PCB数控铣床用于对印制电路板（printed circuit board,PCB）进行铣边成型,是PCB整个生产周期中重要的基础加工设备,近年来我国PCB数控铣床行业发展迅速,中低端产品已经能满足国内市场需求。但随着PCB产业的不断发展,对PCB的要求也日益提升,普通的PCB数控铣床已经不能满足多元化的PCB需求,5G产业链的形成致使高频、高速、多层、大尺寸PCB的需求越来越大,这就要求PCB数控铣床在保证高精度、高性能的同时还需要满足大型PCB的加工要求。因此,研究大幅面PCB数控铣床对国产机床的自主创新和发展具有重要意义,大幅面PCB数控铣床的关键技术在于对大加工幅面的工作台和床身系统分析与设计,以及控深机构的设计,具体研究内容如下。采用模块化设计的思想对铣床进行总体方案设计,确定铣床的总体布局和运动方案,将R16KLD型大幅面PCB数控铣床的功能划分为基本功能、辅助功能和特殊功能三个部分,主体结构划分为龙门框架系统、大幅面精密工作台系统、控制系统、测量系统、X/Z轴系统、刀具系统、冷却清洁系统七个部分,为大幅面PCB数控铣床的结构设计打下重要基础。运用Solidworks构建大幅面PCB数控铣床的龙门框架系统、大幅面精密工作台系统、X/Z轴系统的三维模型,并进行详细设计和分析,在此基础上对各运动单元的传动系统进行了选型和计算。根据设计要求,完成辅助模块的结构设计,并通过对PCB数控铣床的控深加工技术进行分析,完成了特殊模块控深机构的结构设计。采用有限元分析方法,利用ANSYS workbench对R16KLD型大幅面PCB数控铣床的龙门框架系统、大幅面精密工作台、驱动安装板、直线电机安装板、控深机构等关键零部件进行静动态特性分析,为结构优化提供依据,验证设计的合理性。在有限元分析的基础上,利用结构优化理论对关键零部件进行结构优化分析。选择基于响应面法的多目标优化方式对花岗岩横梁进行优化设计,确定设计参数的最优值,优化后的横梁总质量减少了20.85%,利用拓扑优化方法对铸铁立柱、驱动安装板和X/Z轴系统结构进行拓扑优化,优化后的总质量分别减少了20.1%、43.4%和25.13%,实现了结构轻量化设计,确定了R16KLD型大幅面PCB数控铣床的最终结构。最后根据设计和优化结果进行加工制造,完成了R16KLD型大幅面PCB数控铣床样机的研制。