[发明专利]PCB板多层重叠式冲孔工艺设备及其冲孔方法

权利要求书

1.PCB板多层重叠式冲孔工艺设备，其特征在于：包括pcb待打孔板载具(8)，所述pcb待打孔板载具(8)上安装有若干上下重叠布置的若干水平矩形状pcb待打孔板(3)，各所述pcb待打孔板(3)的俯视外轮廓均重合；所述pcb待打孔板载具(8)的上方设置有钻孔机构；所述钻孔机构能对pcb待打孔板载具(8)上的若干pcb待打孔板(3)打孔；

还包括水平的载具滑轨(2)，所述pcb待打孔板载具(8)设置在所述载具滑轨(2)上的载具滑槽(9)内，驱动装置能带动所述pcb待打孔板载具(8)沿所述载具滑槽(9)的滑轨方向左右位移；

所述pcb待打孔板载具(8)上的各pcb待打孔板(3)等距设置，所述pcb待打孔板载具(8)上的相邻两pcb待打孔板(3)之间的间距形成排屑层(33)；

所述钻孔机构包括固定竖向安装的支撑立柱(16)，所述支撑立柱(16)上端固定安装有水平的悬臂梁(15)，所述悬臂梁(15)位于所述pcb待打孔板载具(8)的正上方；所述悬臂梁(15)的长度方向与所述载具滑槽(9)的延伸方向垂直；所述悬臂梁(15)的下侧延长度方向设置有电动导轨，所述电动导轨上设置有能沿所述悬臂梁(15)长度方向平动位移的滑块，所述滑块上安装有竖向的伸缩气缸装置(14)；所述伸缩气缸装置(14)能随滑块沿所述悬臂梁(15)的长度方向平动位移；所述伸缩气缸装置(14)的伸缩推杆(13)的末端固定安装有竖向的钻孔机(10)，所述钻孔机(10)的旋转钻头(12)朝下设置；所述旋转钻头(12)与所述pcb待打孔板载具(8)上的pcb待打孔板(3)相对应；伸缩推杆(13)的伸长运动能使所述旋转钻头(12)向下进给，逐次对各层pcb待打孔板(3)打孔；

所述pcb待打孔板载具(8)包括底部滑板(29)，所述底部滑板(29)在所述载具滑槽(9)内能沿所述载具滑轨(2)的滑轨方向左右平动；所述底部滑板(29)的两侧对称竖向固定设置有左侧板(28)和右侧板(30)，所述左侧板(28)和右侧板(30)的内侧等间距设置有若干横向的pcb待打孔板卡槽(34)；各所述pcb待打孔板(3)的两侧边分别限位设置于所述左侧板(28)和所述右侧板(30)上对应的pcb待打孔板卡槽(34)中；

相邻两pcb待打孔板(3)之间形成的排屑层(33)中均设置有抗弯支撑机构，所述抗弯支撑机构包括水平的左抗弯横梁(18)和右抗弯横梁(19)，所述左抗弯横梁(18)和右抗弯横梁(19)均与所述载具滑轨(2)的长度方向垂直，所述左抗弯横梁(18)与右抗弯横梁(19)之间的间隙大于所述旋转钻头(12)的外径，所述旋转钻头(12)能向下穿过所述左抗弯横梁(18)与右抗弯横梁(19)之间的间隙；所述左抗弯横梁(18)与右抗弯横梁(19)的上端均滑动接触上方pcb待打孔板(3)的下侧面；所述左抗弯横梁(18)与右抗弯横梁(19)的下端均与下方的pcb待打孔板(3)保持间隙；所述载具滑轨(2)的一侧部固定安装有两横梁支撑柱(26)，两所述横梁支撑柱(26)分别通过若干连接梁(27)固定支撑连接各所述左抗弯横梁(18)的一端和各所述右抗弯横梁(19)的一端；

所述左抗弯横梁(18)与右抗弯横梁(19)均为轴截面呈“C”的刚性空心柱结构，且所述左抗弯横梁(18)的“C”形开口处形成沿轴线方向延伸的左出风槽(31)；所述右抗弯横梁(19)的“C”形开口处形成沿轴线方向延伸的右出风槽(32)；所述左抗弯横梁(18)上的左出风槽(31)与右抗弯横梁(19)上的右出风槽(32)相对设置；所述左抗弯横梁(18)内为左活塞通道(21)，所述右抗弯横梁(19)内为右活塞通道(20)；所述左活塞通道(21)内滑动设置有左活塞组(23)，所述右活塞通道(20)内设置有右活塞组(22)；

所述左活塞组(23)和右活塞组(22)均包括同轴心设置的前活塞(40)和尾活塞(41)，所述前活塞(40)与尾活塞(41)之间形成活动气室(42)，所述活动气室(42)中呈圆周阵列分布有若干根硬质的联动杆(39)，各所述联动杆(39)的两端分别固定连接所述前活塞(40)与尾活塞(41)；

所述左活塞组(23)内形成的活动气室(42)在左出风槽(31)处形成左出风口(36)，左活塞组(23)内形成的活动气室(42)内的蓄压气体能通过左出风口(36)喷出；

所述右活塞组(22)内形成的活动气室(42)在右出风槽(32)处形成右出风口(37)，右活塞组(22)内形成的活动气室(42)内的蓄压气体能通过右出风口(37)喷出；

各所述左活塞组(23)的尾活塞(41)上一体化同轴心连接有左活塞推杆(24)，各所述右活塞组(22)的尾活塞(41)上一体化同轴心连接有右活塞推杆(25)；各所述左活塞推杆(24)和右活塞推杆(25)内均设置有导气通道(43)；所述左活塞推杆(24)内导气通道(43)的出气端连通左活塞组(23)内形成的活动气室(42)；所述右活塞推杆(25)内导气通道(43)的出气端连通右活塞组(22)内形成的活动气室(42)；

还包括气体分流箱体(7)，所述气体分流箱体(7)的内部为分流腔，各所述左活塞推杆(24)和各所述右活塞推杆(25)的另一端均固定连接在所述气体分流箱体(7)上，各所述导气通道(43)的进气端均连通所述气体分流箱体(7)内部的分流腔；还包括导风软管(11)，所述导风软管(11)的出气端连通所述气体分流箱体(7)内部的分流腔，所述导风软管(11)的进气端连接有气泵；

所述气体分流箱体(7)的下侧固定连接有分流箱滑块(4)；还包括水平的第二滑轨(5)，所述第二滑轨(5)上沿长度方向设置有第二滑槽(6)，所述分流箱滑块(4)滑动设置在所述第二滑槽(6)中，驱动装置能驱动所述分流箱滑块(4)沿所述第二滑槽(6)的延伸方向滑动，所述第二滑轨(5)的长度方向与所述载具滑轨(2)垂直。

2.根据权利要求1所述的PCB板多层重叠式冲孔工艺设备的打孔工艺，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一，将若干pcb待打孔板(3)通过上下间距重叠的方式限位安装在pcb待打孔板载具(8)上，使安装在pcb待打孔板载具(8)上的各pcb待打孔板(3)的俯视外轮廓均重合，使相邻两pcb待打孔板(3)之间的间距形成排屑层(33)，此时完成了pcb待打孔板(3)的工装过程；

步骤二，驱动装置带动伸缩气缸装置(14)随滑块沿所述悬臂梁(15)的长度方向平动位移，进而使旋转钻头(12)随伸缩气缸装置(14)沿悬臂梁(15)的长度方向前后平动位移；与此同时驱动装置控制pcb待打孔板载具(8)沿载具滑槽(9)左右移动，进而使pcb待打孔板载具(8)上的若干pcb待打孔板(3)跟着左右位移；pcb待打孔板(3)的左右平动位移配合旋转钻头(12)的前后平动位移，能使旋转钻头(12)对应到pcb待打孔板(3)上的任意预定打孔位置；当旋转钻头(12)对应到预定打孔位置时暂停pcb待打孔板载具(8)的平动和旋转钻头(12)的平动；

在本步骤中，由于左抗弯横梁(18)和右抗弯横梁(19)均是固定安装的，pcb待打孔板(3)在左右平动位移的过程中，左抗弯横梁(18)和右抗弯横梁(19)不会发生位置变化，因此，pcb待打孔板(3)在左右平动位移的过程中，左抗弯横梁(18)和右抗弯横梁(19)会与pcb待打孔板(3)之间发生相对滑移，使旋转钻头(12)的延伸线始终向下穿过左抗弯横梁(18)与右抗弯横梁(19)之间形成的间隙，使左抗弯横梁(18)和右抗弯横梁(19)始终不会干涉旋转钻头(12)的进给运动；

步骤三，控制伸缩气缸装置(14)，使伸缩推杆(13)带动钻孔机(10)和旋转钻头(12)向下位移，直至旋转钻头(12)的下端接触到最上面一块pcb待打孔板(3)的上侧面；

步骤四，驱动装置带动分流箱滑块(4)和气体分流箱体(7)沿第二滑轨(5)方向位移，进而使左活塞组(23)和右活塞组(22)分别沿左活塞通道(21)和右活塞通道(20)同步位移，进而使左活塞组(23)内的活动气室(42)和右活塞组(22)内的活动气室(42)随左活塞组(23)和右活塞组(22)同步位移，进而使左出风口(36)和右出风口(37)随左活塞组(23)和右活塞组(22)同步位移，直至旋转钻头(12)向下的延伸线刚好夹位于左出风口(36)与右出风口(37)之间；

步骤五，控制钻孔机(10)运行，进而使旋转钻头(12)高速旋转，并且控制伸缩气缸装置(14)，使伸缩推杆(13)带动钻孔机(10)和旋转钻头(12)进行缓慢向下位移，随着旋转钻头(12)继续缓慢向下进给，进而使旋转钻头(12)对最上面一块pcb待打孔板(3)进行钻孔，旋转钻头(12)对最上面一块pcb待打孔板(3)进行钻孔的过程中，旋转钻头(12)会对最上面一块pcb待打孔板(3)施加一个向下的顶压力，容易使pcb待打孔板(3)发生形变，造成钻孔精度不高的问题；此时左抗弯横梁(18)与右抗弯横梁(19)对上方的pcb待打孔板(3)起到支撑作用，有效防止pcb待打孔板(3)因旋转钻头(12)的顶压力而发生弯曲；当最上面一块pcb待打孔板(3)上的通孔被旋转钻头(12)钻开后，穿过最上面一块pcb待打孔板(3)的旋转钻头(12)上及附近会产生大量切削碎屑，并且此时旋转钻头(12)因为摩擦发生发热现象，大量切削碎屑不及时排走会影响下面一块pcb待打孔板(3)的钻孔质量，容易因碎屑产生孔毛刺，最终影响产品品质；此时启动导风软管(11)上的气泵，使导风软管(11)持续向气体分流箱体(7)内导入增压空气，进而最终使各左出风口(36)和右出风口(37)高速喷出增压空气；此时穿过最上面一块pcb待打孔板(3)的旋转钻头(12)刚好夹位于左出风口(36)与右出风口(37)之间，进而使旋转钻头(12)附近产生高速气流，进而迅速带走旋转钻头(12)附近的热量的切削碎屑，使穿过最上面一块pcb待打孔板(3)的旋转钻头(12)上及附近始终处于无碎屑的状态，避免上一块pcb待打孔板(3)上产生的切屑碎屑对下一块pcb待打孔板(3)的钻孔产生影响；随着旋转钻头(12)继续缓慢向下进给，最终旋转钻头(12)会对依次对所有的pcb待打孔板(3)进行第一次钻孔；

步骤六，控制伸缩气缸装置(14)，使伸缩推杆(13)带动钻孔机(10)和旋转钻头(12)进行向上位移，完成第一次钻孔的退刀动作；然后根据步骤二寻找另一个预定打孔位置。