一种PCB孔加工测试平台的制作方法

本发明属于PCB加工技术领域，具体涉及一种PCB孔加工测试平台。

背景技术：

随着电子信息产业的快速发展，印制电路板（PCB）作为电子信息产业的基础零部件，呈现出高频高速化，轻薄小型、高密度多层化的趋势，使PCB具有结构复杂、硬度高、板材厚径比大等特点，给作为PCB制造三大工艺之一的钻孔加工带来更大挑战：板材结构复杂要求钻孔工艺需融入更多的新方法；板材硬度过高导致钻削力过大，易导致钻针磨损严重甚至断针；微孔厚径比的提高会为深孔钻带来难度。面对这些挑战，对高端PCB钻孔工艺进行深入的实验性研究是很有必要的。

目前，对高端PCB钻孔工艺的测试主要采用钻针磨损、毛刺、钻污、孔位精度等孔质量来评价钻孔工艺，利用实验结果表观地验证试验条件是否满足要求，该类实验对新产品、新工艺的试验需大量的实验验证，开发成本高且效率慢。本发明团队采用了钻削力测试系统、扭矩测试系统、感温试纸等探索钻削过程轴向力、扭矩及钻削温度的变化特点，结合材料特性，将评价指标量化，提高开发效率、降低研发成本。

由于传统的PCB数控钻床安装主轴的横梁离工作台面高度较低，一般情况下，主轴处于最高位置时，钻尖与工作台面距离不超过50mm，无法满足安装钻削力测试系统及扭矩测试系统所需高度。因此发明一种PCB钻削测试平台，无需抬高横梁，在保证机床稳定性的前提下进行钻削力和扭矩的测试。

目前对高端PCB钻孔原理性研究不足，缺乏针对力、温度等直接影响钻孔工艺的因素去试验及分析高端PCB钻孔工艺的可行性。另一方面考虑到PCB数控钻机的精度及稳定性设计，横梁不易过高，使平台无法实现轴向力、扭矩测试仪器的安装测试。现发明一种PCB钻削测试平台，无需抬高横梁，在保证机床稳定性的前提下进行钻削力和扭矩的测试。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出一种PCB孔加工测试平台，以解决现有PCB钻孔平台无法实现轴向力、扭矩等测试的问题。在保证机床稳定性的前提下，使钻削力测试系统及扭矩测试系统可安装于PCB钻削平台上，同时平台具有可适应性，能在一定范围内适应不同高度的传感器。

本发明的技术方案为：一种PCB孔加工测试平台,包括工作平台、工作台板、安装板、调高机构、传感器，其特征在于，所述工作平台设有安装槽，所述安装槽上对称设有定位突块，所述定位突块将所述安装槽分为上安装区域和下安装区域；所述工作台板设于所述上安装区域中，所述工作台板与所述定位突块配合连接；所述下安装区域设有调高机构，所述安装板上方设有安装板，所述安装板构上方设有传感器。

本发明中，可通过两种方式实现PCB孔加工测试平台的组装，第一种方式是采用工作台板安装于安装槽中与定位突块配合连接，通过工作台板作为PCB孔加工测试平台；另一种方式是通过在安装槽底部设置调高机构，将安装板和传感器设于调高机构上方，配合安装板的厚度以及传感器的大小，将传感器的上表面与工作平台上方的水平面一致，作为PCB孔加工测试平台，此时可以通过传感器的位移模量，准确测量出PCB孔加工的相关参数，进而针对力、温度等直接影响钻孔工艺的因素去试验及分析高端PCB钻孔工艺的可行性，并在另一方面充分考虑到PCB数控钻机的精度及稳定性设计，横梁不易过高，使平台能够实现轴向力、扭矩测试仪器的安装测试。

进一步的，所述工作台板包括板体、以及由板体表面一体延伸的凸板组成，所述工作台板的水平截面呈倒“凸”形。

进一步的，所述工作台板的板体两侧与所述安装槽的内壁相抵。

进一步的，所述工作台板的凸板两侧与所述定位突块相抵。

进一步的，所述定位突块的水平长度为所述工作台板板体水平长度的1/9-1/6。

进一步的，所述安装板、调高机构、传感器设于所述定位突块之间的区域。

进一步的，所述调高机构为调高板。

进一步的，所述调高机构为微动平台，所述微动平台包括动平台、静平台和连接于动平台与静平台之间的四条支链，每条支链均包括一个连杆，连杆的一端通过圆柱铰与动平台连接，连杆另一端与弹性件的一侧连接，弹性件的另一侧通过驱动器与静平台固接，四个连杆的几何轴线互相平行。特别的，所述动台面的水平截面为勒洛三角形。特别的，所述弹性件为弹簧、弹性块等任一现有技术。

进一步的，所述连杆与弹性件连接处设有上磁体层；所述驱动器与弹性件的连接处设有下磁体层。所述磁体层为永磁体层。

进一步的，所述上磁体层与下磁体层的磁性相斥。

本发明中，所述调高机构可采用简单的调高块，或者精度更高的微动平台实现加工高度的调节，采用柔性铰链作为传动链，通过弹性件和圆柱铰的变形实现机构的运动，可以实现高精度的定位要求；采用并联微动机构，增强了微动平台的刚度和承载能力，满足高承载力下精密加工与定位的要求。同时，采用磁性相斥的上磁体层与下磁体层设置于弹性件之间，可以协同缓冲微动平台受力产生的震动，提高整体加工测试平台的稳定性。

本发明的有益效果在于：通过在工作台上设置安装槽以供传感器等测试仪器安装，同时在安装槽上对称设置的两个定位突块供工作板安装，实现在不影响机床稳定性的情况下可进行高端PCB钻孔原理性实验，实现适应不同类型测试仪器的安装测试，同时实现正常加工与原理性实验加工的可切换。通过该PCB孔加工测试平台，可很大程度上缩短高端PCB钻孔工艺的开发时间，从而更好适应高速发展的通讯电子行业。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为本发明的局部结构示意图；

图5为本发明的局部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明提出一种PCB孔加工测试平台，包括工作台1、工作台板2、主转轴3、调高机构4、安装板5、传感器6、加工板材7、垫板8。

所述工作平台1设有安装槽11，所述安装槽11上对称设有定位突块12，所述定位突块将所述安装槽分为上安装区域111和下安装区域112；所述工作台板2设于所述上安装区域111中，所述工作台板与所述定位突块12配合连接；所述下安装区域112设有调高机构4，所述调高机构上方设有安装板5，所述安装板上方设有传感器6。所述加工板材7通过垫板8放置在工作台板2或传感器6上方，由所述工作台板或传感器与主转轴3处于同一中轴线并进行加工。

所述调高机构4用于调整传感器顶面与钻尖距离，可根据传感器及板材高度进行选择不同厚度的调高板进行调整。

所述传感器6均有搭配对应的传感器安装板。

所述传感器6为钻削力测试系统或扭矩测试系统等适用于PCB钻孔测试的测试仪器。

本发明中，可通过两种方式实现PCB孔加工测试平台的组装，第一种方式是采用工作台板安装于安装槽中与定位突块配合连接，通过工作台板作为PCB孔加工测试平台；另一种方式是通过在安装槽底部设置安装板，将调高机构和传感器设于安装板上方，配合安装版的厚度以及传感器的大小，将传感器的上表面与工作平台上方的水平面一致，作为PCB孔加工测试平台，此时可以通过传感器的位移模量，准确测量出PCB孔加工的相关参数，进而针对力、温度等直接影响钻孔工艺的因素去试验及分析高端PCB钻孔工艺的可行性，并在另一方面充分考虑到PCB数控钻机的精度及稳定性设计，横梁不易过高，使平台能够实现轴向力、扭矩测试仪器的安装测试。

进一步的，所述工作台板2包括板体21、以及由板体表面一体延伸的凸板22组成，所述工作台板的水平截面呈倒“凸”形。

进一步的，所述工作台板的板体21两侧与所述安装槽11的内壁相抵。

进一步的，所述工作台板的凸板22两侧与所述定位突块12相抵。

进一步的，所述定位突块12的水平长度为所述工作台板板体21水平长度的1/9-1/6。

进一步的，所述安装板5、调高机构4、传感器6设于所述定位突块12之间的区域。

进一步的，所述调高机构4为调高板。

进一步的，所述调高机构4为微动平台，所述微动平台包括动平台41、静平台46和连接于动平台与静平台之间的四条支链，每条支链均包括一个连杆43，连杆的一端通过圆柱铰42与动平台41连接，连杆43另一端与弹性件44的一侧连接，弹性件44的另一侧通过驱动器45与静平台46固接，四个连杆的几何轴线互相平行。特别的，所述动平台41的水平截面为勒洛三角形。特别的，所述弹性件44为弹簧、弹性块等任一现有技术。

进一步的，所述连杆与弹性件连接处设有上磁体层431；所述驱动器与弹性件的连接处设有下磁体层451。所述磁体层为永磁体层。

进一步的，所述上磁体层431与下磁体层451的磁性相斥。

本发明中，所述调高机构可采用简单的调高块，或者精度更高的微动平台实现加工高度的调节，采用柔性铰链作为传动链，通过弹性件和圆柱铰的变形实现机构的运动，可以实现高精度的定位要求；采用并联微动机构，增强了微动平台的刚度和承载能力，满足高承载力下精密加工与定位的要求。同时，采用磁性相斥的上磁体层与下磁体层设置于弹性件之间，可以协同缓冲微动平台受力产生的震动，提高整体加工测试平台的稳定性。

本发明的有益效果在于：通过在工作台上设置安装槽以供传感器等测试仪器安装，同时在安装槽上对称设置的两个定位突块供工作板安装，实现在不影响机床稳定性的情况下可进行高端PCB钻孔原理性实验，实现适应不同类型测试仪器的安装测试，同时实现正常加工与原理性实验加工的可切换。通过该PCB孔加工测试平台，可很大程度上缩短高端PCB钻孔工艺的开发时间，从而更好适应高速发展的通讯电子行业。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过任一现有技术实现。