CN109062142B - 一种印制板数控钻孔cnc程序编制方法 - Google Patents

一种印制板数控钻孔cnc程序编制方法 Download PDF

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Abstract

本发明通过采用自主研发计算软件结合CAM工程处理软件，对客户印制板文件中的钻孔层，根据相关设置参数，自动生成印制板数控钻孔CNC程序，完成合并孔径、调整好孔加工顺序、添加防呆尾孔、添加钻字信息、优化加工路径等；设置好刀具直径、刀具类型、钻速、下钻速度、提刀速度、分步钻命令和参数、大孔的引孔和梅花孔、大孔的加工方式等。结合CAM工程处理软和印制板工艺信息，可实现一键操作；极大提高印制板数控钻孔CNC程序的编辑效率，保障数控钻孔CNC程序的编辑质量；操作人员不用对加工参数进行修改,按CNC程序文件设定参数加工，保证了钻孔质量的一致性和稳定性，并提高了加工效率节约生产时间。

Description

一种印制板数控钻孔CNC程序编制方法
技术领域
本发明涉及一种数控程序编制方法，具体涉及一种印制板数控钻孔CNC程序编制方法。
背景技术
印制板数控钻孔CNC程序，是根据客户提供的设计文件中孔层文件要求，结合印制板制商的生产工艺要求，数控钻床性能参数、印制板基材类型、叠板等，进行刀具的选择、刀具直径确定、钻速设置、下钻速度设置、提刀速度设置、选择加工方式、防呆孔的放置以及路径规划等进行设置编辑。
现行的印制板数控钻孔CNC程序编制方法，多采用CAM工程处理软件中人工设置刀具直径、放置防呆孔、设置锣圆加工方式。在生产加工时，操作人员根据数控钻床性能参数、印制板基材类型、叠板等情况，手工设置或调用工厂已设置好的标准参数进行定位后再加工。其有以下缺点：在印制板数控钻孔CNC程序编制过程中，由人工在CAM工程处理软件中设置时，工作效率低、人为操作容易出错误，造成产品成批次的质量问题；生产加工时，操作人员自行设置刀具加工参数(钻速、下钻速度、提刀速度、分步钻参数等)由于个人经验、认知不同，设置参数会有所不同，对钻孔质量的一致性、稳定性会有影响；手工设置参数效率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是由人工在CAM工程处理软件中设置时，工作效率低、人为操作容易出错误，目的在于提供一种印制板数控钻孔CNC程序编制方法，解决由人工在CAM工程处理软件中设置时，工作效率低、人为操作容易出错误，造成产品成批次的质量不同的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种印制板数控钻孔CNC程序编制方法，包括依次进行的以下步骤：
A、利用CAM工程处理软件的宏程序，自动导出印制板孔层的加工文件和印制板生产工艺相关信息后，宏自动调用本软件在指定路径中自动导入印制板孔层加工文件和生产工艺相关信息，调用成功后进入步骤B，否则进入步骤I；
B、根据步骤A中导入的印制板孔层加工文件获取孔径、孔的加工类型和相应的坐标数据块，建立相应的加工孔数据对象；
C、根据步骤B所获得的孔径和加工类型，结合步骤A中导入的生产工艺相关信息，选择相应生产工艺技术规范要求，自动对印制板设计孔径设置相应符合生产工艺技术要求的加工孔径；
D、根据步骤B中获取的加工孔径、孔的加工类型，结合设备刀具库中的机床常备刀具，自动选择加工的刀具和加工方式；
E、根据孔的加工方式、选择的刀具类型和刀具直径等参数结合选择的机床、加工的基材特性参数、基材叠板数等参数，自动设置刀具的加工参数；
F、根据步骤B、C、D、E生成的加工孔数据对象，采用遍历方法，将相同刀具类型、刀具直径的加工孔数据对象进行合并成一个加工孔数据对象，以减少加工过程中换刀的次数，以提高加工效率；
G、根据工艺要求对加工刀具的加工顺序进行相应的调整；
H、按机床所需要的数据格式生成相应的数控钻孔CNC加工文件；
还包括步骤I；
I、进行错误警报。
进一步的，所述步骤B中导入印制板孔层加工文件获取孔径、孔的加工类型和相应的坐标数据块后还对数据的正确性、数据格式等进行检查。
进一步的，所述步骤D中加工方式包括钻圆孔、梅花孔、钻槽、大圆孔和分步钻。
进一步的，在采用小直径刀具加工超出刀具直径圆孔时，采用递归算法，根据加工孔径选择中心加工刀具，由内到外递进分步加工大直径圆孔。
进一步的，在大孔加工时根据加工孔径，遍历加工程序文件选择的小直径刀具，选择合适的引孔和梅花孔加工刀具，采用递归算法计算新增合适的梅花孔数和梅花孔相应位置坐标，若没有合适的刀具则新增相应的引孔和梅花孔刀具并计算孔相应的位置坐标。
进一步的，所述步骤G还对加工刀具的加工顺序进行相应的调整时还结合工艺孔位，以满足加工定位的需求。
本发明公开了一种印制板数控钻孔CNC程序编制方法，采用自主研发的计算机软件实现，自动完成合并孔径、调整加工顺序，根据相关工艺、材料、叠板厚度、孔类型、数控钻床性能功能等自动设置刀具参数和加工方式等相关设置与CNC程序的编制。
本软件包括：数据分析模块、工艺放孔模块、刀具选择模块、刀具参数设置模块、刀具合并模块、刀具加工顺序调整模块、CNC数控钻孔程序生成模块。
其完整的工作流程如下：
首先利用CAM工程处理软件的宏程序，自动导出印制板孔层的加工文件和印制板生产工艺相关信息后，宏自动调用本软件在指定路径中自动导入印制板孔层加工文件和生产工艺相关信息；
然后建立数据分析模块，数据分析模块通过读取印制板孔层的加工文件，获取孔径、孔的加工类型和相应的坐标数据块，并对数据的正确性、数据格式等进行检查后，建立相应的加工孔数据对象；
然后建立工艺放孔模块，工艺放孔模块根据所获得的孔径和加工类型，结合获取的生产工艺相关信息，选择相应生产工艺技术规范要求，自动对印制板设计孔径设置相应符合生产工艺技术要求的加工孔径。
然后建立刀具选择模块，刀具选择模块根据加工孔径、孔的加工类型，结合设备刀具库中的机床常备刀具，自动选择加工的刀具和加工方式；加工方式包括：钻圆孔、大直径孔为提高孔位精度加工的引孔和为减少刀具磨损的梅花孔、钻槽、利用小直径刀具钻超出标准刀具直径大圆孔、分步钻等；在采用小直径刀具加工超出刀具直径圆孔时，采用递归算法，根据加工孔径选择中心加工刀具、由内到外递进分步加工大直径圆孔；在大孔加工时根据加工孔径，遍历加工程序文件选择的小直径刀具，选择的引孔和梅花孔加工刀具，并采用递归算法计算新增合适的梅花孔数和梅花孔相应位置坐标，若没有合适的刀具则新增相应的引孔和梅花孔刀具并计算孔相应的位置坐标。
然后建立刀具参数设置模块，刀具参数设置模块根据孔的加工方式、选择的刀具类型和刀具直径等参数结合选择的机床、加工的基材特性参数、基材叠板数等参数，自动设置刀具下钻速度、钻速、提起速度、分步钻的进给量等参数。
然后建立刀具合并模块，刀具合并模块根据前5个模块生成的加工孔数据对象，采用遍历方法，将相同刀具类型、刀具直径的加工孔数据对象进行合并相应孔位坐标数据块成一个加工孔数据对象，以减少加工过程中换刀的次数，以提高加工效率。
然后建立刀具加工顺序调整模块，刀具加工顺序调整模块根据工艺要求对加工刀具的加工顺序进行相应的调整，例按刀具直径由小到大进行调整，避免由于大孔加工时批锋对钻孔质量的影响；并结合先加工工艺孔位，以满足加工定位的需求。
最后建立CNC数控钻孔程序生成模块，CNC数控钻孔程序生成模块将前7步生成的加工孔数据对象，按机床所需要的数据格式，如Excellon、Sieb&Meyer 1000、Sieb&Meyer3000，生成相应的数控钻孔CNC加工文件导出。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种印制板数控钻孔CNC程序编制方法，计算机可完全自动完成，印制板CNC数控钻孔程序的编辑，使CNC数控编程的工作效率得到极大的提高；
2、本发明一种印制板数控钻孔CNC程序编制方法，对于合并刀具、调整刀具加工顺序、超大孔径(大于现有最大刀具直径)、梅花孔、引孔、分步钻等，需在CAM中进行处理的工作，采用相应算法自动生成，避免人工操作可能出错的隐患，提CNC数控钻孔程序的质量；
3、本发明一种印制板数控钻孔CNC程序编制方法，根据刀具类型、数控钻床性能、印制板基板特性、叠板等参数，自动设置刀具加工参数，避免人员素质、操作习惯、工作经验、个人认知等引起的质量问题，保证印制板数控钻孔质量的一致性和稳定性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，本发明一种印制板数控钻孔CNC程序编制方法，包括依次进行的以下步骤：
A、利用CAM工程处理软件的宏程序，自动导出印制板孔层的加工文件和印制板生产工艺相关信息后，宏自动调用本软件在指定路径中自动导入印制板孔层加工文件和生产工艺相关信息，调用成功后进入步骤B，否则进入步骤I；
B、根据步骤A中导入的印制板孔层加工文件获取孔径、孔的加工类型和相应的坐标数据块，建立相应的加工孔数据对象；
C、根据步骤B所获得的孔径和加工类型，结合步骤A中导入的生产工艺相关信息，选择相应生产工艺技术规范要求，自动对印制板设计孔径设置相应符合生产工艺技术要求的加工孔径；
D、根据步骤B中获取的加工孔径、孔的加工类型，结合设备刀具库中的机床常备刀具，自动选择加工的刀具和加工方式；
E、根据孔的加工方式、选择的刀具类型和刀具直径等参数结合选择的机床、加工的基材特性参数、基材叠板数等参数，自动设置刀具的加工参数；
F、根据步骤B、C、D、E生成的加工孔数据对象，采用遍历方法，将相同刀具类型、刀具直径的加工孔数据对象进行合并成一个加工孔数据对象，以减少加工过程中换刀的次数，以提高加工效率；
G、根据工艺要求对加工刀具的加工顺序进行相应的调整；
H、按机床所需要的数据格式生成相应的数控钻孔CNC加工文件；
还包括步骤I；
I、进行错误警报。
进一步的，所述步骤B中导入印制板孔层加工文件获取孔径、孔的加工类型和相应的坐标数据块后还对数据的正确性、数据格式等进行检查。
进一步的，所述步骤D中加工方式包括钻圆孔、梅花孔、钻槽、大圆孔和分步钻。
进一步的，在采用小直径刀具加工超出刀具直径圆孔时，采用递归算法，根据加工孔径选择中心加工刀具，由内到外递进分步加工大直径圆孔。
进一步的，在大孔加工时根据加工孔径，遍历加工程序文件选择的小直径刀具，选择合适的引孔和梅花孔加工刀具，采用递归算法计算新增合适的梅花孔数和梅花孔相应位置坐标，若没有合适的刀具则新增相应的引孔和梅花孔刀具并计算孔相应的位置坐标。
进一步的，所述步骤G还对加工刀具的加工顺序进行相应的调整时还结合工艺孔位，以满足加工定位的需求。
本发明公开了一种印制板数控钻孔CNC程序编制方法，采用自主研发的计算机软件实现，自动完成合并孔径、调整加工顺序，根据相关工艺、材料、叠板厚度、孔类型、数控钻床性能功能等自动设置刀具参数和加工方式等相关设置与CNC程序的编制。
本软件包括：数据分析模块、工艺放孔模块、刀具选择模块、刀具参数设置模块、刀具合并模块、刀具加工顺序调整模块、CNC数控钻孔程序生成模块。
其完整的工作流程如下：
首先利用CAM工程处理软件的宏程序，自动导出印制板孔层的加工文件和印制板生产工艺相关信息后，宏自动调用本软件在指定路径中自动导入印制板孔层加工文件和生产工艺相关信息；
然后建立数据分析模块，数据分析模块通过读取印制板孔层的加工文件，获取孔径、孔的加工类型和相应的坐标数据块，并对数据的正确性、数据格式等进行检查后，建立相应的加工孔数据对象；
然后建立工艺放孔模块，工艺放孔模块根据所获得的孔径和加工类型，结合获取的生产工艺相关信息，选择相应生产工艺技术规范要求，自动对印制板设计孔径设置相应符合生产工艺技术要求的加工孔径。
然后建立刀具选择模块，刀具选择模块根据加工孔径、孔的加工类型，结合设备刀具库中的机床常备刀具，自动选择加工的刀具和加工方式；加工方式包括：钻圆孔、大直径孔为提高孔位精度加工的引孔和为减少刀具磨损的梅花孔、钻槽、利用小直径刀具钻超出标准刀具直径大圆孔、分步钻等；在采用小直径刀具加工超出刀具直径圆孔时，采用递归算法，根据加工孔径选择中心加工刀具、由内到外递进分步加工大直径圆孔；在大孔加工时根据加工孔径，遍历加工程序文件选择的小直径刀具，选择的引孔和梅花孔加工刀具，并采用递归算法计算新增合适的梅花孔数和梅花孔相应位置坐标，若没有合适的刀具则新增相应的引孔和梅花孔刀具并计算孔相应的位置坐标。
然后建立刀具参数设置模块，刀具参数设置模块根据孔的加工方式、选择的刀具类型和刀具直径等参数结合选择的机床、加工的基材特性参数、基材叠板数等参数，自动设置刀具下钻速度、钻速、提起速度、分步钻的进给量等参数。
然后建立刀具合并模块，刀具合并模块根据前5个模块生成的加工孔数据对象，采用遍历方法，将相同刀具类型、刀具直径的加工孔数据对象进行合并相应孔位坐标数据块成一个加工孔数据对象，以减少加工过程中换刀的次数，以提高加工效率。
然后建立刀具加工顺序调整模块，刀具加工顺序调整模块根据工艺要求对加工刀具的加工顺序进行相应的调整，例按刀具直径由小到大进行调整，避免由于大孔加工时批锋对钻孔质量的影响；并结合先加工工艺孔位，以满足加工定位的需求。
最后建立CNC数控钻孔程序生成模块，CNC数控钻孔程序生成模块将前7步生成的加工孔数据对象，按机床所需要的数据格式，如Excellon、Sieb&Meyer 1000、Sieb&Meyer3000，生成相应的数控钻孔CNC加工文件导出。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种印制板数控钻孔CNC程序编制方法，其特征在于，包括依次进行的以下步骤：
A、利用CAM工程处理软件的宏程序，自动导出印制板孔层的加工文件和印制板生产工艺信息后，宏自动调用本软件在指定路径中自动导入印制板孔层加工文件和生产工艺信息，调用成功后进入步骤B，否则进入步骤I；
B、根据步骤A中导入的印制板孔层加工文件获取孔径、孔的加工类型和相应的坐标数据块，建立相应的加工孔数据对象；
C、根据步骤B所获得的孔径和加工类型，结合步骤A中导入的生产工艺信息，选择相应生产工艺技术规范要求，自动对印制板设计孔径设置相应符合生产工艺技术要求的加工孔径；
D、根据步骤B中获取的加工孔径、孔的加工类型，结合设备刀具库中的机床常备刀具，自动选择加工的刀具和加工方式；
E、根据孔的加工方式、选择的刀具类型和刀具直径参数，结合选择的机床、加工的基材特性参数、基材叠板数参数，自动设置刀具的加工参数；
F、根据步骤B、C、D、E生成的加工孔数据对象，采用遍历方法，将相同刀具类型、刀具直径的加工孔数据对象进行合并成一个加工孔数据对象，以减少加工过程中换刀的次数，以提高加工效率；
G、根据工艺要求对加工刀具的加工顺序进行相应的调整；
H、按机床所需要的数据格式生成相应的数控钻孔CNC加工文件；
还包括步骤I；
I、进行错误警报。
2.根据权利要求1所述的一种印制板数控钻孔CNC程序编制方法，其特征在于，所述步骤B中导入印制板孔层加工文件获取孔径、孔的加工类型和相应的坐标数据块后还对数据的正确性、数据格式进行检查。
3.根据权利要求1所述的一种印制板数控钻孔CNC程序编制方法，其特征在于，所述步骤D中加工方式包括钻圆孔、梅花孔、钻槽、大圆孔和分步钻。
4.根据权利要求3所述的一种印制板数控钻孔CNC程序编制方法，其特征在于，在采用小直径刀具加工超出刀具直径圆孔时，采用递归算法，根据加工孔径选择中心加工刀具，由内到外递进分步加工大直径圆孔。
5.根据权利要求3所述的一种印制板数控钻孔CNC程序编制方法，其特征在于，在大孔加工时根据加工孔径，遍历加工程序文件选择的小直径刀具，选择引孔和梅花孔加工刀具，采用递归算法计算新增梅花孔数和梅花孔相应位置坐标，若没有刀具则新增相应的引孔和梅花孔刀具并计算孔相应的位置坐标。
6.根据权利要求1所述的一种印制板数控钻孔CNC程序编制方法，其特征在于，所述步骤G还对加工刀具的加工顺序进行相应的调整时还结合工艺孔位，以满足加工定位的需求。
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