一种基于机械钻孔的PCB板厚度测量方法及测量装置
技术领域
本发明属于PCB板厚测量技术领域,尤其涉及一种基于机械钻孔的PCB板厚度测量方法及测量装置。
背景技术
在PCB多层板制造工艺中,由于多层PCB和PP料一起进行压合后,会呈现厚度不均匀,多层的PCB板在加工完成后,需要对PCB板的厚度进行测量以获取厚度数据,以便于后续二次开发分析PCB板面厚度分布情况,从而有针对性的对后续PCB加工流程工艺(如背钻、电镀、塞孔等等)作为数据依据。现阶段的PCB厚度测量一般由人工采用厚度测试仪,通过测量每块PCB板的四个角位置以及中间位置或者其他若干点实现对PCB板的厚度测量,这种测量方法只能采集PCB板的局部厚度数据,而这些数据不能代表出整张PCB板的全面厚度特性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于机械钻孔的PCB板厚度测量发方法及测量装置,旨在解决现有技术中仅能对PCB板的厚度局部测量,无法测量出PCB板的全面厚度。
为解决上述技术问题,本发明是这样实现的,一种基于机械钻孔机的PCB板厚度测量方法,适用于至少两层以上的PCB板的厚度测量,包括:
将PCB板放至机床台面,在PCB板的上表面带正电压,下表面带负电压;
将主轴刀具带上高频脉冲信号并对PCB板进行垂直钻孔操作;
当主轴刀具的端部接触到PCB板的上表面时,主轴刀具触发发出第一高频脉冲信号并标记第一高度值L1;
当主轴刀具接触到PCB板的下表面时,主轴刀具触发发出第二高频脉冲信号并标记第二高度值L2;
根据第一高度值L1和第二高度值L2计算得出PCB板的厚度D1:D1=L2-L1。
进一步地,PCB板的厚度D1为钻孔位置所属PCB板的当前孔位座标的厚度。
进一步地,在PCB板的孔位加工过程中,记录所有钻孔位置所属PCB板的当前孔位座标的厚度,得出PCB板的全面板厚数据并生成数据库。
一种测量装置,包括:
机械钻孔机,包括机床台面以及主轴刀具;
夹具装置,将PCB板固定于机床台面,并对PCB板的上表面赋予正电压,下表面赋予负电压;
信号发生器,向主轴刀具提供高频脉冲信号;
光栅尺,包括读数头和主尺,读数头固定于主轴刀具;
上位机,与信号发生器、读数头分别电连接,上位机接收信号发生器的触发信号后并即时采样读数头的计数数据,根据计数数据算出PCB板的钻孔位置的厚度。
进一步地,夹具装置包括上导电板和下导电板,上导电板与PCB板的上表面接触,下导电板与PCB板的下表面接触。
进一步地,上导电板和下导电板实现对PCB板夹持固定,上导电板和下导电板夹持于PCB板的边缘。
进一步地PCB板和机床台面之间设有绝缘垫板。
进一步地,上位机设有可供外部设备获取数据的接口。
本发明与现有技术相比,有益效果在于:本发明提供的一种基于机械钻孔的PCB板厚度测量方法,在PCB板的上表面和下表面分别带上正电压和负电压,在主轴刀具上带上高频脉冲信号,当主轴刀具在开始钻孔前,接触到PCB板的上表面后,则获取到第一高度值,当主轴刀具继续往下钻孔接触都PCB板的下表面时,则获取到第二高度值,根据第一高度值和第二高度值进行计算得出PCB板当前孔位的高度值。本发明提供的一种基于机械钻孔的PCB板厚度测量方法,通过在机械钻孔机对PCB加工孔位的过程,将电气结构和机械结构机相结合,在加工孔位的同时对PCB板进行全面的厚度测量,以能够获取PCB板的全面板厚特性,该测量方法不需要在PCB板上另外开设检测孔位,节省测量工序,运用于实际生产中,加工孔位和厚度测量同时进行,大大提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明实施例的测量装置的结构示意图;
图2是本发明实施例的测量装置的PCB板放置在机床台面的结构示意图;
图3是本发明实施例的测量装置的主轴刀具接触到PCB板上表面的状态示意图;
图4是本发明实施例的测量装置的主轴刀具接触到PCB板下表面的状态示意图;
图5是本发明实施例的测量装置的主轴刀具钻孔完成后退出PCB板的状态示意图。
在附图中,各附图标记表示:
1、PCB板;2、机床台面;3、主轴刀具;4、信号发生器;5、光栅尺;51、读数头;52、主尺;6、上位机;7、绝缘垫板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
本发明提供的一种基于机械钻孔机的PCB板厚度测量方法,适用于至少两层以上的PCB板的厚度测量,包括以下步骤:
将PCB板放至机床台面,在PCB板的上表面带正电压,下表面带负电压;
将主轴刀具带上高频脉冲信号并对PCB板进行垂直钻孔操作;
当主轴刀具的端部接触到PCB板的上表面时,主轴刀具触发发出第一高频脉冲信号并标记第一高度值L1;
当主轴刀具接触到PCB板的下表面时,主轴刀具触发发出第二高频脉冲信号并标记第二高度值L2;
根据第一高度值L1和第二高度值L2计算得出PCB板的厚度D1:D1=L2-L1。
本发明提供的一种基于机械钻孔的PCB板厚度测量方法,在PCB板的上表面和下表面分别带上正电压和负电压,在主轴刀具上带上高频脉冲信号,当主轴刀具在开始钻孔前,接触到PCB板的上表面,则获取到第一高度值L1,当主轴刀具继续往下钻孔接触都PCB板的下表面时,则获取到第二高度值L2,根据第一高度值L1和第二高度值L2进行计算得出PCB板当前孔位的高度值。本发明提供的一种基于机械钻孔的PCB板厚度测量方法,通过在机械钻孔机对PCB加工孔位的过程,将电气结构和机械结构相结合,在加工孔位的同时对PCB板进行全面的厚度测量,以能够获取PCB板的全面板厚特性,该测量方法不需要在PCB板上另外开设检测孔位,节省测量工序,运用于实际生产中,加工孔位和厚度测量同时进行,大大提高了生产效率。
在本实施例中,PCB板的厚度D1为钻孔位置所属PCB板的当前孔位座标的厚度,在PCB板的孔位加工过程中,记录所有钻孔位置所属PCB板的当前孔位座标的厚度,得出PCB板的全面板厚数据并生成数据库。
参见图1-5,本发明还提供了一种测量装置,包括机械钻孔机、夹具装置、信号发生器4、光栅尺5以及上位机6。其中:
机械钻孔机,包括机床台面2以及主轴刀具3;
夹具装置,将PCB板1固定于机床台面2,并对PCB板1的上表面赋予正电压,下表面赋予负电压;
信号发生器4,向主轴刀具3提供高频脉冲信号;
光栅尺5,包括读数头51和主尺52,读数头51固定于主轴刀具3,读数头固定于主轴刀具3可以记录主轴刀具3的移动距离,通过主尺52可以得出移动距离的精确数值;
上位机6,与信号发生器4、读数头51分别电连接,上位机6接收信号发生器4的触发信号后并即时采样读数头51的计数数据,根据计数数据算出PCB板1的钻孔位置的厚度。
主轴刀具3在加工过程中,钻孔下降至PCB板1时,当主轴刀具3的刀尖接触PCB板1上表面时,信号发生器4由脉冲信号转换成检测到的高电平信号,信号发生器4立即传输一个脉冲触发信号S1给上位机6,上位机6即时采用光栅尺5的计数数据为第一高度值L1,当主轴刀具3继续下钻当前孔时,当主轴刀具3的刀尖接触PCB板1下表面时,信号发生器4由脉冲信号转换成检测到的低电平信号,信号发生器4立即传输一个脉冲触发信号S2给上位机6,上位机6即时采样光栅尺5的计数数据为第二高度值L2,当主轴刀具3加工完成当前孔后,上位机6可实时计算出当前孔位PCB板1厚度为D1=L2-L1。
具体的,夹具装置包括上导电板和下导电板,上导电板贴附在PCB板1的上表面,下导电板贴附在PCB板1的下表面。通过上导电板对PCB板1的上表面带上正电压和通过下导电板对PCB板1的下表面带上负电压。
进一步地,上导电板和下导电板实现对PCB板1夹持固定,上导电板和下导电板夹持于PCB板1的边缘。这样使得上导电板和下导电板可以避开PCB板1的孔位加工区域。
进一步地,PCB板1和机床台面2之间设有绝缘垫板7。绝缘垫板7可以隔绝PCB板1和机床台面2,避免PCB板1的下表面将负电压导到机床台面2上,导致主轴刀具3在钻孔中同时接触到PCB板1的下表面和机床台面2,造成信号发生器4获取信号有误,使得测量结果有偏差。
进一步地,上位机6设有可供外部设备获取数据的接口。如此,可以供后续后续的加工制造获取PCB板1厚度分布情况以进行二次开发分析。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。