高精度四頭pcb數控鉆孔機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種高精度四頭PCB數控鉆孔機，包括固定PCB板的工作臺、Z軸運動機構、伺服電機、橫梁、底板以及控制器；Z軸運動機構包括主軸與刀具，主軸與工作臺均固定在橫梁上，底板設置在主軸與橫梁之間，刀具固定在主軸端部并與PCB板對接，伺服電機固定在橫梁上并與工作臺連接，控制器分別與主軸以及伺服電機相連；該鉆孔機上還開設有采用光柵尺反饋實現控制器全閉環控制的位置檢測器，所述位置檢測器設置在伺服電機與控制器之間。通過伺服電機帶動工作臺上的PCB板在X/Y軸方向上的運動，通過Z軸運動機構的主軸實現對刀具在Z軸上運動的控制，設置位置檢測器，采用光柵尺反饋實現控制器的全閉環控制。
【專利說明】
高精度四頭PCB數控鉆孔機
技術領域
[0001]本實用新型涉及數控機床的技術領域，尤其涉及一種高精度四頭PCB數控鉆孔機。
【背景技術】
[0002]印刷電路板(PCB，Printed Circuit Board)在電子工業中占有舉足輕重的地位，幾乎會出現在每一種現代制造的電子設備當中。隨著PCB向著高密度、多層化、小型化方向發展，作為主流加工方式的數控機械鉆孔面臨巨大挑戰。當前數控機械鉆孔面臨的問題主要表現為微小孔加工精度較差、加工效率較低、可靠性差等。目前PCB數控鉆孔主要依靠大臺面六頭數控鉆孔機完成，由于工作臺面幾何尺寸及質量大，急起急停的定位及鉆孔動作容易造成機床震動，使得鉆孔位精度造成偏差，難以適應不同材質對高精度數控鉆孔的技術要求。
【實用新型內容】
[0003]針對上述技術中存在的不足之處，本實用新型提供一種性能穩定、滿足批量鉆孔的高精度四頭PCB數控鉆孔機。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型一種高精度四頭PCB數控鉆孔機，包括固定PCB板的工作臺、Z軸運動機構、伺服電機、橫梁、底板以及控制器;所述Z軸運動機構包括主軸與刀具，所述主軸與工作臺均固定在橫梁上，所述底板設置在主軸與橫梁之間，所述刀具固定在主軸端部并與PCB板對接，所述伺服電機固定在橫梁上并與工作臺連接，所述控制器分別與主軸以及伺服電機相連;該鉆孔機上還開設有采用光柵尺反饋實現控制器全閉環控制的位置檢測器，所述位置檢測器設置在伺服電機與控制器之間。
[0005]其中，該鉆孔機還包括變頻器以及伺服驅動器，所述變頻器的輸入端與控制器相連，變頻器的輸出端與主軸相連;所述伺服驅動器的輸入端與控制器相連，伺服驅動器的輸出端與伺服電機相連。
[0006]其中，該鉆孔機還包括主控計算機，所述主控計算機通過以太網與控制器相連，所述主控計算機向控制器發送待鉆孔位置以及鉆孔指令，并從控制器中接收鉆孔完成的信息。
[0007]其中，該鉆孔機還包括橫梁座以及底座，所述底座包括四支撐腳，且四支撐腳分別支撐在橫梁座的四個端部，所述橫梁固定在橫梁座上，所述橫梁座上開設有多條與便于伺服電機推動工作臺移動的滑動導軌。
[0008]其中，該鉆孔機還包括對待鉆孔PCB板進行夾緊作業的自動夾緊結構，所述自動夾緊結構固定在工作臺上，且所述自動夾緊結構與控制器相連。
[0009]其中，所述自動夾緊結構包括用于小孔徑鉆孔加工的小壓力腳以及由電磁鐵控制完成在工作臺面上取放動作的大壓力腳，所述小壓力腳與大壓力腳均固定在工作臺上。
[0010]本實用新型的有益效果是:
[0011]與現有技術相比，本實用新型的高精度四頭PCB數控鉆孔機，通過伺服電機帶動工作臺上的PCB板在X/Y軸方向上的運動，通過Z軸運動機構的主軸實現對刀具在Z軸上運動的控制，設置位置檢測器，采用光柵尺反饋實現控制器的全閉環控制。本實用新型的小臺面四頭PCB數控鉆孔機，克服現有PCB數控鉆孔機在高精度數控鉆孔存在的缺點，為PCB數控鉆孔加工提供一種性能穩定、精度高的數控鉆孔機，滿足PCB加工對高精度批量數控鉆孔加工的需求。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型高精度四頭PCB數控鉆孔機的立體結構圖；
[0013]圖2為本實用新型高精度四頭PCB數控鉆孔機的結構框圖。
[0014]主要元件符號說明如下:
[0015]10、工作臺11、Ζ軸運動機構
[0016]12、伺服電機13、橫梁
[0017]14、底板15、控制器
[0018]16、位置檢測器17、主控計算機
[0019]18、變頻器19、伺服驅動器
[0020]20、橫梁座21、底座
[0021]22、自動夾緊結構
[0022]111、主軸112、刀具。
【具體實施方式】
[0023]為了更清楚地表述本實用新型，下面結合附圖對本實用新型作進一步地描述。
[0024]參閱圖1-2，本實用新型一種高精度四頭PCB數控鉆孔機，包括固定PCB板的工作臺
1、Z軸運動機構11、伺服電機12、橫梁13、底板14以及控制器15; Z軸運動機構11包括主軸111與刀具112，主軸111與工作臺10均固定在橫梁13上，底板14設置在主軸111與橫梁13之間，刀具112固定在主軸111端部并與PCB板對接，伺服電機12固定在橫梁13上并與工作臺10連接，控制器15分別與主軸111以及伺服電機12相連;該鉆孔機上還開設有采用光柵尺反饋實現控制器15全閉環控制的位置檢測器16，位置檢測器16設置在伺服電機12與控制器15之間。
[0025]相較于現有技術，本實用新型的高精度四頭PCB數控鉆孔機，通過伺服電機12帶動工作臺10上的PCB板在Χ/Υ軸方向上的運動，通過Z軸運動機構11的主軸111實現對刀具112在Z軸上運動的控制，設置位置檢測器16，采用光柵尺反饋實現控制器15的全閉環控制。本實用新型的小臺面四頭PCB數控鉆孔機，克服現有PCB數控鉆孔機在高精度數控鉆孔存在的缺點，為PCB數控鉆孔加工提供一種性能穩定、精度高的數控鉆孔機，滿足PCB加工對高精度批量數控鉆孔加工的需求。
[0026]在本實施例中，該鉆孔機還包括變頻器18以及伺服驅動器19，變頻器18的輸入端與控制器15相連，變頻器18的輸出端與主軸111相連;伺服驅動器19的輸入端與控制器15相連，伺服驅動器19的輸出端與伺服電機12相連。通過伺服驅動器19與變頻器18的獨立控制，從而使得運動軸具有高動態響應特性，機臺振動小。
[0027]在本實施例中，該鉆孔機還包括主控計算機17，主控計算機17通過以太網與控制器15相連，主控計算機17向控制器15發送待鉆孔位置以及鉆孔指令，并從控制器15中接收鉆孔完成的信息。控制系統由主控計算機17及控制器15兩級控制中心構成，二者間通過工業以太網進行數據通信，控制器15以DSP與FPGA技術構建，實現對運動軸位置管理及控制。
[0028]在本實施例中，該鉆孔機還包括橫梁座20以及底座21，底座21包括四支撐腳，且四支撐腳分別支撐在橫梁座20的四個端部，橫梁13固定在橫梁座20上，橫梁座20上開設有多條與便于伺服電機12推動工作臺10移動的滑動導軌。
[0029]在本實施例中，該鉆孔機還包括對待鉆孔PCB板進行夾緊作業的自動夾緊結構22，自動夾緊結構22固定在工作臺10上，且自動夾緊結構22與控制器15相連。PCB板在工作臺10上自動裝夾，自動化程度高，機械手自動取放刀具。
[0030]在本實施例中，自動夾緊結構22包括用于小孔徑鉆孔加工的小壓力腳以及由電磁鐵控制完成在工作臺10面上取放動作的大壓力腳，小壓力腳與大壓力腳均固定在工作臺10上。大小壓力腳切換目的主要是減小支撐面積不平整，以及適應PCB邊角處，支撐受力不均衡造成鉆孔精度下降，具體大小壓力腳及刀具切換控制流程為:
[0031](I)主軸111放取刀具112前，系統識別主軸111夾持刀具是否小壓力腳；
[0032](2)如是大壓力腳，先放下當前刀具112;
[0033](3)進行正常機械手放取刀具操作；
[0034](4)如是小壓力腳，進行小壓力腳取上操作。
[0035]以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但是本實用新型并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種高精度四頭PCB數控鉆孔機，其特征在于，包括固定PCB板的工作臺、Z軸運動機構、伺服電機、橫梁、底板以及控制器;所述Z軸運動機構包括主軸與刀具，所述主軸與工作臺均固定在橫梁上，所述底板設置在主軸與橫梁之間，所述刀具固定在主軸端部并與PCB板對接，所述伺服電機固定在橫梁上并與工作臺連接，所述控制器分別與主軸以及伺服電機相連;該鉆孔機上還開設有采用光柵尺反饋實現控制器全閉環控制的位置檢測器，所述位置檢測器設置在伺服電機與控制器之間。2.根據權利要求1所述的高精度四頭PCB數控鉆孔機，其特征在于，該鉆孔機還包括變頻器以及伺服驅動器，所述變頻器的輸入端與控制器相連，變頻器的輸出端與主軸相連;所述伺服驅動器的輸入端與控制器相連，伺服驅動器的輸出端與伺服電機相連。3.根據權利要求1所述的高精度四頭PCB數控鉆孔機，其特征在于，該鉆孔機還包括主控計算機，所述主控計算機通過以太網與控制器相連，所述主控計算機向控制器發送待鉆孔位置以及鉆孔指令，并從控制器中接收鉆孔完成的信息。4.根據權利要求1所述的高精度四頭PCB數控鉆孔機，其特征在于，該鉆孔機還包括橫梁座以及底座，所述底座包括四支撐腳，且四支撐腳分別支撐在橫梁座的四個端部，所述橫梁固定在橫梁座上，所述橫梁座上開設有多條與便于伺服電機推動工作臺移動的滑動導軌。5.根據權利要求1所述的高精度四頭PCB數控鉆孔機，其特征在于，該鉆孔機還包括對待鉆孔PCB板進行夾緊作業的自動夾緊結構，所述自動夾緊結構固定在工作臺上，且所述自動夾緊結構與控制器相連。6.根據權利要求5所述的高精度四頭PCB數控鉆孔機，其特征在于，所述自動夾緊結構包括用于小孔徑鉆孔加工的小壓力腳以及由電磁鐵控制完成在工作臺面上取放動作的大壓力腳，所述小壓力腳與大壓力腳均固定在工作臺上。
【文檔編號】B26D7/00GK205415825SQ201620137667
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年2月24日
【發明人】劉樹成, 謝明, 吳廣強, 李廣明
【申請人】深圳市強華科技發展有限公司