ＰＣＢ钻刀检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种ＰＣＢ钻刀检测装置，包括有主轴主轴内设有主轴转子，主轴转子上安装有刀具；主轴下方设有工作台，特点是：工作台上设有镭射装置与光栅尺读数装置；镭射装置包括有发射端和接收端，发射端和接收端连入信号接口模块，光栅尺读数装置的输出端也连入信号接口模块；信号接口模块的被控端连接数字信号处理器的控制端；数字信号处理器通过通信模块连入钻孔机控制系统模块。由此，可以根据保存的光栅尺计数值来计算刀径和偏摆。采用本方法和装置后，能够准确测量钻刀的刀径及偏摆值，并将检测结果反馈给钻孔机控制系统，从而判断该刀具是否符合生产要求。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种检测方法及其装置，尤其涉及一种PCB钻刀检测装置。
技术介绍
随着PCB板的集成度越来越高，使得在钻孔过程中所需的刀径越来越小，且已低 至0. Imm的数量级，而刀具的直径也以0. 05为间隔单位，靠人的肉眼很难区分，而靠人工使 用一般的测量工具进行测量，不仅极易损坏刀具，而且误差较大，一旦使用错误刀径的刀具 开始钻板，将导致被加工的PCB板报废，造成资源浪费，工作效率低下。另外由于主轴夹头 精度以及钻孔时主轴高速旋转影响，主轴所夹钻刀出现偏摆，若偏摆较大，将直接影响钻孔 定位精度，甚至导致PCB板报废。并且，现有的检测功能通常是采用红外检测技术来实现的，在刀具不旋转的状态 下，根据红外光束是否被遮挡来计算刀具的刀径，这种方法的优点是成本较低。但是该测量 方法不但忽略了刀具在高速旋转状态下的偏摆，且红外光束本身的缺点是精度低，距离近， 方向性差。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种PCB钻刀 检测装置。本技术的目的通过以下技术方案来实现PCB钻刀检测装置，包括有主轴，所述主轴内设有主轴转子，主轴转子上安装有刀 具；所述主轴下方设有工作台，其特征在于所述的工作台上设有镭射装置与光栅尺读数 装置；所述镭射装置包括有发射端和接收端，所述发射端和接收端连入信号接口模块，所 述光栅尺读数装置的输出端也连入信号接口模块；所述信号接口模块的被控端连接数字信 号处理器的控制端；所述数字信号处理器通过通信模块连入钻孔机控制系统模块。上述的PCB钻刀检测装置，其中所述镭射装置的发射端和接收端分别位于沿刀 具X轴方向的左侧与右侧。本技术技术方案的优点主要体现在能够在刀具高速旋转的情况下，利用镭 射装置测量刀径，并根据镭射装置所输出的信号波形，利用数字信号处理器计算出高速旋 转状态下被测刀具的偏摆，可提高刀具测量的精度。附图说明本技术的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图 示和解释。这些实施例仅是应用本技术技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等 效变换而形成的技术方案，均落在本技术要求保护的范围之内。这些附图当中，图1是带钻刀刀径及偏摆检测装置的PCB钻孔机构造示意图；图2是刀具的构造示意图；图3是图2沿A-A的剖面构造示意图；图4是刀具旋转且无偏摆状态下与镭射光的位置示意图；图5是刀具出现偏摆的状态示意图；图6是刀具的刀径测量过程中镭射光接收端输出的信号波形图。具体实施方式如图1所示的PCB钻刀检测装置，包括有主轴1，所述主轴1内设有主轴转子2，主轴转子2上安装有刀具3 ；所述主轴1下方设有工作台4，其特别之处在于所述的工作台4 上设有镭射装置5与光栅尺读数装置6 ；所述镭射装置5包括有发射端7和接收端8，所述 发射端7和接收端8连入信号接口模块9，所述光栅尺读数装置6的输出端也连入信号接 口模块9 ；所述信号接口模块9的被控端连接数字信号处理器10的控制端；所述数字信号 处理器10通过通信模块11连入钻孔机控制系统模块12。并且，考虑到镭射装置5的发射端7和接收端8相互之间的有效配合，能够精确测 量刀具3，发射端7和接收端8分别位于沿刀具3X轴方向的左侧与右侧。结合本PCB钻刀检测装置的工作过程来看，数字信号处理器10接收数控机床控制 系统发出的主轴1转速信息，计算转速周期，即主轴1旋转一周所需的时间。并且，根据波 形变化计算相邻跳变沿的脉冲宽度为，数字信号处理器10检测到第一次下跳沿开始，连续 计算并保存相邻两个下跳沿的脉冲宽度，在每个下跳沿保存工作台沿Y轴移动过程中的Y 轴光栅尺信号。进一步结合图2、图3来说，将刀具沿A-A剖面，可以得到以截面中心点建立的一个 外接圆，建立此虚拟圆的原因是，该外接圆的直径就是刀具的直径，具体的偏摆测量方法如 下首先假设镭射光接收端如果接收到发射端发出的镭射光，输出高电平信号，接收 不到则输出低电平信号。图4中，假设刀具旋转且无偏摆，实线代表镭射光束，假设工作台沿Y轴方向移动， 移动至刀径剖面a点与镭射光相切位置，那么镭射光自a点起将被刀具刀刃所挡到。由此， 在镭射光接收端将接收不到镭射光，在镭射装置接收端将输出低电平信号。接着，当刀具转 动至b点与镭射光相切，此刻之后，刀具将不能挡住镭射光，镭射光接收端将输出高电平信 号。然后，当刀具旋转至c点，情况同a点，镭射光接收端再次输出低电平信号，直至刀具旋 转至d点，镭射光再次输出高电平信号。之后，当刀具旋转360度再次至a点，镭射光接收 端输将再次输出低电平信号。由此可见，假设无偏摆，进刀至与镭射光相切位置，那么每旋转一周，对于镭射光， 就有挡住，露出两次。再假设转速一定，则待测刀具旋转一周的时间值一定，反应在SIG信 号波形上，在一个转速周期T内，就有两个周期相同的跳变。结合偏摆状态来看，刀具旋转情况如图5所示由于刀具在高速旋转情况下，有偏 摆，刀具的刀径外径将在原外径d的基础上增加了两个偏摆距离r，即偏摆状况下刀径值为 d+2r。假设在a点位置与镭射光相切，挡住镭射光，镭射接收端输出低电平，旋转至b位 置，镭射接收端输出高电平，那么当a点沿外圆旋转至a’位置，c点即选装在C’位置，不能再次挡住镭射光，也就是说刀径旋转360度，即大约一个转速周期内，镭射光接收端输出的信号不能出现两次高低电平的跳变。因此，只有当工作台沿Y轴方向继续移动，直至镭射光到达C’位置，即移动两个偏 摆距离，此时将再次出现一个旋转周期两次挡住镭射光。镭射光接收端在每个旋转周期，就 是刀具旋转360度的时间内出现两次高低电平的跳变，只是这时高低电平的占空比与无偏 摆时有所不同。综上，如果在一个刀具转速周期内，即刀具旋转360度的时间内，镭射光接收端输 出的信号高低电平跳变只有一次，那么认为这个跳变是由偏摆造成的，如果能够稳定的接 收到两次高低电平跳变，则认为工作台已经沿Y轴移动了两个偏摆距离r，据此可计算得出 刀具的刀径值和偏摆值。同时，在整个刀径测量过程中，镭射光接收端输出的信号波形如图6所示。当检 测到该的第一个下跳沿时，记录工作台移动的光栅尺读数头的读数DO。当数字信号处理器 10根据镭射光接收端输出的信号检测到跳变脉冲的宽度大于二分之一个转速周期即T/2， 认为该跳变是由偏摆造成的，记录该点的光栅尺读数D1，那么Dl和DO之差认为是偏摆值 r的二倍。同时，镭射光沿Y轴移动，当镭射光完全被刀具挡住时，镭射光接收端输出的信 号为全低电平，当镭射光继续移动逐渐离开刀具，再次出现与起始段波形相对称的波形，分 别记录D2和D3位置光栅尺读数，那么数字信号处理器10计算刀径值为D2-D1，偏摆值为 (Dl-DO)/2+(D3-D2)/2。再进一步来看，本技术所述主轴1夹持刀具达到系统设定测刀转速，该转速 在实际应用中可以理解是任意转速，数字处理装置可以根据接收到的转速，该转速是由系 统设定的主轴1的转速，比如钻机可以在0-20万转/每分钟任意设定。根据转速，计算转速 周期，即主轴1旋转一周所需的时间。在钻刀通过镭射光时，由于是在设定的钻速下旋转， 例如是60万转/每分，那么60K转/min = 1转/ms转速周期为1. OOms ；即图4中显示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
ＰＣＢ钻刀检测装置，包括有主轴，所述主轴内设有主轴转子，主轴转子上安装有刀具；所述主轴下方设有工作台，其特征在于：所述的工作台上设有镭射装置与光栅尺读数装置；所述镭射装置包括有发射端和接收端，所述发射端和接收端连入信号接口模块，所述光栅尺读数装置的输出端也连入信号接口模块；所述信号接口模块的被控端连接数字信号处理器的控制端；所述数字信号处理器通过通信模块连入钻孔机控制系统模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓晓茜，
申请(专利权)人：维嘉数控科技苏州有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]