线路板制作机制造技术

一种线路板制作机，包括外壳、工作台、控制按钮、支架、处理器、控制器、加工刀具、主轴、主轴电机、步进驱动电机、驱动电路、通讯接口、方向导轨和开关插座，其特征是：工作台为空白线路板安装的位置，工作台水平安装于支架的前下方，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，加工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二个方向导轨上，水平方向导轨由支架支撑；二个方向导轨分别由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加工刀具相对线路板运动；主轴电机高速旋转，刀具沿雕刻运动线路切削线路板表面的覆铜或在指定的位置钻孔、切边。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及雕刻机，尤其涉及线路板雕刻制作机器。
技术介绍
目前，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。一个产品开发过程中少则经过三五次，多则十几次的修改使开发人员无法忍耐过多的线路板制作的等待，于是实验环境下开发人员通过各种各样的方法实现快速制作线路板，主要有物理方法和化学腐蚀方法，也有采用激光切割法。物理方法主要是按照设计要求先在空白覆铜板上画好线路图，通过利用各种刀具及电动工具等，手工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。物理方法由于所有过程都是手工操作，费工费时，效率低，而且由于人手稳定因素，不可能做到高精度的线路板。另外，整个操作必须小心翼翼，一不小心刻断了不该刻的线条，一切必须重来，存在质量隐患。化学腐蚀方法主要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，即通过在空白覆铜板上覆盖保护层，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；其中覆盖保护层的方法多种多样，主要有最传统的手工描漆方法、粘贴定制的不干胶方法、胶片感光方法以及近年才发展起来的热转印打印PCB板方法。对于制作比较复杂的线路板，采用化学腐蚀方法可靠性较高，成本较低，因此当前大部份开发者使用化学腐蚀方法。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，大大影响覆铜的附着力，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。物理雕刻出来的线条断面逞正梯形，边缘角度的刻刀角度相同，线性良好。所以物理雕刻在成品质量上比化学蚀刻好。物理方法由于所有过程都是手工操作，费工费时，而且由于人手稳定因素，不可能做到高精度的线路板。另外，存在不可恢复性，整个操作必须小心翼翼，一不小心刻断了不该刻的线条，一切必须重来。物理和化学腐蚀方法都要根据设计需要绘制或照相曝光得到线路板图案，这个过程复杂且容易出错。激光切割法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，它具有效率高、质量好的优点，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、低价的线路板制作机。
技术实现思路
为了克服现有的线路板在物理制作中存在的手工操作、效率低、不能做到高精度的线路板等不足，以及克服在化学腐蚀制作中存在的质量差、线条逞倒梯形、边缘不规则、形状与尺寸容易失控等缺点，本技术提供一种线路板制作机，它不仅成本低效率高、制作线路板的质量好、线条形状尺寸容易控制、可快速制作复杂的线路板，而且可直接从线路板设计图中读出数据自动进行雕刻加工得到合乎要求的线路板。本技术解决其技术问题所采用技术方案的总体思路是它利用物理雕刻过程，通过计算机控制，在空白的覆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。PROTEL公司是世界上PCB板计算机辅助设计软件最大生产商之一，PROTEL所设计的PCB文件格式成为各设计者和线路板厂沟通的桥梁，PCB文件包含了所有的设计者的设计意图，线路板厂可以完全根据PCB文件按图施工。机器首选兼容PROTEL的PCB文件格式。为了免去用户的麻烦，我们直接采用RPOTEL的PCB文件格式做为机器的文件格式，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。本技术所采用的技术方案是一种线路板制作机，包括外壳、工作台、控制按钮、支架、处理器、控制器、加工刀具、主轴、主轴电机、步进驱动电机、驱动电路、通讯接口、方向导轨和开关插座。工作台为空白线路板安装的位置，工作台水平安装于支架的前下方，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， 加工刀具安装在主轴下方由主轴带动。固定支撑块内有轴承，主轴置于轴承中并与之紧配合连接。固定支撑块由紧固件固定在二个方向导轨上，方向导轨由支架支撑。二个方向导轨分别由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加工刀具相对线路板运动。主轴电机高速旋转，刀具沿雕刻运动线路切削线路板表面的覆铜或在指定的位置钻孔、切边，加工出符合要求的线路板。在机器外壳主控面板上安装有多个控制按钮，控制按钮与驱动电路相连，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。在机器外壳上设置有主轴工作开关，工作换刀时可切断主轴电源使主刀头停转以方便换刀。该机器还设有计算机联机按钮及联机指示灯。可以了解与外部计算机的联机状态。所述的外壳为防尘隔音外壳，可隔离工作时产生噪声切削线路板时产生的粉沫。为便于观察，外壳前方装有透明玻璃门，可以看见整个线路板的制作过程。为进一步方便进出工件，透明玻璃装在左右滑动部件上，采用上下导轨左右滑动的方式开关透明玻璃门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。在线路板制作机外壳上设置总电源开关、电源插座和通讯插座，线路板制作机通过通讯插座连接计算机，接收计算机指令，向计算机反馈工作状态。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，利用电子线路实现自动补偿。为加工不同尺寸的孔，所述的加工刀具包括一个刃口部位有至少两个以上台阶，尺寸依次由小变大，如台阶钻，当加工最小的孔，主轴在Z轴方向钻孔进给量控制在最小的台阶处；当加工较大的孔，主轴在Z轴方向钻孔进给量加大，刀具加工部位控制在相应的台阶处。线路板制作机处理器运行所包含的DK软件直接从线路板设计图PROTEL的PCB文件中读出数据智能转化为机器指令，指示线路板制作机生成雕刻路径。在另一方案中，固定支撑块依次固定在三个方向导轨上，方向导轨由支架支撑。三个方向导轨的传动方式可采用螺纹丝杆或同步传送带传动。三个方向导轨分别由X轴步进驱动电机、Y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、Y轴前后水平、Z轴垂直轨道方向运动。本技术线路板制作机主要解决从PCB文件到机器运动路线，从运动路线到执行机构的自动配合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭东，张韶英，
申请(专利权)人：韶关市恒鑫科贸有限公司，揭阳市中月电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：