CN110839321B - 一种pcb板背钻加工设备及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种PCB板背钻加工设备及其加工方法。该设备包括承载平台、钻机、视觉检测装置和中控系统，承载平台用于承载PCB板，钻机用于对置于承载平台上PCB板的通孔进行背钻孔加工，视觉检测装置用于对PCB板进行图像采集，中控系统与视觉检测装置和钻机通信连接，用于根据采集的图像，确定通孔的实际坐标，并控制钻机根据通孔的实际坐标对其进行背钻孔加工工艺。通过利用视觉检测装置提高确定通孔的位置精度，本申请能够对该通孔在背钻孔加工工艺中采用更高精度的背钻孔径。

Description

一种PCB板背钻加工设备及其加工方法

技术领域

本申请涉及印刷电路板制造技术领域，特别是涉及一种PCB板背钻加工设备及其加工方法。

背景技术

现在电子产品传输的速度越来越快，传输频率越来越高，从4G到5G的数据需求越来越大，对带宽的要求也会越来越高，进而要求PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)向着更高层数，更高密度方向发展。其中，要实现更高密度，则主要分为通孔孔径减小和背钻孔径减小两个方面。

在PCB制造过程中，为防止信号失真或延迟，需要在通孔一端钻掉没有起到任何连接或传输作用的孔壁金属以实现来减少信号损失，即背钻孔。

通孔孔径减小工艺方面受制于板件厚径比加工能力的限制，且高厚径比加工带来通孔钻孔、电镀、塞孔等关键工艺方面难度的几何倍数增加，实现难度大、成本高。因此，在合适的通孔厚径比的基础上，进一步提高板件出线密度是必须选择的工艺发展方向。其中，要增加板件出线密度，必须提升背钻孔径设计能力。

现有的背钻加工方式，主要采用比例或者CCD对位的加工方式，对板件整体比例涨缩进行预防处理，可以解决板件比例涨缩变化的影响，但是两种方法都无法解决板件局部变形或者孔位精度差异对背钻孔径设计能力的影响，都无法有效地满足进一步提升背钻孔径设计能力的需求。

发明内容

本申请提供一种PCB板背钻加工设备及其加工方法，以解决背钻孔径设计能力不足的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种PCB板背钻加工设备。该设备包括承载平台、钻机、视觉检测装置和中控系统，承载平台用于承载PCB板，钻机用于对置于承载平台上PCB板的待背钻通孔进行背钻孔加工，视觉检测装置用于对PCB板进行图像采集，中控系统与视觉检测装置和钻机通信连接，用于根据采集的图像，确定待背钻通孔的实际坐标，并控制钻机根据待背钻通孔的实际坐标对其进行背钻孔加工工艺。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种PCB板背钻加工方法。该方法包括：视觉检测装置对置于承载平台上的PCB板进行图像采集；与视觉检测装置通信连接的中控系统根据采集的图像，确定PCB板上待背钻通孔的实际坐标；中控系统根据待背钻通孔的实际坐标，控制钻机对待背钻通孔进行背钻孔加工。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请公开的PCB板背钻加工设备及其加工方法，通过设置视觉检测装置对PCB板进行图像采集，以确定PCB板上待背钻通孔的实际坐标，而PCB板的比例胀缩、局部变形及孔位精度差异在进行图像采集前均已定型，对中控系统确定PCB板上各待背钻通孔的实际坐标不产生任何影响，视觉检测装置提高了确定待背钻通孔的位置精度，进而可提高钻机与待背钻通孔的对位精度，使得对该待背钻通孔在背钻孔加工工艺中可采用更高精度的背钻孔径，提高了背钻孔径的设计能力，使得PCB板的出线密度增加。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本申请提供的PCB板背钻加工设备一实施例的结构示意图；

图2是预设PCB板上设置预设坐标系的示意图；

图3是实际PCB板上通孔与预设PCB板上对应通孔的对比示意图；

图4是图1中PCB板背钻加工设备包括平台传动装置的结构示意图；

图5是图4中平台传动装置的俯视结构示意图；

图6是图4中平台传动装置的另一俯视结构示意图；

图7是图1中PCB板背钻加工设备包括视觉传动装置的结构示意图；

图8是图7中视觉传动装置的俯视结构示意图；

图9是图7中视觉传动装置的另一俯视结构示意图；

图10是图1中PCB板背钻加工设备的另一结构示意图；

图11是图10中承载平台的结构示意图；

图12是图10中承载平台上固定装置的结构示意图；

图13是图10中承载平台上对位装置的结构示意图；

图14是图1中PCB板背钻加工设备的另一结构示意图；

图15是本申请提供的PCB板背钻加工方法一实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动情况下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。

参阅图1，本申请提供的PCB板背钻加工设备一实施例的结构示意图。

该PCB板背钻加工设备包括承载平台10、钻机20、视觉检测装置30和中控系统40。其中，承载平台10用于承载PCB板50，PCB板50包括相对的两个表面。PCB板50上设有多个通孔，至少部分通孔需要进行背钻加工以形成背钻孔，本申请将需要进行背钻加工的通孔称为待背钻通孔，如图1所示的待背钻通孔51。在一些实施例中，一部分背钻孔可以形成在PCB板的一个表面，而另一部分背钻孔可以形成在PCB板的另一个表面。在其它一些实施例中，背钻孔也可以全部形成在PCB板的同一个表面。钻机20用于对置于承载平台10上PCB板50的待背钻通孔51进行背钻孔加工。视觉检测装置30用于对PCB板进行图像采集。具体地，视觉检测装置30和钻机20均与中控系统40通信连接，中控系统40用于根据采集的图像，确定待背钻通孔51的实际坐标，并控制钻机20根据待背钻通孔51的实际坐标对该待背钻通孔51进行背钻孔加工。

中控系统40至少能够对采集的图像进行图像处理，识别出图像中PCB板50上的通孔，并测绘出通孔的实际坐标。例如，参阅图2，PCB板50上设有工艺辅助孔52或类似标志物，中控系统40在处理后的图像上，以一设定的工艺辅助孔52为原点建立坐标系。

例如，图3所示的PCB板的一边上设有两个工艺辅助孔52，可以以其中一个工艺辅助孔52作为坐标原点，以该两个工艺辅助孔52所在的直线作为该坐标系的一坐标轴(例如X轴)来建立坐标系，依据该建立的坐标系，中控系统40标识出各通孔的实际坐标，并识别出其中的待背钻通孔51，进而控制钻机20运动至待背钻通孔51的实际坐标位置处与该待背钻通孔51对准并对其进行背钻孔加工。

可以理解地，通孔及工艺辅助孔52本身具有一定的面积，本申请中以工艺辅助孔52为坐标原点建立坐标系，应理解为以工艺辅助孔52的圆心为坐标原点，通孔的实际坐标指的是通孔圆心的实际坐标。

由于采用视觉检测的方式确定待背钻通孔51的位置，PCB板50的比例胀缩、局部变形及孔位精度差异在进行视觉检测前均已定型，对中控系统40确定PCB板50上通孔的实际坐标不产生影响，进而视觉检测装置30提高了确定通孔的位置精度，并进一步地提高了钻机20与待背钻通孔51的对位精度，使得在背钻孔加工工艺中可采用更高精度的背钻孔径，进而可提升背钻孔径的设计能力。

钻机20对PCB板50加工时，可能导致其局部变形，致使其他的通孔位置发生偏移，进而影响钻机20与待背钻通孔51的对位精度。为消除这一影响，可于钻机20进行数次背钻孔加工后，视觉检测装置30重新对PCB板进行图像采集，再次确定各待背钻通孔51的实际坐标。例如，钻机20每次对PCB板上的一个待背钻通孔51进行背钻孔加工后，视觉检测装置30对PCB板50重新进行一次图像采集，以保证钻机20与待背钻通孔51的对位精度。

接下来详述中控系统40如何识别PCB板50上的需要进行背钻加工的通孔。

具体地，中控系统40保存有预设PCB板上预设背钻孔在预设坐标系中的预设坐标。其中，预设坐标系为以预设PCB板的工艺辅助孔为坐标原点建立的坐标系。将PCB板的原始设计数据输入到中控系统40中，并作为预设PCB板的数据存储，该预设PCB板的数据至少包括预设坐标系和各预设背钻孔在预设坐标系的预设坐标。

中控系统40根据采集的实际PCB板50的图像，以该PCB板50上的工艺辅助孔52为坐标原点建立实际坐标系，该实际坐标系与预设坐标系对应，即它们的坐标轴一一对应，进而中控系统40确定PCB板50上各通孔在实际坐标系中的实际坐标。

继续参阅图2，例如，预设PCB板50上的一边设有两个工艺辅助孔52，其中一个作为预设坐标系的原点，该两个工艺辅助孔52中心的连线所在直线作为预设坐标系的一坐标轴(例如X轴)，垂直该坐标轴并经过原点设立另一坐标轴(例如Y轴)，进而建立预设坐标系，预设PCB板的数据输入至中控系统40中。

参阅图3，实际坐标系的建立与预设坐标系的建立原理相同，中控系统40在根据采集的图像建立实际坐标系后，确定PCB板50上各通孔在实际坐标系中的实际坐标。即使实际PCB板50由于比例胀缩、局部变形等因素，致使实际的PCB板50与预设PCB板存在差异，实际坐标系与预设坐标系是可以重合的，只是实际PCB板50上通孔的实际坐标与预设坐标相比，发生了偏移。例如图3中，PCB板50的待背钻通孔51的实际坐标51a相较于预设背钻孔的预设坐标51b发生了偏移。当然，该偏移范围是有限度的，偏移过大表明PCB板50变形过于严重，属于残次品，会被直接被清理走而无需进行后续背钻等工艺。

中控系统40内设有坐标偏移阈值范围，通孔的实际坐标必定落入对应的预设坐标和偏移阈值范围组成的区域内，且该区域内仅可能存在一个通孔的实际坐标，通孔的实际坐标超出该区域的，则中控系统40可判定该PCB板50变形严重需淘汰。或者，中控系统40对选定的通孔的实际坐标与其对应的预设坐标进行数据分析，进而可判定PCB板的变形方向，即可通过该方式确定与预设坐标对应的通孔的实际坐标。

可以理解地，预设PCB板50上的通孔至少部分为预设背钻孔，且预设PCB板50的数据包括各背钻孔的数据，如背钻孔孔深、背钻孔孔径，例如背钻孔孔径设计D＝d(通孔孔径)+6mil或D＝d(通孔孔径)+4mil，即实际PCB板50上与该背钻孔对应的待背钻通孔51需要进行背钻孔工艺加工。进而中控系统40可根据背钻孔的预设坐标，确定PCB板50上与该背钻孔对应的通孔为待背钻通孔51，并获取待背钻通孔51的实际坐标。

进一步，中控系统40根据待背钻通孔51的实际坐标以及钻机20的当前位置，规划钻机20的运动路径。中控系统40控制钻机20按照该运动路径运动至待背钻通孔51的位置处，并控制钻机20对该通孔51进行背钻孔加工。

例如，钻机20的初始位置为与PCB板50的工艺辅助孔52对准的位置。例如，中控系统40从采集的图像中识别出工艺辅助孔52，如用作实际坐标系原点的工艺辅助孔52，则控制钻机20与其对准以作钻机20的初始位置。

继续参阅图1，钻机20上还设有距离传感器21，用以检测其距PCB板50的间距，并将检测的数据反馈给中控系统40。中控系统40根据背钻孔孔深，结合距离传感器21反馈的数据，控制钻机20在PCB板50上对待背钻通孔51进行背钻孔加工，并控制钻机20加工该待背钻通孔51至设定深度。例如，距离传感器21与钻机顶端的间距为一定值，距离传感器21检测的数据与该定值做差值运算，若该差值为正，则钻机顶端还未接触到PCB板50，若该差值为零，则钻机顶端刚好接触到PCB板50，若该差值为负，则其为背钻孔的实时孔深。

参阅图4，该PCB板背钻加工设备还包括平台传动装置60，承载平台10设置于平台传动装置60上，平台传动装置60用于带动承载平台10在承载平台10所在平面上沿相互垂直的两个方向移动，以使视觉检测装置30能够检测到PCB板50的全部区域。

例如，视觉检测装置30的视觉范围不足以覆盖PCB板50的全部区域，也不足以覆盖PCB板50在单一方向上的长度或宽度，且视觉检测装置30固定于一设定位置。平台传动装置50带动承载平台10沿相互垂直的两个方向移动，该两个方向例如是PCB板50的长度方向和宽度方向，且其移动的组合范围使得视觉检测装置30能够检测到PCB板50的全部区域，进而中控系统40将视觉检测装置30采集的图像进行拼接，以得到PCB板50全部区域的图像。

参阅图5，平台传动装置60例如包括第一平台驱动机构61和第二平台驱动机构62。第二驱动机构62活动连接于第一驱动机构61上，承载平台10与第二驱动机构62连接；其中，第二驱动机构62驱动承载平台10在第二方向上移动，第一驱动机构61驱动第二驱动机构62在第一方向上移动，进而带动承载平台10在第一方向上移动。例如，第一方向为PCB板50的长度方向，第二方向为PCB板50的宽度方向。

具体地，第一驱动机构61包括直线电机、导轨和滑块，滑块滑动支撑于导轨上，直线电机驱动滑块沿导轨运动。例如，在基座63相对的两端均设有第一驱动机构61，第二驱动机构62通过安装架64与第一驱动机构61活动连接，即安装架64与滑块固定连接，滑块带动安装架64沿第一方向移动。

进一步地，在导轨的一侧还设有光栅尺，安装架64上固定连接有读数头，读数头用于与光栅尺配合，进而对安装架64沿导轨运动范围进行检测和控制，使得承载平台10在第一方向上的移动可被检测和控制。进一步地，在光栅尺的两端设置多个限位传感器，该限位传感器用于描述安装架移动的负极限位、零位、正极限位，限制安装架在负极限位与正极限位间移动。

或者，第一驱动机构61包括电机和丝杠，电机通过丝杠驱动承载平台10在第一方向上移动。或者，第一驱动机构61包括电机和链轮链条，电机通过驱动链轮链条带动承载平台10在第一方向上移动。

第二驱动机构62例如与第一驱动机构61结构相同，或第二驱动机构62例如采用齿轮齿条、链轮链条或皮带传动和电机驱动的结构。本申请对第一驱动机构61、第二驱动机构62的结构不做限制，只要其满足使用功能即可。

或者，视觉检测装置30的检测范围能够覆盖PCB板50在单一方向上的长度或宽度，则平台传动装置60仅需带动承载平台10沿PCB板50的宽度方向或长度方向移动即可，进而视觉检测装置30能够检测到PCB板50的全部区域。

参阅图6，例如视觉检测装置30的检测范围能够覆盖PCB板50的长度，如视觉检测装置30包括沿PCB板50的长度方向设置多个工业相机，则平台传动装置60设有第一平台驱动机构61，驱动承载平台10沿PCB板50的宽度方向移动。

参阅图7，若该PCB板背钻加工设备不设平台传动装置60，而设有视觉传动装置70，视觉检测装置30设置在视觉传动装置70上。视觉传动装置70用于带动视觉检测装置30在平行于PCB板50的平面上沿相互垂直的两个方向移动，以使视觉检测装置30能够检测到PCB板50的全部区域。

结合参阅图8，视觉传动装置70通过支架73设置于承载平台10的上方。视觉传动装置70包括第一视觉驱动机构71和第二视觉驱动机构72。于支架73相对的两端均设有第一视觉驱动机构71，安装座74与两视觉驱动机构71活动连接，安装座74上设有第二视觉驱动机构72，第二视觉驱动机构72与视觉检测装置30连接。其中，第一视觉驱动机构71驱动安装座74沿第一方向移动，进而带动视觉检测装置30沿第一方向对PCB板50进行图像采集；第二视觉驱动机构72驱动视觉检测装置30沿第二方向对PCB板50进行图像采集。第一视觉驱动机构71与第二视觉驱动机构72相互配合，使得视觉检测装置30对PCB板50的全部区域进行图像采集。

具体地，第一视觉驱动机构71包括电机、同步轮、同步带、导轨和滑块，电机及导轨均设置于支架73上，电机驱动同步轮带动同步带转动，滑块滑动支撑于导轨上，且滑块与安装座74固定连接，滑块还固定于同步带上，进而同步带带动滑块沿导轨在第一方向上移动。第一视觉驱动机构71通过滑块驱动安装座74沿第一方向上移动。第一视觉驱动机构71还可具有与上述第一驱动机构61相似的结构，本申请对此不作限制。

第二视觉驱动机构72例如与第一视觉驱动机构71的结构相同，视觉检测装置30与滑块固定连接，电机通过同步带驱动滑块沿导轨移动，进而可带动视觉检测装置30沿第二方向移动。

参阅图9，在另一实施例，视觉检测装置30的检测范围能够覆盖PCB板50的长度或宽度，则视觉传动装置70仅需带动视觉检测装置30沿PCB板50的宽度方向或长度方向移动即可，进而视觉检测装置30能够检测到PCB板50的全部区域。

例如，视觉检测装置30的检测范围能够覆盖PCB板50的长度，如视觉检测装置30包括沿PCB板50的长度方向设置多个工业相机，视觉检测装置30设置于安装座74，则视觉传动装置70设有第一视觉驱动机构71，驱动安装座74带动视觉检测装置30沿PCB板50的宽度方向移动。

在另一实施例中，该PCB板背钻加工设备同时包括平台传动装置60和视觉传动装置70。其中，承载平台10设置于平台传动装置60上，平台传动装置60用于带动承载平台10在承载平台10所在平面上沿第一方向移动；视觉检测装置30设置在视觉传动装置70上，视觉传动装置70用于带动视觉检测装置30在平行于PCB板50的平面上沿第二方向移动；第一方向垂直于第二方向，从而使视觉检测装置30能够检测到PCB板50的全部区域。

例如，平台传动装置60仅包括第一驱动机构61，第一驱动机构61驱动承载平台10沿第一方向移动；视觉传动装置70仅包括第二驱动机构72，第二驱动机构72驱动视觉检测装置30沿第二方向移动。进而，平台传动装置50与视觉传动装置60相互配合，使得视觉检测装置30能够检测到PCB板的全部区域。第一方向例如为PCB板50的长度方向，第二方向例如为PCB板50的宽度方向。

视觉检测装置30包括设置于承载平台10上方的摄像头31，摄像头31对PCB板50的正面进行图像采集。例如，PCB板50的待背钻通孔51仅需从同一侧面进行背钻孔加工，对PCB板50的该单侧面进行图像采集，以确定对应待背钻通孔51的实际坐标。摄像头31例如为工业摄像头或工业相机，其能够满足对采集图像的精度要求即可。

参阅图10，若PCB板50上待背钻通孔51的加工侧不同，则需对PCB板50的正反两相对的侧面(图10所示的PCB板50的上、下表面)进行图像采集。在另一实施例中，视觉检测装置30还包括设置于承载平台10下方的摄像头31，摄像头31对PCB板50的反面进行图像采集。进而，视觉检测系统30对PCB板50正反两侧面上的通孔进行图像采集，中控系统40根据采集的图像确定PCB板50正反两侧面上与预设背钻孔对应的待背钻通孔51的实际坐标，并控制钻机20对待背钻通孔51进行背钻孔加工。在此情形下，钻机20的数量可以为多台，分别设置于承载平台10的正反两侧，以及承载平台10可将PCB板50固定且钻机20可从承载平台10的对应侧对相应的待背钻通孔51进行背钻孔加工。

或者，仅在承载平台10上方设置摄像头31。参阅图11，承载平台10包括安装框架11和承载框12，承载框12可相对安装框架11翻转。承载框12用于固定PCB板50，且承载框12上设有窗口，可通过该窗口对PCB板50的反面进行图像采集。例如，承载框12上固定连接有转轴，且通过转轴与安装框架11转动连接，电机通过齿轮驱动转轴旋转，进而带动PCB板50由正侧面翻转到反侧面以正对摄像头31。

在另一实施例中，视觉检测装置30包括设置于承载平台10上方的多个摄像头31和设置于承载平台10下方的多个摄像头31。其中，设置于承载平台10上方的多个摄像头31用于相互配合对PCB板50一个表面的全区域进行图像采集；设置于承载平台10下方的多个摄像头31用于相互配合对PCB板50相对的另一表面的全区域进行图像采集。进而，无需设置平台传动装置60和视觉传动装置70，即可对PCB板50的全区域进行图像采集。

参阅图12，承载平台10上设有固定装置13，固定装置13用于将PCB板50固定在承载平台10上，避免钻机20对PCB板50进行背钻孔工艺加工时，PCB板50发生移位，导致通孔51的实际坐标发生变动。例如，该固定装置13例如为插销件，承载平台10上设有与该插销件配合的插销孔，PCB板50通过插销件固定在承载平台10上。或者，固定装置13通过夹持等方式固定PCB板于承载平台10上。本申请对固定装置13的具体结构及表现形式不作限制，其能够将PCB板50固定于承载平台10即可。

参阅图13，承载平台10上还设有对位装置14，用于与PCB板上的工艺辅助孔52进行对位。例如，对位装置14为一对位柱，与工艺辅助孔52相配合，进而便于以该对位柱为坐标原点建立实际坐标系，简化了中控系统40根据采集的图像识别工艺辅助孔52建立实际坐标系的过程。进一步地，钻机20的初始位置与对位装置14对齐，可简化中控系统40规划钻机20的运动路径，且便于钻机20快速运动至待背钻的通孔51位置。

参阅图14，PCB板背钻加工设备还包括照明装置80，照明装置80用于对承载平台10的拍摄区域进行照明，该拍摄区域将PCB板50全区域包含在内。照明装置80可以是独立的装置或与视觉检测装置30集成于一体，其能够给拍摄区域提供照明即可。

PCB板背钻加工设备还包括外壳90，外壳90至少将承载平台10、钻机20和视觉检测装置30罩设在内。照明装置80及视觉检测装置30均可通过支架或直接设置于外壳90上，钻机20的安装位置不影响视觉检测装置30的工作即可；中控系统40可独立设置，例如为个人电脑、集成控制电路板等，还可与钻机20、视觉检测装置30等集成于一体。当然，该PCB板背钻加工设备还可包括上述平台传动装置60和/或视觉传动装置70。

参阅图15，本申请提供的一种PCB板背钻加工方法一实施例的流程示意图。

步骤11：视觉检测装置对置于承载平台上的PCB板进行图像采集。

承载平台上设有固定装置和对位装置，PCB板上设有工艺辅助孔，该工艺辅助孔与对位装置对齐，以便于确定PCB板的位置，之后固定装置将PCB板固定于承载平台上。

本实施例中，视觉检测装置例如包括多组摄像头，该多组摄像头分别设置于承载平台的正面和反面，以对PCB板的正反两相对侧面进行图像采集。承载平台上设有窗口，设置于承载平台下方的摄像头可通过该窗口对PCB板的反面进行图像采集，该多组摄像头可对PCB板正反面的图像进行一次采集，以便于中控系统识别正反面上各通孔的实际坐标。

或者，视觉检测装置对PCB板的图像采集后，中控系统将采集的图像拼接以形成包含PCB板全区域的图像。例如，承载平台设置于平台传动装置上，平台传动装置可驱动承载平台沿其长度方向和/或宽度方向移动，使得视觉检测装置能够依次采集PCB板各区域的图像。或者，视觉检测装置设置于视觉传动装置上，视觉传动装置驱动视觉检测装置沿承载平台长度方向和/或宽度方向移动。或者，承载平台设置于平台传动装置上，同时视觉检测装置设置于视觉传动装置上，相互配合以使得视觉检测装置能够依次采集PCB板各区域的图像。

在进行背钻孔加工前，中控系统还控制钻机对齐对位装置，该位置作为钻机的初始位置，便于后续中控系统规划钻机的运动路径。

在对PCB板进行背钻孔加工工艺前，中控系统中预先储存有PCB板的相关数据，即中控系统保存有预设PCB板上预设背钻孔在预设坐标系中的预设坐标。其中，预设坐标系为以预设PCB板的工艺辅助孔为坐标原点建立的坐标系。该数据至少还包括预设PCB板中预设背钻孔的孔径和孔深等数据，以便于指导后续背钻孔加工。

步骤12：与视觉检测装置通信连接的中控系统根据采集的图像，确定PCB板上待背钻通孔的实际坐标。

具体地，中控系统根据采集的图像，以PCB板上的工艺辅助孔为坐标原点建立实际坐标系，该实际坐标系与预设坐标系对应。可以理解为，它们以相对应的工艺辅助孔为坐标原点建立各自的坐标系，且对应的一坐标轴经过另一对应的工艺辅助孔。

进而，中控系统确定PCB板上各通孔在实际坐标系中的实际坐标。中控系统根据预设背钻孔的预设坐标，确定与预设背钻孔对应的通孔为待背钻通孔，并获取该待背钻通孔的实际坐标，以识别PCB板上需要进行背钻孔工艺加工的通孔。

需要说明的是，上述坐标均指孔中心的坐标值。

步骤13：中控系统根据待背钻通孔的实际坐标，控制钻机对待背钻通孔进行背钻孔加工。

中控系统识别出需要进行背钻孔工艺加工的通孔后，根据该待背钻通孔的实际坐标，控制钻机对待背钻通孔进行背钻孔加工。

具体地，中控系统根据待背钻通孔的实际坐标以及钻机的当前位置，规划钻机的运动路径；中控系统控制钻机按照该运动路径运动至待背钻通孔的位置处，并控制钻机对该待背钻通孔进行背钻孔工艺加工。

钻机上还设有距离传感器，以检测钻机到PCB板的间距以及在进行背钻孔工艺加工时检测孔深。

区别于现有技术的情况，本申请公开的PCB板背钻加工设备及其加工方法，通过设置视觉检测装置对PCB板进行图像采集，以确定PCB板上待背钻通孔的实际坐标，而PCB板的比例胀缩、局部变形及孔位精度差异在进行图像采集前均已定型，对中控系统40确定PCB板上各待背钻通孔的实际坐标不产生任何影响，视觉检测装置提高了确定待背钻通孔的位置精度，进而可提高钻机与待背钻通孔的对位精度，使得对待背钻通孔在背钻孔加工工艺中可采用更高精度的背钻孔径，提高了背钻孔径的设计能力，使得PCB板的出线密度增加。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种PCB板背钻加工设备，其特征在于，包括：

承载平台，用于承载PCB板，所述承载平台包括安装框架和承载框，所述承载框转动连接于所述安装框架上，所述承载框可相对安装框架翻转，所述承载框用于固定所述PCB板，且所述承载框上设有窗口，可通过所述窗口对所述PCB板的反面进行图像采集；

所述承载平台上设有固定装置，所述固定装置用于将所述PCB板固定在所述承载平台上；所述固定装置为插销件，所述承载平台上设有与所述插销件配合的插销孔；

钻机，用于对置于所述承载平台上的PCB板的待背钻通孔进行背钻孔加工；

所述钻机上还设有距离传感器，用以检测所述钻机与所述PCB板的间距；

视觉检测装置，用于对所述PCB板进行图像采集；以及

所述PCB板背钻加工设备还包括照明装置，所述照明装置用于对所述承载平台的拍摄区域进行照明；

所述PCB板背钻加工设备还包括外壳，所述外壳至少将所述承载平台、所述钻机和所述视觉检测装置罩设在内；

中控系统，与所述视觉检测装置、所述钻机及所述距离传感器通信连接，用于根据所述采集的图像，确定所述待背钻通孔的实际坐标，并控制所述钻机根据所述待背钻通孔的实际坐标对所述待背钻通孔进行背钻孔加工；

所述中控系统还用于判断所述待背钻通孔的实际坐标是否落入对应的预设坐标和偏移阈值范围组成的区域内，以确认所述PCB板是否需淘汰，并在确认所述PCB板无需淘汰后对所述待背钻通孔进行背钻孔加工；

其中，所述中控系统保存有预设PCB板上的预设背钻孔在预设坐标系中的预设坐标，所述中控系统用于根据所述采集的图像，确定所述PCB板上各通孔在实际坐标系中的实际坐标；

所述中控系统还根据对选定的实际坐标和与其对应的预设坐标进行数据分析，以确定所述PCB板的变形方向 和变形程度；

所述中控系统还根据所述预设背钻孔的预设坐标、所述变形方向 和所述变形程度，确定所述待背钻通孔的实际坐标；

所述中控系统用于根据所述待背钻通孔的实际坐标以及所述钻机的当前位置，规划所述钻机的运动路径；并控制所述钻机按照所述运动路径运动至所述待背钻通孔的位置处；以及控制所述钻机对所述待背钻通孔进行背钻孔加工。

2.根据权利要求1所述的PCB板背钻加工设备，其特征在于，还包括平台传动装置，所述承载平台设置于所述平台传动装置上，所述平台传动装置用于带动所述承载平台在所述承载平台所在平面上沿相互垂直的两个方向移动，以使所述视觉检测装置能够检测到所述PCB板的全部区域。

3.根据权利要求1所述的PCB板背钻加工设备，其特征在于，还包括视觉传动装置，所述视觉检测装置设置在所述视觉传动装置上，所述视觉传动装置用于带动所述视觉检测装置在平行于所述PCB板的平面上沿相互垂直的两个方向移动，以使所述视觉检测装置能够检测到所述PCB板的全部区域。

4.根据权利要求1所述的PCB板背钻加工设备，其特征在于，还包括平台传动装置和视觉传动装置；

所述承载平台设置于所述平台传动装置上，所述平台传动装置用于带动所述承载平台在所述承载平台所在平面上沿第一方向移动；

所述视觉检测装置设置在所述视觉传动装置上，所述视觉传动装置用于带动所述视觉检测装置在平行于所述PCB板的平面上沿第二方向移动；

所述第一方向垂直于所述第二方向，从而使所述视觉检测装置能够检测到所述PCB板的全部区域。

5.根据权利要求2至4任一项所述的PCB板背钻加工设备，其特征在于，所述视觉检测装置包括设置于所述承载平台上方的摄像头，所述摄像头对所述PCB板的一个表面进行图像采集。

6.根据权利要求5所述的PCB板背钻加工设备，其特征在于，所述视觉检测装置还包括设置于所述承载平台下方的摄像头，所述摄像头对所述PCB板相对的另一个表面进行图像采集。

7.根据权利要求1所述的PCB板背钻加工设备，其特征在于，所述视觉检测装置包括设置于承载平台上方的多个摄像头和设置于承载平台下方的多个摄像头，其中，所述设置于承载平台上方的多个摄像头用于相互配合对所述PCB板的一个表面的全区域进行图像采集；所述设置于承载平台下方的多个摄像头用于相互配合对所述PCB板相对的另一表面的全区域进行图像采集。

8.根据权利要求1所述的PCB板背钻加工设备，其特征在于，所述PCB板上设有工艺辅助孔，所述承载平台上还设有对位装置，用于与所述PCB板上的工艺辅助孔进行对位。

9.根据权利要求8所述的PCB板背钻加工设备，其特征在于，所述钻机的初始位置与所述对位装置对齐。

10.根据权利要求1所述的PCB板背钻加工设备，其特征在于，所述预设坐标系为以预设PCB板的工艺辅助孔所在点为坐标原点建立的坐标系；所述实际坐标系为以所述PCB板上的工艺辅助孔为坐标原点建立实际坐标系，所述实际坐标系与所述预设坐标系对应。

11.一种基于权利要求1-10中任一项所述的PCB板背钻加工设备进行PCB板背钻加工方法，其特征在于，包括：

视觉检测装置对置于承载平台上的PCB板进行图像采集；

与所述视觉检测装置通信连接的中控系统根据所述采集的图像，确定所述PCB板上的待背钻通孔的实际坐标；所述中控系统保存有预设PCB板上的预设背钻孔在预设坐标系中的预设坐标；其中，所述预设坐标系为以预设PCB板的工艺辅助孔为坐标原点建立的坐标系；

所述中控系统确认所述待背钻通孔的实际坐标落入对应的预设坐标和偏移阈值范围组成的区域内；

所述中控系统根据所述待背钻通孔的实际坐标，控制钻机对所述待背钻通孔进行背钻孔加工；

其中所述中控系统根据所述采集的图像，确定所述PCB板上的待背钻通孔的实际坐标的步骤，包括：

根据所述采集的图像，以所述PCB板上的工艺辅助孔为坐标原点建立实际坐标系，所述实际坐标系与所述预设坐标系对应；

根据对选定的实际坐标和与其对应的预设坐标进行数据分析，以确定所述PCB板的变形方向 和变形程度；

根据所述预设背钻孔的预设坐标、所述变形方向 和所述变形程度，确定所述待背钻通孔的实际坐标；

其中，所述中控系统根据所述待背钻通孔的实际坐标，控制钻机对所述待背钻通孔进行背钻孔加工的步骤，包括：

所述中控系统根据所述待背钻通孔的实际坐标以及所述钻机的当前位置，规划所述钻机的运动路径；

所述中控系统控制所述钻机按照所述运动路径运动至所述待背钻通孔的位置处；

所述中控系统控制所述钻机对所述待背钻通孔进行背钻孔工艺加工。

12.根据权利要求11所述的PCB板背钻加工方法，其特征在于，所述PCB板上设有工艺辅助孔，所述承载平台上还设有对位装置，所述工艺辅助孔与所述对位装置对齐；

所述中控系统根据所述待背钻通孔的实际坐标，控制钻机对所述待背钻通孔进行背钻孔加工之前，还包括：所述中控系统控制所述钻机对齐所述对位装置。

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