多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)pcb鉆的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)，包括床身，床身設(shè)有橫梁，,橫梁上設(shè)有橫梁電機(jī)固定板，且橫梁與橫梁電機(jī)固定板之間設(shè)有X軸直線電機(jī)，床身上設(shè)有多個(gè)級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)，通過(guò)級(jí)聯(lián)軸連接，級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)包括鉆孔組件以及Z軸直線電機(jī)，床身上設(shè)有Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，床身與Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)之間設(shè)有Y軸直線電機(jī)。本發(fā)明的鉆機(jī)，考慮制造成本、運(yùn)行費(fèi)用、加工性能等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)，解決了高速驅(qū)動(dòng)所帶來(lái)的高負(fù)載及高振動(dòng)的問(wèn)題，控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)間達(dá)到了最佳兼容，能夠滿足高品質(zhì)多層次的鉆孔加工要求，并通過(guò)對(duì)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，克服了多軸鉆孔加工相對(duì)單軸加工精度低，穩(wěn)定性差的工藝缺陷，使本鉆機(jī)兼顧加工效率的同時(shí)多軸加工精度進(jìn)一步提升。
【專利說(shuō)明】多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及PCB鉆機(jī)的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]PCB (Printed Circuit Board，印制線路板)是電子產(chǎn)品的載體，隨著電子產(chǎn)品向輕薄短小、高功能化、高密度化以及高可靠性方向發(fā)展，PCB制造中的關(guān)鍵設(shè)備，PCB鉆孔機(jī)也向高速、高精及高穩(wěn)定方向發(fā)展。
[0003]高精度、高速度的PCB鉆孔機(jī)是制約和影響電子制造業(yè)水平和電子信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)配套能力的重要因素，因此，對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用，將改善和提高PCB鉆孔設(shè)備機(jī)的整體性能，滿足行業(yè)日益增長(zhǎng)的中高端PCB鉆孔機(jī)的迫切需求，對(duì)提高電子制造工藝裝備技術(shù)水平和中國(guó)PCB行業(yè)高端裝備產(chǎn)品附加值以及競(jìng)爭(zhēng)力具有重要戰(zhàn)略支撐意義。
[0004]為提高效率及降低成本，PCB鉆孔機(jī)通常采用多主軸并列的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，以滿足PCB多層、高密度以及高縱橫比的發(fā)展趨勢(shì)，這也同時(shí)對(duì)機(jī)器的精度與效率提出了更高要求。
[0005]為均衡負(fù)載和節(jié)省空間，多軸級(jí)聯(lián)PCB鉆孔機(jī)一般不采用XY軸移動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)，更多采用XY軸分離設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，由X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)搭載多組Z軸級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，使得Z軸級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)總質(zhì)量與多區(qū)域工作臺(tái)總質(zhì)量接近，以便控制協(xié)調(diào)；而為了給多組Z軸級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)提供統(tǒng)一的X軸向運(yùn)動(dòng)，一般把X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)做成整體結(jié)構(gòu)。目前，國(guó)內(nèi)外采用的整體X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)形式主要有兩種:一種為整體Z軸底板級(jí)聯(lián)方式，此方式集中于日本和臺(tái)灣系列PCB鉆機(jī)，Z軸底板作為多軸運(yùn)動(dòng)載體，采用整體鑄造，整體加工的方式實(shí)現(xiàn)，此結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)為:一體加工，多軸聯(lián)動(dòng)避免了螺栓連接，運(yùn)動(dòng)平面左右位置在裝配過(guò)程中不易變形，一體裝配且用多個(gè)滑塊固定，連接剛度好，缺點(diǎn)在于:其整體鑄造，鑄造過(guò)程容易報(bào)廢，成本高且鑄造加工精度在大陸不易保證，裝配過(guò)程中精度不易調(diào)整；另一種是多塊Z軸底板通過(guò)螺桿級(jí)聯(lián)，此方式集中于歐系PCB鉆機(jī)，Z軸底板彼此獨(dú)立，通過(guò)螺桿、螺栓連接的方式實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)，此方式優(yōu)點(diǎn)在于:單塊Z軸底板加工容易保證精度；缺點(diǎn)在于:螺栓鎖緊過(guò)程中，Z軸底板和螺桿連接桿易變形，螺桿加工精度不易保證，單塊Z軸底板連接導(dǎo)致連接桿跨度大，加工成本聞。
[0006]多軸級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)PCB鉆機(jī)中，主要有四軸、六軸、七軸和八軸幾種形式，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)中應(yīng)用最多的是六軸鉆機(jī)。目前PCB鉆機(jī)存在的普遍共性問(wèn)題是，多軸打板工況下，相對(duì)于單軸打板精度不足及穩(wěn)定性差，顯然這與級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。
[0007]上述中的多軸級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)指的是將多個(gè)級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)通過(guò)級(jí)聯(lián)軸連接在一起，現(xiàn)有技術(shù)中，多個(gè)級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)都是采用單一的級(jí)聯(lián)軸彼此連接，因此，級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)越多，多軸激勵(lì)向系統(tǒng)中注入的振動(dòng)能量就越大，彼此間的干擾就增強(qiáng)，級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)作為多個(gè)振動(dòng)源的連接機(jī)構(gòu)，其自身的振動(dòng)耦合效果和吸振能力將直接影響Z軸底板的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，進(jìn)而影響Z軸鉆孔加工精度和穩(wěn)定性。目前PCB鉆機(jī)普遍存在單軸加工精度高，多軸鉆孔精度不足，穩(wěn)定性差的現(xiàn)象。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)鉆孔精度差、鉆孔效率低及穩(wěn)定度差的問(wèn)題。
[0009]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)，包括床身，所述床身上端設(shè)有沿水平方向延伸布置的橫梁，所述橫梁上設(shè)有橫梁電機(jī)固定板，且所述橫梁與所述橫梁電機(jī)固定板之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)所述橫梁電機(jī)固定板沿水平方向直線移動(dòng)的X軸直線電機(jī)，所述床身上設(shè)有多個(gè)級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)，所述橫梁電機(jī)固定板及多個(gè)所述級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)沿水平方向呈直線布置，且相鄰的所述級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)之間及所述橫梁電機(jī)固定板與其兩側(cè)的所述級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)之間通過(guò)級(jí)聯(lián)軸連接，所述級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)包括可對(duì)PCB鉆孔的鉆孔組件以及驅(qū)動(dòng)所述鉆孔組件沿豎直方向移動(dòng)的Z軸直線電機(jī)，所述床身上設(shè)有用于放置PCB的Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位于所述級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)下方，且所述床身與所述Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)所述Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沿垂直方向移動(dòng)的Y軸直線電機(jī)。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的PCB鉆機(jī)的三軸通過(guò)全直線電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)移動(dòng)，可大大提高鉆孔效率，且級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)之間、橫梁電機(jī)固定板與其兩側(cè)的級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)之間分別通過(guò)級(jí)聯(lián)軸連接，也就是將級(jí)聯(lián)軸進(jìn)行多段拆分，這樣，起到隔阻振動(dòng)的作用，減少級(jí)聯(lián)軸的撓度變形，以及提供級(jí)聯(lián)軸的剛度，從而大大提高了鉆機(jī)鉆孔精度及穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)的立體示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的橫梁電機(jī)固定板與多個(gè)級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)連接的立體示意圖；
[0013]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的橫梁電機(jī)固定板與X軸直線電機(jī)配合的立體示意圖；
[0014]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的立體示意圖；
[0015]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與Y軸直線電機(jī)配合的立體示意圖；
[0016]圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)的立體示意圖；
[0017]圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的鉆孔組件的立體示意圖；
[0018]圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的底板的立體示意圖；
[0019]圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的級(jí)聯(lián)軸的立體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]以下結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0022]如圖1?9所示，為本發(fā)明提供的一較佳實(shí)施例。
[0023]參照?qǐng)D1?圖2所示，本實(shí)施例提供的多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)1，可以同時(shí)對(duì)多塊PCB進(jìn)行鉆孔操作，其包括床身10，該床身10上設(shè)置有橫梁11，該橫梁11沿水平方向(圖示X方向)條狀布置，通過(guò)橫梁底座17是安裝在床身10上的，橫梁底座17可以是與床身10 —體成型，橫梁11附有級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，橫梁11上設(shè)有橫梁電機(jī)固定板14，級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)以橫梁電機(jī)固定板14為載體，且橫梁電機(jī)固定板14與橫梁11之間設(shè)有X軸直線電機(jī)，由該X軸直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以使得橫梁電機(jī)固定板14沿著橫梁11的水平方向做直線移動(dòng)；床身10上設(shè)有多個(gè)級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12，該多個(gè)級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12與橫梁電機(jī)固定板14沿水平方向相間布置，成直線狀布置，且相鄰的級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12之間，以及橫梁電機(jī)固定板14與其兩側(cè)的級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12分別通過(guò)級(jí)聯(lián)軸15連接，使得橫梁電機(jī)固定板14以及多個(gè)級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12之間形成“多軸級(jí)聯(lián)”的結(jié)構(gòu)方式。
[0024]進(jìn)一步參見(jiàn)圖6?圖7，上述的級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12包括有Y軸直線電機(jī)以及鉆孔組件，該鉆孔組件用于對(duì)PCB進(jìn)行鉆孔操作，其中具有鉆孔刀具125，利用該鉆孔刀具125的高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)PCB的鉆孔，Y軸直線電機(jī)可以驅(qū)動(dòng)上述的鉆孔組件在豎直方向(圖示Z方向)上下移動(dòng)，從而使得鉆孔刀具125對(duì)PCB的鉆孔操作，根據(jù)鉆孔刀具125的移動(dòng)距離，可以控制對(duì)PCB鉆的孔是盲孔還是通孔。
[0025]參照?qǐng)D1?圖5，上述床身10上設(shè)置有Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)13，該Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)13位于多個(gè)級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12下方，且其上可以用于固定PCB，且Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)13與床身10通過(guò)床身電機(jī)固定板136設(shè)有Y直線電機(jī)，在該Y直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，整個(gè)Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)13可以沿著垂直方向(圖示Y方向)移動(dòng)，從而也帶動(dòng)其上的多個(gè)PCB移動(dòng)。
[0026]這樣，上述的多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)I在運(yùn)作的過(guò)程中，Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)13沿著垂直方向移動(dòng)，橫梁電機(jī)固定板14帶著多個(gè)級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12沿著水平方向移動(dòng)，且級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12中的鉆孔組件也沿著豎直方向移動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)PCB鉆孔操作。當(dāng)然，在實(shí)際操作中，上述多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)I的Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)13、橫梁電機(jī)固定板14及級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12分別在三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)是具有一定的運(yùn)動(dòng)時(shí)序的，由多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)I的控制系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)控制，當(dāng)然，對(duì)于三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)控制可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行時(shí)序優(yōu)化，其也大大影響該多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)I的鉆孔效率。
[0027]在上述的PCB鉆機(jī)I中，其可以實(shí)現(xiàn)三軸方向的移動(dòng)，即水平方向、垂直方向以及豎直方向，且在該三軸方向上，分別采用X軸直線電機(jī)、Y軸直線電機(jī)以及Z軸直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，也就是三軸全直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)，這樣，可以大大提高鉆孔效率，直線電機(jī)的峰值進(jìn)給速度可比“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠”高2倍以上，加速度可達(dá)2g?10g，傳動(dòng)剛度提高數(shù)倍，由于PCB鉆機(jī)I的特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)行程短且頻繁起停，所以高速準(zhǔn)確定位是高效加工的基礎(chǔ)，因此，采用三軸全直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的形式，采取三軸直驅(qū)的模式，可大幅提升鉆機(jī)I的高效率鉆孔能力。
[0028]另外，上述的相鄰級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12之間以及橫梁電機(jī)固定板14與其兩側(cè)的級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12之間分別通過(guò)級(jí)聯(lián)軸15連接，也就是采用了級(jí)聯(lián)軸15拆分的方式連接，不再是整個(gè)級(jí)聯(lián)軸15連接全部級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12及橫梁電機(jī)固定板14，其具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0029]I)、使得級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12在豎直方向運(yùn)動(dòng)的剛度不再耦合，從而起到振動(dòng)隔阻的作用，使得振動(dòng)源間互為激勵(lì)的效果減弱；
[0030]2)、級(jí)聯(lián)軸15拆分，可以使得受沖擊時(shí)，級(jí)聯(lián)軸15的撓度變形小，振動(dòng)能量?。?br> [0031]3)、級(jí)聯(lián)軸15拆分，其熱變形影響減弱，且易于裝配，提高加工精度；
[0032]4)、級(jí)聯(lián)軸15拆分，使得單個(gè)級(jí)聯(lián)軸15的剛度增強(qiáng)，滿足高速運(yùn)動(dòng)下所需要的剛度要求。
[0033]本實(shí)施例中，橫梁11的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有X軸副導(dǎo)軌112，該X軸副導(dǎo)軌112沿水平方向延伸布置，橫梁電機(jī)固定板14連接在該X軸副導(dǎo)軌112上，且可以沿著該X軸副導(dǎo)軌112移動(dòng)。X軸直線電機(jī)包括X軸定子模塊143以及X軸動(dòng)子模塊144，該X軸定子模塊143固定在橫梁11的內(nèi)側(cè)面上，且沿水平方向延伸布置，X軸動(dòng)子模塊144則固定在橫梁電機(jī)固定板14的背部，從而依靠X軸動(dòng)子模塊144與X軸定子模塊143之間產(chǎn)生的切向力，驅(qū)動(dòng)橫梁電機(jī)固定板14沿著X軸副導(dǎo)軌112直線移動(dòng)，從而也實(shí)現(xiàn)橫梁電機(jī)固定板14沿水平方向移動(dòng)的效果。
[0034]具體地，上述的X軸副導(dǎo)軌112設(shè)置一條，當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際實(shí)際需要，也可以設(shè)置多條平行相間布置的X軸副導(dǎo)軌112。
[0035]當(dāng)然，隨著橫梁電機(jī)固定板14的移動(dòng)，橫梁11的內(nèi)側(cè)面上還設(shè)有沿水平方向延伸的X軸主導(dǎo)軌111，各級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12分別連接在該X軸主導(dǎo)軌111上，且隨著橫梁電機(jī)固定板14的移動(dòng)，其也可以沿著X軸主導(dǎo)軌111移動(dòng)，X軸主導(dǎo)軌111為級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12的主要支撐，級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12所包含的大量滑塊的力學(xué)分散效果，可以確保其在移動(dòng)過(guò)程中在六維方向具有足夠的連接剛度。
[0036]橫梁11的內(nèi)表面上分別設(shè)置了 X軸主導(dǎo)軌111以及X軸副導(dǎo)軌112，一方面，提供水平方向的滑動(dòng)連接；另一方面，可以分散整個(gè)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的受力，提高了六維方向的連接剛度。
[0037]具體地，本實(shí)施例中的X軸主導(dǎo)軌111設(shè)置有兩條，其分別位于X軸副導(dǎo)軌112的上方及下方，兩X軸主導(dǎo)軌111和X軸副導(dǎo)軌112三者之間相間平行布置,橫梁電機(jī)固定板14連接在X軸副導(dǎo)軌112上，其下端還連接在一 X軸主導(dǎo)軌111上，即位于X軸副導(dǎo)軌112的下方的X軸主導(dǎo)軌111上。
[0038]本實(shí)施例中，由于橫梁電機(jī)固定板14的兩側(cè)分別連接有級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12，該橫梁電機(jī)固定板14呈對(duì)稱狀，當(dāng)然，也可以是其它形式的設(shè)置，并不僅限制于本實(shí)施例。
[0039]橫梁電機(jī)固定板14的兩側(cè)分別設(shè)有用于連接級(jí)聯(lián)軸15的第一級(jí)聯(lián)孔141，級(jí)聯(lián)軸15的一端插設(shè)在該第一級(jí)聯(lián)孔141中，且級(jí)聯(lián)軸15與第一級(jí)聯(lián)孔141的連接處設(shè)置有墊圈，并通過(guò)鎖緊螺母16連接，使得級(jí)聯(lián)軸15與橫梁電機(jī)固定板14穩(wěn)固的連接在一起。
[0040]具體地，參照?qǐng)D9，級(jí)聯(lián)軸15的外周包裹有包覆層16，該包覆層16為減振材料制成，例如硬質(zhì)橡膠等，這樣，利用橡膠材料的粘彈性，可以給級(jí)聯(lián)軸15提供振動(dòng)屏蔽，利用其不可壓縮性弱化外部環(huán)境因素產(chǎn)生的熱變形等影響。
[0041]一般情況下，包覆層16通過(guò)澆筑拔模方式制成其空心結(jié)構(gòu)，然后在通過(guò)粘合膠，將其包覆在級(jí)聯(lián)軸15的外周上。包覆層16側(cè)壁的厚度可以根據(jù)級(jí)聯(lián)軸15的直徑尺寸而定，其一般是級(jí)聯(lián)軸15的直徑的1/3。
[0042]本實(shí)施例中，Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)13呈直條板狀多筋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)采用拓?fù)鋬?yōu)化使其滿足動(dòng)態(tài)剛度強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求，且沿水平方向延伸布置，床身10上設(shè)置有Y軸主導(dǎo)軌，該Y軸主導(dǎo)軌沿垂直方向延伸布置，且Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)13下設(shè)有上述的Y軸直線電機(jī)，該Y軸直線電機(jī)可以驅(qū)動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)13沿著Y軸主導(dǎo)軌移動(dòng)，也就是沿著垂直方向移動(dòng)。
[0043]具體地，Y軸直線電機(jī)包括Y軸定子模塊138以及Y軸動(dòng)子模塊137，Y軸定子模塊138固定在床身10上，且沿垂直方向延伸布置，Y軸動(dòng)子模塊137固定在Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)13的下表面上，這樣，由Y軸定子模塊138與Y軸動(dòng)子模塊137之間產(chǎn)生的切向力，驅(qū)動(dòng)Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)13在Y軸主導(dǎo)軌上移動(dòng)，也就是沿著垂直方向移動(dòng)。[0044]上述的Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)13下表面上固定有上述的床身電機(jī)固定板136，Y軸動(dòng)子模塊137固定在床身電機(jī)固定板136下，且與Y軸定子模塊138之間具有間隙。
[0045]上述的Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)13上表面上鋪設(shè)有多個(gè)蓋板131和氣夾132，多個(gè)蓋板131相間布置，氣夾132則位于兩相鄰的蓋板131之間，PCB則直接放置平臺(tái)蓋板131和氣夾132上，覆蓋了蓋板131以及氣夾132。利用該平臺(tái)氣夾132，可以使得PCB固定，即使隨著Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)13的移動(dòng)，PCB與平臺(tái)蓋板131和氣夾132之間的位置關(guān)系也不會(huì)改變，即不會(huì)相對(duì)于Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)13移動(dòng)。
[0046]Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)13的床身電機(jī)固定板136的下表面還設(shè)有第一滑塊130，該第一滑塊130與Y軸主導(dǎo)軌配合，并可在Y軸主導(dǎo)軌上滑動(dòng)。
[0047]具體地，上述的床身10上設(shè)有兩個(gè)平行相間的Y軸主導(dǎo)軌，相對(duì)應(yīng)地，床身電機(jī)固定板136的下表面則設(shè)有兩個(gè)第一滑塊130。
[0048]為了保證Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)13移動(dòng)的平穩(wěn)性，避免出現(xiàn)懸臂結(jié)構(gòu)以保證形成足夠的連接剛度，在床身10上還設(shè)有兩個(gè)Y軸副導(dǎo)軌，該兩個(gè)Y軸副導(dǎo)軌分別位于Y軸主導(dǎo)軌的兩側(cè)；相對(duì)應(yīng)地，Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的下表面設(shè)有轉(zhuǎn)接塊，轉(zhuǎn)接塊下部設(shè)有第二滑塊135與該Y軸副導(dǎo)軌配合。
[0049]上述的轉(zhuǎn)接塊用于保證其與床身電機(jī)固定板136的第一滑塊130等高，第二滑塊135的床身10兩側(cè)的Y軸副導(dǎo)軌滑動(dòng)連接。
[0050]本實(shí)施例中，第一滑塊130分別設(shè)有六個(gè),分別是單側(cè)三個(gè),雙側(cè)一共六個(gè),第二滑塊135則設(shè)有四個(gè)，分別是單側(cè)兩個(gè)，雙側(cè)一共是四個(gè)，當(dāng)然，第一滑塊130與第二滑塊135的數(shù)量可視實(shí)際設(shè)計(jì)情況而定。
[0051]級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12包括底板121、主軸夾123以及上述的鉆孔組件，該底板121連接在橫梁11的X軸主導(dǎo)軌111上，隨著橫梁電機(jī)固定板14沿著水平方向移動(dòng)，該底板121也沿著X軸主導(dǎo)軌111直線移動(dòng)。
[0052]具體地，底板121背部的上下端分別設(shè)有第三滑塊127，該第三滑塊127分別連接在兩X軸主導(dǎo)軌111上。底板121背部的上端設(shè)有一個(gè)第三滑塊127，下端設(shè)有兩個(gè)并列的第三滑塊127。
[0053]底板121上設(shè)有沿豎直方向延伸的Z軸導(dǎo)軌122，主軸夾123連接在該Z軸導(dǎo)軌122上，且底板121與主軸夾123之間設(shè)有上述的Z軸直線電機(jī)，該Z軸直線電機(jī)可以驅(qū)動(dòng)主軸夾123沿著Z軸導(dǎo)軌122移動(dòng)；鉆孔組件固定在主軸夾123上，其包括電主軸124、鉆孔刀具125以及吸屑罩128，電主軸124可以驅(qū)動(dòng)鉆孔刀具125轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得轉(zhuǎn)動(dòng)的鉆孔刀具125可以對(duì)PCB進(jìn)行鉆孔操作，吸屑罩128用于及時(shí)排走鉆孔時(shí)產(chǎn)生的鉆屑，電主軸124固定在主軸夾123上，鉆孔刀具125通過(guò)夾具連接在電主軸124上，且呈豎直狀布置。
[0054]具體地，上述的Z軸直線電機(jī)包括固定在底板121上的Z軸定子模塊126以及連接在主軸夾123背部的Z軸動(dòng)子模塊，Z軸定子模塊126沿豎直方向延伸布置，Z軸動(dòng)子模塊與Z軸定子模塊126之間產(chǎn)生切向力，該切向力可以使得主軸夾123沿著Z軸導(dǎo)軌122移動(dòng)。
[0055]為了使得底板121可以與級(jí)聯(lián)軸15連接，上述的底板121的兩側(cè)分別設(shè)有第二級(jí)聯(lián)孔1211，級(jí)聯(lián)軸15的一端插設(shè)在該第二級(jí)聯(lián)孔1211中，且連接處設(shè)置有墊圈以及鎖緊螺母16，利用鎖緊螺母16使得級(jí)聯(lián)軸15與第二級(jí)聯(lián)孔1211之間連接穩(wěn)固。[0056]本實(shí)施例中，級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12設(shè)置有六個(gè)，也就是六軸級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，具體地，在本實(shí)施例中，橫梁電機(jī)固定板14的一側(cè)分布有三個(gè)級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12，另一側(cè)分布有兩個(gè)級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12，橫梁電機(jī)固定板14的相應(yīng)位置上也有一個(gè)級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12。橫梁電機(jī)固定板14與相應(yīng)位置的級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12是獨(dú)立的，橫梁電機(jī)固定板14除了分別與X軸主導(dǎo)軌111及X軸副導(dǎo)軌112連接外，只與雙側(cè)級(jí)聯(lián)軸連接，與相應(yīng)位置上的級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12沒(méi)有連接，此位置的級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12與其他位置的級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12連接方式相同。當(dāng)然，本實(shí)施例中的設(shè)置并不是唯一的設(shè)置方式，根據(jù)實(shí)際需要，還可以設(shè)置其他多種形式?；蛘咭部梢允撬妮S級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)等等。
[0057]當(dāng)然，橫梁電機(jī)固定板14只是起到連接四個(gè)級(jí)聯(lián)軸15的作用，其與級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)12的位置關(guān)系可以根據(jù)實(shí)際裝配、級(jí)聯(lián)軸長(zhǎng)度、加工需要以及裝配工藝等需求進(jìn)行設(shè)置，并不只限制在上述的例子。
[0058]上述的PCB鉆機(jī)I中，其一切操作都有控制中心進(jìn)行控制，由控制系統(tǒng)控制X軸直線電機(jī)、Y軸直線電機(jī)以及Z軸直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)分別在水平方向、垂直方向以及豎直方向上的高速，高精，高穩(wěn)定性運(yùn)動(dòng)。
[0059]本實(shí)施例提供的多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)1，全面考慮制造成本、運(yùn)行費(fèi)用、加工性能等綜合因素進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，解決了高速驅(qū)動(dòng)所帶來(lái)的高負(fù)載及高振動(dòng)的問(wèn)題，控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)間達(dá)到了最佳兼容。目前，整機(jī)結(jié)構(gòu)形式和三軸全直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式的整體架構(gòu)更趨完善，能夠滿足高品質(zhì)多層次的鉆孔加工要求，并通過(guò)對(duì)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，克服了多軸鉆孔加工相對(duì)單軸加工精度低，穩(wěn)定性差的工藝缺陷，使本鉆機(jī)I兼顧加工效率的同時(shí)多軸加工精度進(jìn)一步提升。
[0060]本實(shí)施例中的多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)I，在小孔加工能力、加工精度和速度等方面都達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，機(jī)械鉆機(jī)I可實(shí)現(xiàn)0.1mm?6.35mm孔徑全范圍鉆孔,最大加工范圍530mmX660mmX6,小孔加工速度可達(dá)500孔/min,鉆孔精度±25um,定位精度±5um,重復(fù)定位精度±2.5um ;實(shí)際鉆孔加工中，三軸直驅(qū)水平方向的最大進(jìn)給速度為75m/min,最大加速度1.4g,垂直方向的最大進(jìn)給速度為75m/min,最大加速度1.4g,豎直方向的最大速度為50m/min，最大加速度4.5g ;真正實(shí)現(xiàn)了高速、高精，高效率鉆孔加工。
[0061]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)，其特征在于，包括床身，所述床身上端設(shè)有沿水平方向延伸布置的橫梁，所述橫梁上設(shè)有橫梁電機(jī)固定板，且所述橫梁與所述橫梁電機(jī)固定板之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)所述橫梁電機(jī)固定板沿水平方向直線移動(dòng)的X軸直線電機(jī)，所述床身上設(shè)有多個(gè)級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)，所述橫梁電機(jī)固定板及多個(gè)所述級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)沿水平方向呈直線布置，且相鄰的所述級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)之間及所述橫梁電機(jī)固定板與其兩側(cè)的所述級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)之間通過(guò)級(jí)聯(lián)軸連接，所述級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)包括可對(duì)PCB鉆孔的鉆孔組件以及驅(qū)動(dòng)所述鉆孔組件沿豎直方向移動(dòng)的Z軸直線電機(jī)，所述床身上設(shè)有用于放置PCB的Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位于所述級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)下方，且所述床身與所述Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)之間設(shè)有驅(qū)動(dòng)所述Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沿垂直方向移動(dòng)的Y軸直線電機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)，其特征在于，所述級(jí)聯(lián)軸外周包覆有減振材料制成的包覆層。
3.如權(quán)利要求2所述的多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)，其特征在于，所述級(jí)聯(lián)軸為圓軸，所述包覆層的厚度大于所述級(jí)聯(lián)軸的直徑的三分之一。
4.如權(quán)利要求1比3任一項(xiàng)所述的多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)，其特征在于，所述橫梁的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有兩平行布置的X軸主導(dǎo)軌，兩X軸主導(dǎo)軌之間設(shè)有X軸副導(dǎo)軌，所述X軸主導(dǎo)軌及所述X軸副導(dǎo)軌分別沿水平方向延伸布置，所述橫梁電機(jī)固定板分別連接于所述X軸主導(dǎo)軌和X軸副導(dǎo)軌，所述X軸直線電機(jī)包括設(shè)于所述橫梁內(nèi)側(cè)面上的X軸定子模塊以及設(shè)于所述橫梁電機(jī)固定板背部的X軸動(dòng)子模塊，所述橫梁電機(jī)固定板兩側(cè)分別設(shè)有用于連接所述級(jí)聯(lián)軸的第一級(jí)聯(lián)孔。
5.如權(quán)利要求1比3任一項(xiàng)所述的多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)，其特征在于，所述Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)呈長(zhǎng)條狀，其上 設(shè)有多筋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其上設(shè)有用于放置PCB的平臺(tái)蓋板，所述床身上端設(shè)有沿垂直方向延伸的Y軸主導(dǎo)軌，所述Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)連接于所述Y軸主導(dǎo)軌，所述Y軸直線電機(jī)包括設(shè)于所述床身上端的Y軸定子模塊以及設(shè)于所述Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)下表面的Y軸動(dòng)子模塊。
6.如權(quán)利要求5所述的多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)，其特征在于，所述Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上表面還設(shè)有用于固定PCB的平臺(tái)氣夾。
7.如權(quán)利要求1比3任一項(xiàng)所述的多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)，其特征在于，所述級(jí)聯(lián)鉆孔結(jié)構(gòu)包括底板、主軸夾以及所述的鉆孔組件，所述底板連接于所述X軸主導(dǎo)軌，側(cè)邊連接于所述級(jí)聯(lián)軸，所述底板外表面設(shè)有沿豎直方向延伸布置的Z軸導(dǎo)軌，所述主軸夾通過(guò)滑塊連接于所述Z軸導(dǎo)軌，所述Z軸直線電機(jī)包括固定于所述底板外表面的Z軸定子模塊以及設(shè)于所述主軸夾背部的Z軸動(dòng)子模塊，所述鉆孔組件包括固定于所述主軸夾的電主軸以及由所述電主軸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的鉆孔刀具。
8.如權(quán)利要求7所述的多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)，其特征在于，所述底板兩側(cè)分別設(shè)有供所述級(jí)聯(lián)軸插設(shè)的第二級(jí)聯(lián)孔。
9.如權(quán)利要求5所述的多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)，其特征在于，所述Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)下表面的中間位置設(shè)有床身電機(jī)固定板，所述床身電機(jī)固定板的下表面設(shè)有與所述Y軸主導(dǎo)軌配合的第一滑塊。
10.如權(quán)利要求9所述的多軸級(jí)聯(lián)直驅(qū)PCB鉆機(jī)，其特征在于，所述床身上端設(shè)有多個(gè)沿垂直方向延伸的Y軸副導(dǎo)軌，多個(gè)所述Y軸副導(dǎo)軌分別位于所述Y軸主導(dǎo)軌的兩側(cè)，所述Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)兩側(cè)下表面的分別設(shè)有轉(zhuǎn)接塊，所述轉(zhuǎn)接塊下設(shè)有與所述Y軸副導(dǎo)軌配合的第二滑 塊。
【文檔編號(hào)】B26D5/08GK103921314SQ201310012934
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月14日
【發(fā)明者】鄒海天, 楊朝輝, 宋福民, 黎勇軍, 王星, 朱加坤, 寇煉, 肖河, 高云峰 申請(qǐng)人:深圳市大族激光科技股份有限公司, 深圳市大族數(shù)控科技有限公司