基于陶瓷基片的高精度自动型钻孔机制造技术

本发明专利技术公开了一种基于陶瓷基片的高精度自动型钻孔机，主要解决现有的钻孔机在加工陶瓷基片时，对基片的定位和钻孔均存在精度不高的问题。该钻孔机，包括机体，以及分别安装在该机体上的钻孔驱动装置、气动上料吸盘装置、上料升降装置和连接有二维平台调节装置的传送带，所述钻孔驱动装置还连接有一光学成像装置。本发明专利技术构思严谨，设计巧妙，实用性高，通过对陶瓷基片位置进行调整、定位，图像采集处理，对钻头钻孔时的进刀、出刀以及对高速电机的转速进行实时控制和改变，便能够实现对陶瓷基片的高精度定位和钻孔加工，全程自动化操作，不需人工干预，加工精度高，误差小，因此，本发明专利技术具有很高的实用价值和推广价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钻孔机，具体地说，是涉及一种基于陶瓷基片的高精度自动型钻孔机。
技术介绍
对陶瓷基片的钻孔加工是陶瓷基片成品生产中必须进行的一道工序。欲使陶瓷基片孔的精度高，使其完全符合预先设定的要求，在加工时对陶瓷基片的定位和钻孔加工操作是关键，在以往的钻孔加工工序中，通常采用手工钻孔的方式对陶瓷基片进行加工，即先根据设计要求在陶瓷基片相应的位置进行划线定位，然后再放到钻孔机上，控制钻头在划线的位置进行钻孔加工，该种钻孔加工方式比较原始，在钻孔加工过程中，由于涉及到人为操作的因素，使得客观存在的误差不可避免，钻出来的孔的位置与设计要求的位置相比，误差较大，精度相当低，导致许多成品沦为了废品而被丢弃，较为浪费，这就需要工作人员拥有相当丰富的经验才能尽可能地减小误差，避免浪费，然而这不仅耗费人力和物力，而且工作效率不高，比较费时，无法充分利用资源，在科技高速发展的今天，利用该种方式加工出来的产品显然不能符合用户的需求。因此，如何使钻孔机在加工陶瓷基片时，其对基片的定位和钻孔加工均能保持在一个相当高的精度范围内，从而进一步提高钻孔的加工精度，使得最后生产出来的陶瓷基片符合理论的设计要求，并且完全满足用户“日益挑剔”的需求，便成为目前众多技术专家重点研究的内容。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于陶瓷基片的高精度自动型钻孔机，主要解决现有的钻孔机在加工陶瓷基片时，对基片的定位和钻孔均存在精度不高的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下 基于陶瓷基片的高精度自动型钻孔机，包括安装有钻孔驱动装置的机体，以及安装在该钻孔驱动装置上的钻头，所述机体上还分别安装有气动上料吸盘装置、上料升降装置和连接有二维平台调节装置的传送带，所述钻孔驱动装置还与一光学成像装置相连接。若钻孔机在使用过程中出现故障从而发生不必要的事故时，为了避免人员伤亡，需要在钻孔机出现故障时进行即时报警，以便提醒用户并停止运行钻孔机，所述机体上还设有感应报警器。具体地说，所述光学成像装置包括与钻孔驱动装置固定相连的支撑座以及安装在该支撑座上且在镜头处安装有光源模块的CCD相机。进一步地，所述钻孔驱动装置包括安装在机体上的基座，与该基座相连接且安装有Z坐标轴运动模组的立柱，以及与Z坐标轴运动模组相连并由该Z坐标轴运动模组控制其沿Z轴方向运动的设有测速环的高速电机；所述钻头安装在该测速环上，而所述立柱则与支撑座固定相连。、为了保证钻孔机在工作时的稳定性和刚性，优化钻孔机在高精度钻孔加工方面的性能，所述基座和立柱均由花岗岩制成。具体地说，所述气动上料吸盘装置包括分别固定在机体上的固定支座和第一步进伺服混合电机，通过第一同步带与第一步进伺服混合电机的转轴相连并由该第一步进伺服混合电机控制其摆动且设有吸盘的上料吸盘摆臂，以及与该上料吸盘摆臂相连接的第一气缸。再进一步地，所述上料升降装置包括分别固定在机体上的第二步进伺服混合电机和组合同步轮，以及一端与该组合同步轮相连而另一端与一设有挡板的上料载物台相连接的丝杆，且组合同步轮通过第二同步带与第二步进伺服混合电机的转轴相连并由该第二步进伺服混合电机控制其转动。更进一步地，所述二维平台调节装置包括与传送带相连接的一维平台框，设置在该一维平台框内壁底部且固定有XY坐标轴运动模组的一维平台框安装板，以及安装在XY 坐标轴运动模组上并由该XY坐标轴运动模组控制其分别沿X轴方向和Y轴方向移动的载物固定监测装置。具体地说，所述载物固定监测装置包括安装在XY坐标轴运动模组上并设有基片槽的加工载物台，分别设置在该加工载物台上的光栅尺读数头、固定夹紧块和活动夹紧块，以及与该活动夹紧块相连接的第二气缸。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果 (I)本专利技术构思严谨，设计巧妙，相比现有技术来说，更加注重细节，且实用性高，本专利技术与PC控制机连通后，通过PC控制机分别对钻孔驱动装置、气动上料吸盘装置、上料升降装置以及二维平台调节装置进行控制，包括点位控制、速度控制、多轴的协调联动以及方向控制，通过这些控制便能实现对陶瓷基片进行全程精确定位和精密钻孔加工，同时还能对整个加工过程进行实时监控，针对出现的各种情况及时作出调整和控制，确保本专利技术的正常使用，本专利技术全程均为自动化操作，不需人工干预，方便快捷，很大程度上节约了人力和物力，并且充分利用了资源，相较于现有技术，本专利技术在钻孔加工的精度控制方面实现了质的飞跃，并且在对陶瓷基片的钻孔加工方面，其钻孔的精度能达到O. 1，钻孔的位置与理论值相比，其误差不超过20 u m，基本没有不符合要求的废弃品，在科技高速发展，用户需求越来越高的今天，本专利技术以其独特的自动化控制方式，领跑在科技的前沿，满足了用户的需求，在创新科技上具有重大的意义，因此，与现有技术相比，本专利技术具有实质性的特点和显著的进步。(2)本专利技术设有感应报警器，若钻孔机在使用过程中出现故障从而发生不必要的事故时，根据感应报警器的感应及报警，本专利技术便能通过PC控制机停止钻孔机的运行，同时提醒用户，从而很好地避免了意外事件的发生。(3)本专利技术中的基座和立柱均由花岗岩制成，密度高、重量大，能够很好地保证本专利技术在工作时的稳定性和刚性，对陶瓷基片的定位及钻孔加工的精度提供进一步的保障。(4)本专利技术采用光栅尺读数头监测陶瓷基片的位置坐标，并通过XY坐标轴运动模组控制加工载物台移动，便能对放置在加工载物台基片槽中的陶瓷基片的位置进行调整，使其与理论要求的位置最大程度上做到吻合；此外，本专利技术采用300万像素的CCD相机对实物进行图像采集，可以实现对基片的高分辨率、低畸变、高质量成像，并通过PC控制机对图像进行分割、数据拟合、CAD匹配等处理工作，得出陶瓷基片定位孔的圆心精确坐标，同时得到形心位置，即加工坐标的原点，根据原点坐标及加工设计要求，进行加工路径规划，便能得到高精度的待加工点坐标，加工载物台位置调整以及高精度的待加工点坐标也为后续的精密钻孔加工做了非常好的前期铺垫。(5)本专利技术中的钻孔驱动装置和二维平台调节装置的数量均可根据实际需要设定，从而实现对多个陶瓷基片同时进行定位及钻孔加工，在确保高精度加工的情况，极大地缩短了加工流程，并提高了加工的效率。 (6)本专利技术通过PC控制机和Z坐标轴运动模组便能在钻孔过程中对钻头的进刀、出刀以及高速电机的转速进行实时控制和改变，从而进一步提高加工精度。(7)本专利技术不仅可以用于陶瓷领域，也可用于其它领域的钻孔加工，涉及范围广，具有相当广泛的应用前景，因此，本专利技术具有很高的推广价值。附图说明图I为本专利技术的整体结构示意图。图2为钻孔驱动装置的结构示意图。图3为光学成像装置的结构示意图。图4为气动上料吸盘装置的结构示意图。图5为上料升降装置的结构示意图。图6为二维平台调节装置的内部结构示意图。图7为本专利技术的工作流程示意框图。图8为b编号陶瓷基片在CXD相机下进行图像采集时的示意框图。图9为a、b两个编号的陶瓷基片在两个钻孔驱动装置下同步钻孔加工时的示意框图。图10为a、b、c三个编号的陶瓷基片在三个钻孔驱动装置下同步钻孔加工时的示意框图。上述附图中，附图标记对应名称为 I一机体，2—基座，3—立柱，4—Z坐标轴运动模组，5—传送带，6—高速电机，7—夹头，8一钻头，9一支撑座，10一(XD相机本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于陶瓷基片的高精度自动型钻孔机，包括安装有钻孔驱动装置的机体（1），以及安装在该钻孔驱动装置上的钻头（8），其特征在于：所述机体（1）上还分别安装有气动上料吸盘装置、上料升降装置和连接有二维平台调节装置的传送带（5），所述钻孔驱动装置还与一光学成像装置相连接。

【技术特征摘要】
1.基于陶瓷基片的高精度自动型钻孔机，包括安装有钻孔驱动装置的机体(1)，以及安装在该钻孔驱动装置上的钻头(8)，其特征在于所述机体(I)上还分别安装有气动上料吸盘装置、上料升降装置和连接有二维平台调节装置的传送带(5)，所述钻孔驱动装置还与一光学成像装置相连接。2.根据权利要求I所述的基于陶瓷基片的高精度自动型钻孔机，其特征在于所述机体(I)上还设有感应报警器(33 )。3.根据权利要求I或2所述的基于陶瓷基片的高精度自动型钻孔机，其特征在于所述光学成像装置包括与钻孔驱动装置固定相连的支撑座(9)以及安装在该支撑座(9)上且在镜头处安装有光源模块(11)的C⑶相机(10 )。4.根据权利要求3所述的基于陶瓷基片的高精度自动型钻孔机，其特征在于所述钻孔驱动装置包括安装在机体(I)上的基座(2)，与该基座(2)相连接且安装有Z坐标轴运动模组(4)的立柱(3)，以及与Z坐标轴运动模组(4)相连并由该Z坐标轴运动模组(4)控制其沿Z轴方向运动的设有测速环的高速电机(6);所述钻头(8)安装在该测速环上，而所述立柱(3)则与支撑座(9)固定相连。5.根据权利要求4所述的基于陶瓷基片的高精度自动型钻孔机，其特征在于所述基座(2)和立柱(3)均由花岗岩制成。6.根据权利要求5所述的基于陶瓷基片的高精度自动型钻孔机，其特征在于所述气动上料吸盘装置包括分别固定在机体(I)上的固定支座(12)和第一步进伺服混合电机(13),通过第一同步带(14...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓华，
申请(专利权)人：成都川美新技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：