扇环形PCB电路板的毛坯板的切割系统与工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种扇环形PCB电路板的毛坯板的切割系统，包括固定梁，所述固定梁上固定安装有竖向的第一刹车式步进电机，所述第一刹车式步进电机的第一输出轴竖向朝下，所述第一输出轴上固定连接有水平的回转臂，所述回转臂上固定安装有水平的直线伸缩器，所述直线伸缩器的直线伸缩杆的末端固定有水平的铣刀驱动器座；本发明专利技术的本发明专利技术能顺利将圆形板材切割成扇环形PCB板，这样综合板材利用率比传统的切割方式的要高。

【技术实现步骤摘要】
扇环形PCB电路板的毛坯板的切割系统与工作方法
本专利技术PCB整体结构示意图。
技术介绍
扇环形、环形LED吸顶灯的PCB基板为圆环、扇环形或者由多个扇环形PCB板组合成整圆环而成；因此需要设计一种专门的切割成扇环形PCB板的机构，并且综合板材利用率更高的切割系统。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种板材利用率高的扇环形PCB电路板的毛坯板的切割系统与工作方法。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的扇环形PCB电路板的毛坯板的切割系统，其特征在于：包括固定梁，所述固定梁上固定安装有竖向的第一刹车式步进电机，所述第一刹车式步进电机的第一输出轴竖向朝下，所述第一输出轴上固定连接有水平的回转臂，所述回转臂上固定安装有水平的直线伸缩器，所述直线伸缩器的直线伸缩杆的末端固定有水平的铣刀驱动器座，还包括竖向的PCB切割铣刀，所述铣刀驱动器座的下侧固定安装有铣刀驱动器，所述PCB切割铣刀安装在所述铣刀驱动器上，所述铣刀驱动器能驱动所述PCB切割铣刀沿自身轴线旋转。进一步的，还包括机构底座，所述机构底座上设置有竖向的轴承孔，所述轴承孔内通过轴承转动设置有中心轴，所述中心轴的上端同轴心固定连接有圆形回转切割平台；所述中心轴上还一体化同轴心设置有中心齿轮，所述机构底座上固定有第二刹车式步进电机，所述第二刹车式步进电机的第二输出轴上同轴心设置有输出齿轮，所述输出齿轮与所述中心齿轮啮合，从而使第二刹车式步进电机带动所述圆形回转切割平台沿轴线回转。进一步的，所述圆形回转切割平台上表面的中心位置固定安装有两个限位柱；还包括圆形待切割PCB板材，所述圆形待切割PCB板材的中心位置镂空设置有两预制限位孔，两所述限位柱同轴心滑动穿过圆形待切割PCB板材上的两预制限位孔，从而使圆形待切割PCB板材随所述圆形回转切割平台同步回转；所述圆形回转切割平台的上表面呈圆周阵列分布有若干组PCB板材支撑柱，两所述限位柱高出各所述PCB板材支撑柱；若干组PCB板材支撑柱共同向上支撑接触所述PCB板材支撑柱的下表面。进一步的，所述直线伸缩器的直线伸缩杆包括A状态和B状态，A状态为直线伸缩杆的缩回状态，B状态为所述直线伸缩杆的伸出状态；在俯视视角下，将圆形回转切割平台的圆心记为第一圆心，将第一输出轴的轴心记为第二圆心；设一个虚拟圆弧，所述第一圆心在所述虚拟圆弧上，且所述虚拟圆弧的圆心与所述第二圆心重合，所述虚拟圆弧的半径记为R；A状态时，PCB切割铣刀绕第二圆心回转的路径记为第一圆弧走刀路径；B状态时，PCB切割铣刀绕第二圆心回转的路径记为第二圆弧走刀路径；第一圆弧走刀路径和第二圆弧走刀路径的半径分别为r1和r2，满足2R＝r2+-r1；A状态时，PCB切割铣刀沿第一圆弧走刀路径的运动能在圆形待切割PCB板材上切割出一号圆弧镂空切缝；B状态时，PCB切割铣刀沿第二圆弧走刀路径的运动能在圆形待切割PCB板材上切割出二号圆弧镂空切缝；相邻一号圆弧镂空切缝与二号圆弧镂空切缝之间形成未脱落扇环形PCB毛坯板。进一步的，每组PCB板材支撑柱中的若干PCB板材支撑柱沿未脱落扇环形PCB毛坯板的长度方向等距阵列分布；相邻两组PCB板材支撑柱之间形成废料下陷空间。进一步的，所述第一刹车式步进电机的机壳上固定安装有升降器支架，所述升降支架上固定安装有升降器，所述升降器下端的升降杆下端固定连接有未脱落扇环形PCB毛坯板稳定器；所述未脱落扇环形PCB毛坯板稳定器的下侧设置有弧形卡槽，所述弧形卡槽的两侧为第一卡槽侧壁.和第二卡槽侧壁.，所述弧形卡槽的槽内顶部设置有橡胶顶压头，所述未脱落扇环形PCB毛坯板稳定器的下降能使未脱落扇环形PCB毛坯板卡在弧形卡槽中，从而使弧形卡槽两侧的弧面内壁与未脱落扇环形PCB毛坯板滑动配合，且橡胶顶压头向下弹性顶压所述未脱落扇环形PCB毛坯板的上表面。进一步的，所述PCB板材支撑柱的高度高于所述圆形待切割PCB板材的厚度。进一步的，扇环形PCB电路板的毛坯板的切割系统的切割方法：包括如下步骤：步骤一，控制第二刹车式步进电机为刹车状态，从而使圆形待切割PCB板材无法以第一圆心为中心旋转；为了后面避免发生运动干涉，控制升降器，使未脱落扇环形PCB毛坯板稳定器上升至高出铣刀驱动器座；初始状态下PCB切割铣刀均在圆形待切割PCB板材的圆形轮廓外部；步骤二，控制铣刀驱动器，使PCB切割铣刀以200～300m/min的切削速度沿自身轴线旋转；步骤三，先控制直线伸缩器的直线伸缩杆收缩到A状态，这时PCB切割铣刀绕第二圆心回转的走刀路径为第一圆弧走刀路径；这时第一刹车式步进电机控制第一输出轴正向回转，使PCB切割铣刀沿第一圆弧走刀路径的逆时针方向走刀，PCB切割铣刀沿第一圆弧走刀路径逆时针方向走刀到圆形待切割PCB板材的圆形轮廓内，PCB切割铣刀会逐渐在圆形待切割PCB板材上切割出一号圆弧镂空切缝；一号圆弧镂空切缝切割完成后第一刹车式步进电机控制第一输出轴反向回转，使PCB切割铣刀沿第一圆弧走刀路径的顺时针方向退刀，直至PCB切割铣刀重新回到圆形待切割PCB板材的圆形轮廓外部；这时控制直线伸缩器的直线伸缩杆伸出到B状态，这时PCB切割铣刀绕第二圆心回转的走刀路径为第二圆弧走刀路径；这时第一刹车式步进电机控制第一输出轴正向回转，使PCB切割铣刀沿第一圆弧走刀路径的逆时针方向走刀，PCB切割铣刀沿第二圆弧走刀路径逆时针方向走刀到圆形待切割PCB板材的轮廓内，PCB切割铣刀会逐渐在圆形待切割PCB板材上切割出二号圆弧镂空切缝；这时相邻的一号圆弧镂空切缝与二号圆弧镂空切缝之间形成一片还没有脱落的弧形状PCB毛坯板；这时第一刹车式步进电机控制第一输出轴反向回转，使PCB切割铣刀沿第二圆弧走刀路径的顺时针方向退刀，直至PCB切割铣刀重新回到圆形待切割PCB板材的圆形轮廓外部；这时形成的一号圆弧镂空切缝和二号圆弧镂空切缝分别记为第一条一号圆弧镂空切缝和第一条二号圆弧镂空切缝；这时形成的未脱落扇环形PCB毛坯板记为第一片未脱落扇环形PCB毛坯板；步骤四，控制第二刹车式步进电机运行，使圆形待切割PCB板材以第一圆心为中心顺时针旋转a°；步骤五，重复一次“步骤三”；重复一次“步骤三”之后：PCB切割铣刀在圆形待切割PCB板材上再一次切割出一条一号圆弧镂空切缝和一条二号圆弧镂空切缝，这时形成的一号圆弧镂空切缝和二号圆弧镂空切缝分别记为第二条一号圆弧镂空切缝和第二条二号圆弧镂空切缝；这时形成的未脱落扇环形PCB毛坯板记为第二片未脱落扇环形PCB毛坯板；第一条二号圆弧镂空切缝与第二条一号圆弧镂空切缝形成的交点记为切缝交点，这时第一条二号圆弧镂空切缝与第二条一号圆弧镂空切缝之间会自动脱落一块废料板，废料板脱落后会因为重力下陷到废料下陷空间中，废料板下陷后，相邻两未脱落扇环形PCB毛坯板之间形成向下凹陷的空槽；步骤六，重复N-2次“步骤四+步骤五”，且满足N×a°＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.扇环形PCB电路板的毛坯板的切割系统，其特征在于：包括固定梁(128)，所述固定梁(128)上固定安装有竖向的第一刹车式步进电机(127)，所述第一刹车式步进电机(127)的第一输出轴(126)竖向朝下，所述第一输出轴(126)上固定连接有水平的回转臂(125)，所述回转臂(125)上固定安装有水平的直线伸缩器(124)，所述直线伸缩器(124)的直线伸缩杆(103)的末端固定有水平的铣刀驱动器座(121)，还包括竖向的PCB切割铣刀(4)，所述铣刀驱动器座(121)的下侧固定安装有铣刀驱动器(120)，所述PCB切割铣刀(4)安装在所述铣刀驱动器(120)上，所述铣刀驱动器(120)能驱动所述PCB切割铣刀(4)沿自身轴线旋转。/n

【技术特征摘要】
1.扇环形PCB电路板的毛坯板的切割系统，其特征在于：包括固定梁(128)，所述固定梁(128)上固定安装有竖向的第一刹车式步进电机(127)，所述第一刹车式步进电机(127)的第一输出轴(126)竖向朝下，所述第一输出轴(126)上固定连接有水平的回转臂(125)，所述回转臂(125)上固定安装有水平的直线伸缩器(124)，所述直线伸缩器(124)的直线伸缩杆(103)的末端固定有水平的铣刀驱动器座(121)，还包括竖向的PCB切割铣刀(4)，所述铣刀驱动器座(121)的下侧固定安装有铣刀驱动器(120)，所述PCB切割铣刀(4)安装在所述铣刀驱动器(120)上，所述铣刀驱动器(120)能驱动所述PCB切割铣刀(4)沿自身轴线旋转。


2.根据权利要求1所述的扇环形PCB电路板的毛坯板的切割系统，其特征在于：还包括机构底座(108)，所述机构底座(108)上设置有竖向的轴承孔，所述轴承孔内通过轴承(109)转动设置有中心轴(110)，所述中心轴(110)的上端同轴心固定连接有圆形回转切割平台(100)；
所述中心轴(110)上还一体化同轴心设置有中心齿轮(111)，所述机构底座(108)上固定有第二刹车式步进电机(107)，所述第二刹车式步进电机(107)的第二输出轴(106)上同轴心设置有输出齿轮(105)，所述输出齿轮(105)与所述中心齿轮(111)啮合，从而使第二刹车式步进电机(107)带动所述圆形回转切割平台(100)沿轴线回转。


3.根据权利要求2所述的扇环形PCB电路板的毛坯板的切割系统，其特征在于：所述圆形回转切割平台(100)上表面的中心位置固定安装有两个限位柱(140)；
还包括圆形待切割PCB板材(14)，所述圆形待切割PCB板材(14)的中心位置镂空设置有两预制限位孔(112)，两所述限位柱(140)同轴心滑动穿过圆形待切割PCB板材(14)上的两预制限位孔(112)，从而使圆形待切割PCB板材(14)随所述圆形回转切割平台(100)同步回转；
所述圆形回转切割平台(100)的上表面呈圆周阵列分布有若干组PCB板材支撑柱(101)，两所述限位柱(140)高出各所述PCB板材支撑柱(101)；若干组PCB板材支撑柱(101)共同向上支撑接触所述PCB板材支撑柱(101)的下表面。


4.根据权利要求3所述的扇环形PCB电路板的毛坯板的切割系统，其特征在于：所述直线伸缩器(124)的直线伸缩杆(103)包括A状态和B状态，A状态为直线伸缩杆(103)的缩回状态，B状态为所述直线伸缩杆(103)的伸出状态；
在俯视视角下，将圆形回转切割平台(100)的圆心记为第一圆心(31)，将第一输出轴(126)的轴心记为第二圆心(30)；设一个虚拟圆弧(32)，所述第一圆心(31)在所述虚拟圆弧(32)上，且所述虚拟圆弧(32)的圆心与所述第二圆心(30)重合，所述虚拟圆弧(32)的半径记为R；
A状态时，PCB切割铣刀(4)绕第二圆心(30)回转的路径记为第一圆弧走刀路径(33)；
B状态时，PCB切割铣刀(4)绕第二圆心(30)回转的路径记为第二圆弧走刀路径(34)；第一圆弧走刀路径(33)和第二圆弧走刀路径(34)的半径分别为r1和r2，满足2R＝r2+-r1；
A状态时，PCB切割铣刀(4)沿第一圆弧走刀路径(33)的运动能在圆形待切割PCB板材(14)上切割出一号圆弧镂空切缝(35)；
B状态时，PCB切割铣刀(4)沿第二圆弧走刀路径(34)的运动能在圆形待切割PCB板材(14)上切割出二号圆弧镂空切缝(36)；
相邻一号圆弧镂空切缝(35)与二号圆弧镂空切缝(36)之间形成未脱落扇环形PCB毛坯板(029)。


5.根据权利要求4所述的扇环形PCB电路板的毛坯板的切割系统，其特征在于：每组PCB板材支撑柱(101)中的若干PCB板材支撑柱(101)沿未脱落扇环形PCB毛坯板(029)的长度方向等距阵列分布；相邻两组PCB板材支撑柱(101)之间形成废料下陷空间(104)。


6.根据权利要求5所述的扇环形PCB电路板的毛坯板的切割系统，其特征在于：所述第一刹车式步进电机(127)的机壳上固定安装有升降器支架(129)，所述升降支架(129)上固定安装有升降器(130)，所述升降器(130)下端的升降杆(131)下端固定连接有未脱落扇环形PCB毛坯板稳定器(132)；
所述未脱落扇环形PCB毛坯板稳定器(132)的下侧设置有弧形卡槽(133)，所述弧形卡槽(133)的两侧为第一卡槽侧壁(132.1)和第二卡槽侧壁(132.2)，所述弧形卡槽(133)的槽内顶部设置有橡胶顶压头(134)，所述未脱落扇环形PCB毛坯板稳定器(132)的下降能使未脱落扇环形PCB毛坯板(029)卡在弧形卡槽(133)中，从而使弧形卡槽(133)两侧的弧面内壁与未脱落扇环形PCB毛坯板(029)滑动配合，且橡胶顶压头(134)向下弹性顶压所述未脱落扇环形PCB毛坯板(029)的上表面。


7.根据权利要求6所述的扇环形PCB电路板的毛坯板的切割系统，其特征在于：所述PCB板材支撑柱(101)的高度高于所述圆形待切割PCB板材(14)的厚度。


8.根据权利要求7所述的扇环形PCB电路板的毛坯板的切割系统的切割方法，其特征在于：
包括如下步骤：
步骤一，控制第二刹车式步进电机(107)为刹车状态，从而使圆形待切割PCB板材(14)无法以第一圆心(31)为中心旋转；为了后面避免发生运动干涉，控制升降器(130)，使未脱落扇环形PCB毛坯板稳定器(132)上升至高出铣刀驱动器座(121)；初始状态下PCB切割铣刀(4)均在圆形待切割PCB板材(14)的圆形轮廓外部；
步骤二，控制铣刀驱动器(120)，使PCB切割铣刀(4)以200～300m/min的切削速度沿自身轴线旋转；
步骤三，先控制直线伸缩器(124)的直线伸缩杆(103)收缩到A状态，这时PCB切割铣刀(4)绕第二圆心(30)回转的走刀路径为第一圆弧走刀路径(33)；这时第一刹车式步进电机(127)控制第一输出轴(126)正向回转，使PCB切割铣刀(4)沿第一圆弧走刀路径(33)的逆时针方向走刀，PCB切割铣刀(4)沿第一圆弧走刀路径(33)逆时针方向走刀到圆形待切割PCB板材(14)的圆形轮廓内，PCB切割铣刀(4)会逐渐在圆形待切割PCB板材(14)上切割出一号圆弧镂空切缝(35)；
一号圆弧镂空切缝(35)切割完成后第一刹车式步进电机(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋志龙，
申请(专利权)人：宋志龙，
类型：发明
国别省市：江苏;32