一种PCB机械钻孔机及其机体温度控制方法技术

本发明专利技术提出一种PCB机械钻孔机及其机体温度控制方法，该PCB机械钻孔机包括多个Z轴单元，这些Z轴单元通过连杆连接在一起，每个Z轴单元包括Z轴底板和用于装设主轴单元的主轴夹；该方法包括：用设定温度的冷却液的流动对主轴夹进行温升控制；以及用设定温度的冷却液的流动对Z轴底板进行温升控制。能够很好地适应PCB板高精密加工的需要。

A PCB mechanical drilling machine and its body temperature control method

The invention provides a PCB mechanical drilling machine and the body temperature control method, the PCB mechanical drilling machine comprises a plurality of Z axis Z axis units, these units are connected together by a connecting rod, each unit comprises a Z axis Z axis plate and the main shaft is designed for spindle unit clamp; the method includes: temperature control the spindle clamp the coolant temperature and coolant flow; temperature flow of Z shaft bottom temperature control. It can be well adapted to the need of high precision machining of PCB plate.

【技术实现步骤摘要】
一种PCB机械钻孔机及其机体温度控制方法
本专利技术涉及PCB机械钻孔机，尤其涉及到其机体温度的控制方法。
技术介绍
随着PCB(印制线路板)行业的发展，一方面该行业对PCB板上钻孔位置精度越来越高，另一方面为提高钻孔效率，PCB板厂家会采用一些特殊工艺，这一特殊工艺要求PCB机械钻孔机的钻孔精度更高。PCB机械钻孔机是一种高精密的加工设备，需要在相对恒定的温度环境中工作。但是，在行业内一般只强调外部环境温度的恒定，并未在意机器工作中其本体温度的变化对钻孔精度的影响，这种的机体温度的控制方法，不能很好地适应PCB板高精密加工的需要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种PCB机械钻孔机的机体温度控制方案，能够很好地适应PCB板高精密加工的需要。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种PCB机械钻孔机的机体温度控制方法，该PCB机械钻孔机包括多个Z轴单元，这些Z轴单元通过连杆连接在一起，每个Z轴单元包括Z轴底板和用于装设主轴单元的主轴夹；用设定温度的冷却液的流动对主轴夹进行温升控制；用设定温度的冷却液的流动对Z轴底板进行温升控制。其中，在主轴夹上设置冷却液通道和冷却液进出口，使设定温度的冷却液经由该冷却液进出口在该冷却液通道中流动。其中，在Z轴底板上设置冷却液通道和冷却液进出口，使设定温度的冷却液经由该冷却液进出口在该冷却液通道中流动。其中，在主轴夹上装设冷却板，在该冷却板上设置冷却液通道和冷却液进出口，使设定温度的冷却液经由该冷却液进出口在该冷却液通道中流动。其中，在Z轴底板上装设冷却板，在该冷却板上设置冷却液通道和冷却液进出口，使设定温度的冷却液经由该冷却液进出口在该冷却液通道中流动。其中，该设定温度为20±0.5℃。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案还是：提供一种PCB机械钻孔机，该PCB机械钻孔机包括多个Z轴单元，这些Z轴单元通过连杆连接在一起，每个Z轴单元包括Z轴底板和用于装设主轴单元的主轴夹；该主轴夹通过设定温度的冷却液的流动进行温升控制；以及该Z轴底板通过设定温度的冷却液的流动进行温升控制。其中，该主轴夹上设置冷却液通道和冷却液进出口；或者，该主轴夹上装设冷却板，该冷却板上设置冷却液通道和冷却液进出口。其中，该Z轴底板上设置冷却液通道和冷却液进出口；或者，该Z轴底板上装设冷却板，该冷却板上设置冷却液通道和冷却液进出口。其中，该设定温度为20±0.5℃。本专利技术的有益效果在于，通过用设定温度的冷却液的流动来对主轴夹和Z轴底板进行温升控制，能够很好地控制连杆的温升，进而能够很好地适应PCB板高精密加工的需要。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是PCB机械钻孔机的立体结构示意。图2是图1中I局域的局部放大示意。图3是PCB机械钻孔机中Z轴单元的立体结构示意。图4是PCB机械钻孔机中X轴单元的立体结构示意。图5是PCB机械钻孔机中主轴夹的前视结构示意。图6是PCB机械钻孔机中主轴夹的俯视结构示意。图7是PCB机械钻孔机中主轴夹的侧视结构示意。图8是图7中A-A方向的剖视结构示意。图9是PCB机械钻孔机中Z轴底板与冷却板组合的立体结构示意。图10是PCB机械钻孔机中冷却板的侧视结构示意。图11是PCB机械钻孔机中冷却板的前视结构示意。其中，主要附图标记如下：10PCB机械钻孔机1基座2横梁3工作平台4X轴单元41X轴直线导轨42X轴电机5Y轴单元51Y轴直线导轨52Y轴电机6、6a、6b、6c、6d、6e和6fZ轴单元61Z轴底板62Z轴直线导轨63Z轴电机64主轴夹65冷却板7主轴单元8光栅尺读数头81光栅尺带。具体实施方式现结合附图，对本专利技术的较佳实施例作详细说明。参见图1至图4，本专利技术的PCB机械钻孔机10包括：基座1，横梁2，工作平台3，X轴单元4，Y轴单元5，Z轴单元6，主轴单元7以及光栅尺单元8。具体而言，X轴单元4具有X轴直线导轨41和X轴电机42。Y轴单元5具有Y轴直线导轨51和Y轴电机52。Z轴单元6具有Z轴底板61，Z轴直线导轨62，Z轴电机63和主轴夹64。其中，Z轴单元6有通过连杆6z装设在一起的六个，即：第一Z轴单元6a，第二Z轴单元6b，第三Z轴单元6c，第四Z轴单元6d，第五Z轴单元6e和第六Z轴单元6f。对PCB机械钻孔机10而言，机器内部的发热体主要有X、Y、Z三个轴的驱动电机42、52、63，及用于加工的主轴单元7。作为独立的部件，X、Y、Z三个轴的驱动电机42、52、63，及用于加工的主轴单元7均可通过自带的冷却系统来控制温升。经测试，因X、Y轴的驱动电机42、52自带冷却系统，同时对机器温度的影响仅局限在局部，对机器钻孔加工精度影响不大。而主轴单元7及Z轴的驱动电机63分布在每个Z轴单元6a、6b、6c、6d、6e和6f上，这些Z轴单元6通过连杆6z连接X轴单元4。X轴单元4整体移动，能够完成机器钻孔时的X轴方向的定位，因此在X轴单元4上，存在多处热源(即每个Z轴单元6的驱动电机63和主轴单元7)。因为光栅尺读数头8和光栅尺带81设置在X轴单元4的接近中部位置，通过系统控制，因此X轴单元4的位置反映的是光栅尺读数头4所在点的位置。而第六Z轴单元6f的位置距离光栅尺读数头4所在点的位置有长度为L的距离。因为Z轴单元6上的主轴单元7及驱动电机63工作时会发热，热量会传递到连杆6z上，造成连杆6z升温，根据钢材的热膨胀性质，温升每超过1℃，1米长度会伸长约11μm，因Z轴单元6上的主轴单元7及驱动电机63工作发热的影响，连杆6z的升温可达到2℃。对于6轴机而言，L尺寸约1.3米，其相对于光栅尺读数头8所在点的位置最大伸长约2x11x1.3μm，即28.6μm。即，对于第六Z轴单元6f而言，因主轴单元7和驱动电机63的工作发热的影响，其定位精度会偏差28.6μm。这对第六Z轴单元6f的钻孔精度造成不利影响。通过测试发现，在环境温度为20±1℃时，该PCB机械钻孔机10仅凭主轴单元7本身的冷却，主轴单元7的外壳的温度会达到28℃，远高于环境温度。由于主轴单元7的外壳的热量会传递到与其直接接触的主轴夹64上，因此，有必要对主轴夹64进行冷却。参见图5至图8，图5是PCB机械钻孔机中主轴夹的前视结构示意。图6是PCB机械钻孔机中主轴夹的俯视结构示意。图7是PCB机械钻孔机中主轴夹的侧视结构示意。图8是图7中A-A方向的剖视结构示意。本专利技术提出一种主轴夹64的温度控制方法：在该主轴夹64上设有冷却液管道641，两个冷却液进出口642，以及三个管道加工工艺孔643。其中，这三个管道加工工艺孔643在通冷却液之前，用堵塞堵住。这种主轴夹64结构，通过专用设备可提供温度在20±0.5℃的冷却液，该冷却液流经该主轴夹64内部的冷却液管道641，使得主轴单元7的温升可以得到有效控制。考虑到，Z轴单元6的驱动电机63工作时也会发热，驱动电机63与Z轴底板61直接接触，因此，有必要对Z轴底板61进行冷却。参见图9至图11，图9是PCB机械钻孔机中Z轴底板与主轴冷却板组合的立体结构示意。图10是PCB机械钻孔机中主轴冷却板的侧视结构示意。图11是PCB机械钻孔机中主轴冷却板的前视结构示意。本专利技术提出一种Z轴底板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PCB机械钻孔机的机体温度控制方法，该PCB机械钻孔机包括多个Z轴单元，这些Z轴单元通过连杆连接在一起，每个Z轴单元包括Z轴底板和用于装设主轴单元的主轴夹；其特征在于，该方法包括：用设定温度的冷却液的流动对主轴夹进行温升控制；以及用设定温度的冷却液的流动对Z轴底板进行温升控制。

【技术特征摘要】
1.一种PCB机械钻孔机的机体温度控制方法，该PCB机械钻孔机包括多个Z轴单元，这些Z轴单元通过连杆连接在一起，每个Z轴单元包括Z轴底板和用于装设主轴单元的主轴夹；其特征在于，该方法包括：用设定温度的冷却液的流动对主轴夹进行温升控制；以及用设定温度的冷却液的流动对Z轴底板进行温升控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在主轴夹上设置冷却液通道和冷却液进出口，使设定温度的冷却液经由该冷却液进出口在该冷却液通道中流动。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在Z轴底板上设置冷却液通道和冷却液进出口，使设定温度的冷却液经由该冷却液进出口在该冷却液通道中流动。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在主轴夹上装设冷却板，在该冷却板上设置冷却液通道和冷却液进出口，使设定温度的冷却液经由该冷却液进出口在该冷却液通道中流动。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在Z轴底板上装设冷却板，在该冷却板上设置冷却液通道和冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱加坤，雷鸣，翟学涛，杨朝辉，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，深圳市大族数控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44