CN109732446A - 一种pcb钻针研磨设备及研磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种PCB钻针研磨设备及研磨方法，将钻针盒由传送带输送到指定位置，机械手取出一支钻针放入钻针调整夹紧翻转装置中并夹紧，钻针方向检测装置检测钻针的方向，若方向正确则钻针调整夹紧翻转装置翻转钻针90度，钻针夹持装置夹持住钻针后，钻针研磨装置对钻针进行研磨，研磨完后钻针调整夹紧翻转装置向上翻转钻针A度，钻针清洁装置清洁钻针刀面，清洁完后钻针调整夹紧翻转装置再向上翻转钻针B度，钻针刀面检测装置检测钻针刀面，若符合要求，则钻针调整夹紧翻转装置再向上翻转至初始位，机械手取出钻针至钻针长度补偿装置中并补偿钻针的长度达到要求，机械手取出钻针至钻针盒中。本发明精度高、成本低、效率高，能实现全自动化研磨。

Description

一种PCB钻针研磨设备及研磨方法

技术领域

本发明涉及PCB钻针研磨技术领域，特别涉及一种PCB钻针研磨设备及研磨方法。

背景技术

电子产品技术发展日新月异，手机、平板电脑、穿戴式电子设备都在往微小化、超薄化、便携化发展。这就要求这些电子产品所使用的印刷电路板和IC 芯片的体积越来越小而且密度更大。在印刷电路板和IC 芯片上所焊接的电子元件也越来越小，电子元件的针脚也越来越细小，电路板单位面积上的引脚数随即大幅度增加，这就使得PCB 板的孔径需要更加微小，精度更高。钻针作为PCB 板上钻孔所需的工具，在生产时需要开刃，所以需要对钻针进行研磨；而钻针在钻孔时，刀面难免会有磨损，就需要在研磨机上对钻针刀面进行研磨。带套环的钻针被研磨后，钻针顶部与套环之间的距离会变小，会影响钻针加工PCB板。现有技术都是采用半自动化研磨，现有技术精度差、效率低、人工成本高。

有鉴于此，特提出本发明以解决现有技术的不足之处。

发明内容

针对上述现有技术，本发明所要解决的技术问题是提供一种精度高、成本低、效率高，能实现全自动化研磨的PCB钻针研磨设备及研磨方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种PCB钻针研磨设备，其包括机架,及分别安装于机架上的传送带、机械手、钻针调整夹紧翻转装置、钻针夹持装置、钻针研磨装置、钻针长度补偿装置，钻针调整夹紧翻转装置设有支撑座，还包括分别安装于支撑座上的钻针方向检测装置、钻针清洁装置、钻针刀面检测装置；装满钻针的钻针盒由传送带输送到指定位置，机械手从钻针盒中取出一支钻针放入钻针调整夹紧翻转装置中并夹紧，钻针方向检测装置检测钻针的方向是否正确，若方向正确则钻针调整夹紧翻转装置翻转钻针90度，钻针夹持装置夹持住钻针后，钻针研磨装置对钻针进行研磨，研磨完成后，钻针调整夹紧翻转装置向上翻转钻针A度，钻针清洁装置对钻针刀面进行清洁，清洁完成后，钻针调整夹紧翻转装置再向上翻转钻针B度，钻针刀面检测装置对钻针刀面进行检测，若钻针刀面符合要求，钻针调整夹紧翻转装置再向上翻转至初始位，机械手从钻针调整夹紧翻转装置中取出钻针至钻针长度补偿装置中并补偿钻针顶尖部至套环的长度达到设定要求，机械手从钻针长度补偿装置中取出钻针至钻针盒中。

本发明的进一步改进为，钻针调整夹紧翻转装置包括支撑座，及安装于支撑座上的回转机构，及安装于回转机构上的平移机构，以及安装于平移机构上的调整夹紧机构，调整夹紧机构用于调整钻针的角度和夹紧钻针，平移机构用于平移调整夹紧机构，回转机构用于旋转平移机构。

本发明的进一步改进为，钻针夹持装置包括其包括机座,及安装于机座侧边的升降机构，及安装于升降机构上的钻针夹持驱动机构，以及安装于钻针夹持驱动机构上的钻针夹持机构；钻针夹持机构用于夹持钻针，钻针夹持驱动机构用于驱动钻针夹持机构工作夹持钻针，升降机构用于驱动钻针夹持驱动机构和钻针夹持机构上升或下降。

本发明的进一步改进为，钻针研磨装置包括底座、底板、底板平移机构、第一砂轮机构、第二砂轮机构、砂轮平移机构，底板滑动安装于底座上，底板平移机构固定安装于底座上并驱动底板左右滑动，第一砂轮机构、砂轮平移机构分别安装于底板上，第二砂轮机构固定安装于砂轮平移机构上，砂轮平移机构驱动第二砂轮机构前后平移。

本发明的进一步改进为，钻针长度补偿装置包括基架, 基架包括顶板及固定安装于顶板下的两块支撑板,及安装于支撑板侧边的套环夹持机构和距离检测机构，及安装于顶板顶部的套环按压机构，以及安装于顶板下的钻针顶升机构；套环夹持机构用于夹持住套环，距离检测机构用于检测套环与钻针头部的距离，套环按压机构用于按压住套环，钻针顶升机构用于顶升钻针。

本发明的进一步改进为，钻针方向检测装置包括第二相机、第二相机座、相机调整机构、第二光源，第二相机固定安装于第二相机座中，第二相机座安装于相机调整机构，相机调整机构固定安装于支撑座上，第二光源置于第二相机镜头正对面用于给第二相机提供光亮，相机调整机构用于调整第二相机的位置。

本发明的进一步改进为，钻针清洁装置包括清洁轮、清洁轮驱动机构、清洁轮平移机构，清洁轮安装于清洁轮驱动机构上，清洁轮驱动机构安装于清洁轮平移机构上，清洁轮平移机构安装于支撑座上，清洁轮驱动机构用于驱动清洁轮清洁钻针，清洁轮平移机构用于驱动清洁轮平移。

本发明的进一步改进为，钻针刀面检测装置包括第三相机、第三相机座、光圈、光圈架、前后调整机构、上下调整机构、横板，横板固定安装于支撑座上，上下调整机构安装于横板上，前后调整机构安装于上下调整机构上部，光圈固定安装于光圈架上，光圈架固定安装于上下调整机构下部，第三相机固定安装于第三相机座中，第三相机座固定安装于前后调整机构上。

本发明还提供了一种PCB钻针研磨方法，其包括以下步骤：

A.装满钻针的钻针盒由传送带输送到指定位置；B.机械手工作从钻针盒中取出一支钻针放入钻针调整夹紧翻转装置中并夹紧，机械手复位；C.钻针方向检测装置工作检测钻针的方向是否正确；D.若钻针的方向是正确的，则钻针调整夹紧翻转装置工作翻转钻针90度；E.若钻针的方向是不正确的，则钻针调整夹紧翻转装置工作调整钻针的方向使之符合要求，进入步骤D；F.钻针夹持装置工作夹持住钻针；G.钻针研磨装置工作对钻针进行研磨；H.研磨完成后，钻针夹持装置复位松开钻针；I.钻针调整夹紧翻转装置向上翻转钻针A度；J.钻针清洁装置工作对钻针刀面进行清洁；K.清洁完成后，钻针清洁装置复位，钻针调整夹紧翻转装置再向上翻转钻针B度；L.钻针刀面检测装置对钻针刀面进行检测；M.若钻针刀面检测符合要求，则钻针调整夹紧翻转装置再次向上翻转至初始位；N.若钻针刀面检测不符合要求，则钻针调整夹紧翻转装置工作向下翻转钻针A+B度，进入步骤F；O.机械手第二次工作从钻针调整夹紧翻转装置中取出钻针至钻针长度补偿装置中，机械手复位；P.钻针长度补偿装置工作补偿钻针顶尖部至套环的长度达到设定要求并复位；Q.机械手第三次工作从钻针长度补偿装置中取出钻针插入至钻针盒中并复位；返回步骤B，进入下一个循环；当该钻针盒内的钻针全部研磨完成后，由传送带输出该钻针盒，进入步骤A。

本发明的进一步改进为，所述步骤G包括：G1.第三电机工作驱动第一砂轮旋转，第四电机工作驱动第二砂轮旋转；G2.第一电机工作通过第一丝杠与第一丝母的丝杠传动配合驱动电动主轴夹紧的钻针向前移动设定距离对钻针进行研磨；G3.第一砂轮研磨完成后，第一电机第二次工作驱动电动主轴夹紧的钻针向后移动设定距离；G4.第二电机工作通过回转轮、第一连杆驱动底座带着第一砂轮、第二砂轮向右移动设定距离；G5.第一电机第三次工作驱动电动主轴夹紧的钻针向前移动设定距离对钻针进行第二次研磨；G5.第二砂轮研磨完成后，第一电机第四次工作驱动电动主轴夹紧的钻针向后移动设定距离；G6.第二电机再工作通过回转轮、第一连杆驱动底座带着第一砂轮、第二砂轮向左移动设定距离复位。

与现有技术相比，本发明采用装满钻针的钻针盒由传送带输送到指定位置，机械手从钻针盒中取出一支钻针放入钻针调整夹紧翻转装置中并夹紧，钻针方向检测装置检测钻针的方向是否正确，若方向正确则钻针调整夹紧翻转装置翻转钻针90度，钻针夹持装置夹持住钻针后，钻针研磨装置对钻针进行研磨，研磨完成后，钻针调整夹紧翻转装置向上翻转钻针A度，钻针清洁装置对钻针刀面进行清洁，清洁完成后，钻针调整夹紧翻转装置再向上翻转钻针B度，钻针刀面检测装置对钻针刀面进行检测，若钻针刀面符合要求，钻针调整夹紧翻转装置再向上翻转至初始位，机械手从钻针调整夹紧翻转装置中取出钻针至钻针长度补偿装置中并补偿钻针顶尖部至套环的长度达到设定要求，机械手从钻针长度补偿装置中取出钻针至钻针盒中。本发明还提供了一种PCB钻针研磨方法。本发明精度高、成本低、效率高，能实现全自动化研磨。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图;

图2是本发明的钻针调整夹紧翻转装置立体结构示意图;

图3是图2立体展开示意图;

图4是本发明的钻针夹持装置立体结构示意图;

图5是图4立体展开示意图;

图6是本发明的钻针研磨装置立体结构示意图;

图7是图6立体展开示意图;

图8是本发明的钻针长度补偿装置立体结构示意图;

图9是图8立体展开示意图;

图10是本发明的钻针方向检测装置立体结构示意图;

图11是本发明的钻针清洁装置立体结构示意图;

图12是图11立体展开示意图;

图13是本发明的钻针刀面检测装置立体结构示意图;

图14、图15是本发明的固定盖板两个不同视角立体结构示意图。

图中各部件名称如下：

1—传送带;

2—机械手;

3—钻针调整夹紧翻转装置;31—支撑座;32—回转机构;33—平移机构;331—第一电机;332—第一电机座;333—平移滑座;334—平移滑盖;335—第一丝杠;336—第一丝母;34—调整夹紧机构;341—电动主轴;342—主轴夹头座;

4—钻针夹持装置;41—机座;42—升降机构;421—升降电机;422—升降电机座;423—第一同步轮;424—第二同步轮;425—第一同步带;426—偏心轴;427—轴承;428—升降滑块;429—顶柱;43—钻针夹持驱动机构;431—第一气缸;432—固定盖板;4321—空腔;4322—第一通槽;4323—通孔;433—推块;434—连接块;435—竖直固定板;436—水平固定板;437—第一滚轮;438—摆杆;439—滚轴;44—钻针夹持机构;441—下夹持板; 442—上夹持板;4421—胶棒;443—销轴;

5—钻针研磨装置;51—底座;511—第一转轴;512—圆弧槽;513—缺口;52—底板;53—底板平移机构;531—第二电机;532—减速器;533—固定板;534—回转轮;535—第一连杆;54—第一砂轮机构;541—立板;542—第一砂轮;543—第三电机;544—第三电机座;545—砂轮微调机构;5451—测微头;5452—测微头固定板;5453—基板;5454—第一弹簧;5455—第一压板;55—第二砂轮机构;551—侧板;552—第二砂轮;553—第四电机;554—第四电机座;56—砂轮平移机构;561—第五电机;562—第五电机座;563—滑座;564—滑盖;565—第二丝杠;566—第二丝母;567—第二弹簧;568—第二压板;57—刻度板;571—中心孔;572—刻度;

6—钻针长度补偿装置;61—基架;62—套环夹持机构;621—滑台气缸;622—第一连接板;623—旋转夹爪气缸;624—夹爪;63—距离检测机构;631—第一相机;632—第一相机座;633—第一光源;634—光源安装架;64—套环按压机构;641—第二气缸;642—压环杆;6422—第二滚轮;643—压环座;6431—第二通槽;644—楔块;65—钻针顶升机构;651—第六电机;652—第三丝杠;653—第三丝母;654—丝母座;655—丝杠座;656—顶杆;657—顶杆安装板;

7—钻针方向检测装置;71—第二相机;72—第二相机座;73—相机调整机构;731—燕尾座;732—调整块;733—调整螺钉;74—第二光源;

8—钻针清洁装置;81—清洁轮;82—清洁轮驱动机构;8201—棘轮;8202—棘轮滑块;8203—拨片;8204—前挡板;8205—第二连接板;8206—槽形凸轮;8207—凸轮座;8208—从动轴承;8209—滑板;8210—第七电机;8211—第七电机座;8212—第三同步轮;8213—第四同步轮;8214—第二同步带;8215—第二转轴;83—清洁轮平移机构;831—清洁底座;832—第八电机;833—转轮;834—第二连杆;

9—钻针刀面检测装置;91—第三相机;92—第三相机座;93—光圈;94—光圈架;95—前后调整机构;96—上下调整机构;961—燕尾上板;962—燕尾下板;963—调整板;964—调整螺丝;97—横板。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示，一种PCB钻针研磨设备，其包括机架,及分别安装于机架上的传送带1、机械手2、钻针调整夹紧翻转装置3、钻针夹持装置4、钻针研磨装置5、钻针长度补偿装置6，钻针调整夹紧翻转装置3设有支撑座31，还包括分别安装于支撑座31上的钻针方向检测装置7、钻针清洁装置8、钻针刀面检测装置9；装满钻针的钻针盒由传送带1输送到指定位置，机械手2从钻针盒中取出一支钻针放入钻针调整夹紧翻转装置3中并夹紧，钻针方向检测装置7检测钻针的方向是否正确，若方向正确则钻针调整夹紧翻转装置3翻转钻针90度，钻针夹持装置4夹持住钻针后，钻针研磨装置5对钻针进行研磨，研磨完成后，钻针调整夹紧翻转装置3向上翻转钻针A度，钻针清洁装置8对钻针刀面进行清洁，清洁完成后，钻针调整夹紧翻转装置3再向上翻转钻针B度，钻针刀面检测装置9对钻针刀面进行检测，若钻针刀面符合要求，钻针调整夹紧翻转装置3再向上翻转至初始位，机械手2从钻针调整夹紧翻转装置3中取出钻针至钻针长度补偿装置6中并补偿钻针顶尖部至套环的长度达到设定要求，机械手2从钻针长度补偿装置6中取出钻针至钻针盒中。传送带1、机械手2为现有技术，在此不做详细说明。

具体地，如图2至图3所示，钻针调整夹紧翻转装置3包括支撑座31，及安装于支撑座31上的回转机构32，及安装于回转机构32上的平移机构33，以及安装于平移机构33上的调整夹紧机构34，调整夹紧机构34用于调整钻针的角度和夹紧钻针，平移机构33用于平移调整夹紧机构34，回转机构32用于旋转平移机构33。回转机构32采用电动回转平台，平移机构33包括第一电机331、第一电机座332、平移滑座333、平移滑盖334、第一丝杠335、第一丝母336，调整夹紧机构34包括电动主轴341、主轴夹头座342；第一电机331固定安装于第一电机座332上，第一电机座332固定安装于平移滑座333下，平移滑座333固定安装于电动回转平台上，平移滑盖334与平移滑座333滑动连接，第一丝杠335转动安装于平移滑座333内，第一丝杠335与第一丝母336传动连接，第一丝母336置于平移滑座333空腔内并与平移滑盖334固定连接；主轴夹头座342固定安装于平移滑盖334上，电动主轴341固定安装于主轴夹头座342中。第一电机331采用伺服电机。

具体地，如图4至图5、图14至图15所示，钻针夹持装置4包括机座41,及安装于机座41侧边的升降机构42，及安装于升降机构42上的钻针夹持驱动机构43，以及安装于钻针夹持驱动机构43上的钻针夹持机构44；钻针夹持机构44用于夹持钻针，钻针夹持驱动机构43用于驱动钻针夹持机构44工作夹持钻针，升降机构42用于驱动钻针夹持驱动机构43和钻针夹持机构44上升或下降。升降机构42包括升降电机421、升降电机座422、第一同步轮423、第二同步轮424、第一同步带425、偏心轴426、轴承427、升降滑块428、顶柱429，偏心轴426设有同心部和偏心部，升降电机421固定安装于升降电机座422上，升降电机座422固定安装于机座41侧面，第一同步轮423固定安装于升降电机421输出轴上，第二同步轮424固定安装于偏心轴426的同心部上，偏心轴426转动安装于机座41侧面，轴承427固定安装于偏心轴426的偏心部上，第一同步带425分别与第一同步轮423、第二同步轮424传动连接，升降滑块428竖直滑动安装于机座41侧面，顶柱429固定安装于升降滑块428下且抵压于轴承427上。升降电机421采用步进电机。钻针夹持驱动机构43包括第一气缸431、固定盖板432、推块433、连接块434、竖直固定板435、水平固定板436、第一滚轮437、摆杆438，固定盖板432内侧设有空腔4321，固定盖板432上部设有与空腔4321连通的第一通槽4322，固定盖板432一侧设有与空腔4321连通的通孔4323，推块433前部设有斜坡连接的台阶；第一气缸431固定安装于固定盖板432另一侧，固定盖板432固定安装于升降滑块428上，推块433置于空腔4321内且与固定盖板432水平滑动连接并与第一气缸431活塞杆固定连接，竖直固定板435竖直滑动安装于固定盖板432一侧，水平固定板436固定安装于竖直固定板435上，第一滚轮437转动安装于连接块434下部，摆杆438转动安装于连接块434上部，连接块434置于空腔4321内且松动穿过通孔4323与竖直固定板435固定连接，第一滚轮437置于推块433前部的台阶上。钻针夹持机构44包括下夹持板441、上夹持板442，下夹持板441头部设有用于夹持钻针的V槽（图中未示），上夹持板442头部设有用于夹持钻针的胶棒4421，下夹持板441固定安装于固定盖板432外侧，上夹持板442置于第一通槽4322内且滑动安装于水平固定板436下，上夹持板442尾部设有销轴443，摆杆438通过销轴443驱动上夹持板442平移。升降电机421为步进电机。钻针夹持驱动机构43还包括滚轴439，滚轴439转动安装于推块433上，用于推动摆杆438摆动。

具体地，如图6至图7所示，钻针研磨装置5包括底座51、底板52、底板平移机构53、第一砂轮机构54、第二砂轮机构55、砂轮平移机构56，底板52滑动安装于底座51上，底板平移机构53固定安装于底座51上并驱动底板52左右滑动，第一砂轮机构54、砂轮平移机构56分别安装于底板52上，第二砂轮机构55固定安装于砂轮平移机构56上，砂轮平移机构56驱动第二砂轮机构55前后平移。底板平移机构53包括第二电机531、减速器532、固定板533、回转轮534、第一连杆535，第二电机531固定安装于减速器532上，减速器532固定安装于固定板533上，固定板533固定安装于底座51上，回转轮534固定安装于减速器532的输出轴上，第一连杆535一端与底板52转动连接，第一连杆535另一端与回转轮534偏心转动连接。第一砂轮机构54包括立板541、第一砂轮542、第三电机543、第三电机座544，立板541固定安装于底板52上，第一砂轮542固定安装于第三电机543的输出轴上，第三电机543固定安装于第三电机座544上，第三电机座544固定安装于立板541上。第一砂轮机构54还设有砂轮微调机构545，砂轮微调机构545包括测微头5451、测微头固定板5452、基板5453、第一弹簧5454、第一压板5455，测微头5451固定安装于测微头固定板5452上，测微头固定板5452固定安装于基板5453上，基板5453固定安装于立板541上，第三电机座544与基板5453滑动连接，第一压板5455固定安装于基板5453上，第一弹簧5454弹性抵压于第一压板5455与第三电机座544之间，测微头5451的微调头与第三电机座544接触。砂轮平移机构56包括第五电机561、第五电机座562、滑座563、滑盖564、第二丝杠565、第二丝母566、第二弹簧567、第二压板568，滑座563设有空腔，第五电机561固定安装于第五电机座562上，第五电机561固定安装于第五电机座562上，第五电机座562固定安装于滑座563上，滑盖564置于滑座563上并与之滑动连接，第二丝杠565置于滑座563内穿过空腔并与之转动连接，第五电机561输出轴与第二丝杠565固定连接，第二丝母566置于滑座563的空腔内并固定安装于滑盖564下，第二丝杠565与第二丝母566传动连接，第二压板568固定安装于滑座563上，第二弹簧567弹性抵压于第二压板568与滑盖564之间。第二砂轮机构55包括侧板551、第二砂轮552、第四电机553、第四电机座554，侧板551固定安装于滑盖564上，第二砂轮552固定安装于第四电机553输出轴上，第四电机553固定安装于第四电机座554上，第四电机座554固定安装于侧板551上。还包括刻度板57，刻度板57上设有中心孔571，刻度板57上还设有以中心孔571为圆心的刻度(图中未示)，底座51上设有第一转轴511，底座51上还设有以第一转轴511为中心的圆弧槽(图中未示)，第一转轴511与中心孔571转动连接，刻度板57上对应于圆弧槽512的位置处设有用于螺丝固定刻度板57和底座51的螺纹孔。底座51边缘处设有用于对准刻度的缺口(图中未示)。第二电机531、第五电机561都采用伺服电机。

具体地，如图8至图9所示，钻针长度补偿装置6包括基架61, 基架61包括顶板及固定安装于顶板下的两块支撑板,及安装于支撑板侧边的套环夹持机构62和距离检测机构63，及安装于顶板顶部的套环按压机构64，以及安装于顶板下的钻针顶升机构65；套环夹持机构62用于夹持住套环，距离检测机构63用于检测套环与钻针头部的距离，套环按压机构64用于按压住套环，钻针顶升机构65用于顶升钻针。套环夹持机构62包括滑台气缸621、第一连接板622、旋转夹爪气缸623、夹爪624，滑台气缸621固定安装于支撑板侧边，第一连接板622固定安装于滑台气缸621上，旋转夹爪气缸623固定安装于第一连接板622上，夹爪624固定安装于旋转夹爪气缸623上。距离检测机构63包括第一相机631、第一相机座632、第一光源633、光源安装架634，第一相机631固定安装于第一相机座632上，第一相机座632固定安装于支撑板侧边，第一相机631镜头正对着钻针，光源安装架634固定安装于支撑板上，第一光源633固定安装于光源安装架634上并正对着第一相机631镜头。套环按压机构64包括第二气缸641、压环杆642、压环座643、楔块644，压环杆642前端部设有用于避开钻针的U形缺口（图中未示），压环杆642后端部设有第二滚轮6422，压环座643设有第二通槽6431；第二气缸641、压环座643分别固定安装于顶板上，压环杆642置于第二通槽6431内且压环杆642的前段与压环座643转动连接，楔块644置于第二通槽6431后部且与第二气缸641活塞杆固定连接，楔块644用于驱动第二滚轮6422上升。钻针顶升机构65包括第六电机651、第三丝杠652、第三丝母653、丝母座654、丝杠座655、顶杆656、顶杆安装板657，丝杠座655置于支撑板内侧固定安装于支撑板上，第六电机651固定安装于丝杠座655下，第六电机651输出轴与第三丝杠652固定连接，第三丝杠652转动安装于丝杠座655中，第三丝母653固定安装于丝母座654中，丝母座654与支撑板竖直滑动连接，第三丝杠652与第三丝母653传动连接，顶杆656固定安装于顶杆安装板657中，顶杆安装板657固定安装于丝母座654上。第六电机651采用伺服电机。

具体地，如图10所示，钻针方向检测装置7包括第二相机71、第二相机座72、相机调整机构73、第二光源74，第二相机71固定安装于第二相机座72中，第二相机座72安装于相机调整机构73，相机调整机构73固定安装于支撑座31上，第二光源74置于第二相机71镜头正对面用于给第二相机71提供光亮，相机调整机构73用于调整第二相机71的位置。相机调整机构73包括燕尾座731、调整块732、调整螺钉733，燕尾座731固定安装于支撑座31上，调整块732固定安装于燕尾座731上，第二相机座72与燕尾座731滑动连接，调整螺钉733穿过调整块732与第二相机座72螺纹连接。

具体地，如图11至图12所示，钻针清洁装置8包括清洁轮81、清洁轮驱动机构82、清洁轮平移机构83，清洁轮81安装于清洁轮驱动机构82上，清洁轮驱动机构82安装于清洁轮平移机构83上，清洁轮平移机构83安装于支撑座31上，清洁轮驱动机构82用于驱动清洁轮81清洁钻针，清洁轮平移机构83用于驱动清洁轮81平移。清洁轮驱动机构82包括棘轮8201、棘轮滑块8202、拨片8203、前挡板8204、第二连接板8205、槽形凸轮8206、凸轮座8207、从动轴承8208、滑板8209、第七电机8210、第七电机座8211、第三同步轮8212、第四同步轮8213、第二同步带8214、第二转轴8215，清洁轮平移机构83包括清洁底座831、第八电机832、转轮833、第二连杆834; 清洁底座831固定安装于支撑座31上，滑板8209滑动安装于清洁底座831上，第八电机832固定安装于滑板8209尾部，转轮833固定安装于第八电机832输出轴上，第二连杆834一端与转轮833偏心转动连接，第二连杆834另一端与清洁底座831尾部转动连接；第七电机座8211固定安装于滑板8209前段，第七电机8210置于第七电机座8211与第八电机832之间且固定安装于第七电机座8211上，第三同步轮8212固定安装于第七电机8210输出轴上，第四同步轮8213固定安装于第二转轴8215一端，第二同步带8214与第三同步轮8212、第四同步轮8213传动连接，凸轮座8207固定安装于滑板8209头部，槽形凸轮8206固定安装于第二转轴8215另一端，第二转轴8215中部转动安装于凸轮座8207上，清洁轮81固定安装于棘轮8201上，棘轮8201转动安装于棘轮滑块8202上，棘轮滑块8202安装于第二连接板8205上，第二连接板8205与凸轮座8207滑动连接，从动轴承8208安装于棘轮滑块8202头部，从动轴承8208置于槽形凸轮8206的槽内，前挡板8204固定安装于凸轮座8207上，拨片8203固定安装于前挡板8204上，第七电机8210工作转动通过第三同步轮8212、第四同步轮8213、第二同步带8214驱动第二转轴8215转动，第二转轴8215带着槽形凸轮8206转动，槽形凸轮8206通过从动轴承8208、棘轮滑块8202驱动清洁轮81和棘轮8201上下移动，在棘轮8201上下移动的过程中拨片8203拨动棘轮8201朝一个方向转动。第七电机8210采用伺服电机，第八电机832采用步进电机。

具体地，如图13所示，钻针刀面检测装置9包括第三相机91、第三相机座92、光圈93、光圈架94、前后调整机构95、上下调整机构96、横板97，横板97固定安装于支撑座31上，上下调整机构96安装于横板97上，前后调整机构95安装于上下调整机构96上部，光圈93固定安装于光圈架94上，光圈架94固定安装于上下调整机构96下部，第三相机91固定安装于第三相机座92中，第三相机座92固定安装于前后调整机构95上。前后调整机构95采用精密微调滑台，上下调整机构96包括燕尾上板961、燕尾下板962、调整板963、调整螺丝964，精密微调滑台固定安装于燕尾上板961上，燕尾下板962固定安装于横板97上，调整板963固定安装于燕尾上板961顶部，调整螺丝964穿过调整板963与燕尾下板962螺纹连接，燕尾上板961与燕尾下板962滑动连接; 第三相机91上还设有防护罩（图中未示），防护罩固定安装于第三相机座92上。

本发明还设有控制系统，控制系统用于控制传送带1、机械手2、电动回转平台、第一电机331、电动主轴341、升降电机421、第一气缸431、第二电机531、第三电机543、第四电机553、第五电机561、滑台气缸621、旋转夹爪气缸623、第一相机631、第一光源633、第二气缸641、第六电机651、第二相机71、第二光源74、第七电机8210、第八电机832、第三相机91、光圈93的工作。

本发明的工作原理：将装满钻针的钻针盒由传送带1输送到指定位置，所述机械手2从钻针盒中取出一支钻针放入钻针调整夹紧翻转装置3中并夹紧，所述钻针方向检测装置7检测钻针的方向是否正确，若方向正确则钻针调整夹紧翻转装置3翻转钻针90度，所述钻针夹持装置4夹持住钻针后，所述钻针研磨装置5对钻针进行研磨，研磨完成后，所述钻针调整夹紧翻转装置3向上翻转钻针A度，所述钻针清洁装置8对钻针刀面进行清洁，清洁完成后，所述钻针调整夹紧翻转装置3再向上翻转钻针B度，所述钻针刀面检测装置9对钻针刀面进行检测，若钻针刀面符合要求，所述钻针调整夹紧翻转装置3再向上翻转至初始位，所述机械手2从钻针调整夹紧翻转装置3中取出钻针至钻针长度补偿装置6中并补偿钻针顶尖部至套环的长度达到设定要求，所述机械手2从钻针长度补偿装置6中取出钻针至钻针盒中。具体地操作细节和步骤见下面的PCB钻针研磨方法。

本发明还公开了一种PCB钻针研磨方法，其包括以下步骤：

A.装满钻针的钻针盒由传送带1输送到指定位置；

B.机械手2工作从钻针盒中取出一支钻针放入钻针调整夹紧翻转装置3中并夹紧，机械手2复位；

C.钻针方向检测装置7工作检测钻针的方向是否正确；

D.若钻针的方向是正确的，则钻针调整夹紧翻转装置3工作翻转钻针90度；

E.若钻针的方向是不正确的，则钻针调整夹紧翻转装置3工作调整钻针的方向使之符合要求，进入步骤D；

F.钻针夹持装置4工作夹持住钻针；

G.钻针研磨装置5工作对钻针进行研磨；

H.研磨完成后，钻针夹持装置4复位松开钻针；

I.钻针调整夹紧翻转装置3向上翻转钻针A度；

J.钻针清洁装置8工作对钻针刀面进行清洁；

K.清洁完成后，钻针清洁装置8复位，钻针调整夹紧翻转装置3再向上翻转钻针B度；

L.钻针刀面检测装置9对钻针刀面进行检测；

M.若钻针刀面检测符合要求，则钻针调整夹紧翻转装置3再次向上翻转至初始位；

N.若钻针刀面检测不符合要求，则钻针调整夹紧翻转装置3工作向下翻转钻针A+B度，进入步骤F；

O.机械手2第二次工作从钻针调整夹紧翻转装置3中取出钻针至钻针长度补偿装置6中，机械手2复位；

P.钻针长度补偿装置6工作补偿钻针顶尖部至套环的长度达到设定要求并复位；

Q.机械手2第三次工作从钻针长度补偿装置6中取出钻针插入至钻针盒中并复位；

返回步骤B，进入下一个循环；

当该钻针盒内的钻针全部研磨完成后，由传送带1输出该钻针盒，进入步骤A。

具体地，A度为45度，B度为30度。

步骤B：机械手2工作从钻针盒中取出一支钻针放入电动主轴341中，电动主轴341工作夹紧钻针，机械手2复位。

具体地，步骤C：第二相机71工作拍照并传送给控制系统，控制系统分析处理并判断钻针的方向是否正确。

具体地，步骤D：若钻针的方向是正确的，则电动回转平台工作向下旋转90度。

具体地，步骤E：若钻针的方向是不正确的，则电动主轴341工作调整钻针的方向使之符合要求。

具体地，步骤F：F1.升降电机工作通过第一同步轮423、第二同步轮424、第一同步带425驱动偏心轴426带着轴承427偏心转动，驱动顶柱429向上移动，进而驱动升降滑块428带着下夹持板441的V槽接触到钻针；

F2.第一气缸431工作驱动推块433带着滚轴439向后移动，进而连接块434带着第一滚轮437、摆杆438、上夹持板442在自身重力的作用下向下移动，使第一滚轮437接触到推块433的最低的台阶；

F3.摆杆438同时向前推动上夹持板442前移使胶棒4421正好压住钻针。

具体地，步骤G：G1.第三电机543工作驱动第一砂轮542旋转，第四电机553工作驱动第二砂轮552旋转；

G2.第一电机331工作通过第一丝杠335与第一丝母336的丝杠传动配合驱动电动主轴341夹紧的钻针向前移动设定距离对钻针进行研磨；

G3.第一砂轮542研磨完成后，第一电机331第二次工作驱动电动主轴341夹紧的钻针向后移动设定距离；

G4.第二电机531工作通过回转轮534、第一连杆535驱动底座51带着第一砂轮542、第二砂轮552向右移动设定距离；

G5.第一电机331第三次工作驱动电动主轴341夹紧的钻针向前移动设定距离对钻针进行第二次研磨；

G5.第二砂轮552研磨完成后，第一电机331第四次工作驱动电动主轴341夹紧的钻针向后移动设定距离；

G6.第二电机531再工作通过回转轮534、第一连杆535驱动底座51带着第一砂轮542、第二砂轮552向左移动设定距离复位。

具体地，步骤H：H1.升降电机再工作通过第一同步轮423、第二同步轮424、第一同步带425驱动偏心轴426带着轴承427偏心转动，顶柱429、升降滑块428在重力的作用下带着下夹持板441的V槽离开钻针；

H2.第一气缸431复位驱动推块433带着滚轴439向前移动，进而驱动第一滚轮437到达推块433的第二个台阶处，进而带着连接块434、摆杆438、上夹持板442向上移动；

H3.摆杆438在滚轴439的作用下同时向后推动上夹持板442后移使胶棒4421离开钻针。

具体地，步骤I：电动回转平台第二次工作向上旋转A度。

具体地，步骤J：J1.第八电机832工作通过转轮833、第二连杆834驱动滑板8209向前移动设定距离；

J2.第七电机8210工作通过第三同步轮8212、第四同步轮8213、第二同步带8214驱动槽形凸轮8206旋转，槽形凸轮8206通过从动轴承8208带着清洁轮81上下移动；

J3.同时，拨片8203通过棘轮8201 拨动清洁轮81朝一个方向转动。

具体地，步骤K：K1.第七电机8210停止工作，第八电机832再工作通过转轮833、第二连杆834驱动滑板8209向后移动设定距离；

K2.电动回转平台第三次工作再向上旋转B度。

具体地，步骤L：L1.第三相机91工作拍照并传送给控制系统，控制系统分析处理并判断钻针刀面是否符合要求。

具体地，步骤M：若钻针刀面检测符合要求，则电动回转平台第四次工作再向上翻转使钻针回转至初始位。

具体地，步骤N：若钻针刀面检测不符合要求，则电动回转平台第五次工作向下翻转钻针A+B度，进入步骤F1；

具体地，步骤O：机械手2第二次工作夹住电动主轴341中的钻针，电动主轴341复位，机械手2取出钻针至2个夹爪624中，机械手2复位。

具体地，步骤P：P1.旋转夹爪气缸623工作驱动2个夹爪624夹紧钻针上的套环；

P2.滑台气缸621工作驱动2个夹爪624夹紧的钻针回退至设定位置；

P3.第二气缸641工作驱动楔块644向前移动，楔块644通过第二滚轮6422驱动压环杆642尾部向上抬起，进而压环杆642头部向下按压住套环；

P4.第一相机631工作拍照并传送给控制系统，控制系统分析处理并发出控制信号给第六电机651；

P5.第六电机651工作通过第三丝杠652与第三丝母653传动配合驱动顶杆656向上顶升钻针至指定位置；

P6.第二气缸641复位驱动楔块644向后移动，压环杆642尾部在重力的作用下向下移动，从而压环杆642头部向上抬起离开套环；

P7.第六电机651再工作通过第三丝杠652与第三丝母653传动配合驱动顶杆656向下移动至初始位置；

P8.滑台气缸621复位驱动2个夹爪624夹紧的钻针向前移动至初始位置。

具体地，步骤Q：机械手2第三次工作夹住2个夹爪624中的钻针，旋转夹爪气缸623复位松开钻针，机械手2从2个夹爪624中取出钻针插入至钻针盒中并复位。插入的方向分为正向插入或反向插入，采用旋转夹爪气缸623可以实现同180度旋转，进而实现正向插入或反向插入。

本发明的优点在于，本发明采用装满钻针的钻针盒由传送带输送到指定位置，机械手从钻针盒中取出一支钻针放入钻针调整夹紧翻转装置中并夹紧，钻针方向检测装置检测钻针的方向是否正确，若方向正确则钻针调整夹紧翻转装置翻转钻针90度，钻针夹持装置夹持住钻针后，钻针研磨装置对钻针进行研磨，研磨完成后，钻针调整夹紧翻转装置向上翻转钻针A度，钻针清洁装置对钻针刀面进行清洁，清洁完成后，钻针调整夹紧翻转装置再向上翻转钻针B度，钻针刀面检测装置对钻针刀面进行检测，若钻针刀面符合要求，钻针调整夹紧翻转装置再向上翻转至初始位，机械手从钻针调整夹紧翻转装置中取出钻针至钻针长度补偿装置中并补偿钻针顶尖部至套环的长度达到设定要求，机械手从钻针长度补偿装置中取出钻针至钻针盒中。本发明精度高、成本低、效率高，能实现全自动化研磨。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种PCB钻针研磨设备，其特征在于：其包括机架,及分别安装于机架上的传送带(1)、机械手(2)、钻针调整夹紧翻转装置(3)、钻针夹持装置(4)、钻针研磨装置(5)、钻针长度补偿装置(6)，所述钻针调整夹紧翻转装置(3)设有支撑座(31)，还包括分别安装于支撑座(31)上的钻针方向检测装置(7)、钻针清洁装置(8)、钻针刀面检测装置(9)；装满钻针的钻针盒由传送带(1)输送到指定位置，所述机械手(2)从钻针盒中取出一支钻针放入钻针调整夹紧翻转装置(3)中并夹紧，所述钻针方向检测装置(7)检测钻针的方向是否正确，若方向正确则钻针调整夹紧翻转装置(3)翻转钻针90度，所述钻针夹持装置(4)夹持住钻针后，所述钻针研磨装置(5)对钻针进行研磨，研磨完成后，所述钻针调整夹紧翻转装置(3)向上翻转钻针A度，所述钻针清洁装置(8)对钻针刀面进行清洁，清洁完成后，所述钻针调整夹紧翻转装置(3)再向上翻转钻针B度，所述钻针刀面检测装置(9)对钻针刀面进行检测，若钻针刀面符合要求，所述钻针调整夹紧翻转装置(3)再向上翻转至初始位，所述机械手(2)从钻针调整夹紧翻转装置(3)中取出钻针至钻针长度补偿装置(6)中并补偿钻针顶尖部至套环的长度达到设定要求，所述机械手(2)从钻针长度补偿装置(6)中取出钻针至钻针盒中。

2.根据权利要求1所述的一种PCB钻针研磨设备，其特征在于：所述钻针调整夹紧翻转装置(3)包括支撑座(31)，及安装于支撑座(31)上的回转机构(32)，及安装于回转机构(32)上的平移机构(33)，以及安装于平移机构(33)上的调整夹紧机构(34)，所述调整夹紧机构(34)用于调整钻针的角度和夹紧钻针，所述平移机构(33)用于平移调整夹紧机构(34)，所述回转机构(32)用于旋转平移机构(33)。

3.根据权利要求1所述的一种PCB钻针研磨设备，其特征在于：所述钻针夹持装置(4)包括其包括机座(41),及安装于机座(41)侧边的升降机构(42)，及安装于升降机构(42)上的钻针夹持驱动机构(43)，以及安装于钻针夹持驱动机构(43)上的钻针夹持机构(44)；所述钻针夹持机构(44)用于夹持钻针，所述钻针夹持驱动机构(43)用于驱动钻针夹持机构(44)工作夹持钻针，所述升降机构(42)用于驱动钻针夹持驱动机构(43)和钻针夹持机构(44)上升或下降。

4.根据权利要求1所述的一种PCB钻针研磨设备，其特征在于：所述钻针研磨装置(5)包括底座(51)、底板(52)、底板平移机构(53)、第一砂轮机构(54)、第二砂轮机构(55)、砂轮平移机构(56)，所述底板(52)滑动安装于底座(51)上，所述底板平移机构(53)固定安装于底座(51)上并驱动底板(52)左右滑动，所述第一砂轮机构(54)、砂轮平移机构(56)分别安装于底板(52)上，所述第二砂轮机构(55)固定安装于砂轮平移机构(56)上，所述砂轮平移机构(56)驱动第二砂轮机构(55)前后平移。

5.根据权利要求1所述的一种PCB钻针研磨设备，其特征在于：所述钻针长度补偿装置(6)包括基架(61), 所述基架(61)包括顶板及固定安装于顶板下的两块支撑板,及安装于支撑板侧边的套环夹持机构(62)和距离检测机构(63)，及安装于顶板顶部的套环按压机构(64)，以及安装于顶板下的钻针顶升机构(65)；所述套环夹持机构(62)用于夹持住套环，所述距离检测机构(63)用于检测套环与钻针头部的距离，所述套环按压机构(64)用于按压住套环，所述钻针顶升机构(65)用于顶升钻针。

6.根据权利要求1所述的一种PCB钻针研磨设备，其特征在于：所述钻针方向检测装置(7)包括第二相机(71)、第二相机座(72)、相机调整机构(73)、第二光源(74)，所述第二相机(71)固定安装于第二相机座(72)中，所述第二相机座(72)安装于相机调整机构(73)，所述相机调整机构(73)固定安装于支撑座(31)上，第二光源(74)置于第二相机(71)镜头正对面用于给第二相机(71)提供光亮，所述相机调整机构(73)用于调整第二相机(71)的位置。

7.根据权利要求1所述的一种PCB钻针研磨设备，其特征在于：所述钻针清洁装置(8)包括清洁轮(81)、清洁轮驱动机构(82)、清洁轮平移机构(83)，所述清洁轮(81)安装于清洁轮驱动机构(82)上，所述清洁轮驱动机构(82)安装于清洁轮平移机构(83)上，所述清洁轮平移机构(83)安装于支撑座(31)上，所述清洁轮驱动机构(82)用于驱动清洁轮(81)清洁钻针，所述清洁轮平移机构(83)用于驱动清洁轮(81)平移。

8.根据权利要求1所述的一种PCB钻针研磨设备，其特征在于：所述钻针刀面检测装置(9)包括第三相机(91)、第三相机座(92)、光圈(93)、光圈架(94)、前后调整机构(95)、上下调整机构(96)、横板(97)，所述横板(97)固定安装于支撑座(31)上，所述上下调整机构(96)安装于横板(97)上，所述前后调整机构(95)安装于上下调整机构(96)上部，所述光圈(93)固定安装于光圈架(94)上，所述光圈架(94)固定安装于上下调整机构(96)下部，所述第三相机(91)固定安装于第三相机座(92)中，所述第三相机座(92)固定安装于前后调整机构(95)上。

9.一种PCB钻针研磨方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.装满钻针的钻针盒由传送带(1)输送到指定位置；

B.机械手(2)工作从钻针盒中取出一支钻针放入钻针调整夹紧翻转装置(3)中并夹紧，机械手(2)复位；

C.钻针方向检测装置(7)工作检测钻针的方向是否正确；

D.若钻针的方向是正确的，则钻针调整夹紧翻转装置(3)工作翻转钻针90度；

E.若钻针的方向是不正确的，则钻针调整夹紧翻转装置(3)工作调整钻针的方向使之符合要求，进入步骤D；

F.钻针夹持装置(4)工作夹持住钻针；

G.钻针研磨装置(5)工作对钻针进行研磨；

H.研磨完成后，钻针夹持装置(4)复位松开钻针；

I.钻针调整夹紧翻转装置(3)向上翻转钻针A度；

J.钻针清洁装置(8)工作对钻针刀面进行清洁；

K.清洁完成后，钻针清洁装置(8)复位，钻针调整夹紧翻转装置(3)再向上翻转钻针B度；

L.钻针刀面检测装置(9)对钻针刀面进行检测；

M.若钻针刀面检测符合要求，则钻针调整夹紧翻转装置(3)再次向上翻转至初始位；

N.若钻针刀面检测不符合要求，则钻针调整夹紧翻转装置(3)工作向下翻转钻针A+B度，进入步骤F；

O.机械手(2)第二次工作从钻针调整夹紧翻转装置(3)中取出钻针至钻针长度补偿装置(6)中，机械手(2)复位；

P.钻针长度补偿装置(6)工作补偿钻针顶尖部至套环的长度达到设定要求并复位；

Q.机械手(2)第三次工作从钻针长度补偿装置(6)中取出钻针插入至钻针盒中并复位；

返回步骤B，进入下一个循环；

当该钻针盒内的钻针全部研磨完成后，由传送带(1)输出该钻针盒，进入步骤A。

10.根据权利要求9所述的一种PCB钻针研磨方法，其特征在于，所述步骤G包括：G1.第三电机(543)工作驱动第一砂轮(542)旋转，第四电机(553)工作驱动第二砂轮(552)旋转；

G2.第一电机(331)工作通过第一丝杠(335)与第一丝母(336)的丝杠传动配合驱动电动主轴(341)夹紧的钻针向前移动设定距离对钻针进行研磨；

G3.第一砂轮(542)研磨完成后，第一电机(331)第二次工作驱动电动主轴(341)夹紧的钻针向后移动设定距离；

G4.第二电机(531)工作通过回转轮(534)、第一连杆(535)驱动底座(51)带着第一砂轮(542)、第二砂轮(552)向右移动设定距离；

G5.第一电机(331)第三次工作驱动电动主轴(341)夹紧的钻针向前移动设定距离对钻针进行第二次研磨；

G5.第二砂轮(552)研磨完成后，第一电机(331)第四次工作驱动电动主轴(341)夹紧的钻针向后移动设定距离；

G6.第二电机(531)再工作通过回转轮(534)、第一连杆(535)驱动底座(51)带着第一砂轮(542)、第二砂轮(552)向左移动设定距离复位。