專利名稱：線路板制作機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及雕刻機，尤其涉及線路板雕刻制作機器。
背景技術(shù)：
目前，空白線路板是在絕緣基體上粘貼覆蓋一層導(dǎo)電的銅，PCB線路板的試制或制作，通常是把設(shè)計好的PCB文件送到專業(yè)的線路板廠直接制作，通常這種過程要經(jīng)過三天到一周的時間。一個產(chǎn)品開發(fā)過程中少則經(jīng)過三五次，多則十幾次的修改使開發(fā)人員無法忍耐過多的線路板制作的等待，于是實驗環(huán)境下開發(fā)人員通過各種各樣的方法實現(xiàn)快速制作線路板，主要有物理方法和化學(xué)腐蝕方法，也有采用激光切割法。物理方法主要是按照設(shè)計要求先在空白覆銅板上畫好線路圖，通過利用各種刀具及電動工具等，手工把線路板上不需要的銅刻去，這種方法比較費力，而且精度低，只有相對簡單、要求不高的線路板才可能采用。物理方法由于所有過程都是手工操作，費工費時，效率低，而且由于人手穩(wěn)定因素，不可能做到高精度的線路板。另外，整個操作必須小心翼翼，一不小心刻斷了不該刻的線條，一切必須重來，存在質(zhì)量隱患?；瘜W(xué)腐蝕方法主要是先用光繪或照相法制作出底版，底版是曝光時的掩膜，再在金屬板兩面熱壓上干膜后曝光顯影，固化的干膜把需要保留的部分掩蔽，即通過在空白覆銅板上覆蓋保護層，而把需要去除的部分裸露，在腐蝕性溶液里把不必要的銅蝕去，腐蝕后清洗及烘干；其中覆蓋保護層的方法多種多樣，主要有最傳統(tǒng)的手工描漆方法、粘貼定制的不干膠方法、膠片感光方法以及近年才發(fā)展起來的熱轉(zhuǎn)印打印PCB板方法。對于制作比較復(fù)雜的線路板，采用化學(xué)腐蝕方法可靠性較高，成本較低，因此當(dāng)前大部份開發(fā)者使用化學(xué)腐蝕方法。但是化學(xué)腐蝕方法由于必須將整塊板泡在溶液里腐蝕，腐蝕后必須清洗及烘干，線路板經(jīng)過一冷一熱、一干一濕，大大影響覆銅的附著力，實驗調(diào)試過程中可能由于更換不同參數(shù)的電子原件引起銅片剝離脫落，在顯微鏡下看可看出線條逞倒梯形，邊緣不規(guī)則，形狀與尺寸容易失控。
物理雕刻出來的線條斷面逞正梯形，邊緣角度的刻刀角度相同，線性良好。所以物理雕刻在成品質(zhì)量上比化學(xué)蝕刻好。物理方法由于所有過程都是手工操作，費工費時，而且由于人手穩(wěn)定因素，不可能做到高精度的線路板。另外，存在不可恢復(fù)性，整個操作必須小心翼翼，一不小心刻斷了不該刻的線條，一切必須重來。
物理和化學(xué)腐蝕方法都要根據(jù)設(shè)計需要繪制或照相曝光得到線路板圖案，這個過程復(fù)雜且容易出錯。
激光切割法計算機控制激光頭加熱、融化、蒸發(fā)空白線路板上被切割材料實現(xiàn)的，它具有效率高、質(zhì)量好的優(yōu)點，但是它的設(shè)備成本太高，一套設(shè)備往往需要幾百萬甚至上千萬元。
由于PCB板的制作如此麻煩，特別是對于初學(xué)者和部分經(jīng)驗不足的電子線路設(shè)計工程師，往往由于PCB板而放棄一個個很好的設(shè)計靈感。國內(nèi)高等院校及電子專業(yè)的技工學(xué)校，也由于PCB板而放棄實驗過程，造成學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺少學(xué)習(xí)興趣，畢業(yè)后完全沒有動手能力，電子行業(yè)急需一種高效、自動、操作簡單、低價的線路板制作機。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的線路板在物理制作中存在的手工操作、效率低、不能做到高精度的線路板等不足，以及克服在化學(xué)腐蝕制作中存在的質(zhì)量差、線條逞倒梯形、邊緣不規(guī)則、形狀與尺寸容易失控等缺點，本實用新型提供一種線路板制作機，它不僅成本低效率高、制作線路板的質(zhì)量好、線條形狀尺寸容易控制、可快速制作復(fù)雜的線路板，而且可直接從線路板設(shè)計圖中讀出數(shù)據(jù)自動進行雕刻加工得到合乎要求的線路板。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用技術(shù)方案的總體思路是它利用物理雕刻過程，通過計算機控制，在空白的覆銅板上把不必要的銅箔銑去，形成用戶定定制的線路板。它兼容國內(nèi)使用率最高的PROTEL軟件，直接利用PROTEL的PCB文件信息，在不需要任何轉(zhuǎn)過程的情況下直接輸出雕刻數(shù)據(jù)，通過計算機自定義的數(shù)據(jù)格式控制制作機做雕刻、鉆孔、切邊工作。PROTEL公司是世界上PCB板計算機輔助設(shè)計軟件最大生產(chǎn)商之一，PROTEL所設(shè)計的PCB文件格式成為各設(shè)計者和線路板廠溝通的橋梁，PCB文件包含了所有的設(shè)計者的設(shè)計意圖，線路板廠可以完全根據(jù)PCB文件按圖施工。機器首選兼容PROTEL的PCB文件格式。為了免去用戶的麻煩，我們直接采用RPOTEL的PCB文件格式做為機器的文件格式，設(shè)計者只要完成PROTEL的PCB文件設(shè)計，機器將自動讀取設(shè)計者的意圖，自動制作出符合要求的線路板。
本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種線路板制作機，包括外殼、工作臺、控制按鈕、支架、處理器、控制器、加工刀具、主軸、主軸電機、步進驅(qū)動電機、驅(qū)動電路、通訊接口、方向?qū)к壓烷_關(guān)插座。工作臺為空白線路板安裝的位置，工作臺水平安裝于支架的前下方，主軸通過固定支撐塊垂直位于工作臺上方由主軸電機驅(qū)動， 加工刀具安裝在主軸下方由主軸帶動。固定支撐塊內(nèi)有軸承，主軸置于軸承中并與之緊配合連接。固定支撐塊由緊固件固定在二個方向?qū)к壣?，方向?qū)к売芍Ъ苤巍６€方向?qū)к壏謩e由X軸步進驅(qū)動電機、Z軸步進驅(qū)動電機驅(qū)動實現(xiàn)固定支撐塊和主軸按計算機指令沿X軸左右水平運動、Z軸垂直上下方向運動，工作臺通過另一方向?qū)к壴赮軸步進驅(qū)動電機的驅(qū)動下沿Y軸前后水平運動。
每個軸向運動都是通過處理器運算后對驅(qū)動電路發(fā)出指令控制步進驅(qū)動電機相應(yīng)轉(zhuǎn)動，通過同步齒輪帶動主軸或工作臺運動使加工刀具相對線路板運動。主軸電機高速旋轉(zhuǎn)，刀具沿雕刻運動線路切削線路板表面的覆銅或在指定的位置鉆孔、切邊，加工出符合要求的線路板。
在機器外殼主控面板上安裝有多個控制按鈕，控制按鈕與驅(qū)動電路相連，每次按控制按鈕可手動對步進驅(qū)動電機發(fā)出轉(zhuǎn)動指令，再通過同步齒輪帶動主軸或工作臺沿X軸、Y軸或Z軸運動，使加工刀具相對線路板運動。
在機器外殼上設(shè)置有主軸工作開關(guān)，工作換刀時可切斷主軸電源使主刀頭停轉(zhuǎn)以方便換刀。
該機器還設(shè)有計算機聯(lián)機按鈕及聯(lián)機指示燈?？梢粤私馀c外部計算機的聯(lián)機狀態(tài)。
所述的外殼為防塵隔音外殼，可隔離工作時產(chǎn)生噪聲切削線路板時產(chǎn)生的粉沫。為便于觀察，外殼前方裝有透明玻璃門，可以看見整個線路板的制作過程。為進一步方便進出工件，透明玻璃裝在左右滑動部件上，采用上下導(dǎo)軌左右滑動的方式開關(guān)透明玻璃門主控面板上的按鈕具有微調(diào)功能，可根據(jù)實際需要隨時調(diào)整機器的運作速度高低或運動量。
在線路板制作機外殼上設(shè)置總電源開關(guān)、電源插座和通訊插座，線路板制作機通過通訊插座連接計算機，接收計算機指令，向計算機反饋工作狀態(tài)。
主軸及工作臺方向運動采用圓形直線導(dǎo)軌及同步傳送帶傳動，電機直接驅(qū)動，利用電子線路實現(xiàn)自動補償。
為加工不同尺寸的孔，所述的加工刀具包括一個刃口部位有至少兩個以上臺階，尺寸依次由小變大，如臺階鉆，當(dāng)加工最小的孔，主軸在Z軸方向鉆孔進給量控制在最小的臺階處；當(dāng)加工較大的孔，主軸在Z軸方向鉆孔進給量加大，刀具加工部位控制在相應(yīng)的臺階處。
線路板制作機處理器運行所包含的DK軟件直接從線路板設(shè)計圖PROTEL的PCB文件中讀出數(shù)據(jù)智能轉(zhuǎn)化為機器指令，指示線路板制作機生成雕刻路徑。
在另一方案中，固定支撐塊依次固定在三個方向?qū)к壣?，方向?qū)к売芍Ъ苤?。三個方向?qū)к壍膫鲃臃绞娇刹捎寐菁y絲桿或同步傳送帶傳動。三個方向?qū)к壏謩e由X軸步進驅(qū)動電機、Y軸步進驅(qū)動電機、Z軸步進驅(qū)動電機驅(qū)動實現(xiàn)固定支撐塊和主軸按計算機指令沿X軸左右水平、Y軸前后水平、Z軸垂直軌道方向運動。
本實用新型線路板制作機主要解決從PCB文件到機器運動路線，從運動路線到執(zhí)行機構(gòu)的自動配合問題。下面對其工作原理及過程進一步說明。
線路板設(shè)計軟件雖然包含的電線線路設(shè)計者的所有設(shè)計意圖，但它只是一個CAD軟件，不是一個CAM軟件，無法輸出機器能識別的加工方式。線路板制作機所包含的DK軟件智能生成雕刻路徑。不需要使用者再經(jīng)過第三方軟件的手工轉(zhuǎn)換。DK軟件利用C語言的高效高速特性，幾千條到幾百萬條的運動路徑在幾秒鐘內(nèi)完成，利用個人計算機的運算功能，自動完成CAD文件即PROTEL的PCB文件到機器可執(zhí)行的運動代碼轉(zhuǎn)化。在自動化程度上更省略了CAD到CAM的轉(zhuǎn)化，避免了煩瑣的轉(zhuǎn)化過程，自動化程度更高。
在本實用新型的線路板制作機系統(tǒng)中，我們利用個人計算機的高速運算性能，從RPOTEL的PCB文件中獲取相關(guān)信息，通過算法的轉(zhuǎn)換，從而獲得主軸刀頭運動的路線，這一過程稱計算機雕刻路徑。
PCB文件中所包含的信息很多，針對線路板的制作，我們主要獲取幾種必要信息CP/FT焊盤，每一個CP或者FP表示板上有一個焊盤，后面的一行數(shù)據(jù)表示該焊盤的位置、形狀、大小、方向、圖層、內(nèi)孔直徑等。
CT/FT線條，表示板上有一條線，主要數(shù)據(jù)起點座標(biāo)、終點座標(biāo)、線寬、圖層等。
CA/FA弧，表示板上有一條弧線，主要數(shù)據(jù)圓弧的圓心位置、半徑、起始角度、終止角度、線寬、圖層等。
CF/FF矩形填充，表示板上有一個矩形區(qū)域。主要數(shù)據(jù)兩組對角點位置、圖層、角度。
由于本機只需要獲取頂層TOP LAYER、下層BOTTOM LAYER、多層MULTILAYER以及禁止布線層KEEPOUT LAYER的數(shù)據(jù)，程序中只讀取相應(yīng)圖層的數(shù)據(jù)，其它數(shù)據(jù)忽略。本機的DK軟件從中可以獲取焊盤的直徑及座標(biāo)位置等數(shù)據(jù)，在內(nèi)存中形成所要保留的點、線。同理，解釋所有PCB文件包含的信息，DK軟件首先在內(nèi)存在把PCB板所要求的內(nèi)容繪制出來。
獲取文件信息后，下一步DK軟件將生成雕刻線條實際路徑。由于內(nèi)存中已經(jīng)保留了要加工的圖形，軟件從原點位置開始X方向掃描。當(dāng)碰到所要雕刻的線或點時，記錄下該點的座標(biāo)位置，這樣就形成了一條具體的雕刻路線。以此類推，形成所有的一條條掃描以后，將所有的雕刻線按最佳的連接方式連接起來，就形成了一套整體的雕刻路徑。
雕刻路徑開成以后，DK軟件根據(jù)PCB文件信息形成鉆孔數(shù)據(jù)。PCB文件中的每一個焊盤都有相應(yīng)的座標(biāo)位置，DK軟件從文件中獲取板的鉆孔中心位置，計算每一個孔的相對位移。通過抬刀——移動到相應(yīng)位置——落刀——抬刀的重復(fù)過程，形成鉆孔路徑。
利用禁止布線層(KEEPOUT LAYER)信息形成切邊信息形成切邊路徑，在電路板完成雕刻及鉆孔后，把線路板外形加工成PCB文件所要求的外形。
總的來說，DK軟件從PCB文件獲取線路板加工信息，將其自動轉(zhuǎn)換、分解成線路板制作可以接受的一個個單獨的動作指令，而這一個個動作指令的集合起來就形成了機器的加工路徑。在收到用戶指令時，比如用戶“雕刻”按扭，DK將加工路徑通過串行通訊口將指令逐條傳送給線路板制作，線路板制作每完成一個動作指令，向計算機報告指令完成信號。完成所有工作以后，DK向機器傳送停止信息，機器停止工作。
根據(jù)計算機傳送來的指令，線路板制作機的中央處理器根據(jù)運動控制原理，控制三個步進電機的轉(zhuǎn)速、方向協(xié)調(diào)工作，完成指令向計算機發(fā)送指令完成信號。
直線運動步進電機受系統(tǒng)中央處理器控制，當(dāng)步進電機順時針轉(zhuǎn)過一定角度時，帶動輸出同步帶輪轉(zhuǎn)過相同角度，固定在同步帶上的滑車將向右移動對應(yīng)的距離，達到精確定位的目的。
組合運動控制在本線路板制作機機中，三條互相獨立的直線運動導(dǎo)軌互相垂直安裝。Y軸滑車帶動工作臺前后運動。X軸滑車帶動Z軌及安裝在Z軌上的主軸左右運動。Z軸帶動主軸上下運動。三軸在CPU的協(xié)調(diào)控制下，使主軸帶動高速旋轉(zhuǎn)的刀具相對工件做三維空間運動，從而把工件即空白線路板加工成符合用戶要求的成品。
本實用新型的有益效果是利用物理過程制作的PCB板具有很高的附著力以及良好的邊緣質(zhì)量，應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)控制刀具的精確運動，通過高速刀具對空白線路板的切削，可以利用機器的精確運動由程序控制在相應(yīng)的位置上雕刻線條并鉆出符合PCB線路板設(shè)計要求的孔，效率高。由于采用了圓形直線導(dǎo)軌及同步傳送帶，電機直接驅(qū)動，利用電子線路的自動補償，使機械加工過程變得極為簡單，降底了生產(chǎn)成本和提高了機器精度，具有速度快、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、維護方便的特點。
本實用新型的另一個有益效果是它可以直接從設(shè)計線路板的PCB文件中讀取數(shù)據(jù)再由機器所帶的軟件智能生成雕刻、鉆孔等加工指令，實現(xiàn)制作復(fù)雜的高質(zhì)量的線路板。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型一種結(jié)構(gòu)的主要部件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1除外殼外的部件結(jié)構(gòu)左視圖。
圖3是圖1的外形立體示意圖。
圖4是本實用新型一種可鉆孔的加工刀具示意圖。
圖5是本實用新型另一種可鉆孔的加工刀具示意圖。
圖6是本實用新型一種同步傳動示意圖。
圖7本實用新型線路板制作機的功能結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.主軸電機，2.加工刀具，3.X軸步進驅(qū)動電機，4.Y軸步進驅(qū)動電機，5.Z軸步進驅(qū)動電機，6.工作臺，7.外殼，8.透明玻璃門，9.電源開關(guān)，10.主軸工作開關(guān)，11.控制按鈕，12.支架，13.方向?qū)к墸?4.驅(qū)動電路，15.電源插座，16.通訊接口，17.支架，18.主軸，19.處理器，20.計算機，21.固定支撐塊，22.同步傳送帶，23.從動輪，24.線路板。
具體實施方式
如圖1、圖2、圖3所示，一種線路板制作機，包括外殼(7)、工作臺(6)、控制按鈕(11)、支架(12)、處理器(19)、控制器、加工刀具(2)、主軸(18)、主軸電機(1)、步進驅(qū)動電機(3、4、5)、驅(qū)動電路(14)、通訊接口(16)、方向?qū)к?13)和開關(guān)插座(9、15)。工作臺(6)為空白線路板安裝的位置，工作臺(6)水平安裝于支架(12)的前下方，主軸(18)通過固定支撐塊(21)垂直位于工作臺(6)上方由主軸電機(1)驅(qū)動，加工刀具(2)安裝在主軸(18)下方由主軸(18)帶動。固定支撐塊(21)內(nèi)有軸承，主軸(18)置于軸承中并與軸承內(nèi)徑緊配合。固定支撐塊(21)依次安裝在垂直和水平二個方向?qū)к?13)上，水平方向?qū)к?13)由支架(12)支撐；二個方向?qū)к?13)分別由X軸步進驅(qū)動電機(3)、Z軸步進驅(qū)動電機(5)驅(qū)動實現(xiàn)固定支撐塊(21)和主軸(18)按計算機指令沿X軸左右水平運動、Z軸垂直上下方向運動，工作臺(6)通過另一方向?qū)к?13)在Y軸步進驅(qū)動電機(4)的驅(qū)動下沿Y軸前后水平運動。主軸(18)與工作臺(6)方向運動采用圓形直線導(dǎo)軌及同步傳送帶(22)傳動，電機直接驅(qū)動，利用電子線路的自動補償；如圖6所示，步進驅(qū)動電機(3、4、5)直接帶動同步傳送帶(22)，同步傳送帶(22)中間斷開，兩斷開點固定在該方向?qū)к?13)上，同步傳送帶(22)會帶動另一端從動輪(23)轉(zhuǎn)動及方向?qū)к壸髦本€運動，該同步傳送帶(22)采用齒帶。三個方向?qū)к?13)分別由X軸步進驅(qū)動電機(3)、Y軸步進驅(qū)動電機、Z軸步進驅(qū)動電機(5)驅(qū)動實現(xiàn)固定支撐塊(21)和主軸(18)按計算機指令沿X軸左右水平、Y軸前后水平、Z軸垂直軌道方向運動。每個軸向運動都是通過通訊接口(19)運算后對驅(qū)動電路(14)發(fā)出指令控制步進驅(qū)動電機相應(yīng)轉(zhuǎn)動，通過同步齒輪帶動主軸(18)或工作臺(6)運動使加工刀具(2)相對線路板運動。主軸電機(1)高速旋轉(zhuǎn)，刀具沿雕刻運動線路切削線路板表面的覆銅或在指定的位置鉆孔、切邊，加工出符合要求的線路板(24)。
在機器外殼(7)主控面板上安裝有多個控制按鈕(11)，控制按鈕(11)與驅(qū)動電路(14)相連，每次按控制按鈕(11)可手動對步進驅(qū)動電機發(fā)出轉(zhuǎn)動指令，再通過同步齒輪帶動主軸(18)或工作臺(6)沿X軸、Y軸或Z軸運動，使加工刀具(2)相對線路板(24)運動。主控面板上的控制按鈕(11)具有微調(diào)功能，可根據(jù)實際需要隨時調(diào)整機器的運作速度高低或運動量。在線路板(24)制作機外殼(7)上設(shè)置總電源開關(guān)(9)、電源插座(15)和通訊接口(16)插座，線路板(24)制作機通過通訊插座連接計算機，接收計算機指令，向計算機反饋工作狀態(tài)。
在機器外殼(7)上設(shè)置有主軸工作開關(guān)(10)，工作換刀時可切斷主軸(18)電源使主軸停轉(zhuǎn)以方便換刀，該機器還設(shè)有與外部計算機連機聯(lián)機按鈕及聯(lián)機指示燈，可以了解與外部計算機的聯(lián)機狀態(tài)。聯(lián)機按鈕及聯(lián)機燈可切換本機與計算機的聯(lián)機、脫機狀態(tài)，聯(lián)機時聯(lián)機燈為綠色，雕刻機受計算機控制；脫機時聯(lián)機燈為紅色，雕刻機受控制面板上的控制按鈕(11)控制；聯(lián)機狀態(tài)時控制面板上的調(diào)節(jié)控制按鈕(11)無效，以防止誤按。
所述的外殼(7)為防塵隔音外殼(7)，可隔離工作時產(chǎn)生噪聲切削線路板(24)時產(chǎn)生的粉沫。為便于觀察，外殼(7)前方裝有透明玻璃門(8)，可以看見整個線路板(24)的制作過程。為進一步方便進出工件，透明玻璃裝在左右滑動部件上，采用上、下導(dǎo)軌左右滑動的方式開關(guān)透明玻璃門(8)。
線路板制作機處理器(19)運行所包含的DK軟件直接從線路板(24)設(shè)計圖PROTEL的PCB文件中讀出數(shù)據(jù)智能轉(zhuǎn)化為機器指令，指示線路板制作機生成雕刻路徑。
本實用新型使用的DK軟件是由廣東韶關(guān)市恒鑫科貿(mào)有限公司開發(fā)的。
以下介紹本機工作原理首先，把空白覆銅板安裝在工作臺(6)上，打開相應(yīng)的電源，調(diào)整好加工原始位置，并按下主軸工作開關(guān)按鈕(10)。
計算機根據(jù)PCB文件計算出刀具運動的最佳路線，由DK軟件轉(zhuǎn)換分解成相應(yīng)的一條條指令，再把指令傳送給線路板制作機。線路板制作機主控電路根據(jù)計算機指令，通過線路板制作機內(nèi)主通訊接口(19)運算，輸出精確步進脈沖，協(xié)調(diào)控制三只步進驅(qū)動電機(3、4、5)相應(yīng)旋轉(zhuǎn)，通過同步齒帶(22)帶動主軸(18)、工作臺(6)運動使刀具(2)相對線路板(24)運動。聯(lián)機按鈕實現(xiàn)聯(lián)機狀態(tài)與脫機狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。聯(lián)機狀態(tài)時，機器的工作完全由機器本身的程序自動控制；脫機狀態(tài)時，機器的工作可以由各控制按鈕(11)控制。
主軸電機(1)高速旋轉(zhuǎn)，刀具(2)沿雕刻路線切削線路板(24)表面覆銅，根據(jù)所設(shè)計的線路板(24)規(guī)定，把多余的銅雕去，余下部分再經(jīng)過機器自動鉆孔、切邊就形成了成品的線路板(24)。
脫機狀態(tài)操作時，各控制按鈕(11)實現(xiàn)功能按一下X+0.1按鈕，主軸電機(1)向左移動0.1毫米，連續(xù)按下0.6秒后，主軸電機(1)持續(xù)快速向左移，直到松開按鈕為止；按一下X-0.1按鈕，主軸電機(1)向右移動0.1毫米，連續(xù)按下0.6秒后有主軸電機(1)持續(xù)慢速向右移，直到松開按鈕為止。
本機以禁止布線層為線路板(24)外邊框，你所設(shè)計的PCB文件一定要在KEEPOUT LAYER畫上一條邊框線，線寬等于刀具直徑(3.15mm)。顯示“超出雕刻范圍”。
在另一實施例方案中，固定支撐塊依次固定在Z軸、X軸、Y軸三個方向?qū)к壣?，方向?qū)к売芍Ъ苤?。三個方向?qū)к壏謩e由Y軸步進驅(qū)動電機、X軸步進驅(qū)動電機、Z軸步進驅(qū)動電機驅(qū)動實現(xiàn)固定支撐塊和主軸按計算機指令沿Y軸前后水平運動、X軸左右水平運動、Z軸垂直上下方向運動。該實施例中，每個方向?qū)к壘捎萌缭S多數(shù)控銑床類似的螺紋絲桿傳動方式由步進驅(qū)動電機驅(qū)動。為進一步方便進出工件，透明玻璃安裝轉(zhuǎn)動方式開關(guān)透明玻璃門。
權(quán)利要求1.一種線路板制作機，包括外殼、工作臺、控制按鈕、支架、處理器、控制器、加工刀具、主軸、主軸電機、步進驅(qū)動電機、驅(qū)動電路、通訊接口、方向?qū)к壓烷_關(guān)插座，其特征是工作臺為空白線路板安裝的位置，工作臺水平安裝于支架的前下方，主軸通過固定支撐塊垂直位于工作臺上方由主軸電機驅(qū)動，加工刀具安裝在主軸下方由主軸帶動；固定支撐塊依次安裝在垂直和水平二個方向?qū)к壣?，水平方向?qū)к売芍Ъ苤危欢€方向?qū)к壏謩e由X軸步進驅(qū)動電機、Z軸步進驅(qū)動電機驅(qū)動實現(xiàn)固定支撐塊和主軸按計算機指令沿X軸左右水平運動、Z軸垂直上下方向運動，工作臺通過另一方向?qū)к壴赮軸步進驅(qū)動電機的驅(qū)動下沿Y軸前后水平運動；每個軸向運動都是通過處理器運算后對驅(qū)動電路發(fā)出指令控制步進驅(qū)動電機相應(yīng)轉(zhuǎn)動，通過同步齒輪帶動主軸或工作臺運動使加工刀具相對線路板運動；主軸電機高速旋轉(zhuǎn)，刀具沿雕刻運動線路切削線路板表面的覆銅或在指定的位置鉆孔、切邊。
2.一種線路板制作機，包括外殼、工作臺、控制按鈕、支架、處理器、控制器、加工刀具、主軸、主軸電機、步進驅(qū)動電機、驅(qū)動電路、通訊接口、方向?qū)к壓烷_關(guān)插座，其特征是工作臺為空白線路板安裝的位置，工作臺水平安裝于支架的前下方，主軸通過固定支撐塊垂直位于工作臺上方由主軸電機驅(qū)動，加工刀具安裝在主軸下方由主軸帶動；固定支撐塊在Z軸垂直方向?qū)к壣?，Z軸垂直方向?qū)к壈惭b在X軸水平方向?qū)к壣希琗軸水平方向?qū)к売蒠軸前后方向?qū)к壷?，Y軸前后方向?qū)к壸詈笥芍Ъ苤?；三個方向?qū)к壏謩e由X軸步進驅(qū)動電機、Y軸步進驅(qū)動電機、Z軸步進驅(qū)動電機驅(qū)動實現(xiàn)固定支撐塊和主軸按計算機指令沿X軸左右水平、Y軸前后水平、Z軸垂直軌道方向運動；每個軸向運動都是通過處理器運算后對驅(qū)動電路發(fā)出指令控制步進驅(qū)動電機相應(yīng)轉(zhuǎn)動，通過同步齒輪帶動主軸或工作臺運動使加工刀具相對線路板運動；主軸電機高速旋轉(zhuǎn)，刀具沿雕刻運動線路切削線路板表面的覆銅或在指定的位置鉆孔、切邊。
3.權(quán)利要求1或2所述的線路板制作機，其特征是在機器外殼主控面板上安裝有多個控制按鈕，控制按鈕與驅(qū)動電路相連，每次按控制按鈕可手動對步進驅(qū)動電機發(fā)出轉(zhuǎn)動指令，再通過同步齒輪帶動主軸或工作臺沿X軸、Y軸或Z軸運動，使加工刀具相對線路板運動；主控面板上的按鈕具有微調(diào)功能，可根據(jù)實際需要隨時調(diào)整機器的運作速度高低或運動量。
4.權(quán)利要求1或2所述的線路板制作機，其特征是在機器外殼上設(shè)置有主軸工作開關(guān)，工作換刀時可切斷主軸電源使主刀頭停轉(zhuǎn)以方便換刀；該機器還設(shè)有計算機聯(lián)機按鈕及聯(lián)機指示燈。
6.權(quán)利要求1或2所述的線路板制作機，其特征是所述的外殼為防塵隔音外殼，可隔離工作時產(chǎn)生噪聲切削線路板時產(chǎn)生的粉沫；外殼前方裝有透明玻璃門，可以看見整個線路板的制作過程；透明玻璃裝在左右滑動部件上，采用上、下導(dǎo)軌左右滑動的方式開關(guān)透明玻璃門。
7.權(quán)利要求1或2所述的線路板制作機，其特征是所述的加工刀具包括一個刃口部位有至少兩個以上臺階，尺寸依次由小變大。
8.權(quán)利要求1或2所述的線路板制作機，其特征是在線路板制作機外殼上設(shè)置總電源開關(guān)、電源插座和通訊插座，線路板制作機通過通訊插座連接計算機，接收計算機指令，向計算機反饋工作狀態(tài)。
9.權(quán)利要求1或2所述的線路板制作機，其特征是主軸及工作臺方向運動采用圓形直線導(dǎo)軌及同步傳送帶傳動，電機直接驅(qū)動，利用電子線路自動補償。
10.權(quán)利要求1或2所述的線路板制作機，其特征是線路板制作機處理器運行所包含的DK軟件直接從線路板設(shè)計圖PROTEL的PCB文件中讀出數(shù)據(jù)智能轉(zhuǎn)化為機器指令，指示線路板制作機生成雕刻路徑。
專利摘要本實用新型創(chuàng)造涉及一種線路板雕刻制作機，包括防塵隔音的外殼、控制按鈕、處理器、加工刀具、主軸、主軸電機、步進驅(qū)動電機、驅(qū)動電路、方向?qū)к壓烷_關(guān)插座等。主軸與工作臺由三個步進驅(qū)動電機帶動方向?qū)к墎眚?qū)動。每個軸向運動都是通過處理器運算后對驅(qū)動電路發(fā)出指令控制步進驅(qū)動電機實現(xiàn)。外殼主控面板上安裝有多個控制按鈕、主軸工作開關(guān)、通訊接口及聯(lián)機按鈕等，控制按鈕可實現(xiàn)對主軸加工進行微調(diào)。機器運行DK軟件直接從線路板設(shè)計圖PROTEL的PCB文件中讀出數(shù)據(jù)智能轉(zhuǎn)化為機器指令，指示線路板制作機生成雕刻路徑并直接加工。該線路板制作機成本低效率高、制作線路板的質(zhì)量好，可實現(xiàn)從線路板設(shè)計圖中讀出數(shù)據(jù)自動進行雕刻加工。
文檔編號H05K3/02GK2664342SQ20032011856
公開日2004年12月15日 申請日期2003年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月24日
發(fā)明者陳旭東, 張韶英 申請人:韶關(guān)市恒鑫科貿(mào)有限公司, 揭陽市中月電子有限公司