用于确定钻孔的位置误差和保证钻孔过程的方法技术

提供一种用于确定借助加工机(3)在工件(13)中生成的钻孔(14)的位置误差的方法，该方法成本低廉且易于操作，并且是用户能够确定、评估和改进钻孔(14)的生成质量，根据本发明专利技术，在用于生成钻孔(14)的加工机(3)的定位进程期间，由加工机(3)的控制计算机(1)记录驱动轴(4，5，6)的位置探测器(7，8，9)的信息，根据些信息，控制计算机(1)将钻孔(14)开始的那一时刻钻孔(14)的位置误差计算并存储为目标位置与位置探测器(7，8，9)的记录信息之间的差。

A method to determine the position error of drilling and guarantee the drilling process

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定钻孔的位置误差和保证钻孔过程的方法
本专利技术涉及一种用于确定利用加工机在工件中生成的钻孔的位置误差的方法。
技术介绍
位置误差是在对印刷电路板进行钻孔时的重要质量标准，在确定钻孔的位置误差时，需要注意的是，应尽可能在生成钻孔之后立即确定位置误差，以便能够快速识别有缺陷的钻孔，从而使可能产生的废品数量保持在尽可能低的水平并且能够快速地排除加工机的可能的故障。由专利文献US6384911B1已知一种用于确定印刷电路板中的钻孔的位置误差的装置和方法。该已知的装置具有光学测量扫描仪和位于该扫描仪下方的测量-定位台。先前已钻好孔的印刷电路板可以被放置在该装置中，以便利用扫描仪和与扫描仪相连的计算机来确定钻孔的位置误差。该已知装置的缺点在于：对钻孔在印刷电路板中的位置误差的确定在大多数情况下与钻孔的生成是时间明显错开地进行的，并且是在加工机外部进行。在生成钻孔期间的机器状态的相关信息通常是不考虑的。因此不能排除，有可能在识别出有缺陷的钻孔之前就已经生成多个有缺陷的印刷电路板，并且难以甚至不可能推断出故障原因。此外，由于待测量的电路板还需要从加工机运输到测量机。因此通常还需要物流过程，因为测量机和加工机大多数情况下不是位于同一房间中。还需要考虑的是，测量机需要额外的投资和运行成本，并且还需要受过培训的人员来操作测量机。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种用于确定利用加工机在工件中生成的钻孔的位置误差的方法，一种将来自位置探测器的信息用于对生成钻孔的加工机进行优化的应用，以及一种用于生成钻孔的装置，它们成本低廉且易于操作，并且使用户能够确定和评估钻孔的生成质量并加以改进。本专利技术的目的通过独立权利要求1、9和12的特征来实现。优选的实施方式在从属权利要求中给出。根据本专利技术的方法，在用于生成钻孔的加工机的定位进程期间，由加工机的控制计算机来记录驱动轴的位置探测器的信息，基于这些信息，控制计算机将钻孔开始的那一时刻钻孔的位置误差计算并存储为目标位置与所记录的位置探测器的信息之间的差。通过这种方式可以获得钻孔的位置误差，而不必通过单独的测量机来测量钻孔。据此有利的是能够在在生成钻孔期间立即获得测量信息，并且可以非常快速地对可能的偏差作出响应。典型的是基于X驱动轴和Y驱动轴的位置探测器以及相应的目标位置分量来计算两个位置误差，一个用于钻孔位置的X偏差，一个用于钻孔位置的Y偏差。此外还可以考虑Z偏差，其可由Z轴的位置探测器和对应的目标位置分量来确定。在某些情况下，这些偏差也被组合成总偏差或者说总误差形式的单一特征值。在本专利技术的一种优选的实施方式中，加工机的定位进程是带有工件进行的。由此，在定位进程期间，需要被钻孔的工件(例如印刷电路板)位于加工机中，并在定位进程期间在工件中钻孔。相应地，在生成孔期间就已经确定了钻孔的位置误差。在一种替代的优选实施方式中，该方法提供了在不带工件的情况下进行加工机的定位进程。相应地，在定位进程期间没有工件位于加工机中，并且在定位进程期间没有生成真实的孔。通过这种方式可以识别要生成的孔的位置误差，而不必生成真的钻孔，并且不需要工件和/或工具。这对于廉价地设置或优化加工机是特别有利的，因为这对于所生产的通常必须作为废件处理的测试工件是不产生成本的。在该方法的另一种优选的实施方式中，控制计算机根据以下公式计算n个位置误差Xi以形成处理能力指数cpk：其中，OSG是位置误差的接受标准的上限，而USG是位置误差的接受标准的下限。由此可以对所生成的钻孔的位置误差进行统计性研究。这种研究可以针对一个工件的多个钻孔、多个工件的多个钻孔和/或不同工件的相应钻孔来进行。通过这种方式，还可以针对连续地检查利用加工机可实现的钻孔位置质量提供非常好的特征值。替代地，也可以确定机器能力指数cmk，根据上述公式，该机器能力指数并不适于具体的钻孔过程和孔的与钻孔相关的位置误差，而是针对任意的定位进程和为此预先给定的接受标准OSG和USG。值得一提的是，上述基于cpk值的用于统计性研究的公式仅被认为是示例。因此，在本专利技术的范围内也可以进行其它的统计性研究，例如调整上述示例中的s之前的系数，在上述示例中为“3”。在另一种优选的实施方式中，该方法设定：控制计算机将钻孔的位置误差作为单值显示在控制计算机的操作区域上。由此向机器操作者提供了有关所生成的钻孔的当前位置误差的信息，并且机器操作者例如可以在偏差过大的情况下中断生成进程。在该方法的另一种优选的实施方式中，设定为：控制计算机将钻孔的位置误差以散布图的形式显示在控制计算机的操作区域上。这种显示形式允许将大量钻孔的位置误差紧凑地显示在图中。其可以针对一个工件的多个钻孔、多个工件的多个钻孔和/或不同工件的相应钻孔进行。在本专利技术的一种优选的实施方式中，设定为：控制计算机将钻孔的位置误差以直方图的形式显示在控制计算机的操作区域上。这种显示形式特别是允许将大量钻孔的位置误差以轴的形式紧凑地显示在图中。其也可以针对一个工件的多个钻孔、多个工件的多个钻孔和/或不同工件的相应钻孔进行。在另一种优选的实施方式中，该方法设定：控制计算机将处理能力指数cpk显示在控制计算机的操作区域上。这种显示形式特别是允许长时间地分析位置误差。还可以附加地显示先前确定的cpk值，以便能够分析在更长时间内孔的位置误差的可能变化。在该方法的另一种优选的实施方式中设定为：将钻孔的位置误差和/或处理能力指数cpk提供给机器控制器的服务器。位置误差和/或cpk值对服务器(其也可连接到因特网)的这种信息技术可提供性使得这些信息在视觉工业(VisionIndustrie)4.0的意义上能够被提供用于上游、并行或下游的内部或外部服务，例如机器开发、机器维护或质量保证。本专利技术提供了一种将来自位置探测器的信息用于对生成钻孔的加工机进行优化的应用，其中，在对用于生成钻孔的加工机的定位进程期间，由加工机的控制计算机记录驱动轴的位置探测器的信息，根据这些信息，控制计算机将钻孔开始的那一时刻钻孔的位置误差计算并存储为目标位置与位置探测器的信息之间的差，在此，将加工机的不同系统状态下的位置误差进行比较，以便能够评估系统状态，并以此为基础确定在位置误差刚好能够接受的的情况下具有较小位置偏差的系统状态或具有最大生产率的系统状态。通过这种方式，可以根据所确定的位置误差，对在机器上执行并导致系统状态变化的优化进行评估并相互比较。这使得用户能够实现通常所希望的、具有尽可能小的位置误差的系统状态。也可以考虑增大对加工机的生产率有影响的过程变量，(例如，行进速度、加速度和冲击(Ruck)，它们在增大时通常会造成钻孔的更大的位置误差，例如由于加工机的激振所引起)，直至存在刚好可接受的钻孔的位置误差。通过这种方式，可以低成本地、非常易于操作地实现对加工机的生产率优化，其中甚至不必生产测试部件。基于上述的根据本专利技术的应用，还可以在启动之后对机器进行定期检查并与原始的系统状态进行比较，从而能够及早发现机器上的可能的磨损迹象。在上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定利用加工机(3)在工件(13)中生成的钻孔(14)的位置误差的方法，其特征在于，在用于生成钻孔(14)的所述加工机(3)的定位进程期间，由所述加工机(3)的控制计算机(1)记录驱动轴(4，5，6)的位置探测器(7，8，9)的信息，根据这些信息，所述控制计算机(1)将所述钻孔(14)开始的那一时刻所述钻孔(14)的位置误差计算并存储为目标位置与所记录的所述位置探测器(7，8，9)的信息之间的差。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171009 DE 102017217967.81.一种用于确定利用加工机(3)在工件(13)中生成的钻孔(14)的位置误差的方法，其特征在于，在用于生成钻孔(14)的所述加工机(3)的定位进程期间，由所述加工机(3)的控制计算机(1)记录驱动轴(4，5，6)的位置探测器(7，8，9)的信息，根据这些信息，所述控制计算机(1)将所述钻孔(14)开始的那一时刻所述钻孔(14)的位置误差计算并存储为目标位置与所记录的所述位置探测器(7，8，9)的信息之间的差。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加工机(3)的定位进程带有工件(13)地进行。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述加工机(3)的定位进程不带有工件(13)地进行。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制计算机(1)根据以下公式计算位置误差的n个特征值Xi以形成处理能力指数cpk：









其中，OSG是位置误差的接受标准的上限，而USG是位置误差的接受标准的下限。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制计算机(1)将所述钻孔(14)的位置误差作为单值显示在所述控制计算机(1)的操作区域(2)上。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制计算机(1)将所述钻孔(14)的位置误差以散布图的形式显示在所述控制计算机(1)的操作区域(2)上。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制计算机(1)将所述钻孔(14)的位置误差以直方图的形式显示在所述控制计算机(1)的操作区域(2)上。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制计算机(1)将处理能力指数cpk显示在所述控制计算机(1)的操作区域(2)上。


9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述钻孔(14)的位置误差和/或所述处理能力指数cpk提供给机器控制器(1)的服务器。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：托斯滕·坎珀，
申请(专利权)人：西伯麦亚股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE