一、在电路板模具中的背景。

    相关数据显示，中国电路板行业持续升温，到2018年，中国电路板总产值达到约560亿美金，占世界电路板总产值比例约50%。现在全世界的电路板产业仍然在不断的向中国大陆转移，据Prismark预测，未来几年中国电路板行业仍保持快速增长趋势，在全球的市场地位也将继续提升。中国电路板行业的发展潜力巨大。近年来，电路板生产、加工成为莆田市内较为热门的一个行业，莆田市内开办电路板相关企业比例不断上升，诸如电路板研发、电路板印刷、电路板模具制作等各类企业如雨后春笋，市场占有比大幅度增加，电路板行业在莆田已形成较为系统、全面的规模。电路板的冲孔加工通常需要冲压模具进行冲裁，但电路板上导孔多为微小孔，且对冲孔位置、精度要求较高，冲压模具设计是否合理、加工成型的模具是否合格对电路板的表面质量、尺寸精度等都有很大影响，因此在电路板冲压模具的制作上投入成本、加工难度都较大。目前，电路板冲压模通常的加工方法是通过人机配合，需要人工来找正定位、加工锥度/窄槽等，工作量较大，且操作中极易产生废弃模具。对模具上的微细锥度小孔/微细锥度槽/微细窄槽等加工，是本行业冲压模具加工的共性技术难点，如何解决冲压模上带冲裁刀口的微细锥度小孔/微细锥度槽/微细窄槽的高效加工，降低模具加工成本等都属于本行业重要研究内容和亟待解决的工作重点和难点。通过调研一些电路板模具制造厂的生产现场了解到，当前电路板模具的生产制造普遍使用手工钻床加工配合半自动设备。加工电路板模具上面数以百计的各类小孔，首先在CNC钻床上加工微小定位孔，通过多倍放大定位孔进行打表校准；然后编写加工程序输入系统，操作设备加工标记出各小孔定位点；接着需要手动更换不同钻头，完成对各个小孔的钻孔加工，此时的钻孔深度为实际深度1/2；之后操作人员将模具进行翻面，重新定位校准，修改成适合加工程序，再按照之前的 加工流程完成所有通孔的加工；最后要将模具送至手动钻床上完成小孔锥度位置的修磨和调整、模具固定板挂台的手动加工和修整。模具生产过程步骤繁多，需要多次校准，费时费力，且有诸多不可控因素存在，加工成品废品率较高。电路板冲压模具的生产效率、质量和产值的提高需要新设备、新工艺和新技术的推出和广泛应用，这是目前业内人士共识，如何能够尽快找到突破点，在庞大的电路板市场上分得一杯羹，成为当前许多设备厂家和技术研发团队孜孜以求的目标。本项目进行高端数控装备设计，旨在实现冲压模具从工件定位、定位孔定位、钻孔，到翻面重新定位、定位孔定位、钻孔，再到微细锥度小孔/微细锥度槽/微细窄槽加工全过程全自动一次完成，最后再由人工检查、修边。通过新型加工设备的设计研发，最大限度解放劳动力，有效解决微细锥度小孔/微细锥度槽/微细窄槽等加工不易的问题；有效解决当前电路板冲压模具加工费时费力、合格率不高问题，降低模具生产成本、从而降低电路板加工成本；促进本地区电路板行业生产企业技术进步和行业生产加工技术水平的提高；促进企业创收、产业增收、财税增效。

    二、国内外同类研究现状。

    在电路板行业中，国内外数控加工装备公司和技术研发机构大多把目标集中在高端电路板生产设 备的竞争上面，对较为低端普通的单面板生产工艺和加工设备上面乏善可陈。对电路板及其模具加工的研究，在国外，T.S Kwak等人研究了不同凸、凹模间隙对冲压件质量的影响，提出了凸、凹模间隙越小则冲压件破坏区越小、剪切区越大。Isamu等人利用傅里叶相关法分析了精冲过程材料的流 动，认为当冲头宽度小于料厚时凸模下方的外层材料发生流动，然后这部分材料的厚度开始降低，最后塑性变形区域扩展到整个凸模下方的材料。在国内，昆山一家模具公司研发了一种适用于柔性线路板加工的电路板冲压模具，增加了模具的稳定性及模具性能，是柔性线路板不易损坏；芜湖一家公司研发一种快速寻找加工中心的钻孔设备，只需一次测量即可找到孔的位置，避免累计误差，保证成型后孔的位置在同一水平线。进行低端普通单面板领域电路板模具加工的高端数控装备在国内基本上还是空白，而且冲压模上带冲裁刀口的微细锥度小孔/微细锥度槽/微细窄槽的加工在本行业是一项共性的加工技术难点。冲压模具随着电路板设计要求提高，其加工难度越来越高，同时市场需求也在快速增长；但现有工艺实现这一工艺要求所需成本太大。因此高端加工工艺的改进、高端设备的设计开发，新技术的应用设计都属于我们重要研究内容和亟待解决的工作重点和难点。

    三、主要技术指标。

    工作台尺寸：(X/Y)(mm)：800x420，工作台装载重量(kg)：300，X轴行程(mm)：700；Y轴行程(mm)：420；Z轴行程(mm)：350，快移速度(X/Y/Z)(m/min)：56/56/56

    主轴锥柄(NT)：BT40，主轴旋转数(r/min)：12000，主轴输出功率(kw)：7.5KW，刀库容量：≥12套，定位精度（mm）：0.01，重复定位精度（mm）：0.005，机器视觉系统视场大小：450mm*300mm，系统分辨率：0.07mm，光源型号：LED光源，检测节拍：40S/PCS（不含取放）。