CN112996254B - 一种电路板盲孔加工方法、电路板加工用锣机及计算机设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电路板盲孔加工方法、电路板加工用锣机及计算机设备。一种电路板盲孔加工方法，提供用于电路板加工的锣机，锣机包括控制模块、主轴和刀具，电路板盲孔加工方法包括：获取电路板上待加工锥形孔的尺寸信息，锥形孔为锥形孔或沉头孔，尺寸信息包括锥形孔的深度H、孔口孔径D和侧壁倾角r；根据待加工锥形孔的尺寸信息以及逐次制孔的深度，确定逐次制孔的孔径将待加工锥形孔的尺寸信息、逐次制孔的深度和孔径导入至控制模块，控制模块控制主轴抓取刀具依次制孔；其中，逐次制孔的孔径逐渐减小。本发明实施例不需要特殊定制锥形钻针，即可完成锥形孔的加工，大程度节约制孔成本，操作过程简单方便。

Description

一种电路板盲孔加工方法、电路板加工用锣机及计算机设备

技术领域

本发明实施例涉及电路板加工技术，尤其涉及一种电路板盲孔加工方法、电路板加工用锣机及计算机设备。

背景技术

锥形孔是将紧固件的头(例如螺丝)部分或者完全沉入电路板(PCB)的孔。PCB板的锥形孔主要是为了使电路板各层之间导通及固定零件之用，PCB成品对锥形孔的深度和大小要求非常严格，其尺寸要限制在公差范围内。随着电子设备的小型化，电路板设计加工上越来越多的使用锥形孔，这样可以减小电子设备的体积，将电路板牢牢固定。

目前PCB行业锥形孔的制作时通过使用特定角度的钻针，使用PCB钻孔机或PCB成型机，按照设定的深度进行控制深度钻孔，钻出相应的角度和深度的锥形孔，以达到将沉头螺丝头沉在PCB板内的目的，沉头孔规格一般有固定角度，如90°或120°等，此时只需要利用钻孔机上的定制的沉头孔钻刀即可在电路板上钻出相应的孔，当出现特殊角度的沉头孔，如130°时，现有的沉头孔钻刀无法满足钻孔要求。同时锥形孔的角度和尺寸大小不一，必须使用特定角度和尺寸的钻针，无法与现有的钻针通用。目前行业中钻针直径最大为6.5mm，如锥形孔尺寸大于6.5mm，使用目前的锥形钻针钻孔操作方式无法实现。

发明内容

本发明实施例提供一种电路板盲孔加工方法、电路板加工用锣机及计算机设备，以实现降低生产成本、操作简单方便，不受待加工锥形孔的尺寸和角度限制。

第一方面，本发明实施例提供了一种电路板盲孔加工方法，提供用于电路板加工的锣机，所述锣机包括控制模块、主轴和刀具，所述方法包括：

获取电路板上待加工锥形孔的尺寸信息，所述锥形孔为锥形盲孔或沉头孔，所述尺寸信息包括所述锥形孔的深度H、孔口孔径D和侧壁倾角r；

根据所述待加工锥形孔的尺寸信息以及逐次制孔的深度，确定逐次制孔的孔径；

将待加工锥形孔的所述尺寸信息、所述逐次制孔的深度和所述孔径导入至所述控制模块，所述控制模块根据所述逐次制孔的深度以及孔径控制所述主轴抓取所述刀具依次制孔；

其中，所述逐次制孔的孔径逐渐减小。

可选的，相邻两次制孔后所述锥形孔的深度以及孔径满足：

d_i+1＝d_i-2(h_i+1-h_i)*tan(r/2)；

其中，d_i为第i次制孔的孔径，d_i+1为第i+1次制孔的孔径，h_i为第i次制孔后锥形孔的深度，h_i+1为第i+1次制孔后锥形孔的深度，d₁＝D，i为正整数。

可选的，相邻两次制孔在所述锥形孔的孔壁形成台阶，通过每次制孔的深度、侧壁倾角r及三角函数关系确定每次制孔形成的台阶面的宽度L。

可选的，台阶面的宽度L满足：

L＝(h_i+1-h_i)*tan(r/2)，其中h_i为第i次制孔后锥形孔的深度，h_i+1为第i+1次制孔后锥形孔的深度。

可选的，通过所述台阶面的宽度L确定第i次制孔的孔径：

d_i＝D-2(i-1)*L，i为正整数。

可选的，每次制孔的深度相同或不同。

可选的，每次制孔的深度逐渐增大。

可选的，所述将待加工锥形孔的所述尺寸信息、所述逐次制孔的深度和所述孔径导入至所述控制模块，所述控制模块根据所述逐次制孔的深度以及孔径控制所述主轴抓取所述刀具依次制孔之前，还包括：所述控制模块控制刀具在电路板上形成通孔，所述通孔的孔径小于逐次制孔过程中每一次制孔的孔径。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电路板加工用锣机，包括：

加工平台，所述加工平台用于放置待加工锥形孔的电路板；

主轴和刀具，所述主轴用于安装所述刀具；

控制模块，用于根据任意一项的方法控制所述主轴在所述电路板上形成锥形孔；

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现任一所述的电路板盲孔加工方法。

本发明通过提供了一种电路板盲孔加工方法，提供用于电路板加工的锣机，锣机包括控制模块、主轴和刀具，电路板盲孔加工方法包括：获取电路板上待加工锥形孔的尺寸信息，锥形孔为锥形盲孔或沉头孔，尺寸信息包括锥形孔的深度H、孔口孔径D和侧壁倾角r；根据待加工锥形孔的尺寸信息以及逐次制孔的深度，确定逐次制孔的孔径；将待加工锥形孔的尺寸信息、逐次制孔的深度和孔径导入至控制模块，控制模块控制主轴抓取刀具依次制孔；其中，逐次制孔的孔径逐渐减小，解决现有技术中采用特殊定制钻针工具实现制作锥形孔的问题，达到节约成本、操作简单、不受待加工锥形孔尺寸限制的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本发明的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本发明的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延伸到其它的结构和附图，毋庸置疑这些都应该是在本发明的权利要求范围之内。

图1为本发明实施例一提供的一种电路板盲孔加工方法的流程示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种逐次制孔的流程示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种锥形孔的俯视图；

图4为本发明实施例二提供的一种电路板加工用锣机的结构示意图；

图5为本发明实施例三提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种电路板盲孔加工方法的流程示意图，本实施例的技术方案适用于电路板盲孔加工情况。该方法可以由电路板加工的锣机来执行，该锣机可以采用软件和/或硬件的方式实现。锣机包括控制模块、主轴和刀具，电路板盲孔加工方法具体包括如下步骤：

S101、获取电路板上待加工锥形孔的尺寸信息，锥形孔为锥形盲孔或沉头孔，尺寸信息包括锥形孔的深度H、孔口孔径D和侧壁倾角r。

图2为本发明实施例提供的一种逐次制孔的流程示意图。如图2所示，图2中锥形孔的深度H(图2中未示出)、孔口孔径D和侧壁倾角r基本可以确定该锥形孔的形状。

S102、根据待加工锥形孔的尺寸信息以及逐次制孔的深度，确定逐次制孔的孔径。

根据上述获取的待加工锥形孔的尺寸信息、逐次制孔的深度，可确定每次制孔的具体孔径。逐次制孔的深度为预设值，根据锥形孔的深度H和孔壁光滑度的要求可人为确定逐次制孔的深度。确定逐次制孔孔径后，例如可以进行存储，后续进行制孔控制时，可以仅根据待加工锥形孔的尺寸信息以及逐次制孔的深度，进行逐次制孔孔径的查找。

S103、将待加工锥形孔的尺寸信息、逐次制孔的深度和孔径导入至控制模块，控制模块根据逐次制孔的深度以及孔径控制主轴抓取刀具依次制孔。

其中，逐次制孔的孔径逐渐减小。逐次制孔深度和孔径可转换成程序代码输入锣机由锣机代为执行控制刀具，刀具可选择例如铣刀。本发明实施例提供的方法，在制孔过程中，铣刀类型和尺寸无需更换。

在加工锥形孔时，只需获取需要加工的锥形孔的深度H、孔口孔径D和侧壁倾角r以及逐次制孔的深度，即可根据该方法计算出该锥形孔的逐次制孔的孔径，并在逐次制孔过程中依据逐次制孔的深度和孔径控制刀具依次制孔，因此无需使用特殊定制的锥形钻针，仅需使用普通刀具，例如铣刀进行作业，生产成本可大大降低。即使锥形孔的尺寸过大，也可通过本发明实施例提供的逐次制孔方法制备。

可选的，相邻两次制孔后锥形孔的深度以及孔径满足：

d_i+1＝d_i-2(h_i+1-h_i)*tan(r/2)；

其中，d_i为第i次制孔的孔径，d_i+1为第i+1次制孔的孔径，h_i为第i次制孔后锥形孔的深度，h_i+1为第i+1次制孔后锥形孔的深度，d₁＝D，i为正整数。

具体的，各次制孔深度之和等于锥形孔的深度H。根据每次制孔的深度和上述公式计算出每次制孔的孔径。本领域技术人员可以根据产品实际需求，设置制孔的次数N，本发明实施例对此不做限定。

其中，继续参考图2，采用逐次制孔，锣机加工出的锥形孔的孔壁呈阶梯状，随着逐次制孔的进行，逐次制孔的孔径逐渐减小，锥形孔的深度逐渐增大。在加工之前，可预先设定每次制孔的深度相同或者不同或者部分相同；当设定每次制孔的深度不同或者部分相同时，例如可设计成等差数列形式或其他形式。优选的，本实施例中设定每次制孔的深度相同，即相邻两次制孔后锥形孔的深度之间的差值_△h(即h_i+1-h_i)相同，且保证_△h与第一次制孔深度h₁相同，有利于实现刀具形成锥形孔的过程操作简单，便于控制。在可选的实施方式中，差值_△h的范围在0.05mm～0.25mm，可保证锥形孔的孔壁平滑度和加工精度。通过控制逐次制孔的深度范围，每次制孔的深度越小，制孔次数就越多，锥形孔的侧壁越趋近于光滑斜面，有利于成型后的锥形孔的侧壁更加平滑。可选的，每次制孔的深度逐渐增大。为保证沉头螺丝可以完全埋入锥形孔，沉头螺丝的顶部尺寸需严格控制，开始深度必须使用较小的深度；但为提高锥形孔制作效率，轴向深度可依次增大。

图3为本发明实施例一提供的一种锥形孔的俯视图，如图3所示，可选的，相邻两次制孔在锥形孔的孔壁形成台阶，通过每次制孔的深度、侧壁倾角r及三角函数关系确定每次制孔形成的台阶面的宽度L。其中，相邻两次制孔形成宽度为L的台阶面，使得锥形孔的孔壁由多个台阶构成，每个台阶的朝向锥形孔中心的直角拐角基本处于同一直线上，从而通过每次制孔的深度和三角函数关系可确定每次制孔形成的台阶面的宽度，具体的，台阶面的宽度L满足：L＝(h_i+1-h_i)*tan(r/2)，h_i为第i次制孔后锥形孔的深度，h_i+1为第i+1次制孔后锥形孔的深度；从而可以确定第i次制孔的孔径：d_i＝D-2(i-1)*L，i为正整数。

可选的，将待加工锥形孔的所述尺寸信息、逐次制孔的深度和孔径导入至控制模块，控制模块根据逐次制孔的深度以及孔径控制主轴抓取刀具依次制孔之前，还包括：控制模块控制刀具在电路板上形成通孔，通孔的孔径小于逐次制孔过程中每一次制孔的孔径。例如参见图2，在制备锥形孔前先利用刀具在电路板上形成通孔，通孔直径为D1，用于沉头螺丝下部放置，再进行锥形孔的制备，用于沉头螺丝沉头，以使沉头螺丝与电路板平行，保证连接面表面的平整。

进一步的，根据逐次制孔参数控制刀具依次制孔之前，还包括获取待钻孔电路板的高度。获取待钻孔电路板的高度后，以便控制刀具运动至待钻孔样品表面进行后续的逐次制孔。

本实施例的技术方案，通过提供一种电路板盲孔加工方法，获取电路板上待加工锥形孔的尺寸信息，锥形孔为锥形盲孔或沉头孔，尺寸信息包括锥形孔的深度H、孔口孔径D和侧壁倾角r；将待加工锥形孔的尺寸信息、逐次制孔的深度和孔径导入至控制模块，控制模块控制主轴抓取刀具依次制孔；其中，逐次制孔的孔径逐渐减小。可实现不需要特殊定制的锥形钻针，采用控深成型的方式逐层加工，形成锥形孔，达到节约成本，操作简单，不受待加工锥形孔尺寸局限的有益效果。

实施例二

图4为本发明实施例二提供的一种电路板加工用锣机的结构示意图，如图4所示，本发明提供的一种电路板加工用锣机2，包括：加工平台22和单个或多个主轴21，加工平台22用于放置待加工锥形孔的电路板23；主轴21上安装有刀具，刀具包括一种或多种型号的铣刀，用于控制刀具进行制孔，具体结构可参照现有技术中用于电路板成型加工的锣机，在此不做赘述。控制模块(图4并未示出)，用于根据实施例一中的方法控制主轴21在电路板23上形成锥形孔；具体的，将实施例一中的锥形孔的深度H、孔口孔径D、侧壁倾角r、逐次制孔的深度以及逐次制孔的孔径写入加工程序并做好程式，将程式调入控制模块后，控制模块按照程式控制主轴21进行加工。

本发明实施例所提供的电路板加工用锣机可执行本发明上述实施例所提供的电路板盲孔加工方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例三

图5为本发明实施例三提供的一种计算机设备的结构示意图，如图5所示，该计算机设备包括处理器31、存储器32、输入装置33和输出装置34；设备中处理器31的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器31为例；设备中的处理器31、存储器32、输入装置33和输出装置34可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。

存储器32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电路板盲孔加工方法对应的模块(例如，锣机中的控制模块)。处理器31通过运行存储在存储器32中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的电路板盲孔加工方法。

存储器32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32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。在一些实例中，存储器32可进一步包括相对于处理器31远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置33可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置34可包括显示屏等显示设备。

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、相互组合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 (7)

1.一种电路板盲孔加工方法，其特征在于，提供用于电路板加工的锣机，所述锣机包括控制模块、主轴和刀具，所述方法包括：

获取电路板上待加工锥形孔的尺寸信息，所述锥形孔为锥形盲孔或沉头孔，所述尺寸信息包括所述锥形孔的深度H、孔口孔径D和侧壁倾角r；

根据待加工锥形孔的尺寸信息以及逐次制孔的深度，确定逐次制孔的孔径；

将待加工锥形孔的所述尺寸信息、所述逐次制孔的深度和所述孔径导入至所述控制模块，所述控制模块控制所述主轴抓取所述刀具依次制孔；

其中，所述逐次制孔的孔径逐渐减小；

所述将待加工锥形孔的所述尺寸信息、所述逐次制孔的深度和所述孔径导入至所述控制模块，所述控制模块根据所述逐次制孔的深度以及孔径控制所述主轴抓取所述刀具依次制孔之前，还包括：所述控制模块控制所述刀具在电路板上形成通孔，所述通孔的孔径小于逐次制孔过程中每一次制孔的孔径；

其中，采用逐次制孔，锣机加工出的锥形孔的孔壁呈阶梯状，随着逐次制孔的进行，逐次制孔的孔径逐渐减小，锥形孔的深度逐渐增大；

每次制孔的深度相同或不同，每次制孔的深度逐渐增大；

所述逐次制孔参数控制刀具依次制孔之前，还包括获取待钻孔电路板的高度。

2.根据权利要求1所述的电路板盲孔加工方法，其特征在于，相邻两次制孔后所述锥形孔的深度以及孔径满足：

d_i+1＝d_i-2(h_i+1-h_i)*tan(r/2)；

其中，d_i为第i次制孔的孔径，d_i+1为第i+1次制孔的孔径，h_i为第i次制孔后锥形孔的深度，h_i+1为第i+1次制孔后锥形孔的深度，d₁＝D，i为正整数。

3.根据权利要求1所述的电路板盲孔加工方法，其特征在于，相邻两次制孔在所述锥形孔的孔壁形成台阶，通过每次制孔的深度、侧壁倾角r及三角函数关系确定每次制孔形成的台阶面的宽度L。

4.根据权利要求3所述的电路板盲孔加工方法，其特征在于，台阶面的宽度L满足：

L＝(h_i+1-h_i)*tan(r/2)，其中h_i为第i次制孔后锥形孔的深度，h_i+1为第i+1次制孔后锥形孔的深度。

5.根据权利要求4所述的电路板盲孔加工方法，其特征在于，通过所述台阶面的宽度L确定第i次制孔的孔径：

d_i＝D-2(i-1)*L，i为正整数。

6.一种电路板加工用锣机，其特征在于，包括：

加工平台，所述加工平台用于放置待加工锥形孔的电路板；

主轴和刀具，所述主轴用于安装所述刀具；

控制模块，用于根据权利要求1至5任一所述的电路板盲孔加工方法控制所述主轴在所述电路板上形成锥形孔；

所述将待加工锥形孔的所述尺寸信息、所述逐次制孔的深度和所述孔径导入至所述控制模块，所述控制模块根据所述逐次制孔的深度以及孔径控制所述主轴抓取所述刀具依次制孔之前，还包括：所述控制模块控制所述刀具在电路板上形成通孔，所述通孔的孔径小于逐次制孔过程中每一次制孔的孔径；

其中，采用逐次制孔，锣机加工出的锥形孔的孔壁呈阶梯状，随着逐次制孔的进行，逐次制孔的孔径逐渐减小，锥形孔的深度逐渐增大；

每次制孔的深度相同或不同，每次制孔的深度逐渐增大；

所述逐次制孔参数控制刀具依次制孔之前，还包括获取待钻孔电路板的高度。

7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5中任一所述的电路板盲孔加工方法。

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