CN112835315B - 一种电路板钻孔深度的控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开电路板钻孔深度的控制装置及方法。第一控制模块产生周期性方波脉冲信号至主轴；信号采集单元采集当钻孔机的钻刀与电路板的导电介质接触时主轴反馈的反馈信号，并基于自动调节单元输出的调节信号输出检测信号至第一控制模块；第一控制模块确定检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将差值发送至自动调节单元；或者，第一控制模块将确定的检测信号的脉冲宽度发送至上位机，以使上位机确定此脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将差值发送至第一控制模块，以通过第一控制模块将差值发送至自动调节单元；自动调节单元根据差值调节调节信号，以使检测信号的脉冲宽度为预设脉冲宽度；第二控制模块确定导电介质的位置高度。

Description

一种电路板钻孔深度的控制装置及方法

技术领域

本发明实施例涉及电路板技术领域，尤其涉及一种用于电路板钻孔深度的控制装置及方法。

背景技术

随着科技地快速发展，电子元件的集成度越来越高，PCB(Printed CircuitBoard，印刷电路板)作为大规模集成电路的重要载体，不同尺寸的PCB板，以及PCB板层数地不断增加，对盲钻的控深精度要求越来越高。

传统的生产工艺利用钻刀接触PCB板上覆盖的导电介质，检测模块输出相应的电平触发信号，传送给控制系统，得到当前的位置，从而计算出钻孔需要下钻的深度。然而，当PCB板材加工方式不同时，导电介质与工作台之间的电容不同，从而使检测模块输出信号的脉冲宽度发生了变化。当输出信号的脉冲宽度过小时，会导致输出信号的丢失；当输出信号的脉冲宽度过大时，会导致输出信号的噪声加大。无疑，这将影响盲钻的控深精度。

发明内容

本发明实施例提供一种电路板钻孔深度的控制装置及方法，以实现对盲钻的控深精度要求。

第一方面，本发明实施例提供了一种电路板钻孔深度的控制装置，该电路板钻孔深度的控制装置包括：检测模块、第一控制模块和第二控制模块；所述检测模块包括自动调节单元和信号采集单元；

所述信号采集单元分别与自动调节单元、所述第一控制模块和钻孔机的主轴电连接；所述第一控制模块分别与所述自动调节单元和所述第二控制模块电连接；

所述第一控制模块，用于产生周期性方波脉冲信号至所述主轴；

所述信号采集单元，用于采集当所述钻孔机的钻刀与所述电路板的导电介质接触时所述主轴反馈的反馈信号，并基于所述自动调节单元输出的调节信号输出检测信号至所述第一控制模块；

所述第一控制模块，用于确定所述检测信号的脉冲宽度，和确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述自动调节单元；或者，所述第一控制模块，用于确定所述检测信号的脉冲宽度，并将所述检测信号的脉冲宽度发送至上位机，以使所述上位机确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述第一控制模块，以通过所述第一控制模块将所述差值发送至所述自动调节单元；

所述自动调节单元，用于根据所述差值调节所述调节信号，以使所述信号采集单元输出的检测信号的脉冲宽度为所述预设脉冲宽度；

所述第二控制模块，用于当所述检测信号的脉冲宽度为所述预设脉冲宽度后，确定所述导电介质的位置高度；

其中，所述电路板的加工方式不同时，所述预设脉冲宽度不同，所述电路板的加工方式与所述预设脉冲宽度一一对应。

可选的，所述第一控制模块包括单片机；所述单片机内设置有定时器和计数器；

所述定时器，用于产生周期性方波脉冲信号至所述主轴；

所述计数器，用于确定所述检测信号的脉冲宽度；

所述单片机，用于确定所述检测信号的脉冲宽度与所述预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述自动调节单元；或者，所述单片机，用于将所述检测信号的脉冲宽度发送至上位机，以使所述上位机确定所述检测信号的脉冲宽度与所述预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述单片机，以通过所述单片机将所述差值发送至所述自动调节单元。

可选的，所述信号采集单元包括电压比较器；

所述电压比较器的第一输入端与所述钻孔机的主轴电连接，所述电压比较器的第二输入端与所述自动调节单元电连接，所述电压比较器的输出端与所述第一控制模块电连接。

可选的，所述自动调节单元包括数字电位器或数模转换器。

可选的，所述第一控制模块与所述主轴之间设置有放大电路；

所述放大电路用于将所述第一控制模块产生的周期性方波脉冲信号进行放大。

可选的，还包括：显示模块，与所述第一控制模块电连接；

所述第一控制模块用于根据确定的所述检测信号的脉冲宽度发送显示信号至所述显示模块；

所述显示模块用于根据所述显示信号进行显示。

可选的，所述第一控制模块，用于确定所述检测信号的脉冲宽度，并将所述检测信号的脉冲宽度发送至上位机，以使所述上位机确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述第一控制模块，以通过所述第一控制模块将所述差值发送至所述自动调节单元；

所述上位机通过通信接口将所述差值发送至所述第一控制模块；

其中，所述通信接口包括USB接口、RS232接口、网线RJ45接口或RS485接口。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电路板钻孔深度的控制方法，该电路板钻孔深度的控制方法应用于如第一方面所述的电路板钻孔深度的控制装置；

所述电路板钻孔深度的控制方法包括：

所述第一控制模块产生周期性方波脉冲信号至所述主轴；

所述信号采集单元采集当所述钻孔机的钻刀与所述电路板的导电介质接触时所述主轴反馈的反馈信号，并基于所述自动调节单元输出的调节信号输出检测信号至所述第一控制模块；

所述第一控制模块确定所述检测信号的脉冲宽度，和确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述自动调节单元；或者，所述第一控制模块确定所述检测信号的脉冲宽度，并将所述检测信号的脉冲宽度发送至上位机，以使所述上位机确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述第一控制模块，以通过所述第一控制模块将所述差值发送至所述自动调节单元；

所述自动调节单元根据所述差值调节所述调节信号，以使所述信号采集单元输出的检测信号的脉冲宽度为所述预设脉冲宽度；

当所述检测信号的脉冲宽度为所述预设脉冲宽度后，所述第二控制模块确定所述导电介质的位置高度；

其中，所述电路板的加工方式不同时，所述预设脉冲宽度不同，所述电路板的加工方式与所述预设脉冲宽度一一对应。

可选的，所述第一控制模块确定所述检测信号的脉冲宽度，和确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述自动调节单元；或者，所述第一控制模块确定所述检测信号的脉冲宽度，并将所述检测信号的脉冲宽度发送至上位机，以使所述上位机确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述第一控制模块，以通过所述第一控制模块将所述差值发送至所述自动调节单元，包括：

所述第一控制模块判断是否检测到所述检测信号的脉冲宽度；

若是，则确定所述检测信号的脉冲宽度，和确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述自动调节单元；或者，确定所述检测信号的脉冲宽度，并将所述检测信号的脉冲宽度发送至上位机，以使所述上位机确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述第一控制模块，以通过所述第一控制模块将所述差值发送至所述自动调节单元；

若否，则将断刀信号发送至第二控制模块，以使所述第二控制模块根据所述断刀信号确定所述钻孔机的钻刀为断刀状态。

可选的，所述第一控制模块确定所述检测信号的脉冲宽度，和确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述自动调节单元；

所述第一控制模块产生周期性方波脉冲信号至所述主轴之前，包括：

采集下钻预设数量孔位时输出的检测信号的脉冲宽度；

基于下钻预设数量孔位时输出的检测信号的脉冲宽度确定所述预设脉冲宽度。

本发明实施例提供的电路板钻孔深度的控制装置及方法，通过第一控制模块或第二控制模块将检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度进行比较，并基于比较结果调整自动调节单元输出的调节信号，以使输出的检测信号的脉冲宽度为预设脉冲宽度，即利用信号反馈监测功能，可以自动优化输出信号的脉冲宽度，减少信号的遗漏和干扰，解决信号波形不稳定的情况；且通过自动调节可以避免人工调节所带来的误差与生产低效率等问题。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种电路板钻孔深度的控制装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种电路板钻孔深度的控制方法的流程图；

图3是本发明实施例一提供的一种数字电位器的内部简化电路图；

图4是本发明实施例一提供的一种数字电位器的等效电路图；

图5是本发明实施例一提供的一种调节后的检测信号的波形图；

图6是本发明实施例二提供的一种电路板钻孔深度的控制装置的结构示意图；

图7是本发明实施例二提供的一种电路板钻孔深度的控制方法的流程图。

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。

由背景技术可知，当PCB板的加工方式不同，检测模块输出信号的脉冲宽度发生变化。当输出信号的脉冲宽度过小时，会导致输出信号的丢失；当输出信号的脉冲宽度过大时，会导致输出信号的噪声加大。无疑，这将影响盲钻的控深精度。基于背景技术中的问题，本申请提供了一种电路板钻孔深度的装置及方法，即便PCB板加工方式不同，都会使得检测模块输出稳定的检测信号至控制模块，从而得到相应导电介质所在的不同的位置高度，实现对盲孔的控深精度要求。下面将结合具体示例对本申请的电路板钻孔深度的控制装置及方法进行具体说明。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种电路板钻孔深度的控制装置的结构示意图，图2是本发明实施例一提供的一种电路板钻孔深度的控制方法的流程图，如图1所示，本发明实施例提供的电路板钻孔深度的控制装置包括：检测模块10、第一控制模块11和第二控制模块20；检测模块10包括自动调节单元13和信号采集单元12；信号采集单元12分别与自动调节单元13、第一控制模块11和钻孔机的主轴30电连接；第一控制模块11分别与自动调节单元13和第二控制模块20电连接；第一控制模块11，用于产生周期性方波脉冲信号至主轴30；信号采集单元12，用于采集当钻孔机的钻刀31与电路板40的导电介质41接触时主轴30反馈的反馈信号，并基于自动调节单元13输出的调节信号输出检测信号至第一控制模块11；第一控制模块11，用于确定检测信号的脉冲宽度，和确定检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将差值发送至自动调节单元13；自动调节单元13用于根据此差值调节如其内部电阻，使其输出的调节信号改变，进而使信号采集单元12输出端输出的检测信号的脉冲宽度为预设脉冲宽度；第二控制模块20，用于当检测信号的脉冲宽度为预设脉冲宽度后，确定导电介质41的位置高度；其中，电路板40的加工方式不同时，预设脉冲宽度不同，电路板40的加工方式与预设脉冲宽度一一对应，也就是说，不同的电路板加工方式，对应的预设脉冲宽度不同。

如图2所示，本实施例提供的电路板钻孔深度的控制方法包括：

S110、第一控制模块产生周期性方波脉冲信号至主轴。

其中，如图1所示，第一控制模块11例如可以包括单片机。例如利用单片机的定时器产生周期性的窄方波脉冲信号至钻孔机的主轴30。

S120、信号采集单元采集当钻孔机的钻刀与电路板的导电介质接触时主轴反馈的反馈信号，并基于自动调节单元输出的调节信号输出检测信号至第一控制模块。

其中，主轴30的外壳、气隙电容、钻刀31和导电介质41到工作台50之间的电容构成一条回路。当钻刀31未与PCB板40上覆盖的导电介质41接触时，反馈信号将持续为低电平；当钻刀31接触到PCB板40上覆盖的导电介质41时，这条回路被导通，电路中的阻抗发生变化，导致反馈信号的波形改变。又因为信号采集单元12的两个输入端分别接收反馈信号和自动调节单元13输出的调节信号，所以基于此反馈信号和调节信号输出检测信号。可选的，调节信号例如可以作为基准电压，当调节信号发生改变时，信号采集单元12的输出端输出的检测信号也会随之改变。

S130、第一控制模块确定检测信号的脉冲宽度，和确定检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将差值发送至自动调节单元。

考虑到，当检测信号的脉冲宽度过小时，会导致检测信号的丢失；当检测信号的脉冲宽度过大时，会导致检测信号的噪声加大，所以本实施例通过第一控制模块11确定检测信号的脉冲宽度，将检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度进行比对，以确定检测信号的脉冲宽度和预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至自动调节单元13。

可选的，第一控制模块11包括单片机；单片机内设置有定时器和计数器；单片机的定时器，用于产生周期性方波脉冲信号至主轴30；单片机的计数器用于确定检测信号的脉冲宽度；例如，单片机的计数器实时测量信号采集单元12输出端输出的检测信号的脉冲宽度，当脉冲信号是高电平时，计数器开始计数，当脉冲信号变成下降沿时，触发外部中断，停止计数，记下的时间即为检测信号的脉冲宽度。单片机将确定检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度进行比较，并计算检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的误差值，并将误差值发送至自动调节单元13。

考虑到，PCB板加工方式不同时，对应的预设脉冲宽度也会发生改变，所以在第一控制模块11产生周期性方波脉冲信号至主轴之前，需要先确定预设脉冲宽度。可选的，第一控制模块产生周期性方波脉冲信号至主轴之前，还包括：采集下钻预设数量孔位时输出的检测信号的脉冲宽度；基于下钻预设数量孔位时输出的检测信号的脉冲宽度确定预设脉冲宽度。

具体的，采集前预设数量孔位检测信号的脉冲宽度，经过门电路逻辑运算输入单片机进行信号分析得到一个平均值作为此PCB板对应的预设脉冲宽度。其中，本实施例不对预设数量孔位的数量进行限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择，例如，预设数量孔位为100个孔位。

S140、自动调节单元根据差值调节调节信号，以使检测信号的脉冲宽度为预设脉冲宽度。

其中，自动调节单元13例如可以包括数字电位器或数模转换器等具有自动调节电压功能的器件。可以理解的是，自动调节单元13包括但不限于上述示例，只要可以实现电压的自动调节即可。

当自动调节单元13为数字电位器时，本实施例不对数字电位器的型号进行限定，本领域技术人员可以根据实际要求的分辨率、信号频率、非易失存储器和成本等相关参数进行选型。由于数字电位器是一种替代传统机械电位器(模拟电位器)的新型CMOS数字、模拟混合信号处理的集成电路，可采用数控方式调节电阻值，即通过全自动的方式调节电阻，进行达到调节检测信号的脉冲宽度的效果。且由于数字电位器中的存储器是一种掉电不挥发存储器，当电路掉电后再次上电时，数字电位器中仍保存着原有的控制数据，其中间抽头到两端点之间的电阻值仍是上一次的调整结果。具体的，图3是本发明实施例提供的一种数字电位器的内部简化电路图，图4是本发明实施例提供的一种数字电位器的等效电路图，如图3和图4所示，将n个阻值相同的电阻串联，每个电阻两端分别经过一个由CMOS管而构成模拟开关连在一起，作为数字电位器抽头，在数字信号控制下每次只能有一个模拟开关闭合，从而将串联电阻的一个节点连接到滑动端，进而可对检测信号的脉冲宽度进行调节。

示例性的，当自动调节单元13为数字电位器时，第一控制模块11(例如为单片机)把差值传输到数字电位器的数据寄存器，电阻阵列与滑动端数据寄存器连接在一起，根据滑动端数据寄存器的误差值控制滑动端在电阻阵列中的节点，从而使电阻变化，输出的调节信号也会发生变化，当调节信号发生改变时，信号采集单元12将采集的反馈信号与数字电位器的基准电压的电压大小(随着数字电位器内部的电阻变化而改变)，使得其输出端输出的检测信号脉冲宽度随之变化，实现自动调节数字电位器进行优化补偿，以输出预设脉冲宽度的检测信号。

S150、当检测信号的脉冲宽度为预设脉冲宽度后，第二控制模块确定导电介质的位置高度。

当检测信号的脉冲宽度为预设脉冲宽度时，表明输出的检测信号为稳定的检测信号，此时第二控制模块20根据此检测信号计算出相应的位置高度，进而可以以预设深度对导电介质41下钻，实现对盲孔的控深精度要求，避免了不稳定的检测信号影响盲孔的控制精度的问题。

本发明实施例提供的电路板钻孔深度的控制装置及方法，通过第一控制模块或第二控制模块将检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度进行比较，并基于比较结果调整自动调节单元输出的调节信号，以使输出的检测信号的脉冲宽度为预设脉冲宽度，即利用信号反馈监测功能，可以自动优化输出信号的脉冲宽度，减少信号的遗漏和干扰，解决信号波形不稳定的情况；且通过自动调节可以避免人工调节所带来的误差与生产低效率等问题。

可选的，信号采集单元包括电压比较器；电压比较器的第一输入端与钻孔机的主轴电连接，电压比较器的第二输入端与自动调节单元电连接，电压比较器的输出端与第一控制模块电连接。即通过电压比较器比较主轴反馈的反馈信号以及自动调节单元输出的调节信号之间的电压大小，以使电压比较器输出的检测信号的脉冲宽度为预设脉冲宽度。

可选的，继续参见图1，第一控制模块11与主轴30之间设置有放大电路60；放大电路60用于将第一控制模块11产生的周期性方波脉冲信号进行放大。设置放大电路60的好处在于，避免了较小的周期性方波脉冲信号至主轴30后，反馈的信号不容易被信号采集单元12采集到的问题。

可选的，电路板钻孔深度的控制装置还包括显示模块(图中未示出)，显示模块与第一控制模块电连接；第一控制模块用于根据确定的检测信号的脉冲宽度发送显示信号至显示模块，显示模块用于根据显示信号进行显示，以方便工作人员进行查看。

可选的，显示模块包括显示屏和多个LED信号灯，当自动调节单元对检测信号的脉冲宽度进行调节时，显示屏可对检测信号的波形显示，例如参见图5，图5展示了检测信号进行调节后的脉冲宽度；且根据调节后的脉冲宽度LED信号灯的亮度以及亮和暗的数量也会随着检测信号的脉冲宽度发生变化，以方便工作人员查看。

可选的，第一控制模块确定检测信号的脉冲宽度，和确定检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将差值发送至自动调节单元；包括：第一控制模块判断是否检测到检测信号的脉冲宽度；若是，则确定检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将差值发送至自动调节单元；若否，则第一控制模块基于此发送断刀信号至第二控制模块，以使第二控制模块根据断刀信号确定钻孔机的钻刀为断刀状态。

具体的，当需要对PCB板40进行加工时，钻刀31到达指定位置，然后以设定的高度下钻，当钻刀31一直未与PCB板40上覆盖的导电介质41接触时，表明出现断刀问题，此时，信号采集单元12输出一个信号，此信号例如可以为持续低电平信号，第一控制模块11根据此信号不能确定检测信号的脉冲宽度，此时将断刀信号发送至第二控制模块20，以使第二控制模块20根据断刀信号确定钻孔机的钻刀为断刀状态，断刀信号例如可以为低电平脉冲信号，如此，避免了断刀还继续工作的问题。当在加工过程中出现断刀问题时，信号采集单元12仍然输出一个信号，此信号例如可以为持续低电平信号，信号采集单元12会将此信号发送至第一控制模块11，第一控制模块11根据此信号不能确定检测信号的脉冲宽度，此时将断刀信号发送至第二控制模块20，以使第二控制模块20根据断刀信号确定钻孔机的钻刀为断刀状态。即可以实时检测到钻刀31在钻板过程中是否断刀。

实施例二

图6是本发明实施例二提供的一种电路板钻孔深度的控制装置的结构示意图，图7是本发明实施例二提供的一种电路板钻孔深度的控制方法的流程图。本实施例为上述实施例的并列方案，但是部分方案相同。在本实施例中，未解释或说明的术语请参见实施例一中的内容，本实施例不再赘述。

如图6所示，本实施例提供的电路板钻孔深度的控制装置包括：检测模块10、第一控制模块11和第二控制模块20；检测模块10包括自动调节单元13和信号采集单元12；信号采集单元12分别与自动调节单元13、第一控制模块11和钻孔机的主轴30电连接；第一控制模块11分别与自动调节单元13、第二控制模块20以及外部上位机70电连接；第一控制模块11，用于产生周期性方波脉冲信号至主轴30；信号采集单元12，用于采集当钻孔机的钻刀31与电路板40的导电介质41接触时主轴30反馈的反馈信号，并基于自动调节单元13输出的调节信号输出检测信号至第一控制模块11；第一控制模块11用于确定检测信号的脉冲宽度，并将检测信号的脉冲宽度发送至上位机70，以使上位机70确定检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将此差值发送至第一控制模块11，以通过第一控制模块11将此差值发送至自动调节单元13；自动调节单元13，用于根据差值调节其输出的调节信号，以使信号采集单元12输出端输出的检测信号的脉冲宽度为预设脉冲宽度；第二控制模块20，用于当检测信号的脉冲宽度为预设脉冲宽度后，确定导电介质41的位置高度；其中，电路板的加工方式不同时，预设脉冲宽度不同，电路板的加工方式与预设脉冲宽度一一对应。

如图6所示，本实施例提供的电路板钻孔深度的控制方法包括：

S210、第一控制模块产生周期性方波脉冲信号至主轴。

S220、信号采集单元采集当钻孔机的钻刀与电路板的导电介质接触时主轴反馈的反馈信号，并基于自动调节单元输出的调节信号输出检测信号至第一控制模块。

S230、第一控制模块确定检测信号的脉冲宽度，并将检测信号的脉冲宽度发送至上位机，以使上位机确定检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将差值发送至第一控制模块，以通过第一控制模块将差值发送至自动调节单元。

考虑到，当检测信号的脉冲宽度过小时，会导致检测信号的丢失；当检测信号的脉冲宽度过大时，会导致检测信号的噪声加大，所以本实施例通过第一控制模块11确定检测信号的脉冲宽度，并将检测信号的脉冲宽度发送至上位机70，上位机70确定检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并通过例如通信串口将差值传输至第一控制模块11，以通过第一控制模块11利用二进制串行总线接口把差值数据写入到自动调节单元13。其中，上位机70(例如为PC机)与第一控制模块11之间的通信串口例如可以USB接口、RS232接口、网线RJ45接口或RS485接口等。

可选的，第一控制模块11包括单片机；单片机内设置有定时器和计数器；单片机的定时器，用于产生周期性方波脉冲信号至主轴30，单片机的计数器，用于确定检测信号的脉冲宽度；例如，单片机计数器实时测量信号采集单元12输出端输出的检测信号的脉冲宽度，当脉冲信号是高电平时，计数器开始计数，当脉冲信号变成下降沿时，触发外部中断，停止计数，记下的时间即为检测信号的脉冲宽度。

考虑到，PCB板加工方式不同时，对应的预设检测信号的脉冲宽度也会发生改变，所以在第一控制模块11产生周期性方波脉冲信号至主轴31之前，需要先确定预设脉冲宽度。可选的，上位机70中存储有PCB板加工方式与预设检测信号之间的对应关系，不同的PCB板加工方式，预设检测信号是不同的。

S240、自动调节单元根据差值调节调节信号，以使检测信号的脉冲宽度为预设脉冲宽度。

其中，自动调节单元13例如可以包括数字电位器或数模转换器等具有自动调节电压功能的器件。可以理解的是，自动调节单元13包括但不限于上述示例，只要可以实现电压的自动调节即可。

当自动调节单元13为数字电位器时，示例性的，上位机70通过USB串口传输至第一控制模块11，例如为单片机，软件调节来控制数字电位器的阻值，实现对输出信号的脉冲宽度调节。通过把程序烧写到单片机后，程序上电初始化芯片，把滑动端调节到预设的电阻值。当需要调节脉冲宽度时，上位机70通过串口发送数值给单片机，单片机利用二进制串行总线接口把数据从数字电位器的数据寄存器写入和读出，电阻阵列与滑动端计数寄存器连接在一起，根据滑动端计数寄存器的数字信号控制滑动端在电阻阵列中的节点，从而使电阻变化，输出信号脉冲宽度也随之变化，实现自动调节数字电位器进行优化补偿。

S250、当检测信号的脉冲宽度为预设脉冲宽度后，第二控制模块确定导电介质的位置高度。

当输出的检测信号为稳定的检测信号时，控制系统根据此检测信号计算出相应的位置高度，进而可以以预设深度对导电介质41下钻，实现对盲孔的控深精度要求，避免了不稳定的检测信号影响盲孔的控制精度的问题。

本发明实施例提供的电路板钻孔深度的控制装置及方法，通过第一控制模块或第二控制模块将检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度进行比较，并基于比较结果调整自动调节单元输出的调节信号，以使输出的检测信号的脉冲宽度为预设脉冲宽度，即利用信号反馈监测功能，可以自动优化输出信号的脉冲宽度，减少信号的遗漏和干扰，解决信号波形不稳定的情况；且通过自动调节可以避免人工调节所带来的误差与生产低效率等问题。其次还可以利用上位机的软件调节输出信号的脉冲宽度，可以避免人工调节过程中的危险性，并减少加工过程中的繁琐性和板材报废的问题。

可选的，电路板钻孔深度的控制装置还包括显示模块，显示模块与第一控制模块电连接。

可选的，显示模块包括显示屏和多个LED信号灯。

可选的，第一控制模块确定检测信号的脉冲宽度，并将检测信号的脉冲宽度发送至上位机，以使上位机确定检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将差值发送至第一控制模块，以通过第一控制模块将差值发送至自动调节单元，包括：第一控制模块判断是否检测到所述检测信号的脉冲宽度；若是，确定检测信号的脉冲宽度，并将检测信号的脉冲宽度发送至上位机，以使上位机确定检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将差值发送至第一控制模块，以通过第一控制模块将差值发送至自动调节单元；若否，则第一控制模块基于此发送断刀信号至第二控制模块，以使第二控制模块根据断刀信号确定钻孔机的钻刀为断刀状态。

具体的，当需要对PCB板40进行加工时，钻刀31到达指定位置，然后以设定的高度下钻，当钻刀31一直未与PCB板40上覆盖的导电介质41接触时，表明出现断刀问题，此时，信号采集单元12输出一个信号至第一控制单元11，此信号例如可以为持续低电平信号，第一控制单元11会根据此信号输出一个断刀信号至第二控制模块20，断刀信号例如可以为低电平脉冲信号，第二控制模块20根据断刀信号确定出现断刀的问题，第二控制模块20确定停止工作，避免了断刀还继续工作的问题。当在加工过程中出现断刀问题时，信号采集单元12仍然会输出一个信号，此信号例如可以为持续低电平信号，第一控制单元11会根据此信号输出一个断刀信号至第二控制模块20，断刀信号例如可以为低电平脉冲信号，第二控制模块20根据断刀信号确定出现断刀的问题。即可以实时检测到钻刀在钻板过程中是否断刀。

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 (10)

1.一种电路板钻孔深度的控制装置，其特征在于，包括：检测模块、第一控制模块和第二控制模块；所述检测模块包括自动调节单元和信号采集单元；

所述信号采集单元分别与自动调节单元、所述第一控制模块和钻孔机的主轴电连接；所述第一控制模块分别与所述自动调节单元和所述第二控制模块电连接；

所述第一控制模块，用于产生周期性方波脉冲信号至所述主轴；

所述信号采集单元，用于采集当所述钻孔机的钻刀与所述电路板的导电介质接触时所述主轴反馈的反馈信号，并基于所述自动调节单元输出的调节信号输出检测信号至所述第一控制模块；

所述第一控制模块，用于确定所述检测信号的脉冲宽度，和确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述自动调节单元；或者，所述第一控制模块，用于确定所述检测信号的脉冲宽度，并将所述检测信号的脉冲宽度发送至上位机，以使所述上位机确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述第一控制模块，以通过所述第一控制模块将所述差值发送至所述自动调节单元；

所述自动调节单元，用于根据所述差值调节所述调节信号，以使所述信号采集单元输出的检测信号的脉冲宽度为所述预设脉冲宽度；

所述第二控制模块，用于当所述检测信号的脉冲宽度为所述预设脉冲宽度后，确定所述导电介质的位置高度；

其中，所述电路板的加工方式不同时，所述预设脉冲宽度不同，所述电路板的加工方式与所述预设脉冲宽度一一对应。

2.根据权利要求1所述的电路板钻孔深度的控制装置，其特征在于，所述第一控制模块包括单片机；所述单片机内设置有定时器和计数器；

所述定时器，用于产生周期性方波脉冲信号至所述主轴；

所述计数器，用于确定所述检测信号的脉冲宽度；

所述单片机，用于确定所述检测信号的脉冲宽度与所述预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述自动调节单元；或者，所述单片机，用于将所述检测信号的脉冲宽度发送至上位机，以使所述上位机确定所述检测信号的脉冲宽度与所述预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述单片机，以通过所述单片机将所述差值发送至所述自动调节单元。

3.根据权利要求1所述的电路板钻孔深度的控制装置，其特征在于，所述信号采集单元包括电压比较器；

所述电压比较器的第一输入端与所述主轴电连接，所述电压比较器的第二输入端与所述自动调节单元电连接，所述电压比较器的输出端与所述第一控制模块电连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电路板钻孔深度的控制装置，其特征在于，所述自动调节单元包括数字电位器或数模转换器。

5.根据权利要求1-3任一项所述的电路板钻孔深度的控制装置，其特征在于，所述第一控制模块与所述主轴之间设置有放大电路；

所述放大电路用于将所述第一控制模块产生的周期性方波脉冲信号进行放大。

6.根据权利要求1-3任一项所述的电路板钻孔深度的控制装置，其特征在于，还包括：显示模块，与所述第一控制模块电连接；

所述第一控制模块用于根据确定的所述检测信号的脉冲宽度发送显示信号至所述显示模块；

所述显示模块用于根据所述显示信号进行显示。

7.根据权利要求1所述的电路板钻孔深度的控制装置，其特征在于，所述第一控制模块，用于确定所述检测信号的脉冲宽度，并将所述检测信号的脉冲宽度发送至上位机，以使所述上位机确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述第一控制模块，以通过所述第一控制模块将所述差值发送至所述自动调节单元；

所述上位机通过通信接口将所述差值发送至所述第一控制模块；

其中，所述通信接口包括USB接口、RS232接口、网线RJ45接口或RS485接口。

8.一种电路板钻孔深度的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7任一项所述的电路板钻孔深度的控制装置；

所述电路板钻孔深度的控制方法包括：

所述第一控制模块产生周期性方波脉冲信号至所述主轴；

所述信号采集单元采集当所述钻孔机的钻刀与所述电路板的导电介质接触时所述主轴反馈的反馈信号，并基于所述自动调节单元输出的调节信号输出检测信号至所述第一控制模块；

所述第一控制模块确定所述检测信号的脉冲宽度，和确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述自动调节单元；或者，所述第一控制模块确定所述检测信号的脉冲宽度，并将所述检测信号的脉冲宽度发送至上位机，以使所述上位机确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述第一控制模块，以通过所述第一控制模块将所述差值发送至所述自动调节单元；

所述自动调节单元根据所述差值调节所述调节信号，以使所述信号采集单元输出的检测信号的脉冲宽度为所述预设脉冲宽度；

当所述检测信号的脉冲宽度为所述预设脉冲宽度后，所述第二控制模块确定所述导电介质的位置高度；

其中，所述电路板的加工方式不同时，所述预设脉冲宽度不同，所述电路板的加工方式与所述预设脉冲宽度一一对应。

9.根据权利要求8所述的电路板钻孔深度的控制方法，其特征在于，所述第一控制模块确定所述检测信号的脉冲宽度，和确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述自动调节单元；或者，所述第一控制模块确定所述检测信号的脉冲宽度，并将所述检测信号的脉冲宽度发送至上位机，以使所述上位机确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述第一控制模块，以通过所述第一控制模块将所述差值发送至所述自动调节单元，包括：

所述第一控制模块判断是否检测到所述检测信号的脉冲宽度；

若是，则确定所述检测信号的脉冲宽度，和确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述自动调节单元；或者，确定所述检测信号的脉冲宽度，并将所述检测信号的脉冲宽度发送至上位机，以使所述上位机确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述第一控制模块，以通过所述第一控制模块将所述差值发送至所述自动调节单元；

若否，则将断刀信号发送至第二控制模块，以使所述第二控制模块根据所述断刀信号确定所述钻孔机的钻刀为断刀状态。

10.根据权利要求8所述的电路板钻孔深度的控制方法，其特征在于，所述第一控制模块确定所述检测信号的脉冲宽度，和确定所述检测信号的脉冲宽度与预设脉冲宽度之间的差值，并将所述差值发送至所述自动调节单元；

所述第一控制模块产生周期性方波脉冲信号至所述主轴之前，包括：

采集下钻预设数量孔位时输出的检测信号的脉冲宽度；

基于下钻预设数量孔位时输出的检测信号的脉冲宽度确定所述预设脉冲宽度。

Images