CN107560542A - 一种钻头磨损监测方法 - Google Patents

一种钻头磨损监测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107560542A
CN107560542A CN201710749517.4A CN201710749517A CN107560542A CN 107560542 A CN107560542 A CN 107560542A CN 201710749517 A CN201710749517 A CN 201710749517A CN 107560542 A CN107560542 A CN 107560542A
Authority
CN
China
Prior art keywords
drill bit
drill
monitoring
monitoring point
revolution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710749517.4A
Other languages
English (en)
Inventor
孙艳红
田梅
崔亚新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin Teachers Institute of Engineering and Technology
Original Assignee
Jilin Teachers Institute of Engineering and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jilin Teachers Institute of Engineering and Technology filed Critical Jilin Teachers Institute of Engineering and Technology
Priority to CN201710749517.4A priority Critical patent/CN107560542A/zh
Publication of CN107560542A publication Critical patent/CN107560542A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

Abstract

本发明涉及钻头检测技术领域，公开了一种钻头磨损监测方法，包括：包括以下步骤：S1、在钻头转数寿命间隔内设置多个监测点；S2、达到监测点的转数时，停止使用钻头；S3、通过三维激光扫描仪对监测点的钻头进行点云扫描，采集钻头的三维点云数据；S4、根据钻头的三维点云数据，通过建模软件建立监测点钻头的三维模型；S5、比对监测点钻头的三维模型与标准钻头的三维模型；S6、判断监测点钻头的磨损是否在容许的误差范围内，当钻头的磨损超出容许的误差范围时，需要对钻头进行研磨或者报废；S7、钻头研磨后需要再执行S3～S6，这种钻头磨损监测方法，测量精度高，能发现一些细小的缺陷，从而提高钻头的钻孔质量。

Description

一种钻头磨损监测方法
技术领域
本发明涉及钻头检测技术领域，特别涉及一种钻头磨损监测方法。
背景技术
由于印刷电路板的需求量剧增，印刷电路板制造业所采用PCB微钻头的消耗量也相应地持续增长，随着电子工业的发展，印刷电路板由原来的单层板发展到多层板、软性电路板、封装载板及HDI板(High Density Interconnects高密度内联板)。PCB板上的微连接孔通常直径为0.05～0.30mm，这些微连接孔分为盲孔、埋孔和通孔3类。在PCB板的生产流程中，孔加工是非常重要的工序，钻孔的质量直接影响PCB板的最终质量，多层PCB板的孔一般采用机械加工，由于微钻头的磨损会使被加工孔的孔壁粗糙度增大，给安装及后续的电镀等工序带来一系列问题，因此，生产商对微钻头尺寸偏差和缺陷的要求较高。
因此，微钻头的磨损监测显得至关重要，然而现有技术中，检测微钻头刀刃的磨损和破损普遍采用一套与计算机控制系统连接的红外光收发装置，将钻头置于光路中，形成三点一线，如果钻头的刀刃完好，发射端发射的光线将被遮挡，接收端无法采集到光信号；如果钻头的刀刃破损，接收端就可以采集到发射端发射的光线，并转换为光信号，该光信号经过信号处理电路转换为电信号，即能向控制系统发出钻头破损信号，以使加工设备停机。
通过红外线或拍照对刀刃的尺寸进行测量，测量精度不高，对一些细小的缺陷无法测出来。
发明内容
本发明提供一种钻头磨损监测方法，可以解决现有技术中的上述问题。
本发明提供了一种钻头磨损监测方法，包括以下步骤：
S1、根据供应商提供的钻头使用寿命，在规定的钻头转数寿命间隔内设置多个监测点；
S2、通过带动钻头转动的电机的转数来确定钻头的转数，当钻头使用的转数达到监测点的转数时，停止使用钻头；
S3、通过三维激光扫描仪对监测点的钻头进行点云扫描，采集监测点钻头的三维点云数据；
S4、根据监测点钻头的三维点云数据，通过建模软件建立监测点钻头的三维模型；
S5、比对监测点钻头的三维模型与标准钻头的三维模型；
S6、根据比对的结果判断监测点钻头的磨损是否在容许的误差范围内，当钻头的的磨损超出容许的误差范围时，则需要对钻头进行研磨或者报废；
S7、钻头研磨后需要再执行S3～S6。
进一步地，所述S1中监测点的设置与电路板的材质相关，电路板的材质越硬，设置的监测点越多，电路板的材质越软，设置的监测点越少。
进一步地，所述S2中监测点的转数通过连接电机的控制系统来监测。
进一步地，所述S3中的三维激光扫描仪通过检测台对监测点的钻头进行点云扫描，所述检测台包括：底座、支撑台、第一伸缩杆、载物台和钻头盒，支撑台固定在底座上，第一伸缩杆的下端与支撑台通过轴和轴承连接，第一伸缩杆的上端通过万向球头和球座与载物台的底部连接，钻头盒可拆卸固定在载物台上，钻头刀刃朝上放置在钻头盒内。
进一步地，所述S3中的三维激光扫描仪位于钻头盒的正上方，还包括：竖向支撑杆、第二伸缩杆、旋转电机、丝杆、滚珠丝杆副、支撑架和计算机控制系统，竖向支撑杆的下端与底座固定连接，三维激光扫描仪固定在丝杆的下端，丝杆的上端与第二旋转电机的输出轴固定连接，滚珠丝杆副套接在丝杆上，滚珠丝杆副通过第二伸缩杆与竖向支撑杆固定连接，支撑架通过连杆与竖向支撑杆连接，计算机控制系统设置在支撑架上，第二旋转电机和三维激光扫描仪分别与计算机控制系统电连接。
进一步地，所述底座底部设有多个万向滚轮。
进一步地，所述三维激光扫描仪外侧固定有多个LED灯。
进一步地，所述S4中的建模软件为Matlab软件。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明通过建模软件根据三维激光扫描仪扫描监测点钻头的三维点云数据，构建监测点钻头的三维模型比拍照或红外线等获取的一维或二维图像更能真实地表现钻头的缺陷和磨损状况，通过计算机控制系统比较对比监测点钻头的三维模型与标准钻头的三维模型，可以准确测量监测点的钻头尺寸，测量精度高，能发现一些细小的缺陷，提高钻头磨损的监测的精度，从而提高钻头的钻孔质量。
附图说明
图1为本发明提供的一种钻头磨损监测方法的流程框图。
图2为本发明提供的一种钻头磨损监测方法中使用的检测台及相关设备的结构示意图。
附图标记说明：
1-底座，2-支撑台，3-第一伸缩杆，4-载物台，5-钻头盒，6-竖向支撑杆，7-第二伸缩杆，8-旋转电机，9-丝杆，10-三维激光扫描仪，11-滚珠丝杆副，12-支撑架，13-计算机控制系统，14-万向滚轮。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1所示，本发明实施例提供的一种钻头磨损监测方法，包括以下步骤：
S1、根据供应商提供的钻头使用寿命，在规定的钻头转数寿命间隔内设置多个监测点；
S2、通过带动钻头转动的电机的转数来确定钻头的转数，当钻头使用的转数达到监测点的转数时，停止使用钻头；
S3、通过三维激光扫描仪对监测点的钻头进行点云扫描，采集监测点钻头的三维点云数据；
S4、根据监测点钻头的三维点云数据，通过建模软件建立监测点钻头的三维模型；
S5、比对监测点钻头的三维模型与标准钻头的三维模型；
S6、根据比对的结果判断监测点钻头的磨损是否在容许的误差范围内，当钻头的的磨损超出容许的误差范围时，则需要对钻头进行研磨或者报废；
S7、钻头研磨后需要再执行S3～S6。
钻头是立体的，由多个面构成，而且钻头是微钻头，通过建模软件根据三维激光扫描仪扫描监测点钻头的三维点云数据，构建监测点钻头的三维模型比拍照或红外线等获取的一维或二维图像更能真实地表现钻头的缺陷和磨损状况，通过计算机控制系统13中的比较器比较对比监测点钻头的三维模型与标准钻头的三维模型，可以准确测量监测点的钻头尺寸，提高钻头磨损的监测的精度，从而提高钻头的钻孔质量。
对监测点的钻头检测可以在钻孔机上进行，也可以在检测台上进行。
进一步地，所述S1中监测点的设置与电路板的材质相关，电路板的材质越硬，设置的监测点越多，电路板的材质越软，设置的监测点越少。
为了便于监测点的设置，钻头最好根据PCB板的类型不同单独使用，可以根据电路板的钻孔质量在线检测来增设监测点。
进一步地，所述S2中监测点的转数通过连接电机的控制系统来监测。
进一步地，如图2所示，所述S3中的三维激光扫描仪通过检测台对监测点的钻头进行点云扫描，所述检测台包括：底座1、支撑台2、第一伸缩杆3、载物台4和钻头盒5，支撑台2固定在底座1上，第一伸缩杆3的下端与支撑台2通过轴和轴承连接，第一伸缩杆3的上端通过万向头和球座与载物台4的底部连接，钻头盒5可拆卸固定在载物台4上，钻头刀刃朝上放置在钻头盒5内。
钻头设置在钻头盒5内，钻头刀刃朝上，通过第一伸缩杆3可以调节载物台4的高度，通过万向球头和球座可以调整载物台4的倾斜角度，通过轴和轴承可以旋转载物台，从而旋转放置在钻头盒5内的钻头，结构简单，经济实用。
进一步地，如图2所示，所述S3中的三维激光扫描仪10位于钻头盒5的正上方，还包括：竖向支撑杆6、第二伸缩杆7、旋转电机8、丝杆9、滚珠丝杆副11、支撑架12和计算机控制系统13，竖向支撑杆6的下端与底座1固定连接，三维激光扫描仪10固定在丝杆9的下端，丝杆9的上端与第二旋转电机8的输出轴固定连接，滚珠丝杆副11套接在丝杆9上，滚珠丝杆副11通过第二伸缩杆7与竖向支撑杆6固定连接，支撑架12通过连杆与竖向支撑杆6连接，计算机控制系统13设置在支撑架12上，第二旋转电机8和三维激光扫描仪10分别与计算机控制系统13电连接。
旋转电机8带动丝杆9转动，由于滚珠丝杆副11不动，丝杆9带动三维激光扫描仪10上下运动调节三维激光扫描仪10与钻头刀刃之间的距离，通过计算机控制系统13控制第二旋转电机8和三维激光扫描仪10，同时通过计算机控制系统13来进行三维建模和比较对比。
进一步地，所述底座1底部设有多个万向滚轮14，便于检测台的移动，实用方便。
进一步地，所述三维激光扫描仪10外侧固定有多个LED灯。
多个LED灯增加光照度，提升三维激光扫描仪10的扫描效果。
进一步地，所述S4中的建模软件为Matlab软件。
Matlab实现三维点云数据建模，效果好。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，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 (8)

1.一种钻头磨损监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据供应商提供的钻头使用寿命，在规定的钻头转数寿命间隔内设置多个监测点；
S2、通过带动钻头转动的电机的转数来确定钻头的转数，当钻头使用的转数达到监测点的转数时，停止使用钻头；
S3、通过三维激光扫描仪对监测点的钻头进行点云扫描，采集监测点钻头的三维点云数据；
S4、根据监测点钻头的三维点云数据，通过建模软件建立监测点钻头的三维模型；
S5、比对监测点钻头的三维模型与标准钻头的三维模型；
S6、根据比对的结果判断监测点钻头的磨损是否在容许的误差范围内，当钻头的的磨损超出容许的误差范围时，则需要对钻头进行研磨或者报废；
S7、钻头研磨后需要再执行S3～S6。
2.如权利要求1所述的钻头磨损监测方法，其特征在于，所述S1中监测点的设置与电路板的材质相关，电路板的材质越硬，设置的监测点越多，电路板的材质越软，设置的监测点越少。
3.如权利要求1所述的钻头磨损监测方法，其特征在于，所述S2中监测点的转数通过连接电机的控制系统来监测。
4.如权利要求1所述的钻头磨损监测方法，其特征在于，所述S3中的三维激光扫描仪通过检测台对监测点的钻头进行点云扫描，所述检测台包括：底座(1)、支撑台(2)、第一伸缩杆(3)、载物台(4)和钻头盒(5)，支撑台(2)固定在底座(1)上，第一伸缩杆(3)的下端与支撑台(2)通过轴和轴承连接，第一伸缩杆(3)的上端通过万向球头和球座与载物台(4)的底部连接，钻头盒(5)可拆卸固定在载物台(4)上，钻头刀刃朝上放置在钻头盒(5)内。
5.如权利要求4所述的钻头磨损监测方法，其特征在于，所述S3中的三维激光扫描仪(10)位于钻头盒(5)的正上方，还包括：竖向支撑杆(6)、第二伸缩杆(7)、旋转电机(8)、丝杆(9)、滚珠丝杆副(11)、支撑架(12)和计算机控制系统(13)，竖向支撑杆(6)的下端与底座(1)固定连接，三维激光扫描仪(10)固定在丝杆(9)的下端，丝杆(9)的上端与第二旋转电机(8)的输出轴固定连接，滚珠丝杆副(11)套接在丝杆(9)上，滚珠丝杆副(11)通过第二伸缩杆(7)与竖向支撑杆(6)固定连接，支撑架(12)通过连杆与竖向支撑杆(6)连接，计算机控制系统(13)设置在支撑架(12)上，第二旋转电机(8)和三维激光扫描仪(10)分别与计算机控制系统(13)电连接。
6.如权利要求5所述的钻头磨损监测方法，其特征在于，所述底座(1)底部设有多个万向滚轮(14)。
7.如权利要求5所述的钻头磨损监测方法，其特征在于，所述三维激光扫描仪(10)外侧固定有多个LED灯。
8.如权利要求1所述的钻头磨损监测方法，其特征在于，所述S4中的建模软件为Matlab软件。
CN201710749517.4A 2017-08-28 2017-08-28 一种钻头磨损监测方法 Pending CN107560542A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710749517.4A CN107560542A (zh) 2017-08-28 2017-08-28 一种钻头磨损监测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710749517.4A CN107560542A (zh) 2017-08-28 2017-08-28 一种钻头磨损监测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107560542A true CN107560542A (zh) 2018-01-09

Family

ID=60977491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710749517.4A Pending CN107560542A (zh) 2017-08-28 2017-08-28 一种钻头磨损监测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107560542A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108895966A (zh) * 2018-07-25 2018-11-27 湖南合盾工程刀具有限公司 一种盾构机滚刀磨损实时监测的研制
CN109203073A (zh) * 2018-08-31 2019-01-15 安徽四创电子股份有限公司 一种提高钻针利用率的方法
CN110375674A (zh) * 2019-07-02 2019-10-25 东莞理工学院 一种精密制造设备的视觉检测系统
CN111203931A (zh) * 2020-01-18 2020-05-29 信泰电子（西安）有限公司 一种电路板钻孔机钻头破损检测方法
CN112184637A (zh) * 2020-09-14 2021-01-05 中国质量认证中心 一种3d打印成形件缺陷在线测评装置
CN113702072A (zh) * 2021-08-27 2021-11-26 中国核动力研究设计院 一种闸板阀磨损量测量方法、测量设备、可读存储介质
WO2024129425A1 (en) * 2022-12-15 2024-06-20 Schlumberger Technology Corporation Improved machine learning assessment of autonomous drill bit hard face quality

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101368820A (zh) * 2007-05-28 2009-02-18 株式会社瑞米克斯珀因特 钻头检查装置、钻头检查方法及记录了其程序的记录媒体
CN201196562Y (zh) * 2008-05-07 2009-02-18 广东正业科技有限公司 钻头检测仪
CN202144032U (zh) * 2011-05-03 2012-02-15 西安理工大学 一种刀具磨损状态视觉检测装置
CN102528561A (zh) * 2012-02-28 2012-07-04 上海大学 回转体刀具全加工周期磨破损在线自动检测装置
CN102581700A (zh) * 2012-02-28 2012-07-18 上海大学 视频与激光融合的旋转刀具在线自动检测装置
CN102699763A (zh) * 2012-06-13 2012-10-03 哈尔滨理工大学 刀具磨损智能测量仪及测量方法
CN103017677A (zh) * 2011-09-23 2013-04-03 通用电气公司 测量刀具的刀刃轮廓的方法
CN104156536A (zh) * 2014-08-19 2014-11-19 中交隧道工程局有限公司 一种盾构机刀具磨损的可视化定量标定及分析方法
CN105612305A (zh) * 2013-11-08 2016-05-25 哈利伯顿能源服务公司 固定切削刃钻头的动态磨损预测
CN106840028A (zh) * 2016-12-23 2017-06-13 湖北文理学院 刀具磨损的在位测量方法和装置
CN206382954U (zh) * 2016-11-02 2017-08-08 哈尔滨理工大学 刀具磨损检测专用图像采集系统

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101368820A (zh) * 2007-05-28 2009-02-18 株式会社瑞米克斯珀因特 钻头检查装置、钻头检查方法及记录了其程序的记录媒体
CN201196562Y (zh) * 2008-05-07 2009-02-18 广东正业科技有限公司 钻头检测仪
CN202144032U (zh) * 2011-05-03 2012-02-15 西安理工大学 一种刀具磨损状态视觉检测装置
CN103017677A (zh) * 2011-09-23 2013-04-03 通用电气公司 测量刀具的刀刃轮廓的方法
CN102528561A (zh) * 2012-02-28 2012-07-04 上海大学 回转体刀具全加工周期磨破损在线自动检测装置
CN102581700A (zh) * 2012-02-28 2012-07-18 上海大学 视频与激光融合的旋转刀具在线自动检测装置
CN102699763A (zh) * 2012-06-13 2012-10-03 哈尔滨理工大学 刀具磨损智能测量仪及测量方法
CN105612305A (zh) * 2013-11-08 2016-05-25 哈利伯顿能源服务公司 固定切削刃钻头的动态磨损预测
CN104156536A (zh) * 2014-08-19 2014-11-19 中交隧道工程局有限公司 一种盾构机刀具磨损的可视化定量标定及分析方法
CN206382954U (zh) * 2016-11-02 2017-08-08 哈尔滨理工大学 刀具磨损检测专用图像采集系统
CN106840028A (zh) * 2016-12-23 2017-06-13 湖北文理学院 刀具磨损的在位测量方法和装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘今越 等: "基于面结构光投影法的刀具几何参数测量研究", 《仪器仪表学报》 *
郑向华 等: "《机械基础与结构设计课程设计手册》", 31 October 2007 *
马晓娟 等: "《应用电视技术》", 31 December 2012 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108895966A (zh) * 2018-07-25 2018-11-27 湖南合盾工程刀具有限公司 一种盾构机滚刀磨损实时监测的研制
CN109203073A (zh) * 2018-08-31 2019-01-15 安徽四创电子股份有限公司 一种提高钻针利用率的方法
CN110375674A (zh) * 2019-07-02 2019-10-25 东莞理工学院 一种精密制造设备的视觉检测系统
CN111203931A (zh) * 2020-01-18 2020-05-29 信泰电子（西安）有限公司 一种电路板钻孔机钻头破损检测方法
CN111203931B (zh) * 2020-01-18 2022-06-07 信泰电子（西安）有限公司 一种电路板钻孔机钻头破损检测方法
CN112184637A (zh) * 2020-09-14 2021-01-05 中国质量认证中心 一种3d打印成形件缺陷在线测评装置
CN113702072A (zh) * 2021-08-27 2021-11-26 中国核动力研究设计院 一种闸板阀磨损量测量方法、测量设备、可读存储介质
WO2024129425A1 (en) * 2022-12-15 2024-06-20 Schlumberger Technology Corporation Improved machine learning assessment of autonomous drill bit hard face quality

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107560542A (zh) 一种钻头磨损监测方法
CN210155545U (zh) 一种用于道岔制造过程自动化在线检测设备
CN206855141U (zh) 一种铣削刀具磨损在线检测装置
CN104029090B (zh) 研磨机
CN107328368A (zh) 定子与转子间气隙检测装置及方法、采用此装置的生产线
CN109253702A (zh) 一种pcb钻孔快速检修方法及设备
CN109856167B (zh) 一种无损检测装置及其检测方法
CN106052608A (zh) 专用风扇装配、检测设备及圆跳动检测方法
CN204287496U (zh) α、β表面污染检测仪自动检定/校准/检测装置
CN115931908B (zh) 一种硅棒缺陷自动检测系统及检测方法
CN208765665U (zh) 基于3d视觉的手机中框检测设备
CN111203931B (zh) 一种电路板钻孔机钻头破损检测方法
CN208841048U (zh) 一种可调节的刀具磨损检测装置
CN101487686B (zh) 用于薄板件装配工装的检测调整装置及其方法
CN112540626A (zh) 一种自动化水平调节方法及调节机构
CN206912814U (zh) 轴承外圈倒角自动检测及筛选装置
CN109341522A (zh) 振镜扫描式激光测量三维坐标的装置及方法
CN111420883A (zh) 一种货车枕簧视觉检测及智能选配系统和使用方法
CN208042989U (zh) 一种大尺寸薄板金属工件几何质量自动检测装置
CN114570662A (zh) 一种人造板板面质量检测设备
CN206095146U (zh) 轴类零件综合检测装置
CN210894163U (zh) 一种用于pcb板外观缺陷检测的装置
CN112071783A (zh) 一种半导体加工用热压装置
CN116399216A (zh) 一种工件表面测厚方法
CN106736811A (zh) 铝活塞可存储自动上料设备及其生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180109

RJ01 Rejection of invention patent application after publication