CN103522124A - 一种用于线路板钻床断刀检测的触发装置及其触发方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于线路板钻床断刀检测的触发装置，所述钻床在钻孔时主轴定子与转子之间、金属工作台与钻孔PCB板之间均产生分布电容，所述装置包括采集上述各分布电容所产生的振荡信号的信号采集处理电路，所述信号采集处理电路输出端连接DSP控制电路，所述DSP控制电路上还连接有位置触发信号输出电路，所述位置触发信号输出电路连接钻床的运动控制卡。本发明根据不同尺寸PCB板，动态采集基准频率，用于断刀检测，并设计优化了整体线路的设计，具有高灵敏度、安装方便等优点，适应在不同PCB尺寸的情况下，印刷线路板钻床金属工作台断刀检测的要求。

Description

一种用于线路板钻床断刀检测的触发装置及其触发方法
技术领域
本发明涉及印刷线路板钻床的断刀检测，特别涉及一种动态采集断刀检测基准频率的装置及其采集方法。
背景技术
目前印刷线路板数控钻床的工作台采用金属工作台加工微孔，对效率，精度的要求越来越高， 在PCB微孔加工过程中，一旦出现断刀情况，必须立即采取停机处理，不仅避免加工过程中事故的发生，也提高了机床运作的效率和质量，尤其在所加工的PCB尺寸经常变化的情况下，断刀检测就比较困难。而现有的一些断刀检测的方法往往采用固定基准频率，存在检测灵敏度低、失误率高等问题。因此，能够动态采集断刀检测基准信号则极为重要。
发明内容
    为克服上述现有技术的缺陷与不足，本发明提供一种用于线路板钻床断刀检测的触发装置及其触发方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种用于线路板钻床断刀检测的触发装置，所述钻床在钻孔时主轴定子与转子之间、金属工作台与钻孔PCB板之间均产生分布电容，所述分布电容均连接有振荡电路，所述装置包括采集上述各分布电容所产生的振荡信号的信号采集处理电路，所述信号采集处理电路输出端连接DSP控制电路，所述DSP控制电路上还连接有位置触发信号输出电路，所述位置触发信号输出电路连接钻床的运动控制卡。
优选的，由钻床钻孔时，分布电容所连接的振荡电路产生的信号控制的使能信号输出电路，所述使能信号输出电路连接到DSP控制电路，控制DSP控制电路是否工作。
优选的，所述装置还包括与DSP控制电路连接的通信电路，实现DSP控制电路与上位机的数据和命令传输。
进一步优选的，所述信号采集处理电路包括两个串联的电压比较器，其第一电压比较器的反相输入端连接所述分布电容，第二电压比较器的输出端连接一个反相器，反相器输出端连接DSP控制电路。
必要的，还包括为所述各电路模块提供工作电压的电源电路。
在不同PCB板尺寸的情况下，主轴转子接触到PCB板时,主轴定子与转子之间、金属工作台与钻孔PCB板之间的分布电容容量发生变化，使振荡信号频率产生变化,振荡信号经信号采集处理电路送到DSP控制电路处理，进而触发运动控制卡记录钻孔时钻尖钻到PCB板时Z轴位置。
本发明的有益效果是，本发明根据不同尺寸PCB板，动态采集基准频率，用于断刀检测，并设计优化了整体线路的设计，具有高灵敏度、安装方便等优点，适应在不同PCB尺寸的情况下，印刷线路板钻床金属工作台断刀检测的要求。
附图说明
图1 本发明所述的断刀检测触发装置及其触发方法的原理图；
图2是本发明所述的电源电路的实施例原理图。
图3是本发明所述的DSP控制模块的实施例原理图。
图4是本发明所述的信号采集处理的实施例原理图。
图5是本发明所述的位置触发信号输出电路的实施例原理图。
图6是本发明所述的通信电路的实施例原理图。
图7是本发明所述的使能信号输出电路的实施例原理图。
具体实施方式
为方便本领域的技术人员了解本发明的技术内容，下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，本发明所揭示的用于线路板钻床断刀检测的触发装置，包括采集所述钻床在钻孔时主轴定子与转子之间、金属工作台与钻孔PCB板之间分布电容所产生的振荡信号的信号采集处理电路，所述信号采集处理电路输出端连接DSP控制电路，所述DSP控制电路上还连接有位置触发信号输出电路，所述位置触发信号输出电路连接钻床的运动控制卡。所述装置还包括由钻床钻孔产生的信号控制的使能信号输出电路，所述使能信号输出电路连接到DSP控制电路，控制DSP控制电路是否工作。所述装置还包括与DSP控制电路连接的通信电路，实现DSP控制电路与上位机的数据和命令传输。
本装置还包括为所述各电路模块提供工作电压的电源电路，如图2所示，所述电源电路采用LM2576T开关型稳压降压器，由24电压产生5V稳定电压，再采用低开启电压稳压源LD1117产生3.3V电压。本装置的信号采集处理电路和位置触发信号输出电路由24V电压供电，DSP控制电路采用3.3V电压供电，通信电路和使能信号模块采用5V电压供电。
如图3所示，为DSP控制电路与各模块电路的连接关系。DSP端口IC1、IC2、IC7、IC8依次与四路信号采集处理模块输出引脚IN_A～IN_D连接；DSP端口RB4～RB7与位置触发信号输出电路的输出引脚CTM1～CTM4连接；DSP端口EN、DI、DO与通信电路的EN、DI、DO引脚连接，RA4端口和使能信号的ENABLE引脚相连接。
如图4所示，所述信号采集处理电路包括两个串联的电压比较器，其第一电压比较器的反相输入端连接所述分布电容，第二电压比较器的输出端连接一个反相器，反相器输出端连接DSP控制电路，所述第一电压比较器的反相输入端还连接一个接地稳压二极管Z1。
如图5所示，所述位置触发信号输出采用4路光电耦和芯片PS2805-4发送触发信号。
如图6所示，通信电路采用差分总线收发器LT1785I为通信电路提供了片上数据传输线过电压故障保护。
如图7所示，使能信号输出电路采用依次串接的光耦和两个反相器，当钻床开始钻孔时，使能信号输出控制DSP控制电路开始工作，当钻床钻完一个孔后，使能信号输出控制DSP控制电路停止工作，
在不同PCB板尺寸的情况下，主轴转子接触到PCB板时,主轴定子与转子之间、金属工作台与钻孔PCB板之间的分布电容容量发生变化，使振荡信号频率产生变化,振荡信号经信号采集处理电路送到DSP控制电路处理，DSP控制电路计算此前ΔT时间内的平均频率，作为基准频率，当某一时刻t的频率与此时的基准频率的差值大于设定的Δf时，断定此时可能出现断刀情况，DSP控制电路通过位置触发信号输出电路传送命令给钻床的运动控制卡，进而触发运动控制卡记录钻孔时钻头尖钻到PCB板时Z轴位置，检测是否出现断刀。
上述实施例仅为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于线路板钻床断刀检测的触发装置，所述钻床在钻孔时主轴定子与转子之间、金属工作台与钻孔PCB板之间均产生分布电容，所述分布电容均连接有振荡电路，其特征在于：所述装置包括采集上述各分布电容所产生的振荡信号的信号采集处理电路，所述信号采集处理电路输出端连接DSP控制电路，所述DSP控制电路上还连接有位置触发信号输出电路，所述位置触发信号输出电路连接钻床的运动控制卡。
2.根据权利要求1所述的动态采集装置，其特征在于：还包括由钻床钻孔时，分布电容所连接的振荡电路产生的信号控制的使能信号输出电路，所述使能信号输出电路连接到DSP控制电路，控制DSP控制电路是否工作。
3.根据权利要求2所述的动态采集装置，其特征在于：还包括与DSP控制电路连接的通信电路，实现DSP控制电路与上位机的数据和命令传输。
4.根据权利要求1所述的动态采集装置，其特征在于：所述信号采集处理电路包括两个串联的电压比较器，其第一电压比较器的反相输入端连接所述分布电容，第二电压比较器的输出端连接一个反相器，反相器输出端连接DSP控制电路；第一、第二电压比较器的同相输入端分别连接设定的工作电压。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的动态采集装置，其特征在于：还包括为所述各电路模块提供工作电压的电源电路。
6.一种用于线路板钻床断刀检测的触发方法，其特征在于：在不同PCB板尺寸的情况下，主轴转子接触到PCB板时,主轴定子与转子之间、金属工作台与待钻孔的PCB板之间的分布电容容量发生变化，使信号采集处理电路的振荡信号频率产生变化,振荡信号经信号采集处理电路送到DSP控制电路处理，再通过位置触发信号输出电路传送给钻床的运动控制卡，进而触发运动控制卡记录钻孔时钻头尖钻到PCB板时Z轴位置。
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