电路板自动钻孔机制造技术

本发明专利技术公开了一种电路板自动钻孔机，包括底座、操作平台、ｘ方向运动机构、二维运动机构、ｙ方向运动机构、直流电机、钻头、识别模块、显示模块、定位模块、微处理器、驱动电路，所述操作平台设于ｙ方向运动机构上，操作平台的上部设有固定于底座上的ｘ方向运动机构、二维运动机构、直流电机、钻头，识别模块分别与显示模块、存储模块、定位模块相连，识别模块识别ＰＣＢ文件中的钻孔数据，定位模块对钻孔数据进行处理后送微处理器，微处理器根据孔的钻孔数据分别控制驱动电路，驱动ｘ方向运动机构、二维运动机构、ｙ方向运动机构、直流电机动作，完成钻孔工作。本发明专利技术结构简单、成本低、体积小、钻孔准确、运行稳定、不易损坏钻头。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钻孔装置，特别涉及一种电路板自动钻孔机。
技术介绍
目前专业线路板制板厂采用大型数控加工设备来进行线路板钻孔，此大型钻孔设备基本为进口设备，价格高达十几万，高校和一般电子产品研发生产企业及科研所都难承受高价钻孔设备；而目前国内高校、电子相关产品研发企业、科研所等都在大量使用热转印、曝光制板等方式来进行PCB样板制作和小批量生产，此方法解决了在专业线路板制板厂制作样板成本高，周期长的一些问题，但由于热转印设备和曝光制板设备只能完成快速制板的部分工作，线路板钻孔是快速制板过程当中一项很重要的工作，但由于现有的大型数控钻孔设备售价太高，所以高校和科研企业均采用了价格便宜的手动微钻来钻孔，但手动微钻有几个明显的缺陷手工定位不准确、钻孔的效率极低、极易弄断钻头，因此如何实现低成本、高效率、高精度钻孔成为快速制板的瓶颈问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术之不足而提供一种结构简单、速度快、精度高的电路板自动钻孔机。为实现上述的目的，本专利技术的技术方案是底座、操作平台、x方向运动机构、x方向直线轴承、x轴步进电机、x方向同步齿轮、x方向同步带、二维运动机构、z方向直线轴承、滚珠丝杆、z轴步进电机、直流电机，所述操作平台设于底座上，操作平台的上部的底座上设有x方向运动机构、二维运动机构，x轴步进电机的输出轴上装有同步齿轮，同步齿轮上设有同步带，同步带另一端与x方向运动机构相连，x方向运动机构再通过z方向直线轴承与二维运动机构相连，二维运动机构的上部设有z轴步进电机，z轴步进电机与滚珠丝杆相连，滚珠丝杆两边各有一个z方向的直线轴承，z轴步进电机带动滚珠丝杆沿z方向上下运动，滚珠丝杆的螺母固定在z方向的二维运动机构上，直流电机也固定在二维运动机构的z运动方向部分，钻头安装于直流电机输出轴上；识别模块分别与显示模块、存储模块、定位模块相连，识别模块识别PCB文件，一方面获取并处理PCB文件线路和钻孔数据，将处理后的线路和钻孔数据由显示模块显示；另一方面从PCB文件获取与孔相关的数据，并将其送到定位模块，定位模块对孔的相关数据进行处理，获取孔的钻孔数据，送到微处理器，微处理器根据孔的钻孔数据分别控制驱动电路，驱动直流电机、x轴步进电机、z轴步进电机动作，完成钻孔工作。上述电路板自动钻孔机中，所述操作平台设于底座上的y轴运动机构上，y轴运动机构由y轴步进电机、y方向直线轴承、y方向同步齿轮、y方向同步带组成，y轴步进电机经同步齿轮、y方向同步带与操作平台相连，同时操作平台与y方向直线轴承相连。采用上述技术方案的电路板自动钻孔机，其识别模块可直接识别线路板PCB格式的文件，自动获取钻孔数据，包括孔大小、孔类型、孔位置，定位模块对孔的相关数据进行计算后送到微控处理，由微处理器控制直流电机、x轴步进电机、y轴步进电机、z轴步进电机动作，自动完成钻孔工作。同时，由于本专利技术采用具有128细分的步进电机驱动电路，X和Y方向采用高质量，高精度的同步带、同步齿轮和直线轴承，Z方向使用进口精密滚珠丝杆，使得这三个方向的运动精度达到0.01mm。因此，本专利技术具有结构相对简单，成本较低、体积小、操作极其简单，定位、钻孔准确，钻孔速度快，运行稳定可靠、不易损坏钻头的优点。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。附图说明图1为本专利技术控制部分的结构图。图2为本专利技术机构部分的结构图。图3为本专利技术中PCB文件处理流程图。图4为本专利技术中微处理器控制部分的电原理图。具体实施例方式如图1所示，图1为本专利技术控制部分的结构图，识别模块分别与显示模块、存储模块、定位模块相连，识别模块读取并识别PCB文件，一方面获取并处理PCB文件线路和钻孔数据，将处理后的线路和钻孔数据由显示模块显示；另一方面从PCB文件获取与孔相关的数据，并将其送到定位模块，定位模块对孔的相关数据进行处理，获取孔的钻孔数据，送到微处理器，微处理器根据孔的钻孔数据分别控制驱动电路，驱动直流电机、x轴步进电机、z轴步进电机动作，完成钻孔工作。光电检测电路主要用来进行线路板钻孔起点与终点自动定位，三个方向执行机构运行的行程限位，以保证线路板钻孔定位准确，执行机构运行安全可靠，光电检测电路由x方向光电传感器和y方向光电传感器组成，分别靠近二维运动机构和y方向步进电机，当数控钻孔机上电后，二维运动机构自动沿x正方向(向右)运动，直到运行到光电传感器检测到二维运动机构即停止运动(最右端位置)，同时，底板操作平台沿y负方向(向后)运动，直到运行到光电传感器检测到底板操作平台即停止运动(最后端位置)。如图2所示，本专利技术机械部分主要包括底座7、操作平台8、x方向运动机构2、x方向直线轴承3、x轴步进电机5、x方向同步齿轮6、x方向同步带4、二维运动机构15、z方向直线轴承1、滚珠丝杆13、z轴步进电机14、直流电机12、y方向直线轴承9、y方向同步齿轮10、y方向同步带11、y轴步进电机18、x方向光电传感器16、y方向光电传感器17，所述操作平台8设于底座上的y轴运动机构上，y轴运动机构由y轴步进电机18、y方向直线轴承9、y方向同步齿轮10、y方向同步带11组成，y轴步进电机18经同步齿轮10、y方向同步带11与操作平台8相连，同时操作平台8与y方向直线轴承9相连，即操作平台运动由步进电机带动同步带运动，直线方向由直线轴承控制，操作平台8的上部的底座7上设有x方向运动机构2、二维运动机构15，x轴步进电机5的输出轴上装有同步齿轮6，同步齿轮6上设有同步带4，同步带4另一端与x方向运动机构2相连，x方向运动机构2再通过z方向直线轴承1与二维运动机构15相连，二维运动机构15的上部设有z轴步进电机14，z轴步进电机14与滚珠丝杆13相连，滚珠丝杆13两边各有一个z方向的直线轴承1，z轴步进电机14带动滚珠丝杆13沿z方向上下运动，滚珠丝杆13的螺母固定在z方向的二维运动机构15上，直流电机12也固定在二维运动机构15的z运动方向部分，钻头(未示出)安装于直流电机12输出轴上。钻孔时，x方向运动机构带动二维运动机构运动到相应的位置后停止，使二维运动机构15在x运动方向固定，z运动方向部分通过滚珠丝杆13及两个直线轴承1带动直流电机12上下运动。为确保钻孔机的钻孔精度，本专利技术中的驱动部分采用了具有128细分的步进电机驱动电路，X和Y方向采用高质量，高精度的同步带、同步齿轮和直线轴承，Z方向使用进口精密滚珠丝杆，使得这三个方向的运动精度达到0.01mm；为降低钻孔机的噪音，提高孔壁的光滑度，本产品钻孔电机采用了高速、低噪音的无刷直流电机，此电机具有转速高(空载转速20000转/分，负载转速18000转/分)，噪音低(空载35分贝，负载60分贝)的特点。本专利技术中步进电机采用42型2相步进电机，驱动X、Y、Z三个方向执行机构的精确运动；高速直流无刷电机，带动钻头高速旋转，使所钻孔保持孔壁光滑、无毛刺；X、Y方向采用高精度同步带与同步齿轮，Z方向采用高精度滚珠丝杆，同时三个方向配备高硬度、高精度直线轴承，使传动装置与执行机构能非常精确的配合，以确保钻孔的精确度；步进电机驱动及细分控制电路采用L298和L6506，使步进电机能可靠、平稳、高精度的运转；直流无刷电机采用低压启动，具有启动速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路板自动钻孔机，底座、操作平台、ｘ方向运动机构、ｘ方向直线轴承、ｘ轴步进电机、ｘ方向同步齿轮、ｘ方向同步带、二维运动机构、ｚ方向直线轴承、滚珠丝杆、ｚ轴步进电机、直流电机，所述操作平台设于底座上，操作平台的上部的底座上设有ｘ方向运动机构、二维运动机构，ｘ轴步进电机的输出轴上装有同步齿轮，同步齿轮上设有同步带，同步带另一端与ｘ方向运动机构相连，ｘ方向运动机构再通过ｚ方向直线轴承与二维运动机构相连，二维运动机构的上部设有ｚ轴步进电机，ｚ轴步进电机与滚珠丝杆相连，滚珠丝杆两边各有一个ｚ方向的直线轴承，ｚ轴步进电机带动滚珠丝杆沿ｚ方向上下运动，滚珠丝杆的螺母固定在ｚ方向的二维运动机构上，直流电机也固定在二维运动机构的ｚ运动方向部分，钻头安装于直流电机输出轴上；识别模块分别与显示模块、存储模块、定位模块相连，识别模块识别ＰＣＢ文件，一方面获取并处理ＰＣＢ文件线路和钻孔数据，将处理后的线路和钻孔数据由显示模块显示；另一方面从ＰＣＢ文件获取与孔相关的数据，并将其送到定位模块，定位模块对孔的相关数据进行处理，获取孔的钻孔数据，送到微处理器，微处理器根据孔的钻孔数据分别控制驱动电路，驱动直流电机、ｘ轴步进电机、ｚ轴步进电机动作，完成钻孔工作。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏立，
申请(专利权)人：长沙科瑞特电子有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]