钻孔机two pin精度检测方法
技术领域
本发明涉及一种钻孔机two pin精度检测方法。
背景技术
工业上常采用钻孔机对印刷电路板进行钻孔。在加工多层板时,需将所加工的工件例如覆铜板进行装夹定位。其中一种方式是将工件通过两个定位销直接装夹在工作台的气夹上。工作台上的气夹上设置有两个定位销孔,用以定位所述工件上的两个定位销。所述定位销孔可以作为工件上需要加工的孔的基准孔,即以所述定位销孔的中心为坐标基准,将两个定位销孔中心的连线作为一个坐标轴,建立起坐标系。所加工的孔对应坐标系里的一个点。而为了检测钻孔精度,通常对所述两个定位销进行检测。例如,采用千分表测量其中一个定位销与钻孔主轴的同心度,再测量该定位销与另一个定位销的直线度,进而获得所述钻孔机的钻孔偏差等参数。然而,上述测量过程需要人工进行操作,其效率不高。而且由于上述测量过程是在钻孔机未启动状态,即冷机状态下进行的,其与钻孔机工作时的热机状态不同,由于热胀冷缩效应的存在,会导致上述测量精度存在较大偏差。
发明内容
基于此,有必要提供一种效率较高且精度较高的钻孔机two pin精度检测方法。
一种钻孔机two pin精度检测方法,包括以下步骤:将工件通过两个定位销定位于工作台上;启动钻孔机,所述钻孔机建立钻孔坐标系并根据理论坐标值驱动钻孔主轴于所述工件上钻设至少两个测量孔,所述至少两个测量孔相互间隔设置;获取所述至少两个测量孔于所述工件上的实际坐标值;以及比较所述实际坐标值与所述理论坐标值,以获取所述钻孔主轴的钻孔偏差值。
在其中一个实施方式中,所述将工件通过两个定位销定位于工作台上的步骤包括:将所述两个定位销分别穿设于所述工件的两个定位销孔中;以及将所述两个定位销分别固定于工作台的两个定位孔中,以将所述工件定位于所述工作台上。
在其中一个实施方式中,所述工件上设置有气夹,所述两个定位销固定于所述气夹上。
在其中一个实施方式中,所述工件为覆铜板,所述钻孔主轴上的钻头的直径为2-3.175毫米。
在其中一个实施方式中,所述钻孔机建立钻孔坐标系的步骤包括:定义所述两个定位孔的中心连线为Y轴,定义通过其中一个定位孔的中心且与所述Y轴垂直的直线为X轴,以建立所述钻孔坐标系;所述至少两个测量孔包括第一测量孔与第二测量孔,所述获取所述至少两个测量孔于所述工件上的实际坐标值包括:获取所述第一测量孔于所述钻孔坐标系中的实际坐标值;以及获取所述第二测量孔于所述钻孔坐标系中的实际坐标值。
在其中一个实施方式中,所述第一测量孔的实际坐标值在所述X轴上的数值范围为10-20毫米,所述第二测量孔的实际坐标值在所述X轴上的数值范围为10-20毫米,所述第一测量孔的实际坐标值在所述Y轴上的数值范围为10-20毫米。
在其中一个实施方式中,所述比较所述实际坐标值与所述理论坐标值,以获取所述钻孔主轴的钻孔偏差值的步骤包括:获取所述第一测量孔的理论坐标值与所述第一测量孔的实际坐标值在所述X轴上的差值,并定义为横向偏差;获取所述第一测量孔的理论坐标值与所述第一测量孔的实际坐标值在所述Y轴上的差值,并定义为纵向偏差;以及获取所述第二测量孔的理论坐标值与所述第二测量孔的实际坐标值在所述X轴上的差值并将该差值与所述横向差值进行比较,以获取所述钻孔主轴的直线度。
在其中一个实施方式中,所述至少两个测量孔还包括相互间隔设置的第三测量孔与第四测量孔,所述第三测量孔的理论坐标值与所述第一测量孔的理论坐标值关于所述Y轴对称,所述第四测量孔的理论坐标值与所述第二测量孔的理论坐标值关于所述Y轴对称。
在其中一个实施方式中,所述比较所述实际坐标值与所述理论坐标值,以获取所述钻孔主轴的钻孔偏差值的步骤还包括:获取所述第三测量孔的理论坐标值与所述第三测量孔的实际坐标值在所述X轴上的差值,并定义为辅助横向偏差;获取所述第三测量孔的理论坐标值与所述第三测量孔的实际坐标值在所述Y轴上的差值,并定义为辅助纵向偏差;获取所述第四测量孔的理论坐标值与所述第四测量孔的实际坐标值在所述X轴上的差值并将该差值与所述横向差值进行比较,以获取所述钻孔主轴的辅助直线度;以及获取所述横向偏差与所述辅助横向偏差的均值,获取所述纵向偏差与所述辅助纵向偏差的均值,获取所述直线度与所述辅助直线度的均值。
在其中一个实施方式中,所述钻孔机建立钻孔坐标系并根据理论坐标值驱动钻孔主轴于所述工件上钻设至少两个测量孔的步骤包括:自所述钻孔机从冷机状态启动直至所述钻孔机处于热机状态时,所述钻孔机按照预设时间间隔根据理论坐标值驱动钻孔主轴于所述工件上钻设至少两个测量孔。
由于所述至少两个测量孔是所述钻孔机在启动后进行钻设的,因此检测所述两个测量孔获得的偏差值即可接近所述钻孔机的钻孔主轴在实际工作状态下钻孔偏差值,进而避免了在冷机状态下静态测量所述钻孔主轴的钻孔偏差所带来的误差,提高了测量精度。另外,由于可以将钻孔后的工件取下来,在平台上对工件的测量孔进行检测,相较于在所述钻孔机的工作台上对钻孔主轴进行同心度测量,本发明的测量方法能够采用机器进行检测,从而提高了测量效率。
附图说明
图1为一实施例的钻孔机的立体示意图。
图2为一实施例的工作台的俯视图。
图3为一实施例的覆铜板的检测过程示意图。
图4为一实施例的钻孔机two pin精度检测方法的步骤流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明涉及一种钻孔机two pin精度检测方法。例如,所述钻孔机two pin精度检测方法,包括以下步骤:将工件通过两个定位销定位于工作台上;启动钻孔机,所述钻孔机建立钻孔坐标系并根据理论坐标值驱动钻孔主轴于所述工件上钻设至少两个测量孔,所述至少两个测量孔相互间隔设置;获取所述至少两个测量孔于所述工件上的实际坐标值;以及比较所述实际坐标值与所述理论坐标值,以获取所述钻孔主轴的钻孔偏差值。又如,一种钻孔机two pin精度检测方法,包括以下步骤:将工件通过两个定位销定位于工作台上;启动钻孔机,所述钻孔机建立钻孔坐标系并根据理论坐标值驱动钻孔主轴于所述工件上钻设至少两个测量孔,所述至少两个测量孔相互间隔设置;获取所述至少两个测量孔于所述工件上的实际坐标值;以及比较所述实际坐标值与所述理论坐标值,以获取所述钻孔主轴的钻孔偏差值。
请参阅图1及图2,一种钻孔机100,包括机台10、工作台20、横梁30、多个安装架40以及多个钻孔主轴50。所述工作台沿第一方向可滑动地设置于所述机台上,所述横梁凸设于所述机台上。所述多个安装架滑动地安装于所述横梁上,所述安装架可沿与所述第一方向垂直的第二方向相对所述横梁滑动。所述多个钻孔主轴分别滑动地安装于所述多个安装架上,所述钻孔主轴可沿与所述第一方向及所述第二方向均垂直的方向滑动。所述工作台上设置有多个气夹21,所述气夹上设置有相互间隔的两个定位孔211,所述两个定位孔用于插设工件上的两个定位销,从而将工件定位于所述工作台上。
请一并参阅图3及图4,一种钻孔机two pin精度检测方法,包括以下步骤:
于步骤S101中,将工件通过两个定位销定位于工作台上;
于步骤S102中,启动钻孔机,所述钻孔机建立钻孔坐标系并根据理论坐标值驱动钻孔主轴于所述工件上钻设至少两个测量孔,所述至少两个测量孔相互间隔设置;
于步骤S103中,获取所述至少两个测量孔于所述工件上的实际坐标值;以及
于步骤S104中,比较所述实际坐标值与所述理论坐标值,以获取所述钻孔主轴的钻孔偏差值。
由于所述至少两个测量孔是所述钻孔机在启动后进行钻设的,因此检测所述两个测量孔获得的偏差值即可接近所述钻孔机的钻孔主轴在实际工作状态下钻孔偏差值,进而避免了在冷机状态下静态测量所述钻孔主轴的钻孔偏差所带来的误差,提高了测量精度。另外,由于可以将钻孔后的工件取下来,在平台上对工件的测量孔进行检测,相较于在所述钻孔机的工作台上对钻孔主轴进行同心度测量,本发明的测量方法能够采用机器进行检测,从而可以提高了测量效率。
例如,所述步骤S104之后还包括:根据所述钻孔主轴的钻孔偏差值调整所述钻孔主轴的位置。
例如,为了便于定位所述工件,所述步骤S101具体包括:将所述两个定位销分别穿设于所述工件的两个定位销孔中;以及将所述两个定位销分别固定于工作台的两个定位孔中,以将所述工件定位于所述工作台上。例如,所述工件上设置有气夹,所述两个定位销固定于所述气夹上。所述工件为覆铜板,所述钻孔主轴上的钻头的直径为2-3.175毫米,例如,在一实施例方式中,所述钻头的直径为3.15毫米。由于所述两个定位销先穿设于工件上,再插设于所述工作台的定位孔中,从而使得所述工件的定位较为方便。另外,所述钻头的直径采用为2-3.175毫米,进而避免了钻头直径过小或者过大带来的钻孔偏差。
例如,所述钻孔机建立钻孔坐标系的步骤包括:定义所述两个定位孔的中心连线为Y轴,定义通过其中一个定位孔的中心且与所述Y轴垂直的直线为X轴,以建立所述钻孔坐标系;所述至少两个测量孔包括第一测量孔与第二测量孔,所述获取所述至少两个测量孔于所述工件上的实际坐标值包括:获取所述第一测量孔于所述钻孔坐标系中的实际坐标值;以及获取所述第二测量孔于所述钻孔坐标系中的实际坐标值。
例如,为了减小测量误差,所述第一测量孔的实际坐标值在所述X轴上的数值范围为10-20毫米,所述第二测量孔的实际坐标值在所述X轴上的数值范围为10-20毫米,所述第一测量孔的实际坐标值在所述Y轴上的数值范围为10-20毫米。由于所述第一测量孔与所述第二测量孔距离X轴较近,所述第一测量孔距离所述钻孔坐标系的原点,因此可以排除所述工件热胀冷缩带来的测量误差,提高测量精度。
例如,为了实现对所述钻孔主轴的钻孔偏差值的测量,所述比较所述实际坐标值与所述理论坐标值,以获取所述钻孔主轴的钻孔偏差值的步骤包括:获取所述第一测量孔的理论坐标值与所述第一测量孔的实际坐标值在所述X轴上的差值,并定义为横向偏差;获取所述第一测量孔的理论坐标值与所述第一测量孔的实际坐标值在所述Y轴上的差值,并定义为纵向偏差;以及获取所述第二测量孔的理论坐标值与所述第二测量孔的实际坐标值在所述X轴上的差值并将该差值与所述横向差值进行比较,以获取所述钻孔主轴的直线度。通过上述步骤获取所述横向偏差、纵向偏差以及直线度,从而可以判断所述钻孔主轴在热机状态下钻孔时,其在X轴方向、Y轴方向的偏差,以及在不同Y轴坐标钻多个孔时沿X轴向的偏差情况,继而判断所述钻孔主轴是否需要校正。
例如,为了提高测量精度,所述至少两个测量孔还包括相互间隔设置的第三测量孔与第四测量孔,所述第三测量孔的理论坐标值与所述第一测量孔的理论坐标值关于所述Y轴对称,所述第四测量孔的理论坐标值与所述第二测量孔的理论坐标值关于所述Y轴对称。所述比较所述实际坐标值与所述理论坐标值,以获取所述钻孔主轴的钻孔偏差值的步骤还包括:获取所述第三测量孔的理论坐标值与所述第三测量孔的实际坐标值在所述X轴上的差值,并定义为辅助横向偏差;获取所述第三测量孔的理论坐标值与所述第三测量孔的实际坐标值在所述Y轴上的差值,并定义为辅助纵向偏差;获取所述第四测量孔的理论坐标值与所述第四测量孔的实际坐标值在所述X轴上的差值并将该差值与所述横向差值进行比较,以获取所述钻孔主轴的辅助直线度;以及获取所述横向偏差与所述辅助横向偏差的均值,获取所述纵向偏差与所述辅助纵向偏差的均值,获取所述直线度与所述辅助直线度的均值。通过测量所述第三测量孔与所述第四测量孔的参数,从而利用加权的方法获得各个参数的均值,继而能够进一步提高测量的精度。
请再次参阅图3,例如,所述第一测量孔A在X轴上的理论坐标为X1',实际坐标为X1,在Y轴上的理论坐标为Y1',实际坐标Y1,则通过利用X1'-X1可以获得所述横向偏差,通过所述Y1'-Y1可以活动所述纵向偏差;所述第二测量孔B在X轴上的理论坐标为X11',实际坐标为X11,则通过所述X11'-X11可以获得第二测量孔出的横向偏差,而通过(X1'-X1)-(X11'-X11)则可以活动所述直线度,即不同Y轴位置处的测量孔的X轴的偏差情况。例如,所述第三测量孔C在X轴上的理论坐标为X2',实际坐标为X2,在Y轴上的理论坐标为Y11',实际坐标为Y11;所述第四测量孔D在X轴上的理论坐标为X21',实际坐标为X21。与测量所述第一测量孔与所述第二测量孔的测量方法相同,可以测得辅助横向偏差、辅助纵向偏差以及辅助直线度,通过求上述参数的平均值,则可以获得较为准确的钻孔主轴的偏差参数。
例如,为了活动所述钻孔机从启动至达到热机状态时各个时间点的钻孔偏差值,所述钻孔机建立钻孔坐标系并根据理论坐标值驱动钻孔主轴于所述工件上钻设至少两个测量孔的步骤包括:自所述钻孔机从冷机状态启动直至所述钻孔机处于热机状态时,所述钻孔机按照预设时间间隔根据理论坐标值驱动钻孔主轴于所述工件上钻设至少两个测量孔。例如,也可以同时钻设两个测量孔或者同时钻设多个测量孔,通过对同一时间点的测量孔的测量,从而可以获取从启动到热机之间每个时间点的钻孔主轴的钻孔偏差值,继而可以作为校正钻孔主轴的参考值。例如,所述时间间隔为20-30分钟,从而启动至热机状态的时间为2-3小时。
例如,本发明属于印刷线板钻孔机领域,尤其涉及到印刷线路板机械钻孔机twopin(两个定位销)的精度检验。印刷线路板钻孔机(简称钻孔机)在加工多层板时,需将所加工的工件(主要是覆铜板)装夹定位。其中一种方式是将工件通过两个销钉直接装夹在工作台的气夹上。销钉孔(即定位孔)是所要加工孔的基准孔,即以固定在气夹前端的销钉中心为坐标原点,通过两个销钉孔中心的直线为一个坐标轴,建立起坐标系,所加工的孔对应坐标系里的一个点,这种装夹定位方式在行业内称为two pin。因加工的工件大小不同,所以后pin点(销钉位置)可以沿Y轴前后移动。这种工艺要求将同一台机每个主轴中心与对应的气夹前pin点调整到同心,中心偏差在0.01毫米以内,同时将后pin点与前pin点左右方向的偏差调整在0.01毫米以内。前pin点精度检测采用划圆的方式:气夹前pin点位置夹个销钉,将千分表用支架架在主轴缩嘴上,表针打在销钉圆柱面,将千分表转一圈,左右和前后方向分别读数,读数差值的一半即为两个方向同心度的偏差值。后pin点精度检测采用划直线的方式,将前pin点调整好后,将表架在X轴上,表针打在前pin点上销钉的左右方向一侧的母线上,然后前后移动工作台到表针打在后pin点销钉的左右方向的母线上,千分表读数差值在0.01毫米。此操作过程费时费力,又对操作人员有一定技术要求。
另外,钻孔机从冷机到热机机器内的温度在变化,同时不同工况下温度变化不同,因钻孔机不同部分的零部件材质结构不同,受温度影响的热胀冷缩的变化量不同。这就导致主轴中心和前pin点的同心度在变化,同时前后pin点的直线度也在变化。这就需要测试不同工况,检测这两个数据的变化量。工作量非常大。这种采用划圆和划直线的方式检验精度,需要在停机的情况下检验,停机后机器内没有了热源,温度变了,检测到的并不是实际工作状态下的数据,导致数据不准确。
本发明提供一种检测实际工作状态下two pin精度的方法,本方法同时降低了人工检测的劳动强度。本发明创造的技术方案:1、根据钻孔机的加工范围和要检测的轴数,裁剪合适大小和数量的覆铜板,将覆铜板钻好前后两个销钉孔打上销钉,装夹固定到要检测的工作台气夹上,这两个销钉孔即为two pin孔;2、从冷机状态下开动钻孔机,从开机开始每隔20-30分钟,在覆铜板接近四角的位置各钻一个孔,即同一时间段钻四个孔,此时间段只有2到3秒,由钻孔程序记录好钻孔的位置和时间点,在开机2-3小时达到热机状态后停机;3、将钻好的覆铜板拿到二次元检测机(一种检测装置)上检测。将测试得出的对应前后和左右方向的数据和理论位置数据对比,得出two pin精度数据。如图3所示为例:A、B、C、D四个孔为同一时间段所钻的孔,由钻孔文件已知A、B孔中心点坐标X1、X11、Y1的理论数值;在二次元上检测的实际数据为别对应为X1′、X11′、Y1′。通过对比X1和X1′可以得出主轴中心和前pin点左右方向的变化;通过对比Y1和Y1′可以得出主轴中心和前pin点前后方向的变化;通过对比X11和X11′可以得出主轴中心和后pin点左右方向的变化(即前后两个pin点直线度的变化)。另外,C、D两个孔的数据可以作为对比数据,以验证前面数据的是否正确,亦可与前面数据取均值增加数据的准确性。根据测试不同时间点,不同工况的数据,可以得出各种情况下two pin精度变化,以供设计改善和生产参考。
例如,在覆铜板上钻孔选用直径3.15毫米左右的钻头,这样精度更准确,可以更好地排除一些因素的干扰。例如,钻的孔离Y轴尽量小些。例如,所述距离为10-20毫米,同时前面的孔距离前pin点近些。例如,所述距离为10-20毫米,这样可以排除覆铜板涨缩的影响。通过本方法测试得出的数据与打表数据对比,本方法的数据更靠近理论分析的数据方向,说明此数据更准确。本方法基本全自动获取检测数据,明显降低了工作强度,减小了相对打表测试的对操作技术要求。钻机在板材上实时钻孔,由二次元设备检验所钻孔的位置精度。实际检测数据和理论数据对比的差值,即为two pin实时精度数据。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式,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,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。