CN112804825B - 控深钻孔的补偿方法和钻孔设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控深钻孔的补偿方法和钻孔设备。方法包括：获取电路板至少一次钻孔测试时，至少一个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，以及与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值；根据所述孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，确定第一控深补偿因子V1；根据与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值之间的比值，确定第二控深补偿因子V2；根据电路板加工精度要求，选择所述第一控深补偿因子V1和所述第二控深补偿因子V2作为实际钻孔加工的深度补偿值，以确定所述孔补偿后的第一深度值K1。本发明实现对不同深度的控深钻孔进行合理补偿，以提高控深钻孔质量，为提高电路板加工品质提供条件。

Description

控深钻孔的补偿方法和钻孔设备
技术领域
本发明实施例涉及印制电路板制作技术领域，尤其涉及一种控深钻孔的补偿方法和钻孔设备。
背景技术
印制电路板（Priited Circuit Board，简称PCB板）内部层和层之间的联通，需要通过盲孔、背钻、埋孔等工艺实现，而这些工艺的技术基础是控深钻孔，即钻孔机根据参考平面自动计算出程序所需钻孔行程，实现控深钻孔深度控制。
目前，PCB行业内控制控深钻孔深度，一般是根据理论深度值来控制，即需要钻孔机的钻头运行多大距离就设置多少。但因钻孔机及电路板板材等因素，使得控深钻孔的实际深度值和理论深度值存在偏差，导致钻孔机在PCB板上钻出的控深钻孔质量不佳。
发明内容
本发明实施例提供一种控深钻孔的补偿方法和钻孔设备，实现对不同深度的控深钻孔进行自动补偿，取代人工计算和修改程式，以提高控深钻孔质量，从而为提高电路板加工品质提供条件。
第一方面，本发明实施例提供了一种控深钻孔的补偿方法，包括：
获取电路板至少一次钻孔测试时，至少一个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，以及与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值；
根据所述孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，确定第一控深补偿因子V1；
根据与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值之间的比值，确定第二控深补偿因子V2；
根据电路板加工精度要求，选择所述第一控深补偿因子V1和所述第二控深补偿因子V2作为实际钻孔加工的深度补偿值，以确定所述孔补偿后的第一深度值K1，所述第一深度值K1大于所述孔的理论深度值。
第二方面，本发明实施例还提供了一种钻孔设备，包括：
机体及控制系统；
工作台，用于放置电路板；
一个或多个主轴模块，所述主轴模块用于对所述电路板进行钻孔加工；
所述控制系统根据本发明实施例中任一所述的控深钻孔的补偿方法控制所述主轴模块对所述电路板进行钻孔加工。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种控深钻孔的补偿方法的流程示意图；
图2是本发明实施例一提供的一种钻孔机对电路板进行钻孔加工的结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的补偿不同深度控深钻孔的深度值和未补偿不同深度控深钻孔的深度值的示意图；
图4是本发明实施例二提供的一种控深钻孔的补偿方法的流程示意图；
图5是本发明实施例三提供的一种控深钻孔的补偿方法的流程示意图；
图6是本发明实施例三提供的一个电路板、盖板和垫板的结构示意图；
图7是本发明实施例四提供的一种控深钻孔设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明实施例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实施例，而非对本发明实施例的限定。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实施例相关的部分而非全部结构。
下面参考附图对本发明实施例提供的一种控深钻孔的补偿方法、钻孔设备进行说明。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种控深钻孔的补偿方法的流程示意图，本实施例可适用于对电路板（Priited Circuit Board，简称PCB板）上控深钻孔的加工误差进行补偿的场景，该方法可以由控深钻孔的补偿装置来执行，该装置可由硬件和/或软件组成，并可集成于电子设备中。在本实施例中电子设备优选为钻孔机。该方法具体包括如下：
S101，获取电路板至少一次钻孔测试时，至少一个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，以及与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值。
其中，电路板具体是指印制电路板（Priited Circuit Board，简称PCB板）。
在本实施例中，电路板的理论厚度值，具体包括：电路板的线板理论厚度值和电路板的垫板理论厚度值。其中，线板理论厚度值是指电路板的内部层板的厚度值；垫板理论厚度值是指用于放置电路板，以对钻孔机的工作台面进行保护的保护板厚度值。
可选的，为了确保电路板上每个控深钻孔的实际深度值与理论深度值之间的误差足够小（即处于允许范围内），本实施例在控制钻孔机在电路板上钻出控深钻孔之前，技术人员可将用于测试的电路板（样件）固定到钻孔机的工作台上，并在钻孔机的配置界面中配置该样件的相关参数。例如电路板的理论厚度值及该电路板上控深钻孔的理论深度值等。在准备工作完成之后，控制钻孔机在电路板上钻出对应的样孔。然后，技术人员将样件从钻孔机的工作台上取下，并将样孔切割下来，测量研磨后的样孔纵向剖面位置的实际深度值，以确定样孔的实际深度值和理论深度值之间的差值。
在本实施例中，可选的，获取电路板至少一次钻孔测试时，至少一个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，可包括：
获取所述电路板单次钻孔测试时，一个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值；或者，
获取所述电路板至少两次钻孔测试时，至少两个孔中每个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，其中每个孔的理论深度值不同。
在本实施例中，可选的，所述电路板的上下表面分别设置有盖板和垫板，则获取与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值，可包括：
获取所述电路板单次钻孔测试时，待加工孔的孔位置处对应的盖板的实际高度值，根据所述盖板的实际高度值和所述垫板的理论高度值计算与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值；或者，
获取所述电路板至少两次钻孔测试时，至少两个待加工孔中每个孔的孔位置处对应的盖板的实际高度值，根据得到的至少两个实际高度值计算所述盖板的实际高度均值；
根据所述至少两个实际高度值、所述盖板的实际高度均值和所述电路板的理论厚度值，计算与每个孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值；或者，
获取所述电路板至少两次钻孔测试时，至少两个待加工孔中每个孔的孔位置处对应的盖板的实际高度值，根据得到的至少两个实际高度值计算所述盖板的实际高度中间值；
根据所述至少两个实际高度值、所述盖板的实际高度中间值和所述电路板的理论厚度值，计算与每个孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值；或者，
获取所述电路板至少两次钻孔测试时，至少两个待加工孔中每个孔的孔位置处对应的盖板的实际高度值及垫板的实际高度值，根据每个盖板的实际高度值和每个垫板的实际高度值计算与每个孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值。
具体的，本实施例中，控深钻孔的孔位置是指控深钻孔的理论位置。
在本实施例中，可选的，为了防止电路板进行钻孔加工过程中，电路板上表面出现毛刺以及堆积粉尘，通常会在电路板上放置一盖板，以通过盖板保护电路板上表面，使得钻孔加工过程中电路板上表面不出现毛刺以及堆积粉尘。即，本实施例中盖板用于保护电路板上表面的。
具体的，钻孔机对固定于工作台上的电路板进行钻孔加工时，是基于获取到的电路板设计文件，确定电路板上每个控深钻孔的实际机械位置，然后根据实际机械位置进行钻孔操作。又因为电路板上放置有盖板，那么本实施例还可基于确定的实际机械位置，在盖板上确定与实际机械位置对应的第一检测点。并确定该盖板上i个第一检测点对应的第一实际厚度值，以及确定每个控深钻孔的实际深度值，为后续对每个探深钻孔的深度值进行补偿奠定基础。
本发明实施例中，确定电路板的盖板上i个第一检测点对应的i个第一实际厚度值，可包括如下步骤：
S11、通过控制系统控制主轴运动，以使安装于主轴上的钻头向固定于工作台上的电路板运动；
S12、当钻头与电路板盖板上任意第一检测点接触时，控制系统、主轴、钻头、电路板和工作台之间会形成一个回路，并产生一反馈信号至控制系统，使得控制系统基于反馈信号，确定盖板上任意第一检测点对应的第一实际厚度值。
其中，如图2所示，控制系统220、主轴210、钻头240、电路板260和工作台之间产生的反馈信号中携带有量化主轴运动距离的光栅尺读数，图2中的电容230用于主轴210和控制系统220之间进行滤波，图2中的电容250用于在电路板260和工作台之间进行滤波。本实施例中，控制系统可选为数控系统。
也就是说，本实施例中控制系统是基于反馈信号中的光栅尺读数，确定盖板上任意第一检测点对应的第一实际厚度值的。
同理，本实施例确定每个控深钻孔的实际深度值时，通过控制系统基于反馈信号中携带的光栅尺读数，计算每个控深钻孔的实际深度值。
在本实施例中，可选的，计算与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值，可包括：
按照如下公式获取与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 351862DEST_PATH_IMAGE002
；
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
为电路板单次钻孔测试时，待加工孔的孔位置处对应的盖板的实际高度值，
Figure 630659DEST_PATH_IMAGE004
为垫板的理论高度值；或者，
按照如下公式计算与每个所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值
Figure 469302DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，
Figure 15690DEST_PATH_IMAGE006
为电路板至少两次钻孔测试时，至少两个待加工孔中第i个孔的孔位置处对应的盖板的实际高度值，i为大于或等于2的正整数，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
为盖板的实际高度均值，
Figure 642105DEST_PATH_IMAGE008
为电路板的理论厚度值；或者，
按照如下公式计算与每个所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值
Figure 719783DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
；
其中，
Figure 283488DEST_PATH_IMAGE006
为电路板至少两次钻孔测试时，至少两个待加工孔中第i个孔的孔位置处对应的盖板的实际高度值，i为大于或等于2的正整数，
Figure 28590DEST_PATH_IMAGE010
为盖板的实际高度中间值，
Figure 793284DEST_PATH_IMAGE008
为电路板的理论厚度值；或者，
按照如下公式计算与每个所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值
Figure 984356DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
；
其中，
Figure 23856DEST_PATH_IMAGE006
为电路板至少两次钻孔测试时，至少两个待加工孔中第i个孔的孔位置处对应的盖板的实际高度值，
Figure 685782DEST_PATH_IMAGE012
为电路板至少两次钻孔测试时，至少两个待加工孔中第i个孔的孔位置处对应的垫板的实际高度值，i为大于或等于2的正整数。
S102，根据所述孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，确定第一控深补偿因子V1。
本实施例中，第一控深补偿因子V1是基于电路板的板材硬度和钻孔机类型来确定。第一控深补偿因子V1可为经验值，一般为技术人员基于板材硬度等实际需要进行灵活设置，此处对其不做限定。具体的，技术人员根据孔的实际深度值和理论深度值之间的差值来确定第一控深补偿因子V1。
在本实施例中，可选的，根据所述孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，确定第一控深补偿因子V1，可包括：
若所述孔的数量为一个，则将所述孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，确定为所述第一控深补偿因子V1；
若所述孔的数量为至少两个，则确定每个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，从所有差值中选取最小值，将所述最小值确定为所述第一控深补偿因子V1。
S103，根据与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值之间的比值，确定第二控深补偿因子V2。
本实施例中，第二控深补偿因子V2具体是指线性百分比补偿值，也是基于电路板的板材硬度和钻孔机类型来确定。第二控深补偿因子V2也可为经验值，具体的，技术人员根据与孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值之间的比值来确定第二控深补偿因子V2。
S104，根据电路板加工精度要求，选择所述第一控深补偿因子V1和所述第二控深补偿因子V2作为实际钻孔加工的深度补偿值，以确定所述孔补偿后的第一深度值K1，所述第一深度值K1大于所述孔的理论深度值。
在本实施例中，在技术人员确定至少一个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，以及与孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值之后，技术人员再次将用于测试的电路板（样件）固定到钻孔机的工作台上，并在钻孔机的配置界面中配置该样件的第一控深补偿因子V1、第一控深补偿因子V2、实际深度值和理论深度值之间的差值等参数。在准备工作完成之后，控制钻孔机在电路板上钻出新样孔。然后，技术人员将样件从钻孔机的工作台上取下，并将新样孔切割下来，测量研磨后的新样孔纵向剖面位置的实际深度值，以确定样孔的实际深度值和理论深度值之间的误差是否处于允许范围内。若否，则重复上述操作，直到误差处于允许范围内；若是，则基于确定深度补偿值，控制钻孔机在电路板上钻出控深钻孔，以实现量产。其中，控制钻孔机对固定于工作台上样件进行钻孔加工的结构示意图，参见图2所示。具体钻孔加工原理为：通过控制系统220基于理论深度值控制主轴210运动，以使安装于主轴210上的钻头240向固定于工作台上的电路板260运动，并当钻头240与电路板260上表面接触时，根据理论深度值在该电路板260上钻出样孔。
具体的，基于深度补偿值进行量产时，技术人员将电路板固定到钻孔机的工作台上后，通过在钻孔机的配置界面中配置该钻孔的电路板的理论厚度值、电路板上的每个控深钻孔的理论深度值、第一控深补偿因子V1和第二控深补偿因子V2，以使钻孔机基于获取到的上述相关参数，为钻孔机在电路板上进行控深钻孔加工时，对每个探深钻孔的深度值进行补偿奠定基础，补偿后的探深钻孔深度值为第一深度值K1。
可选的，按照如下公式确定所述第一深度值
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
：
Figure 152535DEST_PATH_IMAGE014
；
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE015
Figure 503007DEST_PATH_IMAGE016
；
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE017
为孔的理论深度值，
Figure 80619DEST_PATH_IMAGE018
为第一控深补偿因子，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE019
为第二控深补偿因子，
Figure 456106DEST_PATH_IMAGE020
为与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值，
Figure 500285DEST_PATH_IMAGE008
为与所述孔的孔位置处对应的电路板区域理论厚度值。
本发明实施例提供的技术方案，通过获取电路板至少一次钻孔测试时，至少一个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，以及与孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值；根据孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，确定第一控深补偿因子V1；根据与孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值之间的比值，确定第二控深补偿因子V2；根据电路板加工精度要求，选择第一控深补偿因子V1和第二控深补偿因子V2作为实际钻孔加工的深度补偿值，以确定孔补偿后的第一深度值K1，实现了对不同深度的控深钻孔进行自动补偿，取代人工计算和修改程式，以提高控深钻孔质量，从而为提高电路板加工品质提供条件的技术效果。
实施例二
图4是本发明实施例二提供的一种控深钻孔的补偿方法的流程示意图，在上述实施例的基础上进行进一步优化。如图4所示，该方法具体如下：
S401，获取电路板至少两次钻孔测试时，至少一个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，以及与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值。
S402，根据所述孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，确定第一控深补偿因子V1。
S403，根据与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值之间的比值，确定第二控深补偿因子V2。
S404，根据每个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，计算所有孔的平均差值或中间差值，并将所有孔的平均差值或中间差值，确定为所述第三控深补偿因子V3。
其中，第三控深补偿因子是基于钻孔机上的钻头来确定。需要说明的是，确定第三控深补偿因子时，可以以最大理论深度值和最大理论深度值对应的实际深度值确定，或者，还可以以最小理论深度值和最小理论深度值对应的实际深度值确定。在本实施例中，以最小理论深度值和该最小理论深度值对应的实际深度值，确定第三控深补偿因子为例进行说明。
具体实现时，可按照如下公式确定所述第三控深补偿因子：
Figure DEST_PATH_IMAGE021
其中，
Figure 462687DEST_PATH_IMAGE022
代表所述第三控深补偿因子，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE023
代表最小理论深度值对应的实际深度值，
Figure 47252DEST_PATH_IMAGE024
代表所有理论深度值中的最小理论深度值。
举例说明，假设电路板包括一个最浅理论深度值的控深钻孔A1和一个最深理论深度值的控深钻孔A2，且最浅理论深度值为0.1毫米（mm），最深理论深度值为3mm。那么当控深钻孔A1的实际深度值为0.099mm，那么基于
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE025
，计算出第三控深补偿因子为：
Figure 214929DEST_PATH_IMAGE026
。
S405，根据电路板加工精度要求，选择所述第一控深补偿因子V1和所述第二控深补偿因子V2作为实际钻孔加工的深度补偿值，以确定所述孔补偿后的第一深度值K1，所述第一深度值K1大于所述孔的理论深度值。
S406，若根据所述第一深度值K1对所述电路板进行一次新钻孔测试得到第一新孔的实际深度值不满足预设条件，则选择第三控深补偿因子V3作为所述第一深度值K1的深度补偿值，以确定所述孔补偿后的第二深度值K2，所述第二深度值K2大于所述孔的理论深度值。
在本实施例中，可选的，可按照如下公式确定所述第二深度值
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE027
：
Figure 852846DEST_PATH_IMAGE028
；
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE029
；
其中，
Figure 410866DEST_PATH_IMAGE030
为孔的理论深度值，
Figure 127018DEST_PATH_IMAGE018
为第一控深补偿因子，
Figure 290146DEST_PATH_IMAGE019
为第二控深补偿因子，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE031
为与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值，
Figure 98964DEST_PATH_IMAGE008
为与所述孔的孔位置处对应的电路板区域理论厚度值；
Figure 941018DEST_PATH_IMAGE022
为第三控深补偿因子。
在本实施例中，可选的，确定线性比例补偿因子L，所述L用于使得所述第二深度值K2被放大、缩小或保持不变；其中，所述线性比例补偿因子L为百分比补偿因子。
在本实施例中，可选的，本实施例可按照如下公式确定每个控深钻孔的深度补偿值：
Figure 70648DEST_PATH_IMAGE032
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE033
代表第i个控深钻孔的深度补偿值，
Figure 499401DEST_PATH_IMAGE034
代表第i个控深钻孔的理论深度值，
Figure 321863DEST_PATH_IMAGE018
代表第一控深补偿因子，
Figure 182372DEST_PATH_IMAGE006
代表盖板的第i个第一实际厚度值，
Figure 178010DEST_PATH_IMAGE004
代表电路板的垫板理论厚度值，
Figure DEST_PATH_IMAGE035
代表电路板的线板理论厚度值，
Figure 909205DEST_PATH_IMAGE036
代表第二控深补偿因子
Figure 466351DEST_PATH_IMAGE019
，
Figure DEST_PATH_IMAGE037
代表百分比补偿因子。
继续以上述示例进行说明，当电路板上控深钻孔A1的最浅理论深度值为0.1mm、第一控深补偿因子为-0.001、与控深钻孔A1孔位置对应的盖板第一实际厚度值为15mm、电路板的垫板理论厚度值为10mm、电路板的线板理论厚度为5mm、第三控深补偿因子为0.003以及百分比补偿因子为102时，那么基于上述确定控深钻孔的深度补偿值公式：
Figure 548576DEST_PATH_IMAGE038
；
计算得到
Figure DEST_PATH_IMAGE039
：
Figure 551167DEST_PATH_IMAGE040
。
又例如，当电路板上控深钻孔A2的最深理论深度值为3mm、第一控深补偿因子为-0.001、与控深钻孔A2孔位置对应的盖板第一实际厚度值为15mm、电路板的垫板理论厚度值为10mm、电路板的线板理论厚度为5mm、第三控深补偿因子为0.003以及百分比补偿因子为102时，那么基于上述公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE041
；
计算得到
Figure 402449DEST_PATH_IMAGE042
：
Figure DEST_PATH_IMAGE043
。
进一步的，在确定出每个控深钻孔的深度补偿值之后，可基于每个控深钻孔的深度补偿值，对每个控深钻孔的深度值进行补偿。可选的，本实施例通过利用每个控深钻孔的深度补偿值，替换该控深钻孔的理论深度值，并基于深度补偿值进行钻孔操作，从而确保电路板上控深钻孔的深度值尽可能接近实际需要的深度值。
本实施例通过利用上述公式对不同深度的控深钻孔进行补偿后，可对补偿前和补偿后的数据进行统计得到如下表1和图3，表1和图3中的
Figure 989550DEST_PATH_IMAGE017
表示补偿前的深度值，K_cor表示补偿后的深度值，在图3中，处于上方的是补偿后的深度值K_cor，处于下方的是补偿前的深度值
Figure 434438DEST_PATH_IMAGE044
。
基于表1和图3可知，当电路板上控深钻孔的理论深度值越大，相应的补偿程度越多。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE045
本实施例中，可选的，可基于所有第一实际厚度值，计算第一实际厚度中间值。示例性的，可根据第一实际厚度值的总数量，采用不同方式确定中间值。例如当第一实际厚度值的总数量为奇数，那么第一实际厚度中间值
Figure 365354DEST_PATH_IMAGE010
为位于中间位置的厚度值；当第一实际厚度值的总数量为偶数，那么第一实际厚度中间值为位于中间位置的两个厚度值的平均值。
进而，可按照如下公式确定每个控深钻孔的深度补偿值：
Figure 743245DEST_PATH_IMAGE046
其中，
Figure 173352DEST_PATH_IMAGE047
代表第j个控深钻孔的深度补偿值，
Figure 699011DEST_PATH_IMAGE048
代表第j个控深钻孔的理论深度值，
Figure 512246DEST_PATH_IMAGE018
代表第一控深补偿因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE049
代表盖板的第j个第一实际厚度值，
Figure 400437DEST_PATH_IMAGE010
代表第一实际厚度中间值，
Figure 375346DEST_PATH_IMAGE035
代表电路板的线板理论厚度值，
Figure 952083DEST_PATH_IMAGE022
代表第三控深补偿因子，
Figure 303430DEST_PATH_IMAGE037
代表百分比补偿因子。
例如，当电路板上包括3个控深钻孔，分别为C1、C2和C3，且C1的理论深度值为0.2mm、C2的理论深度值为0.4mm、C1的理论深度值为2.1mm、第一控深补偿因子为-0.001、与控深钻孔C1孔位置对应的盖板第一实际厚度值b1为10mm、与控深钻孔C2孔位置对应的盖板第一实际厚度值C2为12mm、与控深钻孔C3孔位置对应的盖板第一实际厚度值C3为15mm、电路板的线板理论厚度为5mm、第三控深补偿因子为0.003以及百分比补偿因子为102时，那么确定第一实际厚度中间值为：
Figure 452652DEST_PATH_IMAGE050
；
进而，基于确定每个控深钻孔的深度补偿值的公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE051
；
计算得到
Figure 723096DEST_PATH_IMAGE052
、
Figure DEST_PATH_IMAGE053
和
Figure 52708DEST_PATH_IMAGE054
：
Figure DEST_PATH_IMAGE055
；
Figure 801222DEST_PATH_IMAGE056
；
Figure 70529DEST_PATH_IMAGE057
本实施例中，可选的，若对电路板进行至少两次钻孔测试，且根据第二深度值K2对所述电路板进行再一次新钻孔测试得到第三新孔的实际深度值不满足预设条件，则将所述线性比例补偿因子L作为所述第二深度值K2的新深度补偿值，以确定所述孔补偿后的第四深度值K4，所述第四深度值K4大于所述孔的理论深度值。
其中，确定第四深度值K4的过程包括：
按照如下公式确定所述第四深度值
Figure 652820DEST_PATH_IMAGE058
：
Figure DEST_PATH_IMAGE059
；
其中，
Figure 469729DEST_PATH_IMAGE015
；
其中，
Figure 162878DEST_PATH_IMAGE060
为孔的理论深度值，
Figure 349009DEST_PATH_IMAGE018
为第一控深补偿因子，
Figure 102201DEST_PATH_IMAGE019
为第二控深补偿因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE061
为与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值，
Figure 170520DEST_PATH_IMAGE008
为与所述孔的孔位置处对应的电路板区域理论厚度值；
Figure 496722DEST_PATH_IMAGE022
为第三控深补偿因子，
Figure 147146DEST_PATH_IMAGE037
为线性比例补偿因子。
具体的，若对电路板进行至少两次钻孔测试，本实施例可基于所有第一实际厚度值，计算第一实际厚度平均值。示例性的，可通过如下公式，计算第一实际厚度平均值：
Figure 399135DEST_PATH_IMAGE062
，其中n为大于或等于2的整数；
进而，按照如下公式确定每个控深钻孔的深度补偿值：
Figure DEST_PATH_IMAGE063
其中，
Figure 626854DEST_PATH_IMAGE047
代表第j个控深钻孔的深度补偿值，
Figure 786440DEST_PATH_IMAGE048
代表第j个控深钻孔的理论深度值，
Figure 398030DEST_PATH_IMAGE018
代表第一控深补偿因子，
Figure 493025DEST_PATH_IMAGE049
代表盖板的第j个第一实际厚度值，
Figure 270357DEST_PATH_IMAGE007
代表第一实际厚度平均值，
Figure 843421DEST_PATH_IMAGE035
代表电路板的线板理论厚度值，
Figure 858650DEST_PATH_IMAGE022
代表第三控深补偿因子，
Figure 953907DEST_PATH_IMAGE037
代表百分比补偿因子,j大于或等于2。
例如，当电路板上包括3个控深钻孔，分别为B1、B2和B3，且B1的理论深度值为0.1mm、B2的理论深度值为0.5mm、B1的理论深度值为2mm、第一控深补偿因子为-0.001、与控深钻孔B1孔位置对应的盖板第一实际厚度值b1为15mm、与控深钻孔B2孔位置对应的盖板第一实际厚度值b2为14mm、与控深钻孔B3孔位置对应的盖板第一实际厚度值b3为10mm、电路板的线板理论厚度为5mm、第三控深补偿因子为0.003以及百分比补偿因子为102时，那么基于第一实际厚度平均值的计算公式：
Figure 31585DEST_PATH_IMAGE064
；
计算得到
Figure DEST_PATH_IMAGE065
；
进而，基于确定每个控深钻孔的深度补偿值的公式：
Figure 860869DEST_PATH_IMAGE066
；
计算得到
Figure DEST_PATH_IMAGE067
、
Figure 199447DEST_PATH_IMAGE068
和
Figure DEST_PATH_IMAGE069
：
Figure 934447DEST_PATH_IMAGE070
；
Figure 889633DEST_PATH_IMAGE071
；
Figure DEST_PATH_IMAGE072
。
本发明实施例提供的技术方案，通过获取电路板至少两次钻孔测试时，至少一个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，以及与孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值，根据孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，确定第一控深补偿因子V1，根据与孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值之间的比值，确定第二控深补偿因子V2，根据每个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，计算所有孔的平均差值或中间差值，并将所有孔的平均差值或中间差值，确定为第三控深补偿因子V3，根据电路板加工精度要求，选择第一控深补偿因子V1和第二控深补偿因子V2作为实际钻孔加工的深度补偿值，以确定孔补偿后的第一深度值K1，第一深度值K1大于孔的理论深度值。本发明实施例解决了因钻孔机的固有缺陷及板材硬度等原因，使得控深钻孔的实际深度值和理论深度值存在偏差，导致在电路板上钻出的控深钻孔质量不佳，不能满足实际钻孔深度要求的问题，实现对不同深度的控深钻孔进行合理补偿，以提高控深钻孔质量，从而为提高电路板加工品质提供条件。
实施例三
图5是本发明实施例三提供的一种控深钻孔的补偿方法的流程示意图，在上述实施例的基础上进行进一步优化。如图5所示，该方法具体如下：
S501，获取电路板至少一次钻孔测试时，至少一个孔的实际深度值和理论深度值之间的差 值，以及与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值。
目前，在对电路板进行钻孔加工过程中，为了防止钻头610钻通电路板，使得钻头610直接作用在钻孔机的工作台上，导致工作台被损坏的情况，通常会在工作台上放置一垫板630，以保护工作台。也就是说，为了保护工作台不被损坏以及电路板上表面不堆积粉尘和出现毛刺，本实施例可将电路板放置于盖板620和垫板630之间，具体放置结构参见图6所示。
具体的，可将电路板固定在钻孔机的工作台之前，先通过控制系统控制主轴运动，以使安装于主轴上的钻头向垫板运动，当钻头与垫板上任意第二检测点接触时，控制系统、主轴、钻头、电路板和工作台之间会形成回路，并产生一反馈信号至控制系统，使得控制系统基于反馈信号，确定垫板上任意第二检测点对应的第二实际厚度值。
可选的，可通过如下公式，确定电路板的i个线路板实际厚度值：
Figure 601238DEST_PATH_IMAGE073
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE074
代表电路板的第i个线板实际厚度值，
Figure 889262DEST_PATH_IMAGE075
代表第i个第二实际厚度值和
Figure 496961DEST_PATH_IMAGE076
代表第i个第一实际厚度值，i大于或等于1。
S502，根据所述孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，确定第一控深补偿因子V1。
S503，根据与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值之间的比值，确定第二控深补偿因子V2。
S504，确定线性比例补偿因子L，所述L用于使得所述第一深度值K1被放大、缩小或保持不变；其中，所述线性比例补偿因子L为百分比补偿因子。
S505，根据电路板加工精度要求，选择所述第一控深补偿因子V1和所述第二控深补偿因子V2作为实际钻孔加工的深度补偿值，以确定所述孔补偿后的第一深度值K1，所述第一深度值K1大于所述孔的理论深度值。
可选的，当电路板的钻孔加工精度要求较高时，本实施例可通过从电路板的盖板上选取至少两个第一检测点，以通过基于至少两个第一检测点各自的第一实际厚度值，计算第一实际厚度平均值、中间值，然后根据电路板的线板理论厚度值、第一控深补偿因子、第二控深补偿因子、每个第一实际厚度值、第一实际厚度平均值、每个控深钻孔的理论深度值和第三控深补偿因子，确定每个控深钻孔的深度补偿值，以提高钻孔深度补偿精度。
S506，若对电路板进行单次钻孔测试，且根据第一深度值K1对所述电路板进行一次新钻孔测试得到第二新孔的实际深度值不满足预设条件，则将所述线性比例补偿因子L作为所述第一深度值K1的新深度补偿值，以确定所述孔补偿后的第三深度值K3，所述第三深度值K3大于所述孔的理论深度值。
在本实施例中，可选的，确定第三深度值K3的过程包括：
按照如下公式确定所述第三深度值
Figure 939443DEST_PATH_IMAGE077
：
Figure DEST_PATH_IMAGE078
；
其中，
Figure 454738DEST_PATH_IMAGE079
；
其中，
Figure 33487DEST_PATH_IMAGE080
为孔的理论深度值，
Figure 77666DEST_PATH_IMAGE018
为第一控深补偿因子，
Figure 446593DEST_PATH_IMAGE019
为第二控深补偿因子，
Figure 93475DEST_PATH_IMAGE020
为与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值，
Figure 667676DEST_PATH_IMAGE008
为与所述孔的孔位置处对应的电路板区域理论厚度值，
Figure 741811DEST_PATH_IMAGE037
为线性比例补偿因子。
本发明实施例提供的技术方案，本发明实施例解决了因钻孔机的固有缺陷及板材硬度等原因，使得控深钻孔的实际深度值和理论深度值存在偏差，导致在电路板上钻出的控深钻孔质量不佳，不能满足实际钻孔深度要求的问题，实现对不同深度的控深钻孔进行合理补偿，以提高控深钻孔质量，从而为提高电路板加工品质提供条件。此外，本发明实施例能够根据电路板的钻孔加工精度要求，采用不同方式对控深钻孔的深度值进行补偿，以提高补偿精准度。
实施例四
参见图7，本发明实施例四还提出了一种控深钻孔设备700。本发明实施例四提供的控深钻孔设备700，包括：机体及控制系统710；工作台720，用于放置电路板；一个或多个主轴模块730，主轴模块730用于对电路板进行钻孔加工；控制系统执行控深钻孔的补偿方法控制主轴模块对电路板进行钻孔加工，该方法包括：
获取电路板至少一次钻孔测试时，至少一个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，以及与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值；
根据所述孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，确定第一控深补偿因子V1；
根据与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值之间的比值，确定第二控深补偿因子V2；
根据电路板加工精度要求，选择所述第一控深补偿因子V1和所述第二控深补偿因子V2作为实际钻孔加工的深度补偿值，以确定所述孔补偿后的第一深度值K1，所述第一深度值K1大于所述孔的理论深度值。
可选的，该方法被控深钻孔设备执行时还可以用于执行本发明任意实施例中所提供的控深钻孔的补偿方法。
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 (12)

1.一种控深钻孔的补偿方法，其特征在于，包括：
获取电路板至少一次钻孔测试时，至少一个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，以及与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值；
根据所述孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，确定第一控深补偿因子V1；
根据与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值之间的比值，确定第二控深补偿因子V2；
根据电路板加工精度要求，选择所述第一控深补偿因子V1和所述第二控深补偿因子V2作为实际钻孔加工的深度补偿值，以确定所述孔补偿后的第一深度值K1，所述第一深度值K1大于所述孔的理论深度值；
所述第一深度值
Figure DEST_PATH_IMAGE001
：为
Figure 328718DEST_PATH_IMAGE002
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
其中，
Figure 854158DEST_PATH_IMAGE004
为孔的理论深度值，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为第一控深补偿因子，
Figure 446814DEST_PATH_IMAGE006
为第二控深补偿因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
为 与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值，
Figure 262323DEST_PATH_IMAGE008
为与所述孔的孔位置处对应的电路 板区域理论厚度值。
2.根据权利要求1所述的控深钻孔的补偿方法，其特征在于，获取电路板至少一次钻孔测试时，至少一个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，包括：
获取所述电路板单次钻孔测试时，一个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值；或者，
获取所述电路板至少两次钻孔测试时，至少两个孔中每个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，其中每个孔的理论深度值不同。
3.根据权利要求2所述的控深钻孔的补偿方法，其特征在于，根据所述孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，确定第一控深补偿因子V1，包括：
若所述孔的数量为一个，则将所述孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，确定为所述第一控深补偿因子V1；
若所述孔的数量为至少两个，则确定每个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，从所有差值中选取最小值，将所述最小值确定为所述第一控深补偿因子V1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的控深钻孔的补偿方法，其特征在于，若对电路板进行至少两次钻孔测试，则获取与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值和理论厚度值之后，所述方法还包括：
确定第三控深补偿因子V3；
其中，所述确定第三控深补偿因子V3，具体包括：
确定每个孔的实际深度值和理论深度值之间的差值，根据所有差值计算所有孔的平均差值或中间差值，并将所有孔的平均差值或中间差值，确定为所述第三控深补偿因子V3；
若根据所述第一深度值K1对所述电路板进行一次新钻孔测试得到第一新孔的实际深度值不满足预设条件，则选择第三控深补偿因子V3作为所述第一深度值K1的深度补偿值，以确定所述孔补偿后的第二深度值K2，所述第二深度值K2大于所述孔的理论深度值；
所述第二深度值
Figure 206008DEST_PATH_IMAGE010
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE011
；
其中，
Figure 765166DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为孔的理论深度值，
Figure 743486DEST_PATH_IMAGE005
为第一控深补偿因子，
Figure 198738DEST_PATH_IMAGE006
为第二控深补偿因子，
Figure 131184DEST_PATH_IMAGE007
为 与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值，
Figure 962874DEST_PATH_IMAGE008
为与所述孔的孔位置处对应的电路 板区域理论厚度值；
Figure 530122DEST_PATH_IMAGE014
为第三控深补偿因子。
5.根据权利要求1所述的控深钻孔的补偿方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定线性比例补偿因子L，所述L用于使得所述第一深度值K1被放大、缩小或保持不变；
其中，所述线性比例补偿因子L为百分比补偿因子。
6.根据权利要求4所述的控深钻孔的补偿方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定线性比例补偿因子L，所述L用于使得所述第二深度值K2被放大、缩小或保持不变；
其中，所述线性比例补偿因子L为百分比补偿因子。
7.根据权利要求5所述的控深钻孔的补偿方法，其特征在于，所述方法还包括：
若对电路板进行单次钻孔测试，且根据第一深度值K1对所述电路板进行一次新钻孔测试得到第二新孔的实际深度值不满足预设条件，则将所述线性比例补偿因子L作为所述第一深度值K1的新深度补偿值，以确定所述孔补偿后的第三深度值K3，所述第三深度值K3大于所述孔的理论深度值。
8.根据权利要求7所述的控深钻孔的补偿方法，其特征在于，确定第三深度值K3的过程包括：
按照如下公式确定所述第三深度值
Figure DEST_PATH_IMAGE015
：
Figure 687433DEST_PATH_IMAGE016
；
其中，
Figure 340132DEST_PATH_IMAGE003
；
其中，
Figure 241091DEST_PATH_IMAGE013
为孔的理论深度值，
Figure 397266DEST_PATH_IMAGE005
为第一控深补偿因子，
Figure 459900DEST_PATH_IMAGE006
为第二控深补偿因子，
Figure 599895DEST_PATH_IMAGE007
为 与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值，
Figure 38966DEST_PATH_IMAGE008
为与所述孔的孔位置处对应的电路 板区域理论厚度值，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为线性比例补偿因子。
9.根据权利要求6所述的控深钻孔的补偿方法，其特征在于，所述方法还包括：
若对电路板进行至少两次钻孔测试，且根据第二深度值K2对所述电路板进行再一次新钻孔测试得到第三新孔的实际深度值不满足预设条件，则将所述线性比例补偿因子L作为所述第二深度值K2的新深度补偿值，以确定所述孔补偿后的第四深度值K4，所述第四深度值K4大于所述孔的理论深度值。
10.根据权利要求9所述的控深钻孔的补偿方法，其特征在于，确定第四深度值K4的过程包括：
按照如下公式确定所述第四深度值
Figure 580806DEST_PATH_IMAGE018
：
Figure DEST_PATH_IMAGE019
；
其中，
Figure 844035DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，
Figure 205746DEST_PATH_IMAGE020
为孔的理论深度值，
Figure 182929DEST_PATH_IMAGE005
为第一控深补偿因子，
Figure 313696DEST_PATH_IMAGE006
为第二控深补偿因子，
Figure 718133DEST_PATH_IMAGE007
为 与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值，
Figure 832719DEST_PATH_IMAGE008
为与所述孔的孔位置处对应的电路 板区域理论厚度值；
Figure 348014DEST_PATH_IMAGE014
为第三控深补偿因子，
Figure 598867DEST_PATH_IMAGE017
为线性比例补偿因子。
11.根据权利要求1所述的控深钻孔的补偿方法，其特征在于，所述电路板的上下表面分别设置有盖板和垫板，则获取与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值，包括：
获取所述电路板单次钻孔测试时，待加工孔的孔位置处对应的盖板的实际高度值，根据所述盖板的实际高度值和所述垫板的理论高度值计算与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值；
按照如下公式获取与所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值
Figure 439784DEST_PATH_IMAGE021
：
Figure 776088DEST_PATH_IMAGE022
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
为电路板单次钻孔测试时，待加工孔的孔位置处对应的盖板的实际高度值，
Figure 360653DEST_PATH_IMAGE024
为垫板的理论高度值；或者，
获取所述电路板至少两次钻孔测试时，至少两个待加工孔中每个孔的孔位置处对应的盖板的实际高度值，根据得到的至少两个实际高度值计算所述盖板的实际高度均值；
根据所述至少两个实际高度值、所述盖板的实际高度均值和所述电路板的理论厚度值，计算与每个孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值；
按照如下公式计算与每个所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值
Figure 233056DEST_PATH_IMAGE007
：
Figure DEST_PATH_IMAGE025
；
其中，
Figure 244874DEST_PATH_IMAGE026
为电路板至少两次钻孔测试时，至少两个待加工孔中第i个孔的孔位置处对 应的盖板的实际高度值，i为大于或等于2的正整数，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
为盖板的实际高度均值，
Figure 334053DEST_PATH_IMAGE008
为与所 述孔的孔位置处对应的电路板区域理论厚度值；或者，
获取所述电路板至少两次钻孔测试时，至少两个待加工孔中每个孔的孔位置处对应的盖板的实际高度值，根据得到的至少两个实际高度值计算所述盖板的实际高度中间值；
根据所述至少两个实际高度值、所述盖板的实际高度中间值和所述电路板的理论厚度值，计算与每个孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值；
按照如下公式计算与每个所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值
Figure 456730DEST_PATH_IMAGE028
：
Figure DEST_PATH_IMAGE029
；
其中，
Figure 682175DEST_PATH_IMAGE030
为电路板至少两次钻孔测试时，至少两个待加工孔中第i个孔的孔位置处对 应的盖板的实际高度值，i为大于或等于2的正整数，
Figure DEST_PATH_IMAGE031
为盖板的实际高度中间值，
Figure 130474DEST_PATH_IMAGE008
为与 所述孔的孔位置处对应的电路板区域理论厚度值；或者，
获取所述电路板至少两次钻孔测试时，至少两个待加工孔中每个孔的孔位置处对应的盖板的实际高度值及垫板的实际高度值，根据每个盖板的实际高度值和每个垫板的实际高度值计算与每个孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值；
按照如下公式计算与每个所述孔的孔位置处对应的电路板区域实际厚度值
Figure 441369DEST_PATH_IMAGE032
：
Figure DEST_PATH_IMAGE033
；
其中，
Figure 367737DEST_PATH_IMAGE034
为电路板至少两次钻孔测试时，至少两个待加工孔中第i个孔的孔位置处对 应的盖板的实际高度值，
Figure 776302DEST_PATH_IMAGE035
为电路板至少两次钻孔测试时，至少两个待加工孔中第i个孔 的孔位置处对应的垫板的实际高度值，i为大于或等于2的正整数；
所述盖板的实际高度值和垫板的理论高度值指的是盖板或垫板的上表面距参考面的距离。
12.一种钻孔设备，其特征在于，包括：
机体及控制系统；
工作台，用于放置电路板；
一个或多个主轴模块，所述主轴模块用于对所述电路板进行钻孔加工；
所述控制系统根据权利要求1-11中任一所述的控深钻孔的补偿方法控制所述主轴模块对所述电路板进行钻孔加工。
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