y軸伺服驅動裝置和所述Z軸伺服驅動裝置分別驅動所述X軸移動平臺、所述Y軸移動平臺和所述Z軸移動平臺移動，帶動所述X軸移動平臺、所述Y軸移動平臺和所述Z軸移動平臺移動到初始位置，加工結束。
  6. 如請求項5所述的具有自動打拔銷釘功能的PCB自動加工方法，其中所述步驟10-步驟40中，所述的自動打銷釘機構、 所述自動拔銷釘機構和所述刀庫機械手分別通過所述打銷釘位置感測器、所述拔銷釘位置感測器和所述刀庫機械手位置感測器感應移動位置並將感應到的所述移動位置信息輸出至所述PLC。
  7. 如請求項6所述的具有自動打拔銷釘功能的PCB自動加工方法，其中所述的步驟102-步驟104中、步驟202-步驟204中、步驟302-步驟304中和步驟402-步驟404中，所述的X軸移動平臺、所述Y軸移動平臺和所述Z軸移動平臺分別通過所述X軸位移感測器、所述Y軸位移感測器和所述Z軸位移感測器感應其移動位置並將感應到的所述移動位置信息輸出至所述運動控制卡。
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