智能双面线路板制作系统技术方案

本发明专利技术涉及智能双面线路板制作系统，包括由计算机控制的雕刻机本体，由计算机ＣＡＤ及ＣＡＭ一体化实现的ＥＤＡ技术的可扩展性的智能双面线路板制作软件控制所述本体上的处理器和控制器，所述过孔定位几何光学定位装置系统是基于ＣＰＬＤ设计的过孔定位几何光学定位装置系统的半自动无干预双面智能自动定位系统。具有自动计算对三维雕刻路径进行补偿和修正的稳定性及精度控制，电路设计及防御预警强，智能双面线路板定位控制系统，实现智能自动跟踪定位，过孔定位采用几何光学定位装置系统可半自动无干预双面智能自动定位；能雕刻双面／单面线路板，实现ＥＤＡ技术应用的优点。能辅助进行ＩＣ设计、电子电路设计和ＰＣＢ设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种智能双面线路板制作系统，尤其是涉及一种针对所读取双面线路板(PCB)文件的顶层和底层数据，系统算法自动计算顶层和底层数据并实现智能自动跟踪双面定位，确保输出的顶层和底层数据吻合，自动计算三维雕刻路径的智能双面线路板制作系统。
技术介绍
空白线路板是在绝缘基体上粘贴覆盖一层导电的铜，PCB线路板的试制或制作，通常是把设计好的PCB文件送到专业的线路板厂直接制作，通常这种过程要经过三天到一周的时间。一个产品开发往往需要几十次的修改，而研发人员就需要几十次地等待线路板的制作；在实验环境下，开发人员主要是通过物理方法、化学腐蚀方法或激光切割法实现快速制作线路板。物理方法是按照设计要求先在空白敷铜板上画好线路图，通过手工利用各种刀具及电动工具把线路板上不需要的铜刻去，这种方法比较费力，而且精度低，只有相对简单、要求不高的线路板才可能采用；由于物理方法所有过程都是采用手工操作，既费工费时、效率低，又有着稳定性差、精度低的缺点。化学腐蚀方法是先用光绘或照相法制作出底版，底版是曝光时的掩膜，再在金属板两面热压上干膜后曝光显影，固化的干膜把需要保留的部分掩蔽，即通过在空白敷铜板上覆盖保护层，而把需要去除的部分裸露，在腐蚀性溶液里把不必要的铜蚀去，腐蚀后清洗及烘干。但是化学腐蚀方法由于必须将整块板泡在溶液里腐蚀，腐蚀后必须清洗及烘干，线路板经过一冷一热、一干一湿，大大影响敷铜的附着力，实验调试过程中可能由于更换不同参数的电子原件引起铜片剥离脱落，在显微镜下看可看出线条逞倒梯形，边缘不规则，形状与尺寸容易失控。激光切割法是通过计算机控制激光头加热、融化、蒸发空白线路板上被切割材料实现的。但是它的设备成本太高，一套设备往往需要几百万甚至上千万元。由于PCB板的制作如此麻烦，特别是对于初学者和部分经验不足的电子线路设计工程师，往往由于PCB板而放弃一个个很好的设计灵感。国内高等院校及电子专业的技工学校，也由于PCB板而放弃实验过程，造成学生在学习过程中缺少学习兴趣，毕业后完全没有动手能力，电子行业急需一种高效、自动、操作简单、低价的智能线路板制作机。
技术实现思路
为了克服现有物理方法、化学腐蚀方法或激光切割法在制作PCB板时所存在的缺点，本专利技术提供一种针对所读取双面线路板(PCB)文件的顶层和底层数据，系统算法自动计算顶层和底层数据并实现智能自动跟踪双面定位，确保输出的顶层和底层数据吻合，自动计算三维雕刻路径的智能双面线路板制作系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是智能双面线路板制作系统，包括由计算机控制的雕刻机本体，所述雕刻机本体包括有外壳、工作台、支架、处理器、控制器、刀具、主轴、主轴电机、过孔定位几何光学定位装置，步进驱动电机、步进电机同步传送带传动装置、通讯接口和方向导轨，雕刻机本体与计算机之间通过通讯接口联机，由计算机CAD及CAM一体化实现的EDA技术的可扩展性的智能双面线路板制作软件控制所述本体上的处理器和控制器，所述过孔定位几何光学定位装置系统是基于CPLD设计的过孔定位几何光学定位装置系统的半自动无干预双面智能自动定位系统，所述工作台水平安装于支架的前下方，该工作台的一边端部设有定位边，主轴通过固定支撑块垂直位于工作台上方由主轴电机驱动，刀具安装在主轴下方由主轴带动；固定支撑块依次安装在垂直和水平方向二个导轨上，水平方向二个导轨由支架支撑；水平方向二个导轨分别由X轴步进驱动电机、Z轴步进驱动电机驱动，实现固定支撑块和主轴按计算机指令沿X轴左右水平运动、Z轴垂直上下方向运动，工作台通过另一方向导轨在Y轴步进驱动电机的驱动下沿Y轴前后水平运动；每个轴向运动都是通过处理器运算后对驱动电路发出指令控制步进驱动电机相应转动，通过同步齿轮带动主轴或工作台运动使刀具相对线路板运动；通过主轴电机的旋转，刀具沿雕刻运动线路切削线路板表面的敷铜或在指定的位置钻孔、切边。所述步进电机同步传送带传动装置是基于CPLD电路设计的传动装置，包括方向导轨、导柱、同步传送带、从动轮和主动轮；主动轮与雕刻机本体的步进电机的电机轴固定并由电机轴驱动，导柱、主动轮和从动轮由导轨支架支撑固定，该同步传送带采用一面有突起齿形的齿带，同步传送带安装在主动轮和从动轮外面并张紧，主动轮和从动轮有形状与同步传送带突起齿形相适应的凹缺口，同步传送带的突起齿形刚好卡进主动轮和从动轮的凹缺口；位于主动轮和从动轮之间的同步传送带一侧与方向导轨固定连接，导柱与主动轮和从动轮之间的同步传送带平行，方向导轨与导柱滑动配合。所述雕刻机本体外壳主控面板上安装有多个控制按钮，控制按钮与控制电路相连，每次按控制按钮可手动对步进驱动电机发出转动指令，再通过同步齿轮带动主轴或工作台沿X轴、Y轴或Z轴运动，使加工刀具相对线路板运动；主控面板上的按钮具有微调功能，可根据实际需要随时调整机器的运作速度高低或运动量。所述主轴及工作台方向运动采用圆形直线导轨及同步传送带传动，电机直接驱动，利用电子线路的自动补偿。所述同步传送带断开，在断开处两端两边分别固定连接内、外皮带压板，两端的外皮带压板通过调节装置连接，内、外皮带压板同时与方向导轨固定连接。本专利技术基于CAD/CAM的智能双面线路板设计制作一体化，基于CAD/CAM一体化的实现EDA技术的可扩展性，基于步进电机同步传送带传动装置驱动技术，基于步进电机同步传送带传动装置驱动线路板制作机直线导轨及传送，基于CPLD设计的控制软件实现智能自动跟踪双面定位，基于CPLD设计的采用过孔定位几何光学定位装置系统半自动无干预双面智能自动定位，基于CPLD设计对三维雕刻路径进行补偿和修正的稳定性及精度控制，具有自动计算对三维雕刻路径进行补偿和修正的稳定性及精度控制，电路设计及防御预警强，不易被破解、保密性强，智能双面线路板定位控制系统，实现控制软件可实现智能自动跟踪定位，过孔定位采用几何光学定位装置，可半自动无干预双面智能自动定位；钻孔误差小于1mil，定位装置系统可长时间正常工作，雕刻双面/单面线路板，实现EDA技术的应用的优点。能辅助进行IC设计、电子电路设计和PCB设计。本专利技术利用物理雕刻过程，通过计算机控制，在空白的敷铜板上把不必要的铜箔铣去，形成用户定定制的线路板。它兼容国内使用率最高的PROTEL软件，直接利用PROTEL的PCB文件信息，在不需要任何转过程的情况下直接输出雕刻数据，通过计算机自定义的数据格式控制制作机做雕刻、钻孔、切边工作。设计者只要完成PROTEL的PCB文件设计，机器将自动读取设计者的意图，自动制作出符合要求的线路板。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术雕刻机本体结构示意图；图2是本专利技术图1除外壳外的部件结构左视图。图3是本专利技术传动机构的结构示意图；图4是本专利技术图3A-A方向的结构示意图；图5是本专利技术工作电路原理图。图中1-主轴电机，2-刀具，3-X轴步进驱动电机，4-Y轴步进驱动电机，5-Z轴步进驱动电机，6-工作台，7-外壳，8-定位边，9-电源开关，10-主轴工作开关，11-控制按钮，12-支架，13-方向导轨，14-线路板，15-电源插座，16-通讯接口，17-主轴，18-计算机，19-处理器，20-几何光学定位装置系统，21-固定支撑块，22-同步传送带，本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能双面线路板制作系统，包括由计算机控制的雕刻机本体，所述雕刻机本体包括有外壳、工作台、支架、处理器、控制器、刀具、主轴、主轴电机、过孔定位几何光学定位装置，步进驱动电机、步进电机同步传送带传动装置、通讯接口和方向导轨，雕刻机本体与计算机之间通过通讯接口联机，由计算机ＣＡＤ及ＣＡＭ一体化实现的ＥＤＡ技术的可扩展性的智能双面线路板制作软件控制所述本体上的处理器和控制器，其特征是：所述过孔定位几何光学定位装置是基于ＣＰＬＤ设计的过孔定位几何光学定位装置系统的半自动无干预双面智能自动定位装置，所述工作台水平安装于支架的前下方，该工作台的一边端部设有定位边，主轴通过固定支撑块垂直位于工作台上方并由主轴电机驱动，刀具安装在主轴下方由主轴带动；固定支撑块依次安装在垂直和水平方向二个导轨上，水平方向二个导轨由支架支撑；水平方向二个导轨分别由Ｘ轴步进驱动电机、Ｚ轴步进驱动电机驱动，实现固定支撑块和主轴按计算机指令沿Ｘ轴左右水平运动、Ｚ轴垂直上下方向运动，工作台通过另一方向导轨在Ｙ轴步进驱动电机的驱动下沿Ｙ轴前后水平运动；每个轴向运动都是通过处理器运算后对驱动电路发出指令控制步进驱动电机相应转动，通过同步齿轮带动主轴或工作台运动使刀具相对线路板运动；通过主轴电机的旋转，刀具沿雕刻运动线路切削线路板表面的敷铜或在指定的位置钻孔、切边。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张韶英，
申请(专利权)人：张韶英，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]