数控铣机加工斜边成本降低研究

杨 烈

（广东世运电路科技股份有限公司，广东 江门 529728）

0 背景

一般PCB制造的成型方式有铣切、模具冲切、V槽切割（V-Cut）、斜边（板边倒角）等，对于其中的斜边一般采用斜边机（倒角机）制作，而PCB斜边的形态并不是完全统一的，一般分为如下几种（如图1）。

图1 斜边形态（虚线位置为斜边位置）

整条边全部斜边，斜边机可以完成加工；一条边只有部分位置斜边，对于跳斜边，部分斜边机无法精准完成加工；斜边的位置在四条边内部，对于这种内斜边的加工，部分斜边机更是无法精准完成。

遇到第二三种设计，如果工厂没有对应的斜边机加工，那么利用成型铣机加工斜边也是一种选择。

1 面临的实际问题

1.1 成型效率低下

某PCB产品按图2设计，出货每单元为2块板（2pcs/set），1个单元（set）内四条边都需要斜边，并且其中有两条边需要跳斜边，现有的生产流程为：前工序→“V-Cut”→“冲板”→“铣斜边L1面”→“铣斜边L2面”→后工序。

图2 4边均需要斜边的产品 （单位：mm）

“V-Cut”和“冲板”为正常生产流程，员工的操作单位是大的在制板（panel），而当铣斜边时，员工需要每set操作，效率非常低。

1.2 人员作业疲惫且容易出错

在铣斜边生产过程中，每2set一次，铣机运转30 s就需要下板上板，作业员将板摆放整齐后就需要立即去上板下板，人员满负荷工作，但效率并不高。因为要两面斜边，要么两台铣机前后生产，要么一台等一面斜边完成后再加工第二面斜边，产品是set状态，set内是客户的设计，并没有防呆防错的设计，若现场管理不严谨，很容易出现漏斜边的情况。

2 改善方案

2.1 “痛点”分析

若不更改流程和设计，只能增加人手，这并不是解决问题的方向。从流程和设计更改方向着手提升效率，set内是客户的设计，不可能增加明显的防呆设计，只能从panel工作边上面做防呆考虑。

2.2 方案研究

改善前的设计是采用顶端为90°的铣斜边刀，铣刀中心与冲板边偏移0.3 mm。铣机每趟斜2个set。作业员每set板都有一个上板下板的动作（如图3）。如果能够在冲板之前用panel板斜边，那么斜边上板和下板的效率将会成倍提升。同时，能够在panel工作边设计防呆标识，可以一定程度上防止漏斜边情况的发生。如果调整set之间的距离，斜边刀是可以同时斜两条边的。

图3 改善前的设计 （单位：mm）

2.3 可行性研究

改善前排版间距为2.1 mm（如图4），且斜边刀不磨短，产品两面会断开，不利于冲板。若修改排版间距，不磨短斜边刀，间距只有0.3 mm，不利于冲板。

图4 排版间距研究 （单位：mm）

修改排版间距同时磨短斜边刀，两面斜完后还有0.48 mm的残留，板不会断开，则可以进行冲板，且set长边间距1.0 mm可以两个set同时斜边。斜边铣带需要从单边偏移0.3 mm调整为0.5 mm，斜边首件需要用其它方式来确认（如图5）。

2.4 防呆研究

2.4.1 斜边尺寸防呆

Panel斜边后冲板，那么斜边的尺寸规格只有在冲板之后才能直接测量，如果斜边过程中发生不良，只有在冲板时才能发现。同理，Panel斜边需要调整刀具深度来确定斜边尺寸，首件只有在模具其中4个需要单独斜边，以确定首件。其余8个放在panel的四个角，以确定过程中的产品涨缩或偏移。改善前需要有测量工具测数据来判定，经过的防呆设计后，检查斜边是否合格只需要通过目视观察就可以实现，这样就缩短了首件检验效率（如图7）。

图5 磨短斜边铣刀修改排版间距（数据单位：mm）

图6 斜边偏差模拟（单位：mm）

2.4.2 漏斜边防呆

经过3.4.1的防呆处理后（如图8），Panel板是否漏斜边需要每片板观察板面来确定，并不快捷，并且每片板在观察时容易产生视觉疲劳导致误判。如果在panle边最外侧两面各增加一个斜边缺口，这个缺口在斜边程式中最后斜，那么是否漏斜边就会变得很容易识别，只需要将大批量的产品摆放整齐观察缺口即可，可操作性大幅提升，虽然大批量观察，但是并不会产生视觉疲劳。

图7 斜边深度、偏移防呆判定 (单位：mm)

图8 漏斜边防呆

2.5 控制点设置

panle斜边后冲板，冲板的位置有被斜掉一部分，模具的切削力会略有下降，需确认冲板边毛刺问题。

虽然设计有一系列防呆措施，冲板后斜边尺寸得以展现，但仍需进行过程抽检以防过程中的变异导致产品不良。

3 总结

本文中所展示的大panel板斜边后冲板，流程并没有减少，而斜边效率却成倍提升。在提升效率的同时，增加了质量管理防呆，使产品相比改善前更不容易出错。

改善前流程：前工序→“V-Cut”→“冲板”→“铣斜边L1面”→“铣斜边L2面”→后工序

改善后流程：前工序→“V-Cut”→“铣斜边L1面”→“铣斜边L2面”→“冲板”→后工序

实际生产过程中set尺寸越小，效率提升幅度越大。

根据斜边角度不同以及冲板铣板的不同，还可以考虑利用V-Cut来进行斜边以提升成型效率。