CN112536923A - 一种精密打孔设备及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种精密打孔设备及方法，其中设备包括：设备主体、治具台、第一移动装置、打孔装置、第二移动装置以及测距装置；第一移动装置安装于设备主体且与治具台连接，用于驱动治具台移动；治具台上设有工件固定治具；第二移动装置安装在设备主体于第一移动装置上方位置且与打孔装置连接，用于驱动打孔装置移动；测距装置竖直安装于设备主体上，用于检测待加工工件上待加工孔的加工前孔深数据以及加工后孔深数据。较于传统的钻孔设备来说，结合测距装置的应用，能够对加工前的孔进行测量提供加工深度计算依据，还能够对加工后的孔进行测量校验，保证加工精度。整体实现精密钻孔，提高产品加工质量。

Description

一种精密打孔设备及方法

技术领域

本申请涉及打孔技术领域，尤其涉及一种精密打孔设备及方法。

背景技术

随着第五代移动通信技术(5G)逐渐发展与成熟，5G技术应用也越来越广泛。而为了保证5G信号的稳定，5G基站的建设越发重要。随着科技的不断发展，5G基站逐渐朝着小型化、轻量化和高集成化发展。Massive MIMO技术(大规模天线技术，也称为Large ScaleMIMO)使得天线的数量倍数增长，通道数达64甚至128个，因此对于滤波器的需求量将大量增加。其中陶瓷介质滤波器凭借高Q值，低插损，高介电，小尺寸、轻量化和低成本的优势，成为5G基站滤波器的主流。

目前对于5G陶瓷介质滤波器的加工主要是打孔，但是目前应用于该5G陶瓷介质滤波器加工的打孔设备，在打孔精度上仍有所不足，一定程度影响5G陶瓷介质滤波器加工质量，从而降低后续5G陶瓷介质滤波器的调试通过率。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种精密打孔设备及方法，能够实现精密钻孔，提高产品加工质量。

为达到上述技术目的，本申请提供了一种精密打孔设备，包括：设备主体、治具台、第一移动装置、打孔装置、第二移动装置以及测距装置；

所述第一移动装置安装于所述设备主体且与所述治具台连接，用于驱动所述治具台移动；

所述治具台上设有工件固定治具；

所述第二移动装置安装在所述设备主体于所述第一移动装置上方位置且与所述打孔装置连接，用于驱动所述打孔装置移动；

所述测距装置竖直安装于所述设备主体上，用于检测待加工工件上待加工孔的加工前孔深数据以及加工后孔深数据。

进一步地，所述设备主体包括机床座以及龙门座；

所述龙门座沿所述机床座宽度方向垂直安装于所述机床座顶部；

所述第一移动装置安装于所述机床座顶部且穿过所述龙门座；

所述第二移动装置安装于所述龙门座一侧面。

进一步地，所述治具台至少两个；

所述第一移动装置分别与两所述治具台连接，用于独立控制两所述治具台移动。

进一步地，所述治具台具体为两个；

所述第一移动装置包括两与所述治具台一一对应的第一水平移动机构；

两所述第一水平移动机构平行且对称设置，分别用于驱动两所述治具台沿第一水平方向移动。

进一步地，所述第二移动装置包括第二水平移动机构以及竖直移动机构；

所述第二移动装置与所述竖直移动机构连接，用于驱动所述竖直移动机构沿垂直于所述第一水平方向的第二水平方向移动；

所述竖直移动机构与所述打孔装置连接，用于驱动所述打孔装置沿竖直方向移动。

进一步地，所述测距装置竖直安装于所述打孔装置以外侧壁；

所述竖直移动机构还用于同步驱动所述测距装置竖直移动。

进一步地，所述测距装置包括安装座以及激光测距探头；

所述安装座呈L形，其竖直板部与所述打孔装置连接；

所述激光测距探头竖直安装于所述安装座的水平板部顶部。

进一步地，所述第一水平移动机构以及所述第二水平移动机构均为气缸滑台机构。

进一步地，所述打孔装置包括装置主体、场镜、振镜、抓靶光源、视觉相机以及激光器；

所述装置主体安装于所述竖直移动机构的移动部上，且内设有用于将所述激光器产生的光束传递至所述振镜的光路组件；

所述激光器安装于所述装置主体上；

所述振镜安装于所述装置主体上，且位于所述激光器水平方向一侧；

所述场镜同轴设置于所述振镜下方；

所述抓靶光源同轴设置于所述场镜下方；

所述视觉相机安装于所述装置主体上，且位于所述振镜与所述激光器之间。

一种精密打孔方法，应用于所述的精密打孔设备，包括：

S1，将待加工工件放置于治具台上；

S2，控制第一移动装置和/或第二移动装置，使得所述待加工工件与测距装置完成对位；

S3，控制所述测距装置对所述待加工工件上的待加工孔进行孔深测量，得到测量数据；

S4，根据最新的所述测量数据进行计算，得到所述待加工孔的加工深度数据；

S5，控制所述第一移动装置和/或所述第二移动装置，使得所述待加工工件与所述打孔装置完成对位；

S6，根据最新的所述加工深度数据控制所述打孔装置对所述待加工工件进行加工；

S7，再次执行S2以及S3；

S8，判断最新的所述测量数据与预设理论深度数据是否一致；

若是，结束打孔，取出所述待加工工件；

若否，返回执行步骤S4。

从以上技术方案可以看出，本申请通过增加设置的测距装置，用于检测待加工工件上待加工孔的加工前孔深数据以及加工后孔深数据，其中加工前孔深数据可以用于计算待加工孔需加工深度数据，提高加工深度计算精度，而加工后孔深数据可以用于与理论加工深度数据进行比较，以起到对待加工孔的校验作用，保证加工精度。较于传统的钻孔设备来说，结合测距装置的应用，能够实现精密钻孔，提高产品加工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请中提供的一种精密打孔设备的整体结构示意图；

图2为本申请中提供的一种精密打孔设备的局部结构示意图；

图3为本申请中提供的一种精密打孔方法的流程示意图；

图中：1、设备主体；11、机床座；12、龙门座；2、第一移动装置；21、第一水平移动机构；3、治具台；31、工件固定治具；4、第二移动装置；41、第二水平移动机构；42、竖直移动机构；5、打孔装置；51、激光器；52、装置主体；53、视觉相机；54、振镜；55、场镜；56、抓靶光源；6、测距装置；61、安装座；62、激光测距探头。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请实施例保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请实施例公开了一种精密打孔设备及方法。

请参阅图1，本申请实施例中提供的一种精密打孔设备的一个实施例包括：

设备主体1、治具台3、第一移动装置2、打孔装置5、第二移动装置4以及测距装置6；第一移动装置2安装于设备主体1且与治具台3连接，用于驱动治具台3移动；治具台3上设有工件固定治具31；第二移动装置4安装在设备主体1于第一移动装置2上方位置且与打孔装置5连接，用于驱动打孔装置5移动；测距装置6竖直安装于设备主体1上，用于检测工件上待加工孔的加工前以及加工后的孔深。

具体来说，第一移动装置2用于控制治具台3的移动，进而控制待加工工件的移动。而第二移动装置4用于控制打孔装置5的移动。第一移动装置2可以在上下料、待加工工件与测距装置6对位时以及待加工工件与打孔装置5对位时使用，而第二移动装置4可以在打孔定位时使用。本申请中，测距装置6可以是固定安装在设备主体1上的某个区域位置，可以通过控制第一移动装置2实现对位即可。当然，也还可以是安装固定于第二移动装置4上，通过第二移动装置4实现与打孔装置5的同步移动，这样设置可以利用第二移动装置4实现对应或者同时利用第一移动装置2以及第二移动装置4进行对位，不做限制。另外，工件固定治具31具体可以根据实际的工件结构进行设计，不做限制。

从以上技术方案可以看出，本申请通过增加设置的测距装置6，用于检测待加工工件上待加工孔的加工前孔深数据以及加工后孔深数据，其中加工前孔深数据可以用于计算待加工孔需加工深度数据，提高加工深度计算精度，而加工后孔深数据可以用于与理论加工深度数据进行比较，以起到对待加工孔的校验作用，保证加工精度。较于传统的钻孔设备来说，结合测距装置6的应用，能够实现精密钻孔，提高产品加工质量。

以上为本申请实施例提供的一种精密打孔设备的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种精密打孔设备的实施例二，具体请参阅图1至图2。

一种精密打孔设备，包括：设备主体1、治具台3、第一移动装置2、打孔装置5、第二移动装置4以及测距装置6；第一移动装置2安装于设备主体1且与治具台3连接，用于驱动治具台3移动；治具台3上设有工件固定治具31；第二移动装置4安装在设备主体1于第一移动装置2上方位置且与打孔装置5连接，用于驱动打孔装置5移动；测距装置6竖直安装于设备主体1上，用于检测工件上待加工孔的加工前以及加工后的孔深。

进一步地，就设备主体1的结构来说，可以例如图1所示，设备主体1包括机床座11以及龙门座12；龙门座12沿机床座11宽度方向垂直安装于机床座11顶部；第一移动装置2安装于机床座11顶部且穿过龙门座12；第二移动装置4安装于龙门座12一侧面。相应的控制装置也可以安装于龙门座12上，具体不做限制。本领域技术人员可以以此为基础做适当的变换。

进一步地，如图1以及图2所示，治具台3为多个的情况下，可以交替上下料，提高钻孔效率。为此，治具台3可以是至少两个；而第一移动装置2可以分别与两治具台3连接，用于独立控制两治具台3移动。优先地，以治具台3具体为两个为例；第一移动装置2可以包括两与治具台3一一对应的第一水平移动机构21；两第一水平移动机构21平行且对称设置，分别用于驱动两治具台3沿第一水平方向移动。这样的设计，初始时两个治具台3均可以进行上料，当完成其中一个治具台3上的待加工工件打孔后，即可进行下一治具台3上的工件加工，同时对加工好的治具台3上的待加工工件进行卸料以及补料。从而使得加工的延续性更好，提高加工效率。另外，第一水平移动机构21可以是气缸滑台，本领域技术人员可以以此为基础做适当的变换，具体不做限制。

进一步地，第二移动装置4包括第二水平移动机构41以及竖直移动机构42；第二移动装置4与竖直移动机构42连接，用于驱动竖直移动机构42沿垂直于第一水平方向的第二水平方向移动；竖直移动机构42与打孔装置5连接，用于驱动打孔装置5沿竖直方向移动。

具体来说，第二水平移动机构41也可以是气缸滑台，不做限制。将第二水平移动机构41与第一水平移动机构21相对设置，并使得第二水平移动机构41驱动方向与第一水平移动机构21驱动方向相互垂直，配合竖直移动方向的竖直方向移动，整体可以实现XYZ轴方向的移动控制，从而提高了移动调节的灵活性。另外，竖直移动机构42可以是电动丝杆滑台，具体不做限制。

进一步地，测距装置6可以竖直安装于打孔装置5以外侧壁；竖直移动机构42还用于同步驱动测距装置6竖直移动。这样的结构设计可以增加对位控制的灵活性，同时，使得整体结构更加紧凑。

进一步地，测距装置6具体可以包括安装座61以及激光测距探头62；安装座61呈L形，其竖直板部与打孔装置5连接；激光测距探头62竖直安装于安装座61的水平板部顶部。

进一步地，打孔装置5可以包括装置主体52、场镜55、振镜54、抓靶光源56、视觉相机53以及激光器51；装置主体52安装于竖直移动机构42的移动部上，且内设有用于将激光器51产生的光束传递至振镜54的光路组件(图中未示)；激光器51安装于装置主体52上；振镜54安装于装置主体52上，且位于激光器51水平方向一侧；场镜55同轴设置于振镜54下方；抓靶光源56同轴设置于场镜55下方；视觉相机53安装于装置主体52上，且位于振镜54与激光器51之间。装置主体52结构可以参考常规的激光打孔装置5结构设计，不做限制。设置的抓靶光源56可以搭配视觉相机53使用，实现对待加工工件的待加工孔进行对位。视觉相机53安装于振镜54与激光器51之间，实现整体分布的紧凑。当然，也可以是其它分布位置，保证其能够捕捉到抓靶光源56打在待加工工件上的光源即可，可以判定待加工工件上的光源是否与待加工孔重合来判定是否完成定位；完成定位后即可开启激光器51进行打孔操作。本领域技术人员可以以此为基础做适当的变换，具体不做限制。

如图3所示，本申请还提供了一种精密打孔方法，应用于上述实施例的精密打孔设备，包括：

S1，将待加工工件放置于治具台上。需要说明的是，待加工工件的放置可以是人工，也可以是自动上下料设备完成，具体不做限制。

S2，控制第一移动装置和/或第二移动装置，使得待加工工件与测距装置完成对位。需要说明的是，可以通过只控制第一移动装置2、只控制第二移动装置4或者配合控制第一移动装置2与第二移动装置4实现待加工工件与测距装置6的对位。

S3，控制测距装置对待加工工件上的待加工孔进行孔深测量，得到测量数据。需要说明的是，完成测距装置6与待加工工件的定位后即可进行测量。

S4，根据最新的测量数据进行计算，得到待加工孔的加工深度数据。需要说明的是，每次计算用的数据为上一步骤后的最新的测量数据。

S5，控制第一移动装置和/或第二移动装置，使得待加工工件与打孔装置完成对位。对位操作同上述S2步骤，不做过多赘述。

S6，根据最新的加工深度数据控制打孔装置对待加工工件进行加工。需要说明的是，每次计算用的数据为上一步骤后的最新的加工深度数据。

S7，再次执行S2以及S3。需要说明的是，再次执行S2以及S3的目的是再对加工后的待加工孔进行孔深测试，以再次获得测量数据，便于后续校验判断

S8，判断最新的测量数据与预设理论深度数据是否一致。若是，结束打孔，取出待加工工件。若否，返回执行步骤S4。需要说明的是，预设理论深度数据即为理论要求加工的孔深。当经过S7的再测量后如果的测量数据与理论深度数据一致时，即可判断为加工准确，此时可以结束加工，并取出待加工工件，这一过程可以通过上下料设备完成，不做限制。一致性的判断可以是例如下，测量数据得出的孔深值与理论深度数据的孔深值之间的差值的绝对值在预设误差范围内即可视为一致。当判断结果为不一致时，此时视为加工不到位，即可重新返回S4步骤，再根据这个最新的测量数据再算出待加工孔需要加工的加工深度数据，然后再进行测量比较直到准确。

本申请中，当判断为不一致时，还可以增加一个步骤，来判断测量数据得出的孔深值是否在预设范围内小于预设理论深度数据的孔深值，如果是，再执行返回步骤S4的操作。如果否，那么由于加工的孔深已经大于预设理论孔深了，即使再加工也没办法校正，为此可以控制相应的报警装置发出报警信号，提醒作业员及时取出这一加工有误的待加工工件，或者控制上下料装置进行自动换料。

以上对本申请所提供的一种精密打孔设备及方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种精密打孔设备，其特征在于，包括：设备主体、治具台、第一移动装置、打孔装置、第二移动装置以及测距装置；

所述第一移动装置安装于所述设备主体且与所述治具台连接，用于驱动所述治具台移动；

所述治具台上设有工件固定治具；

所述第二移动装置安装在所述设备主体于所述第一移动装置上方位置且与所述打孔装置连接，用于驱动所述打孔装置移动；

所述测距装置竖直安装于所述设备主体上，用于检测待加工工件上待加工孔的加工前孔深数据以及加工后孔深数据。

2.根据权利要求1所述的一种精密打孔设备，其特征在于，所述设备主体包括机床座以及龙门座；

所述龙门座沿所述机床座宽度方向垂直安装于所述机床座顶部；

所述第一移动装置安装于所述机床座顶部且穿过所述龙门座；

所述第二移动装置安装于所述龙门座一侧面。

3.根据权利要求1所述的一种精密打孔设备，其特征在于，所述治具台至少两个；

所述第一移动装置分别与两所述治具台连接，用于独立控制两所述治具台移动。

4.根据权利要求3所述的一种精密打孔设备，其特征在于，所述治具台具体为两个；

所述第一移动装置包括两与所述治具台一一对应的第一水平移动机构；

两所述第一水平移动机构平行且对称设置，分别用于驱动两所述治具台沿第一水平方向移动。

5.根据权利要求4所述的一种精密打孔设备，其特征在于，所述第二移动装置包括第二水平移动机构以及竖直移动机构；

所述第二移动装置与所述竖直移动机构连接，用于驱动所述竖直移动机构沿垂直于所述第一水平方向的第二水平方向移动；

所述竖直移动机构与所述打孔装置连接，用于驱动所述打孔装置沿竖直方向移动。

6.根据权利要求5所述的一种精密打孔设备，其特征在于，所述测距装置竖直安装于所述打孔装置以外侧壁；

所述竖直移动机构还用于同步驱动所述测距装置竖直移动。

7.根据权利要求6所述的一种精密打孔设备，其特征在于，所述测距装置包括安装座以及激光测距探头；

所述安装座呈L形，其竖直板部与所述打孔装置连接；

所述激光测距探头竖直安装于所述安装座的水平板部顶部。

8.根据权利要求5所述的一种精密打孔设备，其特征在于，所述第一水平移动机构以及所述第二水平移动机构均为气缸滑台机构。

9.根据权利要求1所述的一种精密打孔设备，其特征在于，所述打孔装置包括装置主体、场镜、振镜、抓靶光源、视觉相机以及激光器；

所述装置主体安装于所述竖直移动机构的移动部上，且内设有用于将所述激光器产生的光束传递至所述振镜的光路组件；

所述激光器安装于所述装置主体上；

所述振镜安装于所述装置主体上，且位于所述激光器水平方向一侧；

所述场镜同轴设置于所述振镜下方；

所述抓靶光源同轴设置于所述场镜下方；

所述视觉相机安装于所述装置主体上，且位于所述振镜与所述激光器之间。

10.一种精密打孔方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的精密打孔设备，包括：

S1，将待加工工件放置于治具台上；

S2，控制第一移动装置和/或第二移动装置，使得所述待加工工件与测距装置完成对位；

S3，控制所述测距装置对所述待加工工件上的待加工孔进行孔深测量，得到测量数据；

S4，根据最新的所述测量数据进行计算，得到所述待加工孔的加工深度数据；

S5，控制所述第一移动装置和/或所述第二移动装置，使得所述待加工工件与所述打孔装置完成对位；

S6，根据最新的所述加工深度数据控制所述打孔装置对所述待加工工件进行加工；

S7，再次执行S2以及S3；

S8，判断最新的所述测量数据与预设理论深度数据是否一致；

若是，结束打孔，取出所述待加工工件；

若否，返回执行步骤S4。

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