CN112466001A

CN112466001A - 钻锣机加工精度的验证方法、装置、钻锣机及存储介质

Info

Publication number: CN112466001A
Application number: CN201910848568.1A
Authority: CN
Inventors: 孟凡辉; 常远
Original assignee: Vega CNC Technology Suzhou Co Ltd
Current assignee: Vega CNC Technology Suzhou Co Ltd
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2021-03-09
Anticipated expiration: 2039-09-09
Also published as: CN112466001B

Abstract

本发明实施例公开了钻锣机加工精度的验证方法、装置、钻锣机及存储介质。该方法包括：控制钻锣机根据工艺测试参数的模拟值，在基板上钻出与所述工艺测试参数的模拟值对应的基准孔；所述工艺测试参数至少包括基准孔的基准点制作误差、基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差；将所述基准孔作为视觉定位基准，在所述基板上形成二次钻孔；测量所述二次钻孔的孔位精度，若所述孔位精度大于标准阈值，则判断所述钻锣机的加工精度合格。本发明实施例所提供的技术方案，可以实现低成本、高效且高度自动化的钻锣机的加工精度的验证。

Description

钻锣机加工精度的验证方法、装置、钻锣机及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)加工技术，尤其涉及一种钻锣机加工精度的验证方法、装置、钻锣机及存储介质。

背景技术

当前，5G正引领万物互联趋势，未来五年内5G通信将超越如今的智能终端、汽车电子两大应用市场，成为带动PCB产业增长的第一引擎，5G风口下的PCB行业据估计将会有数千亿美元的市场增长空间。然而，5G也对PCB制作提出了更高、更严格的制程工艺需求。由于5G信号速率的提升，制板的偏差对信号性能的影响变大，这就要求制板的生产偏差管控更加严格。以5G通信板背钻工艺(Back-Drilling)和5G天线模块成型加工为例，都对钻孔精度和外型尺寸精度控制提出了很高的要求。

背钻工艺是指，通过二次钻孔的方式将镀通孔内的没有起到任何的连接或者传输作用的“存根”(Stubs)去除，以消除Stubs对5G高速信号传输可能造成的反射、散射、延迟等信号失真从而确保高速信号传输的信号完整性。背钻工艺的工艺难点在于背钻深度控制和背钻精度控制。对于背钻深度控制，备钻是利用钻机的深度控制功能实现盲孔的加工，其公差主要受到背钻设备精度和介质厚度公差的影响，除此之外其精度容易受外界的影响，如钻刀的电阻大小、钻刀刀尖角度、盖板与测量单元接触效果，背板的翘曲度等，因此生产时需要注意选择更为合适的方法和辅料将其精度控制到最佳；对于背钻精度控制，背钻孔是在一钻的孔径上进行二次钻孔形成，二次钻孔的精度至关重要。PCB基板涨缩、设备精度、钻孔方式、钻咀大小等都会影响二次钻孔重合精度，这对于PCB厂商的后工序品质控制是至关重要的。

传统主流的钻锣机，通常使用销钉固定PCB基板。由于销钉孔间隙的影响，PCB基板可能会有不可忽略的平移和旋转，同时PCB基板在制程中存在涨缩变异，很难满足高端PCB板的精度需求。因此，带有视觉系统可以进行基板涨缩补偿功能的电荷耦合器件(Charge-coupled Device，CCD)钻机、CCD锣机、CCD盲钻和CCD盲锣机，正在成为PCB钻锣机研发热点，可望取代传统的普通PCB钻锣机，以满足未来PCB制程工艺发展的更高精度需求。CCD钻锣机相对于通用的PCB钻锣机，仅仅增加了视觉系统(由相机、远心镜头和LED环形照明光源组成)。但是，讨论分析CCD钻锣机的加工精度问题时，则要复杂的多，对于多轴独立平台设计的CCD钻锣机，每个平台都配备一套视觉系统，加工精度的验证会更加复杂。

发明内容

本发明实施例提供一种钻锣机加工精度的验证方法、装置、钻锣机及存储介质，用于实现低成本、高效且高度自动化的钻锣机的加工精度的验证方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种钻锣机加工精度的验证方法，该方法包括：

控制钻锣机根据工艺测试参数的模拟值，在基板上钻出与所述工艺测试参数的模拟值对应的基准孔；所述工艺测试参数至少包括基准孔的基准点制作误差、基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差；

将所述基准孔作为视觉定位基准，在所述基板上形成二次钻孔；

测量所述二次钻孔的孔位精度，若所述孔位精度大于标准阈值，则判断所述二次钻孔的加工精度合格。

第二方面，本发明实施例还提供了一种钻锣机加工精度的验证装置，该装置包括：

基准孔设置模块，用于控制钻锣机根据工艺测试参数的模拟值，在基板上钻出与所述工艺测试参数的模拟值对应的基准孔；所述工艺测试参数至少包括基准孔的基准点制作误差、基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差；

二次钻孔设置模块，用于将所述基准孔作为视觉定位基准，在所述基板上形成二次钻孔；

精度测量模块，用于测量所述二次钻孔的孔位精度，若所述孔位精度大于标准阈值，则判断所述二次钻孔的加工精度合格。

第三方面，本发明实施例还提供了一种钻锣机，包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

相机，用于采集图像并转换为计算机可用数据；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明任意实施例所提供的钻锣机加工精度的验证方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例所提供的钻锣机加工精度的验证方法。

本发明实施例提供了一种钻锣机加工精度的验证方法，设置工艺测试参数的模拟值输入至钻锣机，从而形成钻锣机的加工误差模型，并根据各工艺测试参数的模拟值设置对应的基准孔，通过钻锣机的视觉系统以基准孔为视觉定位基准，从而在基板上形成二次钻孔，若二次钻孔的孔位精度满足标准阈值，则说明在上述钻锣机在加工误差模型中，钻锣机能够对加工误差进行及时的检测和校正，使得钻锣机加工精度合格，以满足用户的需求。本实施例中能够简单、高效且自动化程度高地对钻锣机的加工精度进行验证，提高了钻锣机的加工精度的验证效率。并且，工艺测试参数至少包括基准孔的基准点制作误差、基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差，能够对视觉系统引入的基准孔的基准点制作误差等误差参数进行验证，增强了验证的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的钻锣机加工精度的验证方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的钻锣机加工精度的验证方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种基准孔和二次钻孔图形的示意图；

图4是本发明实施例三提供的钻锣机加工精度的验证方法的流程图；

图5为本发明实施例四提供的钻锣机视觉系统的校准装置的结构示意图；

图6为本发明实施例四提供的钻锣机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

目前，PCB钻锣机在出厂或用户现场验收时有一套完整的加工精度验证方法，为该领域技术人员所公知，即首先在覆铜板钻孔径约2.0mm的阵列孔，然后使用Hole AOI孔位测量设备，对阵列孔进行孔位测量，计算求得孔位精度：制制程能力指数(CPK)。当在设定的规格上下限为(+1mil/-1mil)条件下，如果CPK大于1.67，则认为加工精度合格。但是随着基板在制程过程中存在的涨缩变异，摆放位置的变化，均使得上述验证方法不能满足未来基板制程工艺发展的更高精度要求，因此需要钻锣机设置视觉系统以对基板的涨缩偏移等情况进行补偿，从而提高钻锣机加工精度，但是在实现本发明的过程中，发明人发现视觉系统会引入基准孔的基准点制作误差等误差情况，又将增加钻锣机加工精度的验证方法的难度，所以本发明实施例提供了一种钻锣机加工精度的验证方法，以解决上述问题，针对CCD钻锣机加工精度制程能力的出厂前检验、用户现场验收、和维修服务后确认等情形，提供一套高效、高度自动化和标准规范化的验证方法，具体实施例如下述所示。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的钻锣机加工精度的验证方法的流程图。本实施例可适用于钻锣机加工精度的验证情况，该方法可以由本发明实施例所提供的钻锣机加工精度的验证装置来执行，该装置可以由硬件和/或软件的方式来实现，并可集成于PCB加工设备中。如图1所示，具体包括如下步骤：

步骤S110、控制钻锣机根据工艺测试参数的模拟值，在基板上钻出与工艺测试参数的模拟值对应的基准孔；工艺测试参数至少包括基准孔的基准点制作误差、基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差。

在CCD钻锣机进行图形或孔径的加工时，通过视觉系统将钻锣机的刀头对基板进行对位。形成钻孔之前，需要设置用于对位的基准孔，然后根据上述基准孔实现钻锣机与基板的对位。而基准孔在前道基准点制作工序管控不够严格时，将导致基准点的参考位置误差较大，例如在100mm尺度范围内，两水平基准点间距误差可超过40μm，遵循材料连续性形变假定，则视觉定位后计算出来的PCB基板水平方向膨胀了0.4‰，开启视觉补偿功能后据此对钻孔位置进行位置补偿，则可能反而使得钻孔位置精度或成型尺寸精度较差。这可能是因为PCB基板的膨胀远没有这么大，而仅仅是因为基准点制作带来了较大误差，所以非常有必要在用于加工精度验证的工艺测试参数中加入基准点制作误差的参数，从而防止钻锣机加工精度过低。

在本实施例中，工艺测试参数至少包括基准孔的基准点制作误差、基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差。本实施例中，基准孔的基准点可以为代表基准孔位置的一个点，例如，基准点可以为基准孔的圆心点，基准孔的基准点制作误差为基准点制作漂移误差。基板的偏移误差可以为不同方向上的平移误差，基板的旋转误差为沿某个方向上基板的转动角度产生的位置误差，基板的涨缩变形误差为基板收缩或膨胀产生的变形误差，本实施例中，工艺测试参数还可以包括视觉系统的校准精度和基准孔的基准点定位精度等参数，以进一步增强加工精度验证的正确性，本实施例工艺测试参数中还可以包含其他的有助于提高验证精度的参数，本实施例对此不进行限定。工艺测试参数的模拟值即为对钻锣机的加工精度进行验证时，为钻锣机设置的模拟的各误差参数的数值，并根据各误差参数的数值设置与之对应的基准孔。本实施例中，将工艺测试参数的各参数形成的多个模拟值作为一组模拟值，在基板上钻出与工艺测试参数的一组模拟值对应的基准孔。可选的，可设置工艺测试参数的多组模拟值，对应生成不同的基准孔，从而根据不同的基准孔钻取不同的二次钻孔，以对钻锣机的加工精度进行对此验证，以满足全面覆盖测试需求，提高加工精度的验证正确性。

可选的，控制钻锣机根据工艺测试参数的模拟值，在基板上钻出与工艺测试参数的模拟值对应的基准孔，具体可以包括：根据工艺测试参数的模拟值，通过第一数据式获取与工艺测试参数的模拟值对应的基准孔的模拟位置；其中，第一数学式为：

x_i'＝x_i*s_x*cos(r)-y_i*s_y*sin(r)+sign(random())*DEV_x+xoff

y_i'＝y_i*s_y*cos(r)+x_i*s_x*sin(r)+sign(random())*DEV_y+yoff

其中，(x_i,y_i)为基准孔的基准点的初始位置，i为大于等于1，且小于等于n的整数；n为基准点的个数；(x_i',y_i')为模拟基板存在平移、旋转、涨缩，以及基准孔存在基准点制作误差的模拟位置；s_x为基板在X方向的涨缩比例模拟参数；s_y为基板在Y方向的涨缩比例模拟参数；r为基板的旋转模拟参数；xoff为基板在X方向的平移模拟参数；yoff为基板在Y方向的平移模拟参数；DEV_x为基准孔的基准点在X方向的制作漂移误差模拟参数；DEV_y为基准孔的基准点在Y方向的制作漂移误差模拟参数；random()为随机函数，生成区间(-1,1)内的随机值；sign()为符号函数，当符号函数的自变量小于零时，符号函数取值为-1，当符号函数的自变量大于零时，符号函数取值为1；X方向和Y方向相交；将与工艺测试参数的模拟值对应的基准孔设置于模拟位置。上述第一数学式中并入了对基准孔的基准点在X方向的制作漂移误差模拟参数DEV_x和基准点在Y方向的制作漂移误差模拟参数DEV_y，基板在X方向的平移模拟参数xoff和基板在Y方向的平移模拟参数yoff，基板的旋转模拟参数r，基板在X方向的涨缩比例模拟参数s_x和基板在Y方向的涨缩比例模拟参数s_y，从而使得最终钻出的基准孔由初始位置(x_i,y_i)变化为模拟位置(x_i',y_i')，从而有利于实现对钻锣机加工精度的验证。

可选的，基板为覆铜板或玻纤板。覆铜板或玻纤板低成本且容易获得的，是钻锣机加工精度验证的较佳材料，相对于使用PCB基板进行验证，本实施例降低了验证成本。

步骤S120、将基准孔作为视觉定位基准，在基板上形成二次钻孔。

CCD钻锣机包含有视觉系统，本实施以基准孔作为视觉定位基准，并开启视觉补偿模式，从而获取二次钻孔的实际钻孔位置，并在实际钻孔位置加工设置二次钻孔，而在步骤S110中，对基准孔进行加工时，则未开启视觉系统的视觉补偿效果，以避免视觉系统对基准点制作误差等工艺测试参数产生误差。

优选的，在进行二次钻孔时，可以使用刀径为2.0mm的刀具，这样可以减少主轴偏摆，并提高圆孔自动识别算法的圆心视觉定位精度。

步骤S13、测量二次钻孔的孔位精度，若孔位精度大于标准阈值，则判断钻锣机的加工精度合格。

本实施例通过工艺测试参数的模拟值对真实工艺测试条件进行模拟，而不需要实际设置真实工艺测试条件，便于根据模拟的误差情况测量钻锣机的加工精度，以实现对钻锣机加工精度的验证的高效性。若孔位精度大于标准阈值，则判断钻锣机的加工精度合格，可选的，孔位精度可以为制程能力指数(CPK)；在±20μm上下规格限条件下，标准阈值取值可以为1.33。CPK为制程水准的量化反映，只有制程能力强的制程才可能生产出质量好、可靠性水平高的产品。当CPK的取值大于或等于1.33时，孔位精度较高，能够满足产品的需要。

本发明实施例所提供的技术方案，设置工艺测试参数的模拟值输入至钻锣机，从而形成钻锣机的加工误差模型，并根据各工艺测试参数的模拟值设置对应的基准孔，通过钻锣机的视觉系统以基准孔为视觉定位基准，从而在基板上形成二次钻孔，若二次钻孔的孔位精度满足标准阈值，则说明在上述钻锣机在加工误差模型中，钻锣机能够对加工误差进行及时的检测和校正，使得钻锣机加工精度合格，以满足用户的需求。本实施例中能够简单、高效且自动化程度高地对钻锣机的加工精度进行验证，提高了钻锣机的加工精度的验证效率。并且，工艺测试参数至少包括基准孔的基准点制作误差、基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差，能够对视觉系统引入的基准孔的基准点制作误差等误差参数进行验证，增强了验证的可靠性。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的钻锣机加工精度的验证方法的流程图。本实施例的技术方案在上述技术方案的基础上进一步细化，具体的，控制钻锣机根据工艺测试参数的模拟值，在基板上钻出与工艺测试参数的模拟值对应的基准孔，可以包括：根据工艺测试参数的模拟值，生成包括基准孔和二次钻孔的图形数据的验证程式G代码文件；加载验证程式G代码文件，控制钻锣机在基板上钻出与工艺测试参数的模拟值相对应的基准孔。如图2所示，钻锣机视觉系统的校准方法包括如下步骤：

步骤S210、根据工艺测试参数的模拟值，生成包括基准孔和二次钻孔的图形数据的验证程式G代码文件。

可选的，在钻出基准孔之前，需要先生成验证程式G代码文件，所述G代码包括现有的公知的G代码。在本实施例中，所述G代码包括钻基准孔G代码、视觉测量G代码、运动控制G代码、基准孔和二次钻孔的图形数据G代码及工艺测试参数G代码。还需要将生成的验证程式G代码文件加载到钻锣机。基准孔和二次钻孔的图形数据指的是基准孔以及二次钻孔的形状、尺寸等图像数据。

步骤S220、加载验证程式G代码文件，控制钻锣机在基板上钻出与工艺测试参数的模拟值相对应的基准孔。

控制软件加载验证程式G代码文件后，能够控制钻锣机根据上述基准孔和二次钻孔的图形数据，钻出与工艺测试参数的模拟值相对应的基准孔。

步骤S230、通过图像采集对基准孔执行视觉定位，计算基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差的实际值。

步骤S240、根据基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差的实际值，设置二次钻孔的实际钻孔位置。

步骤S250、将二次钻孔形成在对应实际钻孔位置。

将基准孔作为视觉定位基准，在基板上形成二次钻孔，包括：通过图像采集对基准孔执行视觉定位，计算基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差的实际值；根据基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差的实际值，设置二次钻孔的实际钻孔位置；将二次钻孔形成在对应实际钻孔位置。

本实施例中，将基准孔作为视觉定位基准，在基板上形成二次钻孔，具体包括上述步骤S230～S250。通过图像采集可以对基准孔执行视觉定位，计算基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差的实际值，从而获取二次钻孔的实际钻孔位置，并在实际钻孔位置钻取二次钻孔。本实施例通过视觉系统获取基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差的实际值，并对上述基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差的实际值进行补偿，获取二次钻孔的实际钻孔位置，完成二次钻孔，便于通过二次钻孔获取钻锣机的加工精度。

可选的，本实施例中钻锣机加工精度的验证方法，还可以包括：在基板上钻出与工艺测试参数的模拟值对应的基准孔时，在至少一个二次钻孔的模拟位置处设置对应模拟二次钻孔；将二次钻孔形成在对应实际钻孔位置之后，还包括：通过模拟二次钻孔与对应的二次钻孔的重合面积，测量二次钻孔的孔位精度。

在形成基准孔的同时，也设置至少一个二次钻孔的模拟位置，模拟位置即为二次钻孔的预设位置，并在模拟位置形成模拟二次钻孔，当通过视觉补偿获取二次钻孔的实际钻孔位置时，在实际钻孔位置设置二次钻孔，模拟二次钻孔相当于二次钻孔的基准孔，用于测量二次钻孔的加工精度。此后，可通过对模拟二次通孔的位置和尺寸，与对应的二次钻孔进行比较，测量二次钻孔的孔位精度。例如，可通过模拟二次钻孔与对应二次钻孔的重合面积对孔位精度进行计算。本实施例在实际钻孔位置设置二次钻孔后，可通过目测二次钻孔和模拟二次钻孔是否形成椭圆来大致判断加工精度是否合格，示例性的，若目测出现椭圆现象，则可判断加工精度不合格，从而简化加工精度的测量方法，提高验证效率。

步骤S260、测量二次钻孔的孔位精度，若孔位精度大于标准阈值，则判断钻锣机的加工精度合格。

本实施例中，通过在验证程式文件生成软件中设定参数，来模拟PCB基板的偏移误差、旋转误差、涨缩形变误差和基准点的制作误差等真实工艺测试条件。控制软件加载模拟真实工艺测试条件的验证程式G代码文件，在低成本且容易获得的覆铜板或玻纤板上先钻出基准孔，然后使用基准孔作视觉定位基准，作二次钻孔，再在线测量二次钻孔计算CPK指标，最后通过比较二次钻孔的CPK指标是否满足预设的阈值来判定CCD钻锣机的加工精度指标是否合格，使得钻锣机加工精度的验证方法能够自动化进行，提高了钻锣机加工精度的验证效率。提出的PCB钻锣机加工精度的在线验证方法和程序，仅需要在钻锣机工作台面上放置工业极容易获得的覆铜板或玻纤板基板材料，然后计算机程序将自动完成加工精度的在线验证流程。无需借助任何外部设备，成本低，无需人工干预，简单高效，容易标准规范化实施。

在上述技术方案的基础上，可选的，控制钻锣机根据工艺测试参数的模拟值，在基板上钻出与工艺测试参数的模拟值对应的基准孔，可以包括：根据多组工艺测试参数的模拟值，生成包括多组不同的基准孔和二次钻孔的图形数据的验证程式G代码文件；加载验证程式G代码文件，控制钻锣机在基板上钻出与每组工艺测试参数的模拟值对应基准孔。示例性的，图3是本发明实施例提供的一种基准孔和二次钻孔图形的示意图，图3示意了，A组和B组的基准孔和二次钻孔图形，A、B两组图形对应了两组不同的PCB基板偏移、旋转、涨缩和基准点制作误差等工艺测试参数的模拟值。实际的基准孔(F1/F2/F3/F4)位置坐标相对于理想的基准孔(F1'/F2'/F3'/F4')位置坐标有坐标偏移，偏移模拟算法可由上述实施例中的第一数学式获取。其中，图3中的H标记为的二次钻孔图形。本实施例中可以设置更多组基准孔和二次钻孔的图形数据的验证程式G代码文件，其中每组基准孔和二次钻孔的图形数据对应的工艺测试参数的模拟值不同，从而可以获取多个加工误差模型下，钻锣机的加工精度，以满足全面覆盖测试需求，提高验证的准确性。

实施例三

图4是本发明实施例三提供的钻锣机加工精度的验证方法的流程图。本实施例的技术方案在上述技术方案的基础上进一步细化，如图4所示，钻锣机视觉系统的校准方法包括如下步骤：

步骤S310、控制钻锣机根据工艺测试参数的模拟值，在基板上钻出与工艺测试参数的模拟值对应的基准孔；工艺测试参数至少包括基准孔的基准点制作误差、基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差。

步骤S320、将基准孔作为视觉定位基准，在基板上形成二次钻孔。

步骤S330、测量二次钻孔的孔位精度，若孔位精度大于标准阈值，则判断钻锣机的加工精度合格。

步骤S340、以固定倍率增大基准孔的基准点制作误差、基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差中的至少一项的模拟值；多次重复执行在基板上钻出与工艺测试参数对应的基准孔、在基板上形成二次钻孔以及测量二次钻孔的孔位精度，以获取基准点制作误差、基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差的最大值。

本实施例可以利用迭代执行算法，在验证程式文件生成软件中依次以固定比例(例如0.1)增大PCB基板偏移误差、旋转误差、涨缩误差和基准点制作误差中的至少一项的模拟值，并能够多次重复执行步骤S110、S120和S130，导出测试文件，在覆铜板上设置二次钻孔后，测量CPK，记录下满足CPK指标需求的PCB基板偏移、旋转、涨缩和基准点制作漂移的最大数值，从而获得设备的加工精度极限制程能力。

示例性的，标准验证程式文件，选用4个矩形分布基准孔视觉定位方式，可参考图3，基准点相距300mm,包含A/B两组测试参数：A)PCB基板有0.02arc的旋转，PCB基板X方向膨胀了0.2‰，PCB基板Y方向收缩了0.2‰，基准孔的基准点制作X方向漂移25μm，基准孔的基准点制作Y方向漂移-25μm。B)PCB基板有-0.02arc的旋转，PCB基板X方向收缩了0.2‰，PCB基板Y方向膨胀了0.2‰，基准孔的基准点制作X方向漂移-25μm，基准孔的基准点制作Y方向漂移25μm。在某台CCD钻锣机的工作台面上放置1.6mm厚度覆铜板，加载标准验证程式文件到Sieb&Meyer CNC84控制器和控制软件执行钻孔，后台辅助视觉软件进行视觉测量统计二次钻孔的孔位精度，在±20μm上下规格限条件下，计算得到A组CPK指标＝1.78，B组CPK指标＝1.72，所有测试组CPK均大于标准阈值1.33，则判定该CCD钻锣机加工精度验证通过。而在另一台CCD钻锣机上执行同样的验证过程后，CPK数值为1.15，则判定该台CCD钻锣机加工精度验证不合格。

在另一个实施例中，不断调整增大其中一组测试参数，PCB基板旋转量至0.05arc，PCB基板X方向膨胀了0.25‰，PCB基板Y方向收缩了0.25‰，基准孔的基准点制作误差X方向漂移60μm，基准孔的基准点制作误差Y方向漂移-60um，生成验证测试文件。在某台CCD钻机上测试，放置1.6mm厚度覆铜板后钻孔后测量，在±20μm上下规格限条件下，计算得到CPK指标＝1.342，仍然满足标准阈值的要求。继续增大X方向涨缩至0.3‰，再次钻孔测试后测量，计算得到CPK指标＝1.105，加工精度验证不合格。反复多次迭代执行此过程，最后可以大概得出该台CCD钻锣机的极限制程能力。

实施例四

图5为本发明实施例四提供的钻锣机加工精度的验证装置的结构示意图。该装置可以由硬件和/或软件的方式来实现，并可集成于PCB加工设备中，用于执行本发明任意实施例所提供的钻锣机加工精度的验证方法。如图5所示，该装置包括：

基准孔设置模块41，用于控制钻锣机根据工艺测试参数的模拟值，在基板上钻出与工艺测试参数的模拟值对应的基准孔；工艺测试参数至少包括基准孔的基准点制作误差、基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差；

二次钻孔设置模块42，用于将基准孔作为视觉定位基准，在基板上形成二次钻孔；

精度测量模块43，用于测量二次钻孔的孔位精度，若孔位精度大于标准阈值，则判断二次钻孔的加工精度合格。

可选的，孔位精度为制程能力指数；在±20μm上下规格限条件下，标准阈值取值为1.33。

可选的，基准孔设置模块41可以包括：

程式生成单元，用于根据工艺测试参数的模拟值，生成包括基准孔和二次钻孔的图形数据的验证程式G代码文件；

基准孔设置单元，加载验证程式G代码文件，控制钻锣机在基板上钻出与工艺测试参数的模拟值相对应的基准孔。

可选的，二次钻孔设置模块42可以包括：

图像采集单元，用于通过图像采集对基准孔执行视觉定位，计算基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差的实际值；

钻孔位置获取单元，用于根据基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差的实际值，设置二次钻孔的实际钻孔位置；

二次钻孔单元，用于将二次钻孔形成在对应实际钻孔位置。

可选的，钻锣机加工精度的验证装置还包括：

模拟钻孔设置模块，用于在基板上钻出与所述工艺测试参数的模拟值对应的基准孔时，在至少一个所述二次钻孔的模拟位置处设置对应模拟二次钻孔；

精度测量模块，用于通过所述模拟二次钻孔与对应的所述二次钻孔的重合面积，测量所述二次钻孔的孔位精度。

可选的，程式生成单元，还用于根据多组工艺测试参数的模拟值，生成多组包括多组不同的基准孔和二次钻孔的图形数据的验证程式G代码文件；

基准孔设置单元，还用于加载验证程式G代码文件，控制钻锣机在基板上钻出与每组工艺测试参数的模拟值对应基准孔。

可选的，基准孔设置模块41具体用于：根据工艺测试参数的模拟值，通过第一数据式获取与工艺测试参数的模拟值对应的基准孔的模拟位置；其中，第一数学式为：

x_i'＝x_i*s_x*cos(r)-y_i*s_y*sin(r)+sign(random())*DEV_x+xoff

y_i'＝y_i*s_y*cos(r)+x_i*s_x*sin(r)+sign(random())*DEV_y+yoff

其中，(x_i,y_i)为基准孔的基准点的初始位置，i为大于等于1，且小于等于n的整数；n为基准点的个数；(x_i',y_i')为模拟基板存在平移、旋转、涨缩，以及基准孔存在基准点制作误差的模拟位置；s_x为基板在X方向的涨缩比例模拟参数；s_y为基板在Y方向的涨缩比例模拟参数；r为基板的旋转模拟参数；xoff为基板在X方向的平移模拟参数；yoff为基板在Y方向的平移模拟参数；DEV_x为基准孔的基准点在X方向的制作漂移误差模拟参数；DEV_y为基准孔的基准点在Y方向的制作漂移误差模拟参数；random()为随机函数，生成区间(-1,1)内的随机值；sign()为符号函数，当符号函数的自变量小于零时，符号函数取值为-1，当符号函数的自变量大于零时，符号函数取值为1；X方向和Y方向相交；将与工艺测试参数的模拟值对应的基准孔设置于模拟位置。

可选的，钻锣机加工精度的验证装置装置还包括：

迭代模块，用于以固定倍率增大基准孔的基准点制作误差、基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差中的至少一项的模拟值；多次重复执行在基板上钻出与工艺测试参数对应的基准孔、在基板上形成二次钻孔以及测量二次钻孔的孔位精度，以获取基准点制作误差、基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差的最大值。

可选的，基板为覆铜板或玻纤板。

本发明实施例所提供的钻锣机加工精度的验证装置可执行本发明任意实施例所提供的钻锣机加工精度的验证方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例五

图6为本发明实施例四提供的钻锣机的结构示意图，示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性钻锣机50的框图。图6显示的钻锣机50仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图6所示，该钻锣机包括处理器51、存储器52、I/O接口53、相机54、其他输入设备55和输出设备56；该钻锣机中处理器51的数量可以是一个或多个，图6中以一个处理器51为例；钻锣机的处理器51、存储器52和I/O接口53可以通过总线或其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。

存储器52作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的钻锣机视觉系统的校准方法对应的程序指令/模块(例如，钻锣机加工精度的验证装置中的基准孔设置模块41，二次钻孔设置模块42，精度测量模块43)。处理器51通过运行存储在存储器52中的软件程序、指令以及模块，从而执行钻锣机的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的钻锣机加工精度的验证方法。

存储器52可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器52可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。

处理器51也可以与一个或多个外部设备(如键盘、指向设备、显示器等)通信，又可与一个或者多个使得用户能与该处理器51交互的设备通信。这种通信可以通过I/O接口53进行。

相机54用于采集图像并转换为处理器51可用的数据，其与处理器51通过I/O接口53通信，类型上可选用CCD相机或CMOS相机等。其他输入设备55可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与钻锣机50的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出设备56可包括显示屏等显示设备。

实施例六

本发明实施例六还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种钻锣机加工精度的验证方法，该方法包括：

测量所述二次钻孔的孔位精度，若所述孔位精度大于标准阈值，则判断所述钻锣机的加工精度合格。

存储介质——任何的各种类型的存储器设备或存储设备。术语“存储介质”旨在包括：安装介质，例如CD-ROM、软盘或磁带装置；计算机系统存储器或随机存取存储器，诸如DRAM、DDR RAM、SRAM、EDO RAM，兰巴斯(Rambus)RAM等；非易失性存储器，诸如闪存、磁介质(例如硬盘或光存储)；寄存器或其它相似类型的存储器元件等。存储介质可以还包括其它类型的存储器或其组合。另外，存储介质可以位于程序在其中被执行的计算机系统中，或者可以位于不同的第二计算机系统中，第二计算机系统通过网络(诸如因特网)连接到计算机系统。第二计算机系统可以提供程序指令给计算机用于执行。术语“存储介质”可以包括可以驻留在不同位置中(例如在通过网络连接的不同计算机系统中)的两个或更多存储介质。存储介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如具体实现为计算机程序)。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的钻锣机加工精度的验证方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，在上述钻锣机加工精度的验证装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种钻锣机加工精度的验证方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的钻锣机加工精度的验证方法，其特征在于，控制钻锣机根据工艺测试参数的模拟值，在基板上钻出与所述工艺测试参数的模拟值对应的基准孔，包括：

根据工艺测试参数的模拟值，生成包括基准孔和二次钻孔的图形数据的验证程式G代码文件；

加载所述验证程式G代码文件，控制钻锣机在所述基板上钻出与所述工艺测试参数的模拟值相对应的基准孔。

3.根据权利要求1所述的钻锣机加工精度的验证方法，其特征在于，将所述基准孔作为视觉定位基准，在所述基板上形成二次钻孔，包括：

通过图像采集对所述基准孔执行视觉定位，计算所述基板的偏移误差、所述基板的旋转误差以及所述基板的涨缩变形误差的实际值；

根据所述基板的偏移误差、所述基板的旋转误差以及所述基板的涨缩变形误差的实际值，设置所述二次钻孔的实际钻孔位置；

将所述二次钻孔形成在对应所述实际钻孔位置。

4.根据权利要求1所述的钻锣机加工精度的验证方法，其特征在于，还包括：

在基板上钻出与所述工艺测试参数的模拟值对应的基准孔时，在至少一个所述二次钻孔的模拟位置处设置对应模拟二次钻孔；

将所述二次钻孔形成在对应所述实际钻孔位置之后，还包括：

通过所述模拟二次钻孔与对应的所述二次钻孔的重合面积，测量所述二次钻孔的孔位精度。

5.根据权利要求1所述的钻锣机加工精度的验证方法，其特征在于，控制钻锣机根据工艺测试参数的模拟值，在基板上钻出与所述工艺测试参数的模拟值对应的基准孔，包括：

根据多组所述工艺测试参数的模拟值，生成包括多组不同的基准孔和二次钻孔的图形数据的验证程式G代码文件；

加载所述验证程式G代码文件，控制钻锣机在所述基板上钻出与每组所述工艺测试参数的模拟值对应基准孔。

6.根据权利要求1所述的钻锣机加工精度的验证方法，其特征在于，控制钻锣机根据工艺测试参数的模拟值，在基板上钻出与所述工艺测试参数的模拟值对应的基准孔，包括：

根据工艺测试参数的模拟值，通过第一数据式获取与所述工艺测试参数的模拟值对应的基准孔的模拟位置；

其中，所述第一数学式为：

x_i'＝x_i*s_x*cos(r)-y_i*s_y*sin(r)+sign(random())*DEV_x+xoff

y_i'＝y_i*s_y*cos(r)+x_i*s_x*sin(r)+sign(random())*DEV_y+yoff

其中，(x_i,y_i)为所述基准孔的基准点的初始位置，i为大于等于1，且小于等于n的整数；n为所述基准点的个数；(x_i',y_i')为模拟所述基板存在平移、旋转、涨缩，以及所述基准孔存在基准点制作误差的模拟位置；s_x为所述基板在X方向的涨缩比例模拟参数；s_y为所述基板在Y方向的涨缩比例模拟参数；r为所述基板的旋转模拟参数；xoff为所述基板在X方向的平移模拟参数；yoff为所述基板在Y方向的平移模拟参数；DEV_x为所述基准孔的基准点在X方向的制作漂移误差模拟参数；DEV_y为所述基准孔的基准点在Y方向的制作漂移误差模拟参数；random()为随机函数，生成区间(-1,1)内的随机值；sign()为符号函数，当所述符号函数的自变量小于零时，所述符号函数取值为-1，当所述符号函数的自变量大于零时，所述符号函数取值为1；所述X方向和所述Y方向相交；

将与所述工艺测试参数的模拟值对应的基准孔设置于所述模拟位置。

7.根据权利要求1所述的钻锣机加工精度的验证方法，其特征在于，在测量所述二次钻孔的孔位精度之后，还包括：以固定倍率增大所述基准孔的基准点制作误差、基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差中的至少一项的模拟值；

多次重复执行所述在基板上钻出与所述工艺测试参数对应的基准孔、在所述基板上形成二次钻孔以及测量所述二次钻孔的孔位精度，以获取所述基准点制作误差、基板的偏移误差、基板的旋转误差以及基板的涨缩变形误差的最大值。

8.一种钻锣机加工精度的验证装置，其特征在于，包括：

9.一种钻锣机，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

相机，用于采集图像并转换为计算机可用数据；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的钻锣机加工精度的验证方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的钻锣机加工精度的验证方法。