CN113560652B - 控深铣加工模组、加工设备、探测方法及图像获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，公开一种控深铣加工模组、加工设备、探测方法及图像获取方法。所述控深铣加工模组包括压脚杯组件和长度计组件，压脚杯组件用于在控深铣加工时向待加工件提供第一压力F₁，长度计组件用于在探测时向待加工件提供第二压力F₂，控深铣加工模组还包括压板机构，压板机构包括驱动组件和压块，驱动组件用于驱动压块向待加工件提供第三压力F₃，长度计组件在探测待加工件时，待加工件受到的第二压力F₂和第三压力F₃之和与第一压力F₁相平衡。本发明既保证了探测精度和加工精度，又能够适用于不同厚度和软硬程度的待加工件的控深铣加工。

Description

控深铣加工模组、加工设备、探测方法及图像获取方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种控深铣加工模组、加工设备、探测方法及图像获取方法。

背景技术

有些产品需要将部分元器件安装到PCB板内，因此，在这些PCB板的外形加工过程中，需要对PCB板进行铣槽，即控深铣加工。由于PCB板在进行压合制作时不同层的热膨胀系数不同，会产生热应力导致压合板面翘曲，PCB成型机通常采用毛刷进行压板，并采用长度计探测实现控深铣功能。PCB控深铣加工对于PCB成型机的精度要求非常高，关键在于锣槽深度的探测，既需要保证长度计本身的精度，也要适用于不同软硬度的PCB板。

现有PCB成型机至少存在以下问题：长度计在进行测深时，如果压脚压力过大，则PCB板产生变形，如果压脚压力过小，则无法纠正PCB板本身可能存在的翘曲变形，在翘曲变形状态下加工，PCB板面处于浮动状态，会影响成型加工切口质量以及刀具使用寿命，因此，现有PCB成型机在兼顾长度计测深精度的同时，无法兼顾不同软硬度的PCB板，导致无法保证PCB板的加工精度。

发明内容

基于以上问题，本发明的一个目的在于提供一种控深铣加工模组，既保证了探测精度和加工精度，又能够适用于不同厚度和软硬程度的待加工件的控深铣加工。

基于以上问题，本发明的另一个目的在于提供一种控深铣加工设备，通过应用上述的控深铣加工模组，既保证了探测精度和加工精度，又能够适用于不同厚度和软硬程度的待加工件的控深铣加工。

基于以上问题，本发明的又一个目的在于提供一种提高控深铣加工精度的探测方法，通过应用上述的控深铣加工模组，能够提高探测精度，以提高加工精度。

基于以上问题，本发明的又一个目的在于提供一种提高控深铣加工精度的图像获取方法，通过应用上述的控深铣加工模组，能够提高图像检测精度，以提高加工精度。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种控深铣加工模组，包括压脚杯组件和长度计组件，所述压脚杯组件用于在控深铣加工时向待加工件提供第一压力F₁，所述长度计组件用于在探测时向所述待加工件提供第二压力F₂，所述控深铣加工模组还包括压板机构，所述压板机构包括驱动组件和压块，所述驱动组件用于驱动所述压块向所述待加工件提供第三压力F₃，所述长度计组件在探测所述待加工件时，所述待加工件受到的所述第二压力F₂和所述第三压力F₃之和与所述第一压力F₁相平衡。

作为本发明的控深铣加工模组的优选方案，所述压脚杯组件包括第一驱动气缸和压脚杯，所述第一驱动气缸用于驱动所述压脚杯向所述待加工件提供所述第一压力F₁，所述第一压力F₁为：

其中，n为所述第一驱动气缸的数量，D₁为所述第一驱动气缸的直径，P₁为所述第一驱动气缸内的气压值，G₁为所述压脚杯的重量。

作为本发明的控深铣加工模组的优选方案，所述长度计组件包括第二驱动气缸和探测组件，所述第二驱动气缸用于驱动所述探测组件向所述待加工件提供所述第二压力F₂。

作为本发明的控深铣加工模组的优选方案，所述探测组件包括长度计、压脚机构和弹簧，通过所述弹簧的弹性力间接得到所述长度计通过所述压脚机构在探测时向所述待加工件提供的所述第二压力F₂，所述第二压力F₂为：

其中，k为所述弹簧的弹性系数，L为所述弹簧的压缩量。

作为本发明的控深铣加工模组的优选方案，所述驱动组件包括第三驱动气缸，所述第三驱动气缸的输出端通过连杆连接所述压块，所述第三驱动气缸用于驱动所述压块向所述待加工件提供所述第三压力F₃，所述第三压力F₃为：

其中，D₂为所述第三驱动气缸的直径，P₂为所述第三驱动气缸内的气压值，G₂为所述压块和所述连杆的总重量。

作为本发明的控深铣加工模组的优选方案，调整P1和/或P2的气压值，以使所述待加工件受到的所述第三压力F₃和所述第二压力F₂之和与所述第一压力F₁相平衡。

作为本发明的控深铣加工模组的优选方案，所述控深铣加工模组还包括底板、主轴安装板和主轴组件，所述主轴安装板可升降地设置于所述底板上，所述主轴组件、所述压脚杯组件、所述长度计组件和所述压板机构分别设置于所述主轴安装板上，所述压板机构靠近所述长度计组件设置。

作为本发明的控深铣加工模组的优选方案，所述压板机构还包括安装支架，所述安装支架包括第一支架和第二支架，所述第一支架的一端与所述底板连接，所述第一支架的另一端与所述第二支架连接，所述驱动组件设置于所述第二支架上。

作为本发明的控深铣加工模组的优选方案，还包括图像获取装置，所述图像获取装置能够运动至所述待加工件的靶点上方，并获取靶点图像信息，所述压板机构位于所述长度计组件和所述图像获取装置之间。

一种控深铣加工设备，包括如上所述的控深铣加工模组。

一种提高控深铣加工精度的探测方法，采用如上所述的控深铣加工模组，所述提高控深铣加工精度的探测方法包括以下步骤：

获取所述压脚杯组件在控深铣加工时向所述待加工件提供的所述第一压力F₁的压力值；

控制所述待加工件受到的所述第三压力F₃和所述第二压力F₂之和与所述第一压力F₁相平衡后，所述长度计组件以所述第二压力F₂压制所述待加工件，所述压板机构以所述第三压力F₃压制所述待加工件；

所述长度计组件探测所述待加工件的表面高度。

作为本发明的提高控深铣加工精度的探测方法的优选方案，还包括以下步骤：

所述长度计组件先后探测至少两次在同一位置处的高度值，且在先探测时的所述第三压力F₃与所述第二压力F₂之和小于在后探测时的所述第三压力F₃与所述第二压力F₂之和，直至连续两次探测的高度值相同或差值在误差范围内。

一种提高控深铣加工精度的图像获取方法，采用如上所述的控深铣加工模组，所述提高控深铣加工精度的图像获取方法包括以下步骤：

所述图像获取装置运动至所述待加工件的靶点上方；

获取所述压脚杯组件在控深铣加工时向所述待加工件提供的所述第一压力F₁的压力值，调整所述第三压力F₃以使所述第三压力F₃与所述第一压力F₁的压力值相平衡后，所述压板机构以所述第三压力F₃压制所述待加工件；

所述图像获取装置获取靶点图像信息。

作为本发明的提高控深铣加工精度的图像获取方法的优选方案，还包括以下步骤：

所述长度计组件先后探测至少两次在同一位置处的高度值，且在先探测时的所述第三压力F₃小于在后探测时的所述第三压力F₃，直至连续两次探测的高度值相同或差值在误差范围内。

本发明的有益效果为：

本发明提供的控深铣加工模组，当需要长度计组件探测待加工件时，通过设置待加工件在探测时受到的压力与正式加工时受到的压力相平衡，在探测时模拟待加工件处于主轴加工时的受力情况，对于翘曲比较严重、厚且硬的待加工件（例如PCB板），待加工件在进行探测时处于压平状态，有效避免了翘曲变形对表面探测的精度产生影响，提高了长度计组件的表面探测精度；对于薄且软的待加工件，可根据其翘曲情况来决定是否启用压板机构进行压板，例如仅采用长度计组件进行压板完成控深铣操作。本发明提供的控深铣加工模组，既保证了探测精度和加工精度，又能够适用于不同厚度和软硬程度的待加工件的控深铣加工。

本发明提供的控深铣加工设备，通过应用上述的控深铣加工模组，既保证了探测精度和加工精度，又能够适用于不同厚度和软硬程度的待加工件的控深铣加工。

本发明提供的提高控深铣加工精度的探测方法，通过应用上述的控深铣加工模组，首先，获取压脚杯组件在控深铣加工时向待加工件提供的第一压力F₁的压力值，其次，控制加工件受到的第三压力F₃和第二压力F₂之和与第一压力F₁相平衡后，长度计组件以第二压力F₂压制待加工件，压板机构以第三压力F₃压制待加工件，最后，长度计组件探测待加工件的表面高度，在进行探测时模拟主轴加工时待加工件的受压力，使得待加工件处于压平状态，提高了探测精度，方便精确控制锣槽深度，在待加工件上精确加工出指定深度的锣槽。

本发明提供的提高控深铣加工精度的图像获取方法，通过应用上述的控深铣加工模组，首先，图像获取装置运动至待加工件的靶点上方，其次，获取压脚杯组件在控深铣加工时向待加工件提供的第一压力F₁的压力值，调整第三压力F₃以使第三压力F₃与第一压力F₁的压力值相平衡后，压板机构以第三压力F₃压制待加工件，然后，图像获取装置获取靶点图像信息。本发明提供的提高控深铣加工精度的图像获取方法，模拟主轴加工时对待加工件施加的压力，使得图像获取装置获取的靶点位置与主轴加工时的靶点位置接近重合，减少测量误差，提高了图像检测精度，以提高加工精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式提供的控深铣加工模组在第一视角下的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的控深铣加工模组中压板机构和底板在第一视角下的结构示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的控深铣加工模组在第二视角下的结构示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的控深铣加工模组中压脚杯组件、长度计组件、底板、主轴安装板和导轨在第二视角下的结构示意图；

图5是本发明具体实施方式提供的控深铣加工模组在第三视角下的结构示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的探测组件的剖视示意图。

图中：

1-压脚杯组件；2-长度计组件；3-压板机构；4-底板；5-主轴安装板；6-主轴组件；7-图像获取装置；8-换刀机械手；9-导轨；

11-第一驱动气缸；12-压脚杯；

21-第二驱动气缸；22-探测组件；

221-长度计；2211-探头；222-安装件；2221-抵接部；2222-导向套筒；223-压脚机构；224-弹簧；

31-驱动组件；32-压块；33-安装支架；

311-第三驱动气缸；312-连杆；

331-第一支架；332-第二支架；

61-主轴；62-主轴夹；63-圆筒电机；

71-相机；72-镜头。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，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，也可以是可拆卸连接；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发明中的具体含义。

如图1至图6所示，本实施例提供一种控深铣加工模组，该控深铣加工模组包括压脚杯组件1和长度计组件2，压脚杯组件1用于在控深铣加工时向待加工件提供第一压力F₁，长度计组件2用于在探测时向待加工件提供第二压力F₂。控深铣加工模组还包括压板机构3，压板机构3包括驱动组件31和压块32，驱动组件31用于驱动压块32向待加工件提供第三压力F₃。长度计组件2在探测待加工件时，待加工件受到的第二压力F₂和第三压力F₃之和与第一压力F₁相平衡。压板机构3可靠近长度计组件2的一侧设置，使得压板机构3能够更接近压平长度计组件2需要探测的区域。

当需要长度计组件2探测待加工件时，通过设置待加工件在探测时受到的压力与正式加工时受到的压力相平衡，在探测时模拟待加工件处于主轴61加工时的受力情况，对于翘曲比较严重、厚且硬的待加工件（例如PCB板），待加工件在进行探测时处于压平状态，有效避免了翘曲变形对表面探测的精度产生影响，提高了长度计组件2的表面探测精度。

对于薄且软的待加工件，可根据其翘曲情况来决定是否启用压板机构3进行压板，例如仅采用长度计组件2进行压板完成控深铣操作。因此，该控深铣加工模组既保证了探测精度和加工精度，又能够适用于不同厚度和软硬程度的待加工件的控深铣加工。

如图1和图3所示，可选地，压脚杯组件1包括第一驱动气缸11和压脚杯12，第一驱动气缸11用于驱动压脚杯12向待加工件提供第一压力F₁，第一压力F₁为：

其中，n为第一驱动气缸11的数量，D₁为第一驱动气缸11的直径，P₁为第一驱动气缸11内的气压值，G₁为压脚杯12的重量。

在本实施例中，由于压脚杯12与待加工件的接触面积较大，第一驱动气缸11可以设置有两个，两个第一驱动气缸11分别对称设于压脚杯12的两侧，以使压脚杯12向待加工件提供比较均匀的压力，同时，两个第一驱动气缸11占用空间小，避免了线路布置得比较复杂而影响其他部件工作，方便后期的维护管理。当然，根据作业实际情况的不同要求，第一驱动气缸11也可以设置三个、四个等，只要能够保证压脚杯12向待加工件提供的压力比较均匀即可。在其他实施例中，第一驱动气缸11也可以替换为直线电机或液压缸，相应驱动力的计算方式为现有技术，在此不再赘述。

如图1、图3和图4所示，可选地，长度计组件2包括第二驱动气缸21和探测组件22，第二驱动气缸21用于驱动探测组件22向待加工件提供第二压力F₂。在本实施例中，第二驱动气缸21为直线驱动气缸，仅采用一个直线驱动气缸，降低了成本，结构更紧凑，简化了前部走线，使整体结构更美观，方便后期的维护管理。在其他实施例中，第二驱动气缸21也可以替换为直线电机或液压缸，相应的驱动力计算方式为现有技术，在此不再赘述。

如图6所示，可选地，探测组件22包括长度计221、压脚机构223和弹簧224，通过弹簧224的弹性力间接得到长度计221通过压脚机构223在探测时向待加工件提供的第二压力F₂，第二压力F₂为：

其中，k为弹簧224的弹性系数，L为弹簧224的压缩量。

需要说明的是，探测组件22还包括安装件222，安装件222连接于第二驱动气缸21的输出端，第二驱动气缸21能驱动安装件222做直线往复运动。安装件222包括抵接部2221和导向套筒2222，导向套筒2222可拆卸地连接于抵接部2221上，导向套筒2222套设于压脚机构223的外围。长度计221安装于安装件222上，长度计221的探测工作原理为现有技术，在此不再赘述。压脚机构223与安装件222滑动配合并与抵接部2221相对设置，压脚机构223具有通道。弹簧224设置于抵接部2221与压脚机构223之间，弹簧224的一端抵接抵接部2221，另一端连接或抵接压脚机构223，长度计221的探头2211依次穿设于抵接部2221、导向套筒2222、弹簧224和压脚机构223的通道，且长度计221的探头2211端面缩入压脚机构223的通道预设距离，弹簧224的伸缩方向、压脚机构223的通道轴线方向和安装件222的直线往复运动方向平行。

当第二驱动气缸21驱动安装件222朝待加工件直线运动至弹簧224被压缩时，弹簧224的弹性恢复力将提供压脚机构223一个压脚压力压在待加工件上，弹簧224不同的压缩量对应不同的压脚压力，因此可通过控制弹簧224的压缩量来控制压脚机构223对待加工件的压脚压力，以获得大小适宜的压脚压力。通过弹簧224的弹性力与第二压力F₂为平衡力间接计算得到第二压力F₂，计算方便快捷，省时省力。

如图1和图2所示，可选地，驱动组件31包括第三驱动气缸311，第三驱动气缸311的输出端通过连杆312连接压块32，第三驱动气缸311用于驱动压块32向待加工件提供第三压力F₃，第三压力F₃为：

其中，D₂为第三驱动气缸311的直径，P₂为第三驱动气缸311内的气压值，G₂为压块32和连杆312的总重量。

压块32和连杆312之间可以设置缓冲冲击力用的弹弓胶，用于保护待加工件，相应地，在计算G₂时，需要再加上弹弓胶的重量。在本实施例中，第三驱动气缸311为直线驱动气缸，仅采用一个直线驱动气缸，降低了成本，结构更紧凑，简化了前部走线，使整体结构更美观，方便后期的维护管理。在其他实施例中，第二驱动气缸21也可以替换为直线电机或液压缸，相应的驱动力计算方式为现有技术，在此不再赘述。

可选地，调整P1和/或P2的气压值，以使待加工件受到的第三压力F₃和第二压力F₂之和与第一压力F₁相平衡。也就是说，可以同时调整P1和P2的气压值，使待加工件受到的第三压力F₃和第二压力F₂之和与第一压力F₁相平衡。若同时调整P1和P2的气压值时比较困难，不易实现，可以先固定P1的气压值，单独调整P2的气压值，使待加工件受到的第三压力F₃和第二压力F₂之和与第一压力F₁相平衡。也可以先固定P2的气压值，单独调整P1的气压值，使待加工件受到的第三压力F₃和第二压力F₂之和与第一压力F₁相平衡，第三压力F₃和第二压力F₂之和与第一压力F₁的值基本相等。

如图1和图3所示，可选地，控深铣加工模组还包括底板4、主轴安装板5和主轴组件6，主轴安装板5可升降地设置于底板4上，主轴组件6、压脚杯组件1、长度计组件2和压板机构3分别设置于主轴安装板5上，以方便实现主轴组件6、压脚杯组件1、长度计组件2和压板机构3的整体移动。控深铣加工模组还包括换刀机械手8，换刀机械手8用于实现刀具的更换和中转。在本实施例中，长度计组件2和压板机构3位于主轴组件6的同一侧，长度计组件2和压板机构3相靠近，换刀机械手8位于主轴组件6的另一侧。控深铣加工模组还包括导轨9，两个导轨9平行且间隔安装在底板4上，主轴安装板5分别与两个导轨9滑动连接。

主轴组件6包括主轴61、主轴夹62和圆筒电机63，主轴61通过主轴夹62安装在主轴安装板5上，主轴61用于夹持刀具对待加工件进行加工，圆筒电机63用于实现主轴安装板5相对底板4的升降运动，进而调节主轴61的竖向加工位置。圆筒电机63的动子安装在底板4上，圆筒电机63的定子安装在主轴安装板5上，可以降低动子温度升降对主轴61加工精度的影响。主轴61与圆筒电机63的轴线重合，相比平板直线电机减少了力矩作用，满足了力流传递原则。圆筒电机63的动定子磁吸力属于内力，避免平板电机安装板的弯曲变形，提升了刚性和精度。

如图2所示，可选地，压板机构3还包括安装支架33，压板机构3通过安装支架33安装于底板4上。具体地，安装支架33包括第一支架331和第二支架332，第一支架331的一端与底板4连接，第一支架331的另一端与第二支架332连接，驱动组件31设置于第二支架332上。第一支架331和第二支架332均为L型板状，避免与其他结构干涉，同时，充分利用了有限的安装空间。

如图1和图3所示，可选地，该控深铣加工模组还包括图像获取装置7，图像获取装置7能够运动至待加工件的靶点上方，并获取靶点图像信息，以通过补偿加工精度的方式提高加工精度。如图5所示，可选地，压板机构3位于长度计组件2和图像获取装置7之间，方便实现待加工件受到的第三压力F₃和第二压力F₂之和与第一压力F₁相平衡。

图像获取装置7安装在底板4上，图像获取装置7包括由上而下依次设置的相机71、镜头72和光源，相机71设置于镜头72的一端，光源设置于镜头72的另一端。可以根据待加工件的板厚调整底板4的位置，用来识别待加工件上的靶点。然后经过相机71拍摄照片，进行图像处理和靶点位置的计算，补偿出最终的成型程序数据进行成型加工。也可以通过调节镜头72的焦距用来识别待加工件上的靶点。

相机71可以采用CCD（Charge Coupled Device）或CMOS（Complementary MetalOxide Semiconductor）芯片工业相机，相比于传统的民用相机而言，它具有图像稳定、高传输能力和高抗干扰能力等优点。典型的CCD相机由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器、模拟/数字信号处理电路组成。CCD作为一种功能器件，与真空管相比，具有无灼伤、无滞后、低电压工作、低功耗等优点。CMOS图像传感器将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上，还具有局部像素的编程随机访问的优点。目前，CMOS图像传感器以其良好的集成性、低功耗、高速传输和宽动态范围等特点在高分辨率和高速场合得到了广泛的应用。

镜头72选配时需要选择与摄像机接口和CCD的尺寸相匹配的镜头72。镜头72的基本功能就是实现光束变换（调制），在机器视觉系统中，镜头72的主要作用是将目标成像在图像传感器的光敏面上。光源可以采用环形光源，环形光源提供不同照射角度、不同颜色组合，更能突出物体的三维信息；环形光源采用高密度LED阵列，亮度高，解决对角照射阴影问题，可选配漫射板导光，光线均匀扩散。光源也可以采用例如背光源、条形光源、同轴光源点光源等光源。

本实施例还提供一种控深铣加工设备，控深铣加工设备可以为PCB成型机。该控深铣加工设备包括床身、横梁、工作台以及上述的控深铣加工模组，横梁和工作台设置于床身上，待加工件放置于工作台上，控深铣加工模组移动设置于横梁上，控深铣加工模组的主轴61可夹持刀具对待加工件（PCB）进行铣削加工。该控深铣加工设备既保证了探测精度和加工精度，又能够适用于不同厚度和软硬程度的待加工件的控深铣加工。

本实施例还提供一种提高控深铣加工精度的探测方法，该提高控深铣加工精度的探测方法采用上述的控深铣加工模组，包括以下步骤：

获取压脚杯组件1在控深铣加工时向待加工件提供的第一压力F₁的压力值，即获取控深铣加工模组的主轴61在对待加工件进行加工时，压脚杯组件1提供的第一压力F₁的压力值；

控制待加工件受到的第三压力F₃和第二压力F₂之和与第一压力F₁相平衡后，长度计组件2以第二压力F₂压制待加工件，压板机构3以第三压力F₃压制待加工件；

长度计组件2开始探测待加工件的表面高度。

步骤“长度计组件2以第二压力F₂压制待加工件”和步骤“压板机构3以第三压力F₃压制待加工件”的步骤顺序可以根据实际作业情况而定，在此不做限定。

当需要长度计组件2探测待加工件时，可以同时调整P1和P2的气压值，使待加工件受到的第三压力F₃和第二压力F₂之和与第一压力F₁相平衡。若同时调整P1和P2的气压值时比较困难，不易实现，可以先固定P1的气压值，单独调整P2的气压值，使待加工件受到的第三压力F₃和第二压力F₂之和与第一压力F₁相平衡。也可以先固定P2的气压值，单独调整P1的气压值，使待加工件受到的第三压力F₃和第二压力F₂之和与第一压力F₁相平衡。对于翘曲比较严重、厚且硬的待加工件（例如PCB板），应采用大压力将其压平，即通过调整第二压力F₂和第三压力F₃的压力值，使得待加工件受到的第二压力F₂和第三压力F₃之和与第一压力F₁相平衡，也就是说，待加工件在进行探测时处于压平状态，在压平状态下，不同的平衡压力会使待加工件有少量的变形差异，但同一种型号的待加工件的变形可以根据补偿Z轴控深进行修改和补偿控制，因此不会影响最终的控深精度。

对于薄且软的待加工件，可根据其翘曲情况来决定是否启用压板机构3进行压板，例如仅采用长度计组件2进行压板完成控深操作。

可选地，为了保证长度计组件2探测值的真实性，该提高控深铣加工精度的探测方法还包括以下步骤：长度计组件2先后探测至少两次在同一位置处的高度值，且在先探测时的第三压力F₃与第二压力F₂之和小于在后探测时的第三压力F₃与第二压力F₂之和，直至连续两次探测的高度值相同或差值在误差范围内。具体地，可先调整P1和/或P2的气压值分别为P1’和P2’，使待加工件受到的第二压力F₂与第三压力F₃的值分别为F2’和F3’，长度计组件2在探测区探测获取到第一高度值；后调整P1和/或P2的气压值分别为P1’’和P2’’，使待加工件受到的第二压力F₂与第三压力F₃的值分别为F2’’和F3’’，此时F2’’与F3’’的和要大于F2’与F3’的和，长度计组件2在探测区探测获取到第二高度值，当第一高度值与第二高度值的差值在预设误差范围内时，说明长度计组件2的探测值真实有效。当然，本领域技术人员也可探测3次或者更多次。

本实施例提供的提高控深铣加工精度的探测方法，在进行探测时模拟主轴61加工时待加工件的受压力，使得待加工件处于压平状态，提高了探测精度，方便精确控制锣槽深度，在待加工件上精确加工出指定深度的锣槽。

本实施例还提供一种提高控深铣加工精度的图像获取方法，该提高控深铣加工精度的图像获取方法采用上述的控深铣加工模组，包括以下步骤：

首先，图像获取装置7运动至待加工件的靶点上方；

其次，获取压脚杯组件1在控深铣加工时向待加工件提供的第一压力F₁的压力值，调整第三压力F₃以使第三压力F₃与第一压力F₁的压力值相平衡后，压板机构3以第三压力F₃压制待加工件；

然后，图像获取装置7获取靶点图像信息。

通过调整第三压力F₃以使第三压力F₃与第一压力F₁的压力值相平衡，使得待加工件在压板机构3的压力作用下保持压平状态，模拟主轴61加工时压脚杯12的压力，使得图像获取装置7在检测时的待加工件状态与主轴61加工时的待加工件状态趋于一致，以降低图像获取装置7的图像检测误差。

为进一步提高图像检测精度，可选地，该提高控深铣加工精度的图像获取方法还包括以下步骤：长度计组件2先后探测至少两次在同一位置处的高度值，且在先探测时的第三压力F₃小于在后探测时的第三压力F₃，直至连续两次探测的高度值相同或差值在误差范围内。

本实施例提供的提高控深铣加工精度的图像获取方法，模拟主轴61加工时对待加工件施加的压力，使得图像获取装置7获取的靶点位置与主轴61加工时的靶点位置接近重合，减少测量误差，提高了图像检测精度，以提高加工精度。

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 (14)

1.一种控深铣加工模组，包括压脚杯组件（1）和长度计组件（2），所述压脚杯组件（1）用于在控深铣加工时向待加工件提供第一压力F₁，所述长度计组件（2）用于在探测时向所述待加工件提供第二压力F₂，其特征在于，所述控深铣加工模组还包括压板机构（3），所述压板机构（3）包括驱动组件（31）和压块（32），所述驱动组件（31）用于驱动所述压块（32）向所述待加工件提供第三压力F₃，所述长度计组件（2）在探测所述待加工件时，所述待加工件受到的所述第二压力F₂和所述第三压力F₃之和与所述第一压力F₁相平衡。

2.根据权利要求1所述的控深铣加工模组，其特征在于，所述压脚杯组件（1）包括第一驱动气缸（11）和压脚杯（12），所述第一驱动气缸（11）用于驱动所述压脚杯（12）向所述待加工件提供所述第一压力F₁，所述第一压力F₁为：

其中，n为所述第一驱动气缸（11）的数量，D₁为所述第一驱动气缸（11）的直径，P₁为所述第一驱动气缸（11）内的气压值，G₁为所述压脚杯（12）的重量。

3.根据权利要求1所述的控深铣加工模组，其特征在于，所述长度计组件（2）包括第二驱动气缸（21）和探测组件（22），所述第二驱动气缸（21）用于驱动所述探测组件（22）向所述待加工件提供所述第二压力F₂。

4.根据权利要求3所述的控深铣加工模组，其特征在于，所述探测组件（22）包括长度计（221）、压脚机构（223）和弹簧（224），通过所述弹簧（224）的弹性力间接得到所述长度计（221）通过所述压脚机构（223）在探测时向所述待加工件提供的所述第二压力F₂，所述第二压力F₂为：

其中，k为所述弹簧（224）的弹性系数，L为所述弹簧（224）的压缩量。

5.根据权利要求2所述的控深铣加工模组，其特征在于，所述驱动组件（31）包括第三驱动气缸（311），所述第三驱动气缸（311）的输出端通过连杆（312）连接所述压块（32），所述第三驱动气缸（311）用于驱动所述压块（32）向所述待加工件提供所述第三压力F₃，所述第三压力F₃为：

其中，D₂为所述第三驱动气缸（311）的直径，P₂为所述第三驱动气缸（311）内的气压值，G₂为所述压块（32）和所述连杆（312）的总重量。

6.根据权利要求5所述的控深铣加工模组，其特征在于，调整P1和/或P2的气压值，以使所述待加工件受到的所述第三压力F₃和所述第二压力F₂之和与所述第一压力F₁相平衡。

7.根据权利要求1所述的控深铣加工模组，其特征在于，所述控深铣加工模组还包括底板（4）、主轴安装板（5）和主轴组件（6），所述主轴安装板（5）可升降地设置于所述底板（4）上，所述主轴组件（6）、所述压脚杯组件（1）、所述长度计组件（2）和所述压板机构（3）分别设置于所述主轴安装板（5）上，所述压板机构（3）靠近所述长度计组件（2）设置。

8.根据权利要求7所述的控深铣加工模组，其特征在于，所述压板机构（3）还包括安装支架（33），所述安装支架（33）包括第一支架（331）和第二支架（332），所述第一支架（331）的一端与所述底板（4）连接，所述第一支架（331）的另一端与所述第二支架（332）连接，所述驱动组件（31）设置于所述第二支架（332）上。

9.根据权利要求1-8任一项所述的控深铣加工模组，其特征在于，还包括图像获取装置（7），所述图像获取装置（7）能够运动至所述待加工件的靶点上方，并获取靶点图像信息，所述压板机构（3）位于所述长度计组件（2）和所述图像获取装置（7）之间。

10.一种控深铣加工设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的控深铣加工模组。

11.一种提高控深铣加工精度的探测方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的控深铣加工模组，所述提高控深铣加工精度的探测方法包括以下步骤：

获取所述压脚杯组件（1）在控深铣加工时向所述待加工件提供的所述第一压力F₁的压力值；

控制所述待加工件受到的所述第三压力F₃和所述第二压力F₂之和与所述第一压力F₁相平衡后，所述长度计组件（2）以所述第二压力F₂压制所述待加工件，所述压板机构（3）以所述第三压力F₃压制所述待加工件；

所述长度计组件（2）探测所述待加工件的表面高度。

12.根据权利要求11所述的提高控深铣加工精度的探测方法，其特征在于，还包括以下步骤：所述长度计组件（2）先后探测至少两次在同一位置处的高度值，且在先探测时的所述第三压力F₃与所述第二压力F₂之和小于在后探测时的所述第三压力F₃与所述第二压力F₂之和，直至连续两次探测的高度值相同或差值在误差范围内。

13.一种提高控深铣加工精度的图像获取方法，其特征在于，采用如权利要求9所述的控深铣加工模组，所述提高控深铣加工精度的图像获取方法包括以下步骤：

所述图像获取装置（7）运动至所述待加工件的靶点上方；

获取所述压脚杯组件（1）在控深铣加工时向所述待加工件提供的所述第一压力F₁的压力值，调整所述第三压力F₃以使所述第三压力F₃与所述第一压力F₁的压力值相平衡后，所述压板机构（3）以所述第三压力F₃压制所述待加工件；

所述图像获取装置（7）获取靶点图像信息。

14.根据权利要求13所述的提高控深铣加工精度的图像获取方法，其特征在于，还包括以下步骤：

所述长度计组件（2）先后探测至少两次在同一位置处的高度值，且在先探测时的所述第三压力F₃小于在后探测时的所述第三压力F₃，直至连续两次探测的高度值相同或差值在误差范围内。

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