PCB板压装检测装置的设计
目录
引言 1
一、 PCB板的简介 2
（一） PCB板的由来 2
（二） PCB板的分类 2
（三） PCB板的优点 2
二、PCB板压装装置的设计概念 3
（一） PCB板压装装置的设计原理 3
（二） PCB板压装装置的设计要求 4
三、PCB板压装装置各部分 4
（一） PCB板和板套的模具 4
（二） 旋转工位 5
（三） 抓取工位 6
（四） 压装工位 7
（五） 检查搬运工位 8
（六） 除尘工位 9
四、主要动力控制装置的选型 10
（一） 气缸的选型 10
（二） 电缸的选型 10
（三） 电磁阀的选型 11
五、常见故障及维修 11
六、部分PLC控制程序 12
总结 14
致谢 15
参考文献 16
引言
进入21世纪，科技的不断发展，各种制造技术都将不如自动化，这不仅节约了成本提高了生产效率，而且提高了生产中的安全性。
PCB板压装检测装置是按客户要求将PCB板与板套压装在一起而设计的一种机器。人工的压装不仅浪费人力、浪费时间。PCB板的精密性要求非常高，人工的压装很容易造成PCB板的损坏。而通过机器的压装不但减少的人力，更加减少了PCB板在压装过程中造成的损坏。
一、PCB板的简介
（一）PCB板的由来
印制线路板（如图1-1所示）常使用英文缩写PCB（Printed circuit board）是以一块绝缘板作作为载体，将它切割成一 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
定的大小，在上面印制上导电图形，并在各条导电线上钻上小孔，比如说元件孔；在板的其他位置可以打上几个固定孔。导电线上的小孔可用来安装电子元器件，实现同条线上的元器件的连接（相当于用导线连接各个元器件）。
图1-1 PCB板
（二）PCB板的分类
1、单面板
单面板（Single-sided）是最早期常见的印制线路板。它是将元器件集中在一面上，导线集中在另一面上。由于这个线路板的导线在一面上，所以必须各自有各自的路径，布线间不能交叉，防止短路。这种线路板不怎么实用。
2、双面板
双面板可布置双面的导线，通过导孔连接两面的导线的相连。它解决了单面板布线交错的难点，适用于比较复杂的电路上。
3、多层板
多层板是可在里面装一块双面板，然后在双面板两面各装一快单面板；也可在里面装两块双面板，然后在两面各装一块单面板的印制线路板。它增加了布线的面积。
（三）PCB板的优点
1、可维护性：在PCB板发生故障时可快速的进行维修让它恢复工作。
2、高可靠性：PCB板可长期有效可靠的工作。
3、可生产性：通过自动化机器可快速环保的生产。
4、可测试性：建立了比较完整测试方法、测试标准、各种测试设备与仪器等来检测并鉴定PCB板打样的PCB板产品合格性和使用寿命。
5、实用性:适用与各种先进的设备。替代了复杂的布线，减少了传统方式下的接线工作；缩小了机器的体积，减少成本。
二、PCB板压装装置的设计概念
（一）PCB板压装装置的设计原理
PCB板压装装置主要是基于PLC控制，通过机械与电气的相结合。在转盘上固定好8个特定的模具，把PCB板和板套放在模具上（左边放PCB板右边放板套），通过转盘的旋转进行除尘、放入、抓取、压装、检查、搬运。模拟图如图2-1-1所示，实物图如图2-1-2所示。
图2-1-1 PCB板压装装置模拟图
图2-1-2 PCB板压装装置实物图
（二）PCB板压装装置的设计要求
1、安全要求
由于该装置在工作中用到电缸，电缸的压力比较大防止工作中压到手，转盘转动过程中卡到手受不必要的伤，所以在装置前面两侧装上光电传感器（图2-1左侧黄杆）。当有东西在两端光电传感器之间的时候，PLC就会得到信号控制机器停止运转。
防止工人为了节省时间一只手操作，另一只手在拿取PCB板或者板套的时候造成意外，所以采用两点控制。必须按两个启动按钮才能启动装置。
2、精确要求
PCB板的精密要求是非常高的，人工的压装不但浪费人力，而且准确度非常低，很容易造成PCB的损坏，浪费成本造成不必要的损失。通过机器的压装可以实验控制PCB板和板套的准确度和压时的力度，防止PCB板的损坏。
三、PCB板压装装置各部分
（一）PCB板和板套的模具
PCB板和板套固定在转盘的特点位置，防止PCB板和板套在转盘转动过程中移动位置造成压装时误差导致PCB板的损坏。模拟图如图3-1-1所示，实物图如图3-1-2所示。
图3-1-1 PCB板和板套模具模拟图
图3-1-2 PCB板和板套模具实物图
在转盘下面装有几个气缸，当模具转到特定位置时气缸就会运作，把图3-1中所示的1顶升缸（模拟图如图3-1-3所示）顶起，从而使模具的2和3撑开。当模具在转到过程中，没有气缸的力，模具上2、3两夹爪就会夹紧PCB板和板套，防止在转动过程中造成稍微的移动。
图3-1-3 顶升缸模拟图
（二）旋转工位
上面是一个圆形的转盘，平均分成8份，上面安装模具，下面由转盘分割器通过PLC的控制每次转过45°到达指定工位进行加工依次循环（如图3-2所示）。
图3-2 转盘
（三）抓取工位
当模具转到抓取位置时，模具下方的气缸运作，使模具上固定PCB板和板套松开，然后机械手下降吸取PCB板，再上升右移至板套上方，之后下降将PCB板上的孔与板套上对准，最后上升回到初始位置（模拟图如图3-3-1所示，实物图如图3-3-2所示），上升到最高位置时，模具下的气缸复位，板套固定在模具上。
图3-3-1 抓取工位模拟图
图3-3-2 抓取工位实物图
由于抓取是全自动化的，PCB板的放置是人工的，在放PCB板的时候位置的精确性要求很高。所以在放置工位上方装有一个光电传感器，控制PCB位置，模拟图如图3-3-3所示。当PCB板没有放正时，光电传感器反应的数据不在设定的范围内时，按下启动按钮机器不会启动。
图3-3-3 光电传感器模拟图
（四）压装工位
PCB板放到板套上之后转盘旋转到压装工位，通过PLC控制压装装置中电缸下降的速度和压装的力度进行压装。模拟图如图3-4-1所示，实物图如图3-4-2所示。
图3-4-1 压装工位模拟图
图3-4-2 压装工位实物图
压装工位压装时的力度和下降时的速度是通过多次试验得出的数据，使力度控制在适合的范围内。压装的力度过大会使PCB板的损害，导致PCB板内部的电流电压的不稳。
（五）检查搬运工位
PCB板和板套压装好后到达检查工位，检测工位内的检测探针下降（模拟图如图3-5-1）对压装好的PCB板进行电流和电压的检查，检查是否在误差范围之内（如图3-5-2所示）。
引言 1
一、 PCB板的简介 2
（一） PCB板的由来 2
（二） PCB板的分类 2
（三） PCB板的优点 2
二、PCB板压装装置的设计概念 3
（一） PCB板压装装置的设计原理 3
（二） PCB板压装装置的设计要求 4
三、PCB板压装装置各部分 4
（一） PCB板和板套的模具 4
（二） 旋转工位 5
（三） 抓取工位 6
（四） 压装工位 7
（五） 检查搬运工位 8
（六） 除尘工位 9
四、主要动力控制装置的选型 10
（一） 气缸的选型 10
（二） 电缸的选型 10
（三） 电磁阀的选型 11
五、常见故障及维修 11
六、部分PLC控制程序 12
总结 14
致谢 15
参考文献 16
引言
进入21世纪，科技的不断发展，各种制造技术都将不如自动化，这不仅节约了成本提高了生产效率，而且提高了生产中的安全性。
PCB板压装检测装置是按客户要求将PCB板与板套压装在一起而设计的一种机器。人工的压装不仅浪费人力、浪费时间。PCB板的精密性要求非常高，人工的压装很容易造成PCB板的损坏。而通过机器的压装不但减少的人力，更加减少了PCB板在压装过程中造成的损坏。
一、PCB板的简介
（一）PCB板的由来
印制线路板（如图1-1所示）常使用英文缩写PCB（Printed circuit board）是以一块绝缘板作作为载体，将它切割成一 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
定的大小，在上面印制上导电图形，并在各条导电线上钻上小孔，比如说元件孔；在板的其他位置可以打上几个固定孔。导电线上的小孔可用来安装电子元器件，实现同条线上的元器件的连接（相当于用导线连接各个元器件）。
图1-1 PCB板
（二）PCB板的分类
1、单面板
单面板（Single-sided）是最早期常见的印制线路板。它是将元器件集中在一面上，导线集中在另一面上。由于这个线路板的导线在一面上，所以必须各自有各自的路径，布线间不能交叉，防止短路。这种线路板不怎么实用。
2、双面板
双面板可布置双面的导线，通过导孔连接两面的导线的相连。它解决了单面板布线交错的难点，适用于比较复杂的电路上。
3、多层板
多层板是可在里面装一块双面板，然后在双面板两面各装一快单面板；也可在里面装两块双面板，然后在两面各装一块单面板的印制线路板。它增加了布线的面积。
（三）PCB板的优点
1、可维护性：在PCB板发生故障时可快速的进行维修让它恢复工作。
2、高可靠性：PCB板可长期有效可靠的工作。
3、可生产性：通过自动化机器可快速环保的生产。
4、可测试性：建立了比较完整测试方法、测试标准、各种测试设备与仪器等来检测并鉴定PCB板打样的PCB板产品合格性和使用寿命。
5、实用性:适用与各种先进的设备。替代了复杂的布线，减少了传统方式下的接线工作；缩小了机器的体积，减少成本。
二、PCB板压装装置的设计概念
（一）PCB板压装装置的设计原理
PCB板压装装置主要是基于PLC控制，通过机械与电气的相结合。在转盘上固定好8个特定的模具，把PCB板和板套放在模具上（左边放PCB板右边放板套），通过转盘的旋转进行除尘、放入、抓取、压装、检查、搬运。模拟图如图2-1-1所示，实物图如图2-1-2所示。
图2-1-1 PCB板压装装置模拟图
图2-1-2 PCB板压装装置实物图
（二）PCB板压装装置的设计要求
1、安全要求
由于该装置在工作中用到电缸，电缸的压力比较大防止工作中压到手，转盘转动过程中卡到手受不必要的伤，所以在装置前面两侧装上光电传感器（图2-1左侧黄杆）。当有东西在两端光电传感器之间的时候，PLC就会得到信号控制机器停止运转。
防止工人为了节省时间一只手操作，另一只手在拿取PCB板或者板套的时候造成意外，所以采用两点控制。必须按两个启动按钮才能启动装置。
2、精确要求
PCB板的精密要求是非常高的，人工的压装不但浪费人力，而且准确度非常低，很容易造成PCB的损坏，浪费成本造成不必要的损失。通过机器的压装可以实验控制PCB板和板套的准确度和压时的力度，防止PCB板的损坏。
三、PCB板压装装置各部分
（一）PCB板和板套的模具
PCB板和板套固定在转盘的特点位置，防止PCB板和板套在转盘转动过程中移动位置造成压装时误差导致PCB板的损坏。模拟图如图3-1-1所示，实物图如图3-1-2所示。
图3-1-1 PCB板和板套模具模拟图
图3-1-2 PCB板和板套模具实物图
在转盘下面装有几个气缸，当模具转到特定位置时气缸就会运作，把图3-1中所示的1顶升缸（模拟图如图3-1-3所示）顶起，从而使模具的2和3撑开。当模具在转到过程中，没有气缸的力，模具上2、3两夹爪就会夹紧PCB板和板套，防止在转动过程中造成稍微的移动。
图3-1-3 顶升缸模拟图
（二）旋转工位
上面是一个圆形的转盘，平均分成8份，上面安装模具，下面由转盘分割器通过PLC的控制每次转过45°到达指定工位进行加工依次循环（如图3-2所示）。
图3-2 转盘
（三）抓取工位
当模具转到抓取位置时，模具下方的气缸运作，使模具上固定PCB板和板套松开，然后机械手下降吸取PCB板，再上升右移至板套上方，之后下降将PCB板上的孔与板套上对准，最后上升回到初始位置（模拟图如图3-3-1所示，实物图如图3-3-2所示），上升到最高位置时，模具下的气缸复位，板套固定在模具上。
图3-3-1 抓取工位模拟图
图3-3-2 抓取工位实物图
由于抓取是全自动化的，PCB板的放置是人工的，在放PCB板的时候位置的精确性要求很高。所以在放置工位上方装有一个光电传感器，控制PCB位置，模拟图如图3-3-3所示。当PCB板没有放正时，光电传感器反应的数据不在设定的范围内时，按下启动按钮机器不会启动。
图3-3-3 光电传感器模拟图
（四）压装工位
PCB板放到板套上之后转盘旋转到压装工位，通过PLC控制压装装置中电缸下降的速度和压装的力度进行压装。模拟图如图3-4-1所示，实物图如图3-4-2所示。
图3-4-1 压装工位模拟图
图3-4-2 压装工位实物图
压装工位压装时的力度和下降时的速度是通过多次试验得出的数据，使力度控制在适合的范围内。压装的力度过大会使PCB板的损害，导致PCB板内部的电流电压的不稳。
（五）检查搬运工位
PCB板和板套压装好后到达检查工位，检测工位内的检测探针下降（模拟图如图3-5-1）对压装好的PCB板进行电流和电压的检查，检查是否在误差范围之内（如图3-5-2所示）。
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