CN104949622A - Pcb微钻参数测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测设备技术领域，特别是一种PCB微钻参数测量系统；包括机台，所述的机台上设置有机械手，所述机械手在伺服电机A的驱动下沿着导轨左右移动，在所述机械手移动的方向上依次设置有清洁机构、传送机构和检测机构，所述清洁机构、所述传送机构和所述检测机构固定安装在所述机台上；通过设置传送机构、清洁机构和检测机构，待检测的PCB微钻经传送机构和机械手输送到清洁机构后由清洁机构对其进行清洗，然后再由机械手输送到检测机构中，检测机构对PCB微钻的几何参数进行检测；整个过程都由本发明全自动完成，同现有手工清洁和检测的方式相比，采用本发明的自动化程度高、效率高且检测结果准确。

Description

PCB微钻参数测量系统

技术领域

本发明涉及检测设备技术领域，特别是一种PCB微钻参数测量系统。

背景技术

随着印刷电路板PCB技术和产品的发展，对用于加工印刷电路板的微型钻头的要求越来越高。PCB用微型钻头简称PCB微钻是一种形状复朵的带螺旋槽的微孔加工工具，由传统的麻花钻衍生而来。PCB微钻尺寸微小，其钻尖结构要借助光学显微镜才能观察到。

目前，PCB微钻基本上都是采用人工手工测量的方法通过三座标测量仪等对PCB微钻的各个参数逐一进行测量，采用这种方法，测试的效率低，且测试人员操作的熟练程度也会影响测试的精度。

发明内容

本发明为了解决目前采用人工手工测量PCB微钻的参数时，存在的效率低、测量精度不高的问题而提供的一种PCB微钻参数测量系统。

为达到上述功能，本发明提供的技术方案是：

一种PCB微钻参数测量系统，包括机台，所述的机台上设置有机械手，所述机械手在伺服电机A的驱动下沿着导轨左右移动，在所述机械手移动的方向上依次设置有清洁机构、传送机构和检测机构，所述清洁机构、所述传送机构和所述检测机构固定安装在所述机台上。

优选地，所述清洁机构包括放置座、气缸A、热风筒和清洁气管，所述放置座与所述气缸A固定连接，并由所述气缸A驱动靠近或远离所述热风筒，所述清洁气管的出气口设置在所述热风筒的出风口的前面，所述放置座上设置有放置PCB微钻的放置孔A。

优选地，所述传送机构包括前挡板和后挡板，所述前挡板和所述后挡板构成一中空状的箱体，所述前挡板的上方固定安装有一导向板，所述箱体内设置有皮带A、皮带轮和驱动装置，所述皮带A套设在所述皮带轮上，所述驱动装置驱动所述皮带A转动，所述箱体的中部设置有一定位块，所述定位块由气缸B驱动上升或下降；所述后挡板的上方设置有气缸C，所述气缸C固定安装在所述定位块的前方，所述气缸C的升缩杆上固定安装有一条状的压块。

优选地，所述检测机构包括刃面检测装置、侧面检测装置和芯厚检测装置，所述侧面检测装置和所述芯厚检测装置并列设置，所述刃面检测装置和所述侧面检测装置的检测方向相垂直，所述侧面检测装置的正下方设置有一旋转放置台。

优选地，所述清洁机构还包括清洁外罩和缓冲器，所述清洁外罩上设置有允许PCB微钻进出的通孔，所述清洁气管的出气口和所述热风筒的出风口设置在所述清洁外罩内，所述清洁外罩的上方设置有连接口；所述缓冲器固定安装在所述放置座的后端。

优选地，所述传送机构还包括一标签扫描仪，所述导向板上设置有允许所述标签扫描仪的扫描光线通过的开口。

优选地，所述刃面检测装置包括CCD摄像组A、镜头托块A和调整机构，所述CCD摄像组A固定在所述镜头托块A上，所述镜头托块A固定安装在调整机构上，所述调整机构用于调节镜头托块A的前后、左右和上下的位置；

所述侧面检测装置包括CCD摄像组B、镜头托块B和调整机构，所述CCD摄像组B固定在所述镜头托块B上，所述镜头托块B固定安装在调整机构上，所述调整机构用于调节镜头托块B的前后、左右和上下位置；

所述芯厚检测装置包括CCD摄像组C、镜头托块C、放置架A和转动盘，所述CCD摄像组C固定在所述镜头托块C上，所述转动盘与一伺服电机组连接，并由所述伺服电机组驱动转动，所述放置架A通过一滚珠丝杆副与所述转动盘连接，所述放置架A上开设有放置PCB微钻的放置孔B，放置架A的侧面开设有凹槽，一转动轮安装在伺服电机B的输出轴上，所述伺服电机B固定安装在所述滚珠丝杆副上，PCB微钻放置到所述放置孔B后，转动轮通过所述凹槽与PCB微钻的下端面相切从而驱动PCB微钻旋转。

优选地，所述旋转放置台包括放置平台、伺服电机C和夹持头，所述伺服电机C与所述放置平台相连接并驱动所述放置平台旋转，所述夹持头安装在所述放置平台上。

优选地，所述夹持头可转动安装在旋转块上，所述旋转块固定在所述伺服电机D的输出轴上并由所述伺服电机D带动旋转，所述夹持头的中上部上套设有一拨动块，所述拨动块固定在伺服电机E的输出轴上，并由所述伺服电机E带动旋转。

优选地，所述所述调整机构包括固定块、第一滑块、第二滑块和底座，所述固定块与所述第一滑块活动连接并可相对于所述第一滑块做上下方向的移动，所述第一滑块与所述第二滑块活动连接并可相对于所述第二滑块做前后方向的移动，所述第二滑块和所述底座活动连接并可相对于所述底座做左右方向的移动，所述固定块、所述第一滑块和所述第二滑块上分别设置有第一调整手柄、第二调整手柄和第三调整手柄。

本发明的有益效果在于：一种PCB微钻参数测量系统，包括机台，机台上设置有机械手，机械手在伺服电机A的驱动下沿着导轨左右移动，在机械手移动的方向上依次设置有清洁机构、传送机构和检测机构，清洁机构、传送机构和检测机构固定安装在机台上；通过设置传送机构、清洁机构和检测机构，待检测的PCB微钻经传送机构和机械手输送到清洁机构后由清洁机构对其进行清洗，然后再由机械手输送到检测机构中，检测机构对PCB微钻的几何参数进行检测；整个过程都由本发明全自动完成，同现有手工清洁和检测的方式相比，采用本发明的自动化程度高、效率高且检测结果准确。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为清洁装置的分解示意图；

图3为传送机构的分解示意图；

图4为驱动装置的结构示意图；

图5为检测装置的结构示意图；

图6为芯厚检测装置的结构示意图；

图7为调整机构的结构示意图；

图8为旋转放置台的分解示意图。

具体实施方式

下面结合附图1至附图8对本发明作进一步阐述：

如图1所示的一种PCB微钻101参数测量系统，包括机台1，机台1上设置有机械手2，机械手2在伺服电机A3的驱动下沿着导轨4左右移动，在本实施例中，伺服电机A3通过一滚珠丝杆副与机械手2连接，从而保证机械手2移动时的准确度。在机械手2移动的方向上依次设置有清洁机构5、传送机构6和检测机构7，清洁机构5、传送机构6和检测机构7固定安装在机台1上。

如图2所示，清洁机构5包括放置座51、气缸A52、热风筒53和清洁气管54，放置座51与气缸A52固定连接，并由气缸A52驱动靠近或远离热风筒53，清洁气管54的出气口设置在热风筒53的出风口的前面，放置座51上设置有放置PCB微钻101的放置孔A510。清洁机构5还包括清洁外罩55，清洁外罩55上设置有允许PCB微钻101进出的通孔551，清洁气管54的出气口和热风筒53的出风口设置在清洁外罩55内，清洁外罩55的上方设置有连接口552，通过连接口552，我们可以外接吸尘装置以吸走清洁外罩55内的油污和灰尘。

为了防止放置座51后退时由于惯性碰到其它零部件，在本实施例中，我们在放置座51的后方设置了一个缓冲器56，当放置座51在气缸A52的驱动下往后运动时，放置座51会先压缩缓冲器56然后再缓慢停止。

放置孔A510的下方固定安装有探测器57，当探测器57检测到放置孔A510上放置有待清洁的PCB微钻101时，气缸A52才会驱动放置座51运动到清洁外罩55内等待清洗。

如图3所示，传送机构6包括前挡板61和后挡板62，前挡板61和后挡板62构成一中空状的箱体，前挡板61的上方固定安装有一导向板63，箱体内设置有皮带A64、皮带轮65和驱动装置66，皮带A64套设在所述皮带轮65上，驱动装置66驱动皮带A64转动，如图4所示，驱动装置66包括电机661、第一斜齿轮662和第二斜齿轮663，第一斜齿轮662和第二斜齿轮663相啮合，第一斜齿轮662固定安装在电机661的输出轴上，第二斜齿轮663的另一端固定安装有一皮带驱动轮664。箱体的中部设置有一定位块67，定位块67由气缸B68驱动上升或下降；后挡板62的上方设置有气缸C69，气缸C69固定安装在定位块67的前方，气缸C69的升缩杆上固定安装有一条状的压块601。在本实施例中，气缸C69的前方还并列设置有气缸D603。

为了提高本实用新型的自动化程度，传送机构6还包括一标签扫描仪602，导向板63上设置有允许标签扫描仪602的扫描光线通过的开口631。

后挡板62上设置有一支撑台621，支撑台621的高度不高于皮带上表面的高度。这样料盒100放置到皮带上后，料盒100的另一端落在支撑台621上，从而有利于料盒100的平稳输送。

在本实施例中，料盒100的侧面上设置有粘贴标签的标签槽1001。料盒100的上表面上均匀设置有若干放置PCB微钻101的盲孔。

检测机构7包括刃面检测装置71、侧面检测装置72和芯厚检测装置73，侧面检测装置72和芯厚检测装置73并列设置，刃面检测装置71和侧面检测装置72的检测方向相垂直，侧面检测装置72的正下方设置有一旋转放置台74。

PCB微钻101的刃面几何参数有水平分离量、水平重合量、大头、小头、大小面、外径、圆角、缺口、偏芯、内弧钩状、外弧凸度等；侧面几何参数有全长、先端直径、颈部直径、沟幅比、刃角高度差等；芯厚几何参数为芯厚。刃面检测装置71用于检测PCB微钻101的刃面几何参数，侧面检测装置72用于检测PCB微钻101的侧面几何参数，芯厚检测装置73用于检测PCB微钻101的芯厚。

刃面检测装置71包括CCD摄像组A711、镜头托块A712和调整机构713，CCD摄像组A711固定在镜头托块A712上，镜头托块A712固定安装在调整机构713上，调整机构713用于调节镜头托块A712的前后、左右和上下的位置；侧面检测装置72包括CCD摄像组B721、镜头托块B722和调整机构713，CCD摄像组B721固定在镜头托块B722上，镜头托块B722固定安装在调整机构713上，调整机构713用于调节镜头托块B722的前后、左右和上下位置；如图8所示，调整机构713包括固定块7131、第一滑块7132、第二滑块7133和底座7134，固定块7131与第一滑块7132活动连接并可相对于第一滑块7132做上下方向的移动，第一滑块7132与第二滑块7133活动连接并可相对于第二滑块7133做前后方向的移动，第二滑块7133和底座7134活动连接并可相对于底座7134做左右方向的移动，固定块7131、第一滑块7132、第二滑块7133和底座7134之间通过设置燕尾槽来实现活动连接并确保移动的线性。固定块7131、第一滑块7132和第二滑块7133上分别设置有第一调整手柄7135、第二调整手柄7136和第三调整手柄7137。

如图6所示，芯厚检测装置73包括CCD摄像组C731、镜头托块C732、放置架A733和转动盘734，CCD摄像组C731固定在镜头托块C732上，转动盘734与一伺服电机组735连接，并由伺服电机组735驱动转动，在本实施例中，伺服电机组735包括伺服电机G7351、主动轮7352、皮带B7353和从动轮7354，主动轮7352固定安装在伺服电机G7351的输出轴上，从动轮7354与转动盘734固定安装，皮带B7353连接主动轮7352和从动轮7354。

如图6所示，放置架A733通过一滚珠丝杆副与转动盘734连接，放置架A733上开设有放置PCB微钻101的放置孔B，放置架A733的侧面开设有凹槽7331，一转动轮736安装在伺服电机B737的输出轴上，伺服电机B737固定安装在滚珠丝杆副上，PCB微钻101放置到放置孔B后，转动轮736通过凹槽7331与PCB微钻101的下端面相切从而驱动PCB微钻101旋转。

如图7所示，旋转放置台74包括放置平台741、伺服电机C742和夹持头743，伺服电机C742与放置平台741相连接并驱动放置平台741旋转，夹持头743安装在放置平台741上。夹持头743可转动安装在旋转块744上，旋转块744固定在伺服电机D745的输出轴上并由伺服电机D745带动旋转，夹持头743的中上部上套设有一拨动块746，拨动块746固定在伺服电机E747的输出轴上，并由伺服电机E747带动旋转。

伺服电机D745固定安装在进给滑块748上，进给滑块748的末端设置有微分头749，微分头749通过伺服电机F7401驱动旋转并推动进给滑块748往前运动，进给滑块748的下方设置有复位弹簧7402，当微分头749在伺服电机F7401驱动下往回退时，进给滑块748在复位弹簧7402的弹力的作用下复位。当要往夹持头743上放置待检测的PCB微钻101时，伺服电机E747带动拨动块746逆时针旋转90度，从而使夹持头743朝上，以方便放置待检测的PCB微钻101，放好PCB微钻101后，伺服电机E747再带动拨动块746顺时针旋转90度，使PCB微钻101水平放置，方便检测。

为了提高CCD摄像组A711拍摄的成像的清晰度，侧面检测装置72的正下方设置有一背光源8，背光源8固定安装在旋转放置台74上。

上述的CCD摄像组A711、CCD摄像组B721和CCD摄像组C731为市贩品，可以采用CCD工业照像机。

本发明的使用过程如下：

使用时，使用者把同批次生产的待测量的PCB微钻101放入同一料盒100中，并把相对应的标签粘贴到标签槽1001中，然后把料盒100放置到传送机构6上，皮带A64在驱动装置66的驱动下转动，从而带动料盒100往前运动，当料盒100运动到传送机构6的中部后，定位块67在气缸B68的驱动下向上运动，阻挡料盒100继续往前运动，同时气缸C69和气缸D603压紧料盒100，使料盒100紧贴着导向板63，此时，标签扫描仪602通过开口631对标签进行扫描，扫描标签的目的是方便统计每一生产批次生产的PCB微钻101的质量。

机械手2在伺服电机A3的驱动下运动到料盒100的上方，并从料盒100中依次取出待检测的PCB微钻101，然后放入清洁机构5的放置座51的放置孔上，当探测器57检测到放置孔中放置有PCB微钻101后，气缸A52驱动放置座51运动到清洁外罩55内，然后热风筒53吹出热风对PCB微钻101进行加热，PCB微钻101上的油污遇到热风后融化，吹气管再吹出高压气体对PCB微钻101进行清洁吹走粘附在PCB微钻101上的油污和灰尘，清洁后，气缸带动PCB微钻101回到初始位置，从而完成清洁工作。

机械手2再把清洁后的PCB微钻101取出后放入旋转平台的夹持头743中，当要往夹持头743上放置待检测的PCB微钻101时，伺服电机E747带动拨动块746逆时针旋转90度，从而使夹持头743朝上，以方便放置待检测的PCB微钻101，放好PCB微钻101后，伺服电机E747再带动拨动块746顺时针旋转90度，使PCB微钻101水平放置。第一次使用时，先通过调整机构713对CCD摄像组A711和CCD摄像组B721的位置进行调整，然后计算机处理系统会根据测量的要求，驱动侧面检测装置72和刃面检测装置71对PCB微钻101的几何参数进行检测。检测后，机械手2再把PCB微钻101输送到芯厚检测装置73中，对PCB微钻101的芯厚进行检测。

CCD摄像组A711、CCD摄像组B721和CCD摄像组C731所拍摄的照片经过计算机处理系统处理后，即可得PCB微钻101的相关几何参数，再通过与计算机处理系统中预设的标准参数进行对比即可判断所检测的几何参数是否合格，从而完成PCB微钻101的检测。

以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种PCB微钻参数测量系统，其特征在于：包括机台(1)，所述的机台(1)上设置有机械手(2)，所述机械手(2)在伺服电机A(3)的驱动下沿着导轨(4)左右移动，在所述机械手(2)移动的方向上依次设置有清洁机构(5)、传送机构(6)和检测机构(7)，所述清洁机构(5)、所述传送机构(6)和所述检测机构(7)固定安装在所述机台(1)上。

2.如权利要求1所述的PCB微钻参数测量系统，其特征在于：所述清洁机构(5)包括放置座(51)、气缸A(52)、热风筒(53)和清洁气管(54)，所述放置座(51)与所述气缸A(52)固定连接，并由所述气缸A(52)驱动靠近或远离所述热风筒(53)，所述清洁气管(54)的出气口设置在所述热风筒(53)的出风口的前面，所述放置座(51)上设置有放置PCB微钻的放置孔A(510)。

3.如权利要求1所述的PCB微钻参数测量系统，其特征在于：所述传送机构(6)包括前挡板(61)和后挡板(62)，所述前挡板(61)和所述后挡板(62)构成一中空状的箱体，所述前挡板(61)的上方固定安装有一导向板(63)，所述箱体内设置有皮带A(64)、皮带轮(65)和驱动装置(66)，所述皮带A(64)套设在所述皮带轮(65)上，所述驱动装置(66)驱动所述皮带A(64)转动，所述箱体的中部设置有一定位块(67)，所述定位块(67)由气缸B(68)驱动上升或下降；所述后挡板(62)的上方设置有气缸C(69)，所述气缸C(69)固定安装在所述定位块(67)的前方，所述气缸C(69)的升缩杆上固定安装有一条状的压块(601)。

4.如权利要求1所述的PCB微钻参数测量系统，其特征在于：所述检测机构(7)包括刃面检测装置(71)、侧面检测装置(72)和芯厚检测装置(73)，所述侧面检测装置(72)和所述芯厚检测装置(73)并列设置，所述刃面检测装置(71)和所述侧面检测装置(72)的检测方向相垂直，所述侧面检测装置(72)的正下方设置有一旋转放置台(74)。

5.如权利要求2所述的PCB微钻参数测量系统，其特征在于：所述清洁机构(5)还包括清洁外罩(55)和缓冲器(56)，所述清洁外罩(55)上设置有允许PCB微钻进出的通孔(551)，所述清洁气管(54)的出气口和所述热风筒(53)的出风口设置在所述清洁外罩(55)内，所述清洁外罩(55)的上方设置有连接口(552)；所述缓冲器(56)固定安装在所述放置座(51)的后端。

6.如权利要求3所述的PCB微钻参数测量系统，其特征在于：所述传送机构(6)还包括一标签扫描仪(602)，所述导向板(63)上设置有允许所述标签扫描仪(602)的扫描光线通过的开口(631)。

7.如权利要求4所述的PCB微钻参数测量系统，其特征在于：所述刃面检测装置(71)包括CCD摄像组A(711)、镜头托块A(712)和调整机构(713)，所述CCD摄像组A(711)固定在所述镜头托块A(712)上，所述镜头托块A(712)固定安装在调整机构(713)上，所述调整机构(713)用于调节镜头托块A(712)的前后、左右和上下的位置；

所述侧面检测装置(72)包括CCD摄像组B(721)、镜头托块B(722)和调整机构(713)，所述CCD摄像组B(721)固定在所述镜头托块B(722)上，所述镜头托块B(722)固定安装在调整机构(713)上，所述调整机构(713)用于调节镜头托块B(722)的前后、左右和上下位置；

所述芯厚检测装置(73)包括CCD摄像组C(731)、镜头托块C(732)、放置架A(733)和转动盘(734)，所述CCD摄像组C(731)固定在所述镜头托块C(732)上，所述转动盘(734)与一伺服电机组(735)连接，并由所述伺服电机组(735)驱动转动，所述放置架A(733)通过一滚珠丝杆副与所述转动盘(734)连接，所述放置架A(733)上开设有放置PCB微钻的放置孔B，放置架A(733)的侧面开设有凹槽(7331)，一转动轮(736)安装在伺服电机B(737)的输出轴上，所述伺服电机B(737)固定安装在所述滚珠丝杆副上，PCB微钻放置到所述放置孔B后，转动轮(736)通过所述凹槽(7331)与PCB微钻的下端面相切从而驱动PCB微钻旋转。

8.如权利要求4所述的PCB微钻参数测量系统，其特征在于：所述旋转放置台(74)包括放置平台(741)、伺服电机C(742)和夹持头(743)，所述伺服电机C(742)与所述放置平台(741)相连接并驱动所述放置平台(741)旋转，所述夹持头(743)安装在所述放置平台(741)上。

9.如权利要求4所述的PCB微钻参数测量系统，其特征在于：所述夹持头(743)可转动安装在旋转块(744)上，所述旋转块(744)固定在所述伺服电机D(745)的输出轴上并由所述伺服电机D(745)带动旋转，所述夹持头(743)的中上部上套设有一拨动块(746)，所述拨动块(746)固定在伺服电机E(747)的输出轴上，并由所述伺服电机E(747)带动旋转。

10.如权利要求7所述的PCB微钻参数测量系统，其特征在于：所述所述调整机构(713)包括固定块(7131)、第一滑块(7132)、第二滑块(7133)和底座(7134)，所述固定块(7131)与所述第一滑块(7132)活动连接并可相对于所述第一滑块(7132)做上下方向的移动，所述第一滑块(7132)与所述第二滑块(7133)活动连接并可相对于所述第二滑块(7133)做前后方向的移动，所述第二滑块(7133)和所述底座(7134)活动连接并可相对于所述底座(7134)做左右方向的移动，所述固定块(7131)、所述第一滑块(7132)和所述第二滑块(7133)上分别设置有第一调整手柄(7135)、第二调整手柄(7136)和第三调整手柄(7137)。