CN105629878A - Pcb数控钻孔路径选择方法 - Google Patents

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刘树成
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开一种PCB数控钻孔路径选择方法，包括打开数控钻孔文件、设定相邻孔距的约束值、相同孔径的孔位优化排列、顺次寻找相同孔径的孔位以及换刀钻不同孔径的孔位等步骤；从换刀点出发，不重复不遗漏地钻完所有同一直径的孔后，回到换刀点进行换刀操作，再加工另一直径的孔，直到完成所有待加工的孔。不同直径的孔位分别进行钻孔处理，避免了相邻孔位距离过短造成定位偏差，可以有效提高PCB数控钻孔精度及可靠性。本发明的路径选择方法计算量小，适合PCB数控钻床在线进行文件优化。

Description

PCB数控钻孔路径选择方法
技术领域
本发明涉及数控的技术领域，尤其涉及一种PCB数控钻孔路径选择方法。
背景技术
印刷电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)是电子设备中的关键重要部件,而PCB的钻孔工序是PCB制造过程中重要的一个环节。随着PCB向高密度、多层化、小型化方向发展，孔径越来越小，孔数越来越多，孔间距越来越短。而现有的PCB设计软件虽然具有自动生成钻孔NC程序的功能，但是其生成的走刀路径并非最佳路径，对于连续短距离数控钻孔，机床面临连续高频冲击震动，容易造成钻孔定位偏差，引起钻孔精度下降，对PCB钻孔的精度及可靠性造成相当大的负面影响。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种高效、可靠的PCB数控钻孔路径选择方法。
为了达到上述目的，本发明一种PCB数控钻孔路径选择方法，包括以下工艺步骤：
S1、打开数控钻孔文件：打开PCB数控钻孔文件，通过文件解析，对所需钻孔的数据进行归类统计；
S2、设定相邻孔距的约束值：从换刀点出发，设定相邻孔距约束值K的大小；
S3、相同孔径的孔位优化排列：设定当前孔径总孔位数为n，假定当前孔位为Pi，按如下条件寻找下一个相邻孔：
Hj=|Pi-Pj-K|，公式A；
Hmin=min(Hj，……，Hn)；
将满足Hmin条件的孔调整为第i+1孔；
S4、顺次寻找相同孔径的孔位：设定i+1孔为当前孔，按照S3的步骤寻找后面的相邻孔，直至i+1=n时结束；
S5、换刀钻不同孔径的孔位：不重复不遗漏地钻完所有同一直径的孔后，回到换刀点进行换刀操作，再加工另一直径的孔，直到完成所有待加工的孔。
其中，在S3出现的Pj中的j=i+1，i+2，......，n。
其中，在S3中出现的Hj=|Pi-Pj-K|公式A中，Pi的坐标为（xi，yi），Pj的坐标为（xj，yj），将Pi以及Pj的坐标带入公式A中得到
Hj=|sqrt((xi-xj)^2+(yi-yj)^2)-K|，公式B。
其中，在S1中，所需钻孔的数据包括孔位的孔径数量、具体的孔径大小、钻孔参数以及各孔位的坐标。
其中，在S5中，进行换刀操作后，先统计换刀后的孔位所对应的孔径大小、孔位个数，再重复S2-S4的过程。
其中，不同的钻刀对应不同孔径的孔位，S4到S5之间的换刀过程是从钻取小孔径孔位逐渐调整到钻取大孔径孔位的过程。
其中，不同的钻刀对应不同孔径的孔位，S4到S5之间的换刀过程是从钻取大孔径孔位逐渐调整到钻取小孔径孔位的过程。
其中，在S2中出现的相邻孔距约束值K的大小可调，K值越大，钻孔孔位精度越低，K值越小，钻孔孔位精度越高。
其中，所述相邻孔距约束值K的大小由PCB的材质、钻孔孔位的孔径大小以及钻孔的品质要求所决定。
其中，在S4中相同孔径的孔位钻取完成后，包括对更新后的数控钻孔文件进行保存的步骤；在S5中不同孔径的孔位钻取完成后，也包括对完成的数控钻孔文件进行保存的步骤。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明的PCB数控钻孔路径选择方法，从换刀点出发，不重复不遗漏地钻完所有同一直径的孔后，回到换刀点进行换刀操作，再加工另一直径的孔，直到完成所有待加工的孔。不同直径的孔位分别进行钻孔处理，避免了相邻孔位距离过短造成定位偏差，可以有效提高PCB数控钻孔精度及可靠性。本发明的路径选择方法计算量小，适合PCB数控钻床在线进行文件优化。
附图说明
图1为本发明PCB数控钻孔路径选择方法的整体流程图；
图2为本发明PCB数控钻孔路径选择方法的搜寻相邻孔的流程图；
图3为本发明PCB数控钻孔路径选择方法的路径选择示意图。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
参阅图1-2，本发明一种PCB数控钻孔路径选择方法，包括以下工艺步骤：
S1、打开数控钻孔文件：打开PCB数控钻孔文件，通过文件解析，对所需钻孔的数据进行归类统计；
S2、设定相邻孔距的约束值：从换刀点出发，设定相邻孔距约束值K的大小；
S3、相同孔径的孔位优化排列：设定当前孔径总孔位数为n，假定当前孔位为Pi，按如下条件寻找下一个相邻孔：
Hj=|Pi-Pj-K|，公式A；
Hmin=min(Hj，……，Hn)；
将满足Hmin条件的孔调整为第i+1孔；
S4、顺次寻找相同孔径的孔位：设定i+1孔为当前孔，按照S3的步骤寻找后面的相邻孔，直至i+1=n时结束；
S5、换刀钻不同孔径的孔位：不重复不遗漏地钻完所有同一直径的孔后，回到换刀点进行换刀操作，再加工另一直径的孔，直到完成所有待加工的孔。
相较于现有技术，本发明的PCB数控钻孔路径选择方法，从换刀点出发，不重复不遗漏地钻完所有同一直径的孔后，回到换刀点进行换刀操作，再加工另一直径的孔，直到完成所有待加工的孔。不同直径的孔位分别进行钻孔处理，避免了相邻孔位距离过短造成定位偏差，可以有效提高PCB数控钻孔精度及可靠性。本发明的路径选择方法计算量小，适合PCB数控钻床在线进行文件优化。
在本实施例中，在S3出现的Pj中的j=i+1，i+2，......，n。
在本实施例中，在S3中出现的Hj=|Pi-Pj-K|公式A中，Pi的坐标为（xi，yi），Pj的坐标为（xj，yj），将Pi以及Pj的坐标带入公式A中得到
Hj=|sqrt((xi-xj)^2+(yi-yj)^2)-K|，公式B。
在本实施例中，在S1中，所需钻孔的数据包括孔位的孔径数量、具体的孔径大小、钻孔参数以及各孔位的坐标。
在本实施例中，在S5中，进行换刀操作后，先统计换刀后的孔位所对应的孔径大小、孔位个数，再重复S2-S4的过程。
在本实施例中，不同的钻刀对应不同孔径的孔位，S4到S5之间的换刀过程是从钻取小孔径孔位逐渐调整到钻取大孔径孔位的过程。
在本实施例中，不同的钻刀对应不同孔径的孔位，S4到S5之间的换刀过程是从钻取大孔径孔位逐渐调整到钻取小孔径孔位的过程。
在本实施例中，在S2中出现的相邻孔距约束值K的大小可调，K值越大，钻孔孔位精度越低，K值越小，钻孔孔位精度越高。
在本实施例中，所述相邻孔距约束值K的大小由PCB的材质、钻孔孔位的孔径大小以及钻孔的品质要求所决定。
在本实施例中，在S4中相同孔径的孔位钻取完成后，包括对更新后的数控钻孔文件进行保存的步骤；在S5中不同孔径的孔位钻取完成后，也包括对完成的数控钻孔文件进行保存的步骤。
进一步参阅图3，图中含当前首孔P0在内共有8个孔，路径选择问题可归结为以P0为圆心，以约束值K大小为半径画圆，则距离圆周线最近的孔就是优化路径后P0的下一孔。图中P1孔就是我们要找的P0的下一孔。剔除P0孔，以P1孔为当前孔，重复上述操作完成孔序排列，实现按约束距离的路径优化。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种PCB数控钻孔路径选择方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：S1、打开数控钻孔文件：打开PCB数控钻孔文件，通过文件解析，对所需钻孔的数据进行归类统计；S2、设定相邻孔距的约束值：从换刀点出发，设定相邻孔距约束值K的大小；S3、相同孔径的孔位优化排列：设定当前孔径总孔位数为n，假定当前孔位为Pi，按如下条件寻找下一个相邻孔：Hj=|Pi-Pj-K|，公式A；Hmin=min(Hj，……，Hn)；将满足Hmin条件的孔调整为第i+1孔；S4、顺次寻找相同孔径的孔位：设定i+1孔为当前孔，按照S3的步骤寻找后面的相邻孔，直至i+1=n时结束；S5、换刀钻不同孔径的孔位：不重复不遗漏地钻完所有同一直径的孔后，回到换刀点进行换刀操作，再加工另一直径的孔，直到完成所有待加工的孔。
2.根据权利要求1所述的PCB数控钻孔路径选择方法，其特征在于，在S3出现的Pj中的j=i+1，i+2，......，n。
3.根据权利要求1所述的PCB数控钻孔路径选择方法，其特征在于，在S3中出现的Hj=|Pi-Pj-K|公式A中，Pi的坐标为（xi，yi），Pj的坐标为（xj，yj），将Pi以及Pj的坐标带入公式A中得到Hj=|sqrt((xi-xj)^2+(yi-yj)^2)-K|，公式B。
4.根据权利要求1所述的PCB数控钻孔路径选择方法，其特征在于，在S1中，所需钻孔的数据包括孔位的孔径数量、具体的孔径大小、钻孔参数以及各孔位的坐标。
5.根据权利要求1所述的PCB数控钻孔路径选择方法，其特征在于，在S5中，进行换刀操作后，先统计换刀后的孔位所对应的孔径大小、孔位个数，再重复S2-S4的过程。
6.根据权利要求5所述的PCB数控钻孔路径选择方法，其特征在于，不同的钻刀对应不同孔径的孔位，S4到S5之间的换刀过程是从钻取小孔径孔位逐渐调整到钻取大孔径孔位的过程。
7.根据权利要求5所述的PCB数控钻孔路径选择方法，其特征在于，不同的钻刀对应不同孔径的孔位，S4到S5之间的换刀过程是从钻取大孔径孔位逐渐调整到钻取小孔径孔位的过程。
8.根据权利要求1所述的PCB数控钻孔路径选择方法，其特征在于，在S2中出现的相邻孔距约束值K的大小可调，K值越大，钻孔孔位精度越低，K值越小，钻孔孔位精度越高。
9.根据权利要求8所述的PCB数控钻孔路径选择方法，其特征在于，所述相邻孔距约束值K的大小由PCB的材质、钻孔孔位的孔径大小以及钻孔的品质要求所决定。
10.根据权利要求1所述的PCB数控钻孔路径选择方法，其特征在于，在S4中相同孔径的孔位钻取完成后，包括对更新后的数控钻孔文件进行保存的步骤；在S5中不同孔径的孔位钻取完成后，也包括对完成的数控钻孔文件进行保存的步骤。
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