PCB钻孔机断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钻孔机断刀检测装置。包括单片机、信号接口模块以及由主轴外壳、气隙电容、主轴转子、刀具和被加工ＰＣＢ板上的导体互联构成的外围信号传输回路。外围信号传输回路上连接有高频变压器，与单片机、信号接口模块互联组成断刀检测回路。检测时，由单片机输出周期性窄脉冲信号驱动高频变压器的初级，根据单片机输入管脚的波形变化判断是否断刀，若检测到断刀现象，则输出相应的信号给数控机床控制系统。本实用新型专利技术能始终确保检测信号的稳定，不受加工环境中粉尘和光线的变化所影响，避免无法预估的延时，提高了精度信号，在无需增加其他成本的情况下即可应用于ＰＣＢ盲埋孔的加工。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种断刀检测装置，尤其涉及一种PCB钻孔机断刀检 测装置，属于车削

技术介绍
目前数控PCB钻孔机在加工作业时， 一旦发生刀具断裂或者刀具头部 崩裂，则无法进行正常加工。因此，需要及时检测到断刀的情况，并由PCB 钻孔机的控制系统及时发出警告信号或者自动换取下一刀具。如果无法正 常检测出断刀的状态，则可能会弓胞漏孔等诸多问题，导致被加工PCB板 报废。当前常用的PCB钻孔机断刀检测方式有光纤对射式、粉尘检测以及接 触式断刀检测等方式。具体来说，光纤对射式是由两根光纤及相应的处理 电路完成， 一根光纤连接处理电路的光信号发射端，另一根光纤则连接处 理电路的光信号接收端，当刀具未断时，光信号被刀具阻挡。但是，当光 纤对射式采用的两根光纤对射的头部被粉尘所阻挡时，则无^^正常使用， 因此需要经常维护，而且无法检测出刀具头部崩裂的情况。对于粉尘检测来说，其是检测钻孔时加工主轴前端吸屑罩内的粉尘浓 度来判断是否断刀，此方式的缺点是无法及时检测出断刀情况，有一定滞 后，并且同样无法检测出刀具的崩裂。传统的接触式断刀检测方式是采取模拟电路，由振荡电路产生一定频 率的波形并通过主轴的外壳传递到刀具上与被加工PCB板上的铝片导体接 地。在使用过程中，当刀具接触铝片，则信号接收端的波形发生变化。此信号经过滤波后进入比较器判断再输出相应信号。但是，由于主轴外壳需 要输入信号，因此无法接到地上起保护作用，而且由于PCB钻孔加工过程 是个动态的过程，检测信号始终无法稳定，即便是采取滤波的措施，则又 会带来信号的延时问题。因此，需要一种装置崭新的PCB钻孔机断刀检测方法和相应的装置来 弥补上述技术的不足。
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钻孔机断刀检测装置。本技术的目的通过以下技术方案来实现PCB钻孔机断刀检测装置，涉及PCB钻孔机的主轴外壳、主轴转子、 刀具，主轴转子位于主轴外壳内，主轴转子上设置有刀具，其包括单片机、信号接口模块、外围信号传输回路，夕卜围信号传输回路上连接有高频 变压器，与单片机、信号接口模块互联组成断刀检测回路。上述的PCB钻孔机断刀检测装置，其中所述的外围信号传输回路， 包括主轴外壳、气隙电容、主轴转子、刀具以及被加工PCB板上的导体， 主轴外壳、气隙电容、主轴转子、刀具以及被加工PCB板上的导体之间相互串联。进一步地，上述的PCB钻孔机断刀检测装置，其中所述单片机的输出管脚连接有三极管的基极。进一步地，上述的PCB钻 L机断刀检测装置，其中所述的高频变压器由磁环及其缠绕在磁环上的导线构成，其初级由连接信号接口模块的端 口构成，其次级由连接主轴外壳以及地线的端口构成。再进一步地，上述的PCB钻孔机断刀检测装置，其中所述的气隙电容位于主轴外壳与主轴转子之间。本技术的优点在于采用本技术后，针对PCB钻孔加工的动 态过程，能始终确保检领瞻号的稳定，避免检测信号的不稳定带来输出信 号不稳定。同时，检测迅速，不受加工环境的粉尘、光线的变化所影响。 再者，由于本技术输出信号无需采取滤波措施，因此免去了无法预估 的延时，提高了精度信号，在无需增加其他成本的情况下即可应用于PCB 盲埋孔的加工。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是本技术实施构造示意图； 图2是单片机及其周边电路、信号接口模块的示意图； 图3是单片机工作过程中所输出和接收的波形示意图； 图4是单片机输入控制系统内的波形示意图。 图中各附图标记的含义如下1单片机及其周边电路2信号接口模块3外围信号传输回路31高频变压器32主轴外壳33气隙电容34主轴转子35刀具36铝片4控制系统5单片机输出波形6第一波形7第二波形具体实施方式如图l、图2所示的PCB钻孔机断刀检测装置，涉及PCB钻 L机的主轴外壳32、主轴转子34、刀具35，主轴转子34位于主轴外壳32内，主轴 转子34上设置有刀具35，其特别之处在于包括单片机及其周边电路l， 用于产生信号以及接收检测信号。在此期间，若检测到正确信号，则输出 相应的信号指示给数控机床控制系统4。进一步来看，单片机的输出管脚连 接有三极管的基极，且单片机的输出管脚周期性窄脉冲信号，通过三极管 驱动高频变压器31的初级，以此来产生信号。信号接口模块2，包含输出信号放大及输入信号整形电路。外围信号传 输回路3，其通过主轴外壳32、气隙电容33、主轴转子34、刀具35以及 被加工PCB板上的导体，相互连接构成。具体来说所述的主轴外壳32 与主轴转子34之间构成气隙电容33。并且，结合现有的PCB加工技术来 说，所述的导体为铝片36。同时，外围信号传输回路3上连接有高频变压器31，与单片机、信号 接口模块2互联组成断刀检测回路。所述的高频变压器31由磁环及其缠绕 在磁环上的导线构成，其初级由连接信号接口模块2的端口构成，其次级 由连接主轴外壳32以及地线的端口构成。在工作期间，高频变压器31通 过输入信号整形电路，转化为数字信号，输入单片机的输入管脚，令单片 机完成信号检测。在上述过程中，所产生的信号有可能会发生变化，其是由主轴外壳32 与主轴转子34在工作时构成的气隙电容33、刀具35、被加工PCB板上的 导体构成的回路阻抗变化所形成的。本技术的工作情况大致如下首先，由单片机的输出管脚输出周期 性窄脉冲信号到三极管的基极，驱动在高频变压器31的初级。同时，高频 变压器31次级连接外围信号传输回路3 。根据变压器初级检测加工过禾呈中， 输入到单片机输入管脚波形的变化，来判断是否存在断刀现象。最后由单6片机输出相应的信号给数控机床控制系统4。再进一步结合图2来说单片机U9上电复位以后，由其第13脚输出周期性的窄脉冲信号，通过电阻R7和电容C4组成的网络连接到三极管 Ql的基极。三极管Ql的集电极输出放大后的信号，通过电阻R6连接到 高频变压器31的初级。根据变压器的原理，高频变压器31的次级感应相 应的周期信号。当PCB钻孑L机工作时，PCB钻孑L机主轴夹持刀具35进行往复运动，因 此刀具35会不时地接触被加工PCB板上覆盖的铝片36。此时，由主轴外 壳32、主轴外壳32与主轴转子34之间的气隙电容33、主轴转子34、刀具 35以及被加工PCB板上覆盖的铝片36所构成的高频变压器31的次级回路 阻抗也相应的发生变化。具体来说，高频变压器31的次级回路阻抗发生变化时，连接到高频变 压器31初级的电阻R2—端的信号波形也发生相应变化。此信号通过电阻 R2、电阻R1分压后输入到高速比较器U2，高速比较器U2输入的另一端 连接到电阻R3、精密可调电位器R4、电容C3构成的电压基准。同时，高 速比较器U2的输出端通过数字门电路U10后输入单片机U9的第12脚， 由单片机U9对此信号进行分析。换句话说，单片机U9根据输入信号的不 同状态，从其第11脚输出相应的信号给数控机床控制系统4。当PCB钻 L机工作正常时，单片机U9输出给数控本文档来自技高网...

【技术保护点】
ＰＣＢ钻孔机断刀检测装置，涉及ＰＣＢ钻孔机的主轴外壳、主轴转子、刀具，主轴转子位于主轴外壳内，主轴转子上设置有刀具，其特征在于包括：单片机、信号接口模块、外围信号传输回路，外围信号传输回路上连接有高频变压器，与单片机、信号接口模块互联组成断刀检测回路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨仁杰，
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]