CN106216735B - 一种数控钻机系统及数控钻机的操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控钻机系统及数控钻机的操作方法，包括：数控钻机，工具台，金属板，夹具，以及控制系统；所述数控钻机的钻刀通过主轴以及第一线路与所述控制系统连接；所述夹具通过第二线路与所述控制系统连接；所述工具台用于承载PCB；所述金属板用于覆盖在所述PCB上；所述夹具用于夹在所述金属板上；所述控制系统、第一线路、主轴、钻刀、金属板、夹具以及第二线路构成控制电路；所述控制系统用于通过检测所述控制电路是否连通，来确定所述数控钻机的钻刀是否接触到所述金属板。本发明实施例还提供相应的操作方法。本发明技术方案可用于提高数控钻机的控深精度。

Description

一种数控钻机系统及数控钻机的操作方法

技术领域

本发明涉及数控钻机技术领域，具体涉及一种数控钻机系统及数控钻机的操作方法。

背景技术

PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)钻孔是整个印制电路板生产过程中的一道关键工序。钻孔加工占用生产时间最长，其加工工艺和制造装备水平的高低将直接影响PCB的质量、性能、成本，钻孔加工费用通常占PCB制板费用的30％～40％。PCB钻孔加工大多采用机械钻孔、激光钻孔方法。从设备成本及加工效率比较，目前世界上90％以上的PCB钻孔加工都采用数控机械钻孔，激光钻孔仅占10％左右。因此数控机床钻孔是目前PCB精密钻孔加工的主流。

随着PCB行业的发展，钻孔的孔径越来越小，精度要求越来越高，因此对数控钻机的要求也是越来越高。现在有些PCB板要求打盲孔，而不是通孔，盲孔深度是一定的，需要进行深度控制，这对数控钻机来讲是一种新的挑战，设备要增加这种功能并且达到控深要求，如果所打深度超过预期值，就会导致产品的报废。

实践发现，现在数控钻机打孔深度的控制精度不够，很容易使打孔深度超过预期值，导致产品报废。

发明内容

本发明实施例提供一种数控钻机系统及数控钻机的操作方法，用于提高数控钻机的控深精度。

本发明第一方面提供一种数控钻机系统，包括：

数控钻机，工具台，金属板，夹具，以及控制系统；所述数控钻机的钻刀通过主轴以及第一线路与所述控制系统连接；所述夹具通过第二线路与所述控制系统连接；

所述工具台用于承载PCB；

所述金属板用于覆盖在所述PCB上；

所述夹具用于夹在所述金属板上；

所述控制系统、第一线路、主轴、钻刀、金属板、夹具以及第二线路构成控制电路；

所述控制系统用于通过检测所述控制电路是否连通，来确定所述数控钻机的钻刀是否接触到所述金属板。

本发明第二方面提供一种数控钻机的操作方法，用于PCB加工，方法包括：

将PCB置于工具台上，所述工具台位于数控钻机的钻刀下方，所述钻刀通过所述数控钻机的主轴以及第一线路与控制系统连接；

在所述PCB上覆盖金属板，并在所述金属板上夹上夹具，所述夹具通过第二线路与所述控制系统连接；所述控制系统、第一线路、主轴、钻刀、金属板、夹具以及第二线路构成控制电路；

所述控制系统检测所述控制电路是否连通，根据检测结果确定所述钻刀是否接触到所述金属板。

由上可见，本发明一些实施例中，采用在PCB上方覆盖的金属板上夹上夹具且夹具与控制系统连接，构成包括控制系统、主轴、钻刀、金属板、夹具等的控制电路，所述控制系统可以通过检测所述控制电路是否连通，来确定所述数控钻机的钻刀是否接触到所述金属板，实现自动检测确定钻刀的基准高度，从而可以有效提高数控钻机的控深精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供一种数控钻机系统的简单示意图；

图2是本发明实施例中数控钻机的主轴部分的结构示意图；

图3是本发明实施例中压脚上部的结构示意图；

图4是本发明实施例中压脚下部的结构示意图；

图5是本发明实施例还提供的一种数控钻机的操作方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种数控钻机系统，可用于提高数控钻机的控深精度。本发明实施例还提供相应的数控钻机的操作方法。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。

实施例一、

请参考图1，本发明实施例提供一种数控钻机系统，该系统可包括：

数控钻机10，工具台11，金属板12，夹具13，以及控制系统14；

其中，所述数控钻机10的钻刀15通过主轴16以及第一线路17与所述控制系统14连接；所述夹具13通过第二线路18与所述控制系统14连接；

所述工具台11用于承载PCB20；

所述金属板12用于覆盖在所述PCB20上；

所述夹具13用于夹在所述金属板12上；

所述控制系统14、第一线路17、主轴16、钻刀15、金属板12、夹具13以及第二线路18构成控制电路；

所述控制系统14用于通过检测所述控制电路是否连通，来确定所述数控钻机的钻刀15是否接触到所述金属板，进而确定钻刀的基准高度。

其中，主轴16是数控钻机中高速旋转的刀头驱动器。

可选的，所述金属板12可以为铝板，所述夹具13可以为蘑菇头夹板。

具体应用中，可在工具台11前面加装一个蘑菇头夹板装置。应用原理如下：在PCB上面盖上个铝板，铝板可通电，而蘑菇头夹板夹在铝板上面，与铝板和控制系统等形成一个控制电路。当蘑菇头刚好把盖在PCB板上面的铝板夹紧时，控制电路形成一个回路，给控制系统传递一个信号，控制主轴下降使钻刀刀头与铝板接触。其中，控制系统具体可为CBD控制卡。

一些实施例中，所述控制系统14还用于：当检测到所述钻刀15接触所述金属板12时，控制所述主轴16下冲若干次，钻若干个孔，以所述若干个孔的控深参数为基准，为所述数控钻机计算设定参数。该过程可称为板面侦测，举例来说，一种具体应用中，主轴下降到与金属板接触之后，可控制主轴下冲三次，打三个孔，测量三个高度的平均值，取平均值做为基准，然后根据要求深度计算出在数控钻机设备本身的设定值。后续，就可以基于该设定值打控深孔，从而可以有效提供控深精度。

请参考图2，是本发明实施例中数控钻机10的主轴部分的示意图，如图2所示，该数控钻机10可包括：

主轴16，以及安装在所述主轴16上的钻刀15和压脚30，其中，所述压脚30包括安装在所述主轴16上的压脚上部31和固定在所述压脚上部31上的压脚下部32，所述压脚上部31采用金属材料制成，所述压脚下部32采用非金属材料制成。所述压脚上部31和所述压脚下部32之间可以通过螺丝固定等方式连接。

根据功放电路的虚地要求，压脚30和主轴16之间要求绝缘，如不绝缘，就会使二者之间的电阻值降低，使设定的控深参数发生变化，这样就造成所打孔的深度发生变化。因此为了杜绝此类事件发生，本发明实施例从两个方面解决，

1)，现有技术中数控钻机的压脚与主轴绝缘都是通过压脚上面的绝缘垫片形成绝缘层来实现的，这样长期使用，绝缘垫片容易磨损，造成绝缘不成功，打孔深度发生变化，也就是主轴下冲。主轴下冲是指在打控深孔时，所打深度超过了预期的深度。为此，本发明实施例把压脚分成上下两部分做，即，压脚上部31和压脚下部32，其中，压脚上部31用金属材料例如铝，也可以用钢材等，压脚下部32用非金属材料例如聚四氟乙烯或电木等做，二者可通过螺丝连接，这样，压脚下部32和主轴16形成绝对的绝缘。

2)，可以在所述主轴与所述压脚的压脚上部之间设置补偿电阻，利用该补偿电阻，就算绝缘措施没有做好，之间有电阻的补偿，设定深度等控深参数也不会发生变化。其中，所述补偿电阻的阻值可以是不小于2K欧姆或者不小于1.5K欧姆的值。例如可以选择2K欧姆。

请参考图3，是本发明实施例中，压脚上部31的结构示意图。压脚上部31的中央具有圆孔3101，该圆孔的直径大于钻刀15的直径，该压脚上部31还设有多个螺纹孔3102，分别用来与主轴16连接固定以及与压脚下部32连接固定。

请参考图4，是本发明实施例中，压脚下部32的结构示意图。压脚下部32的中央具有圆孔3201，该圆孔的直径大于钻刀15的直径，该压脚下部32还设有多个螺纹孔3202，用来与压脚上部31连接固定。

以上，本发明实施例公开了一种数控钻机系统，技术关键点包括：

1、增加夹具，与PCB上面的金属板可形成回路，给控制系统传递检测信号，实现自动检测钻刀刀头的基准高度。

2、压脚做成上下两部分，上面一部分采用金属材料，下面一部分采用绝缘非金属材料，可形成绝对的绝缘。

3、可在压脚和主轴之间增加补偿电阻。

这样通过上述几个措施，可以保证控深要求，达到精度需求。

由上可见，本发明一些实施例中，采用在PCB上方覆盖的金属板上夹上夹具且夹具与控制系统连接，构成包括控制系统、主轴、钻刀、金属板、夹具等的控制电路，所述控制系统可以通过检测所述控制电路是否连通，来确定所述数控钻机的钻刀是否接触到所述金属板，实现自动检测确定钻刀的基准高度，从而可以有效提高数控钻机的控深精度。

实施例二、

请参考图5，本发明实施例还提供一种数控钻机的操作方法，用于PCB加工，该方法包括：

501、将PCB置于工具台上，所述工具台位于数控钻机的钻刀下方，所述钻刀通过所述数控钻机的主轴以及第一线路与控制系统连接；

502、在所述PCB上覆盖金属板，并在所述金属板上夹上夹具，所述夹具通过第二线路与所述控制系统连接；所述控制系统、第一线路、主轴、钻刀、金属板、夹具以及第二线路构成控制电路；

503、所述控制系统检测所述控制电路是否连通，根据检测结果确定所述钻刀是否接触到所述金属板。

其中，所述数控钻机可包括：

主轴，以及安装在所述主轴上的钻刀和压脚，其中，所述压脚包括安装在所述主轴上的压脚上部和固定在所述压脚上部上的压脚下部，所述压脚上部采用金属材料制成，所述压脚下部采用非金属材料制成。

其中，所述主轴与所述压脚的压脚上部之间可设置有补偿电阻，所述补偿电阻的阻值不小于2K欧姆或者不小于1.5K欧姆。

其中，所述方法还可以包括：所述控制系统检测到所述钻刀接触所述金属板时，控制所述主轴下冲若干次，钻若干个孔，以所述若干个孔的控深参数为基准，为所述数控钻机计算设定参数。

以上，本发明实施例提供了用于实施例一所述的数控钻机系统的操作方法，关于该方法的更多详细说明请参考实施例一中记载的内容。

由上可见，本发明一些实施例中，采用在PCB上方覆盖的金属板上夹上夹具且夹具与控制系统连接，构成包括控制系统、主轴、钻刀、金属板、夹具等的控制电路，所述控制系统可以通过检测所述控制电路是否连通，来确定所述数控钻机的钻刀是否接触到所述金属板，实现自动检测确定钻刀的基准高度，从而可以有效提高数控钻机的控深精度。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上对本发明实施例所提供的数控钻机系统及数控钻机的操作方法进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员，依据本发明的思想，在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种数控钻机系统，其特征在于，包括：

数控钻机，工具台，金属板，夹具，以及控制系统；所述数控钻机的钻刀通过主轴以及第一线路与所述控制系统连接；所述夹具通过第二线路与所述控制系统连接；

所述工具台用于承载PCB；

所述金属板用于覆盖在所述PCB上；

所述夹具用于夹在所述金属板上；

所述控制系统、第一线路、主轴、钻刀、金属板、夹具以及第二线路构成控制电路；

所述控制系统用于通过检测所述控制电路是否连通，来确定所述数控钻机的钻刀是否接触到所述金属板；

所述数控钻机包括：

主轴，以及安装在所述主轴上的钻刀和压脚，其中，所述压脚包括安装在所述主轴上的压脚上部和固定在所述压脚上部上的压脚下部，所述压脚上部采用金属材料制成，所述压脚下部采用非金属材料制成；

所述主轴与所述压脚的压脚上部之间设置有补偿电阻，所述补偿电阻的阻值不小于2K欧姆或者不小于1.5K欧姆；

所述压脚上部和所述压脚下部之间通过螺丝固定连接；

所述控制系统还用于：当检测到所述钻刀接触所述金属板时，控制所述主轴下冲若干次，钻若干个孔，以所述若干个孔的控深参数为基准，为所述数控钻机计算设定参数。

2.根据权利要求1所述的数控钻机系统，其特征在于，

所述金属板为铝板，所述夹具为蘑菇头夹板；

所述若干个孔具体为三个孔。

3.一种数控钻机的操作方法，用于PCB加工，其特征在于，包括：

将PCB置于工具台上，所述工具台位于数控钻机的钻刀下方，所述钻刀通过所述数控钻机的主轴以及第一线路与控制系统连接；

在所述PCB上覆盖金属板，并在所述金属板上夹上夹具，所述夹具通过第二线路与所述控制系统连接；所述控制系统、第一线路、主轴、钻刀、金属板、夹具以及第二线路构成控制电路；

所述控制系统检测所述控制电路是否连通，根据检测结果确定所述钻刀是否接触到所述金属板；

所述数控钻机包括：

主轴，以及安装在所述主轴上的钻刀和压脚，其中，所述压脚包括安装在所述主轴上的压脚上部和固定在所述压脚上部上的压脚下部，所述压脚上部采用金属材料制成，所述压脚下部采用非金属材料制成；

所述主轴与所述压脚的压脚上部之间设置有补偿电阻，所述补偿电阻的阻值不小于2K欧姆或者不小于1.5K欧姆；

还包括：

所述控制系统检测到所述钻刀接触所述金属板时，控制所述主轴下冲若干次，钻若干个孔，以所述若干个孔的控深参数为基准，为所述数控钻机计算设定参数。