CN114173477A - 一种电路板钻孔加工方法及设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电路板钻孔加工方法及设备，该电路板钻孔加工方法包括：获取到电路板的厚径比，其中，厚径比为电路板厚度与待钻孔的孔径之比；基于所述厚径比确定与所述电路板匹配的钻孔方式；根据所述钻孔方式对所述电路板进行钻孔加工。通过上述方式，本申请通过对不同厚径比的待钻孔选用不同的钻孔组合方式，能够在电路板上加工形成不同厚径比的通孔，提升高厚径比通孔孔位精度和钻孔精度，同时提高钻孔效率和减小资源浪费。

Description

一种电路板钻孔加工方法及设备

技术领域

本申请涉及电路板加工领域，特别是涉及一种电路板钻孔加工方法及设备。

背景技术

随着电子产品功能集成化，PCB等电路板结构朝更高密度趋势发展，通孔结构也朝更高厚径比发展，通孔分布密度越来越高，通孔孔位精度不符现象越明显。

目前，通过在分步钻穿电路板之前采用机械预钻方式能够一定程度上缓解高厚径比钻通孔偏位的问题，但该方法的预钻仍采用机械钻方式，在孔数爆发增长的电路板加工中，该预钻很大程度上浪费产能，且机械预钻仅通过采用短刃钻头以增加入钻孔位精度，其孔位精度仍存在较大的改善空间。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种电路板钻孔加工方法及设备，根据电路板待钻孔的厚径比的不同采用不同的钻孔方式，提高电路板的钻孔精度和通孔孔位精度、提高钻孔效率并减小浪费。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种电路板钻孔加工方法，包括：获取到电路板的厚径比，其中，厚径比为电路板厚度与待钻孔的孔径之比；基于厚径比确定与电路板匹配的钻孔方式；通过钻孔方式对电路板进行钻孔加工。

其中，获取到电路板的厚径比的步骤具体包括：采集电路板的特征数据，其中，特征数据包括电路板厚度以及待钻孔的孔径；利用电路板厚度以及待钻孔的孔径计算得到厚径比。

其中，获取到电路板的厚径比的步骤包括：获取到电路板的信息码；扫描信息码得到电路板的厚径比。

其中，如果厚径比小于第一预设值，钻孔方式包括在电路板第一侧进行激光预钻和机械钻穿；如果厚径比大于等于第一预设值，且小于第二预设值，钻孔方式包括在电路板第一侧进行机械预钻，在电路板第二侧进行激光预钻和机械钻穿；如果厚径比大于等于第二预设值，小于第三预设值，钻孔方式包括在电路板第一侧进行机械预钻，在电路板第二侧进行激光预钻、机械预钻和机械钻穿；如果厚径比大于等于第三预设值，钻孔方式包括在电路板第一侧进行激光预钻和机械预钻，在电路板第二侧进行激光预钻、机械预钻和机械钻穿。

其中，第一预设值在[10,15)范围内，第二预设值在[15,25)范围内，第三预设值在[25,50]范围内。

其中，如果厚径比大于等于第一预设值，且小于第二预设值，根据钻孔方式对电路板进行钻孔加工的步骤包括：在电路板的第一侧的预设位置通过机械预钻形成第一预钻孔，第一预钻孔孔径小于所述待钻孔孔径；在电路板的第二侧对应预设位置的位置通过激光预钻形成第二预钻孔，第二预钻孔孔径小于等于待钻孔孔径；基于第二预钻孔的开口位置，通过机械钻孔方式分步钻穿电路板形成待钻孔。

其中，如果厚径比大于等于第二预设值，小于第三预设值，根据钻孔方式对电路板进行钻孔加工的步骤包括：在电路板的第一侧的预设位置通过机械预钻形成第三预钻孔，第三预钻孔孔径小于所述待钻孔孔径；在电路板的第二侧对应预设位置的位置通过激光预钻形成第四预钻孔；基于第四预钻孔的开口位置，通过机械预钻形成第五预钻孔，第五预钻孔与第四预钻孔轴线重合；基于第五预钻孔的开口位置，通过机械钻孔方式分步钻穿电路板形成待钻孔；其中，第四预钻孔孔径小于等于第五预钻孔孔径，第五预钻孔孔径小于等于待钻孔孔径。

其中，如果厚径比大于等于第三预设值，根据钻孔方式对电路板进行钻孔加工的步骤包括：在电路板的第一侧的预设位置通过激光预钻形成第六预钻孔；基于第六预钻孔的开口位置，通过机械预钻形成第七预钻孔，第七预钻孔与第六预钻孔轴线重合；在电路板的第二侧对应预设位置的位置通过激光预钻形成第八预钻孔；基于第八预钻孔的开口位置，通过机械预钻形成第九预钻孔，第九预钻孔与第八预钻孔轴线重合；基于第九预钻孔的开口位置，通过机械钻孔方式分步钻穿电路板形成待钻孔；

其中，第六预钻孔孔径小于等于第七预钻孔，第七预钻孔孔径小于待钻孔孔径；第八预钻孔孔径小于等于第九预钻孔孔径，第九预钻孔孔径小于等于待钻孔孔径。

为了解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种电路板钻孔加工设备，包括：控制装置、转工平台、钻孔装置；控制装置根据待钻孔厚径比确定与电路板匹配的钻孔方式，控制转工平台和钻孔装置，对电路板进行钻孔加工；转工平台包括进出料工位、机械钻工位、激光钻工位；钻孔装置包括激光钻孔装置、机械钻孔装置；电路板在进出料工位上夹装固定至转工平台上，转工平台移至机械钻工位或激光钻工位，以实现电路板钻孔加工方法。

其中，在电路板第一侧进行钻孔之后和电路板第二侧进行钻孔前进行翻转，翻转在进出料工位上进行。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：本申请中对厚径比小和厚径比大的待钻孔采用不同的钻孔组合方式，对于厚径比较小的待钻孔匹配相对简单的钻孔组合方式就可以保证通孔孔位精度，避免资源浪费。对于厚径比相对大的待钻孔，选用相对复杂的钻孔组合方式，通过多次预钻方式的结合提高了高厚径比通孔的孔位精度。本申请通过对不同厚径比的待钻孔选用不同的钻孔组合方式，能够在电路板上加工形成不同厚径比的通孔，提升高厚径比通孔孔位精度，同时提高钻孔效率和减小资源浪费。

附图说明

图1是本申请电路板钻孔加工方法一实施方式的流程示意图；

图2是本申请电路板钻孔加工方法另一实施方式的流程示意图；

图3图2步骤23的一具体实施方式的流程示意图；

图4a-图4c是图2步骤23的一具体实施方式的电路板结构变化示意图；

图5是图2步骤23的另一具体实施方式的流程示意图；

图6a-图6d图2步骤23的另一具体实施方式的电路板结构变化示意图；

图7是图2步骤23的另一具体实施方式的流程示意图；

图8a-图8e是图2步骤23的另一具体实施方式的电路板结构变化示意图；

图9是本申请电路板钻孔加工设备一实施方式的结构示意图；

图10是图9中转工平台的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，本文中使用的术语“包括”、“包含”或者其他任何变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请提供了一种电路板钻孔加工方法及设备，根据厚径比的不同采用不同的钻孔方式，从而在电路板上形成不同厚径比的通孔，且提高电路板的钻孔精度和通孔孔位精度、提高钻孔效率并减小浪费。

下面结合附图和实施方式对本申请进行详细说明。

请参阅图1，图1是本申请电路板钻孔加工方法一实施方式的流程示意图，在本实施方式中，所述方法包括：

S11：获取到电路板的厚径比，其中，厚径比为电路板厚度与待钻孔的孔径之比。

其中，电路板厚径比的获取，可以通过采集电路板的特征数据获取。电路板的特征数据包括电路板的厚度和电路板上各个待钻孔的孔径，还可以包括各个待钻孔的坐标位置信息。通过电路板厚度以及各个待钻孔的孔径计算得到各个待钻孔的厚径比。

另一种实施方式中，电路板厚径比的获取，可以通过获取到电路板的信息码，扫描信息码得到电路板的厚径比。其中，电路板的信息码可以为标记字符、条形码或二维码等标识信息，每块电路板具有特定且唯一的信息码，用于追溯对应电路板的相关信息，包括电路板的生产厂家信息、产品类别、产品详情、产线信息、原料信息等基础信息，还可以包括电路板的特征数据。使用能够识别并读取信息码的设备，如读码器，对信息码进行扫描，就可以获取电路板的相关信息。其中，电路板的相关信息可以包括电路板各个待钻孔厚径比，也可以包括电路板板厚和各个待钻孔孔径，通过计算得到各个待钻孔的厚径比。通过识别如二维码等信息码获取电路板的厚径比，方便快捷，节省了获取厚径比的时间，提高了加工整体效率。

S12：基于厚径比确定与电路板匹配的钻孔方式。

在本实施方式中，获取了电路板上各个待钻孔的厚径比后，判断各个厚径比所属的区间范围，根据各个区间范围确定各个厚径比对应的钻孔组合方式。其中，钻孔组合方式为预钻与钻穿的组合。

其中，预钻方式可以为机械预钻或激光预钻的任一种或两种的组合方式。激光预钻具有加工成本低、速度快、加工效率高的特点，且激光预钻孔可以对机械钻孔入钻时起到导向作用，避免机械钻头入钻打滑而导致钻孔的孔位精度不够。且使用激光预钻消除了机械钻孔时由于钻头轴向摆动导致的runout误差(钻孔设备钻孔时机械设备对于程序预定钻孔位置的偏移量)，其孔位精度比机械预钻高。激光预钻效率是机械预钻效率的50倍以上，使用激光预钻能够提高加工效率、减小浪费。但激光加工能力有限，过深的激光预钻孔加工难度大且孔的品质可能不佳，因此激光预钻孔的深度不宜过深。机械预钻虽然效率没有激光预钻高，但激光预钻的钻孔深度相比激光预钻较大。根据电路板不同厚径比钻孔的需求不同，可以根据激光钻孔与机械钻孔的特点，选择这两种不同的预钻方式，或者结合两者的特点，对两种预钻方式进行组合，在保证钻孔精度和孔位精度的同时，又能提高钻孔效率和降低加工成本。

其中，钻穿可以为机械分步钻穿的方式，机械分步钻穿的具体方案根据待钻孔电路板的具体情况进行确认，需要考虑如板厚等因素。且随着钻孔的孔深逐渐加深，可能存在切屑排出困难情况，因此电路板厚度是机械分步钻孔需要重点考虑的因素。分步钻穿可以采用周期性退出钻头，可以采用短时的中断进给，以便折断切屑，防止堵塞，有助于避免切屑在孔底持续挤压。

S13：根据钻孔方式对电路板进行钻孔加工。

根据待钻孔厚径比确认钻孔方式，调用出对应的加工程序和孔径孔位坐标程序，对待钻孔按照匹配的钻孔方式进行预钻孔操作和钻孔操作。

本实施方式中，电路板可以通过转工平台移动至各个工位以对电路板进行对应钻孔加工操作。转工平台可以包括进出料工位、机械钻工位、激光钻工位，还可以包括翻转工位，也可以在进出料工位进行翻转，即进出料工位与翻转工位为同一工位。机械钻工位可以为一个，进行机械预钻与机械分步钻穿，也可以有两个机械钻工位，其中一个工位进行机械预钻，一个工位进行机械分步钻穿。

对厚径比小和厚径比大的待钻孔采用不同的钻孔组合方式，对于厚径比较小的待钻孔匹配相对简单的钻孔组合方式就可以保证通孔孔位精度，避免资源浪费。对于厚径比相对大的待钻孔，选用相对复杂的钻孔组合方式，通过多次预钻方式的结合提高了高厚径比通孔的孔位精度。本申请通过对不同厚径比的待钻孔选用不同的钻孔组合方式，充分利用激光预钻与机械预钻的各自的特点，能够在电路板上加工形成不同厚径比的通孔，提升高厚径比通孔孔位精度，提高钻孔加工效率，同时减小资源浪费和降低加工成本。

请参阅图2，图2是本申请电路板钻孔加工方法另一实施方式的流程示意图，在本实施方式中，所述方法包括：

S21：获取到电路板的厚径比，其中，厚径比为电路板厚度与待钻孔的孔径之比。

本实施方式中，可以通过电路板上特有的二维码获取到电路板的厚径比。

S22：如果厚径比小于第一预设值，钻孔方式包括在电路板第一侧进行激光预钻和机械钻穿；如果厚径比大于等于第一预设值，且小于第二预设值，钻孔方式包括在电路板第一侧进行机械预钻，在电路板第二侧进行激光预钻和机械钻穿；如果厚径比大于等于第二预设值，小于第三预设值，钻孔方式包括在电路板第一侧进行机械预钻，在电路板第二侧进行激光预钻、机械预钻和机械钻穿；如果厚径比大于等于第三预设值，钻孔方式包括在电路板第一侧进行激光预钻和机械预钻，在电路板第二侧进行激光预钻、机械预钻和机械钻穿。

其中，第一预设值小于第二预设值，第二预设值小于第三预设值。可选的，第一预设值在[10,15)范围内，第二预设值在[15,25)范围内，第三预设值在[25,50]范围内。优选的，第一预设值为12，第二预设值为20，第三预设值为35。

S23：根据钻孔方式对电路板进行钻孔加工。

本实施方式中，确定钻孔方式后，根据钻孔方式对应的钻孔步骤对电路板进行钻孔加工。

厚径比小于第一预设值时，根据钻孔方式对电路板进行钻孔加工步骤包括：通过在电路板一侧进行激光预钻，形成一个导向孔，机械钻头根据激光导向孔，进行分步钻穿。激光预钻与机械分步钻穿的组合钻孔方式，能够加工出孔位精度高的通孔，且加工效率高、加工成本低。考虑到激光加工能力有限，激光预钻的深度不宜过深，一般控制在0.05～0.5mm较佳，过深的激光预钻孔加工难度大且孔的品质可能不佳。激光预钻孔的孔径小于或等于待钻孔孔径，优选小于待钻孔孔径，机械分步钻穿时，能够对激光预钻孔进行再次加工，提高孔的加工质量。

厚径比大于等于第一预设值且小于第二预设值时，根据钻孔方式对电路板进行钻孔加工步骤请参阅图3和图4a-图4c，图3是图2步骤23的一具体实施方式的流程示意图，图4a-图4c是图2步骤23的一具体实施方式的电路板结构变化示意图，具体包括：

S31：电路板的第一侧的预设位置通过机械预钻形成第一预钻孔，第一预钻孔孔径小于待钻孔孔径。

结合图4a：在电路板的第一侧A的预设位置通过机械预钻形成第一预钻孔41，第一预钻孔41的孔径小于待钻孔孔径。

S32：在电路板的第二侧对应预设位置的位置通过激光预钻形成第二预钻孔，第二预钻孔孔径小于等于待钻孔孔径。

结合图4b：在电路板的第二侧B对应预设位置的位置通过激光预钻形成第二预钻孔42，第二预钻孔42的孔径小于等于待钻孔孔径。

S33：基于第二预钻孔的开口位置，通过机械钻孔方式分步钻穿电路板形成待钻孔。

结合图4c：基于第二预钻孔42的开口位置，通过机械钻孔方式分步钻穿电路板形成待钻孔43。

为了保证孔位精度和钻孔的品质，随着厚径比的增大，在电路板第一侧A增加了机械预钻。机械预钻可以形成较深的第一预钻孔41，在机械分步钻穿时，第一预钻孔41能够起到一个反向引导的作用，减小机械分步钻穿的钻孔偏向，提高孔位精度。在电路板第二侧B进行分步钻穿时，钻至与第一侧A的第一预钻孔41开始重合时，相当于对第一预钻孔41进行扩孔，导向性好，减小切削量，减轻排屑压力，切削更稳定，提高了孔的加工质量和生产效率。机械预钻形成的第一预钻孔41的孔径要小于待钻孔43的孔径，是因为机械分步钻穿是从电路板第二侧开始向第一侧钻穿，如果第一侧A的机械预钻孔41的孔径与待钻孔43的孔径一样，第一侧的机械预钻孔41孔位稍有偏差，就会导致最终形成的通孔质量不佳，在靠近电路板第一侧A孔的形状与预期不符。一般情况下，机械预钻孔的深度要大于0.5mm，小于1/2板厚，具体还需要根据板厚及钻头等确定，能够起到较好的导向作用的同时能够避免机械预钻孔过深导致钻头偏离中心。

在电路板第二侧B进行激光预钻，形成第二预钻孔42，对机械钻孔入钻时起到导向作用，避免机械钻头入钻打滑而导致钻孔的孔位精度不够。第二预钻孔42的孔径小于或等于待钻孔43的孔径，在小于待钻孔43的孔径，机械分步钻穿能够对激光预钻孔进行再次加工，提高孔的加工质量。考虑到激光加工能力有限，过深的激光预钻孔加工难度大且孔的品质可能不佳，因此，激光预钻的深度不宜过深，一般控制在0.05～0.5mm较佳。

通过机械反面预钻、激光正面预钻与机械正面分步钻穿的组合钻孔方式，在厚径比加大时能够加工出孔位精度高的通孔，且加工效率高、加工成本低。

厚径比大于等于第二预设值，小于第三预设值，根据钻孔方式对电路板进行钻孔加工步骤请参阅图5和图6a-图6d，图5是图2步骤23的另一具体实施方式的流程示意图，图6a-图6d是图2步骤23的另一具体实施方式的电路板结构变化示意图，具体包括：

S51：在电路板的第一侧的预设位置通过机械预钻形成第三预钻孔，其中，第三预钻孔孔径小于待钻孔孔径。

结合图6a：在电路板的第一侧A的预设位置通过机械预钻形成第三预钻孔61，其中，第三预钻孔孔径小于待钻孔孔径。

S52：在电路板的第二侧对应预设位置的位置通过激光预钻形成第四预钻孔。

结合图6b：在电路板的第二侧B对应预设位置的位置通过激光预钻形成第四预钻孔62。

S53：基于第四预钻孔的开口位置，通过机械预钻形成第五预钻孔，第五预钻孔与第四预钻孔轴线重合。

结合图6c：基于第四预钻孔62的开口位置，通过机械预钻形成第五预钻孔63，第五预钻孔与第四预钻孔轴线重合。

S54：基于第五预钻孔的开口位置，通过机械钻孔方式分步钻穿电路板形成待钻孔。

结合图6d：基于第五预钻孔63的开口位置，通过机械钻孔方式分步钻穿电路板形成待钻孔64；其中，第四预钻孔孔径小于等于第五预钻孔孔径，第五预钻孔孔径小于等于待钻孔孔径。

为了保证孔位精度和钻孔的品质，随着厚径比的增大，在电路板第一侧A进行机械预钻，机械预钻可以形成较深的第三预钻孔61，在机械分步钻穿时，第三预钻孔61能够起到一个反向引导的作用，减小机械分步钻穿的钻孔偏向，提高孔位精度。在电路板第二侧B开始进行分步钻穿，钻至与第三预钻孔61重合的部分时，相当于对第三预钻孔61进行扩孔，减小切削量，减轻排屑压力，切削更稳定，提高了孔的加工质量和生产效率。机械预钻形成的第三预钻孔61的孔径要小于待钻孔孔径，是因为机械分步钻穿是从电路板第二侧B开始向第一侧A钻穿，如果第一侧A的机械预钻孔61的孔径与待钻孔孔径一样，第一侧A的机械预钻孔孔位稍有偏差或机械分步钻穿时稍有偏离中心，就会导致最终形成的通孔质量不佳，在靠近电路板第一侧孔的形状与预期不符。一般情况下，机械预钻孔的深度要大于0.5mm，小于1/2板厚，具体还需要根据板厚及钻头等确定，能够起到较好的导向作用的同时能够避免机械预钻孔过深导致钻头偏离中心。

在电路板第二侧B进行激光预钻，形成第四预钻孔62，对机械预钻入钻时起到导向作用，避免机械钻头入钻打滑而导致钻孔的孔位精度不够。在第四预钻孔62的开口位置，通过机械预钻形成第五预钻孔63。第五预钻孔63与第四预钻孔62轴线重合，保证两孔中心一致。在厚径比较大时，电路板第二侧面B增加机械预钻，能够减小机械分步钻穿的压力，在电路板第二侧B开始进行分步钻穿时，与第五预钻孔63重合的部分，相当于对第五预钻孔63进行扩孔，减小切削量，减轻排屑压力，切削更稳定，提高了孔的加工质量和生产效率。第四预钻孔62的孔径小于或等于第五预钻孔63的孔径，第五预钻孔63的孔径小于等于待钻孔64的孔径。由于第五预钻孔63的开口位置为机械分步钻穿入钻的一侧，机械分步钻穿入钻时钻孔的精度较好，随着钻孔的越深，偏离中心的可能性更大，因此第五钻孔63的孔径可以与待钻孔孔径相等，而第三预钻孔61的孔径要小于待钻孔孔径，以保证形成的通孔孔位精度高。考虑到激光加工能力有限，过深的激光预钻孔加工难度大且孔的品质可能不佳，因此，第四预钻孔62的深度不宜过深，一般控制在0.05～0.5mm较佳。一般情况下，机械预钻孔的深度要大于0.5mm，小于1/2板厚，第五预钻孔63的深度还要考虑板厚、钻头、第三预钻孔的深度第等因素，起到较好的导向作用的同时能够避免机械预钻孔过深导致钻头偏离中心。

通过机械反面预钻、激光正面预钻、机械正面预钻与机械正面分步钻穿的组合钻孔方式，在厚径比较大时能够加工出孔位精度高的通孔，且加工效率高、加工成本低。

厚径比大于等于第三预设值，根据钻孔方式对电路板进行钻孔加工步骤请参阅图7和图8a-图8e，图7是图2步骤23的另一具体实施方式的流程示意图，图8a-图8e是图2步骤23的另一具体实施方式的电路板结构变化示意图，具体包括：

S71：在电路板的第一侧的预设位置通过激光预钻形成第六预钻孔。

图8a：A侧即为电路板的第一侧，形成第六预钻孔81。第六预钻孔81沿钻孔中轴线的截面呈倒梯型，可以趋近于倒三角形，对后续钻孔引导作用更佳，可以更好保证后续钻孔孔位精度。激光预钻孔的开口处孔径大，后续机械钻头更容易入孔，对机械钻头的引导作用更好，随着越往下孔径越小，对机械钻头的引导作用更好，可以更好的限制和纠正机械钻孔的中心偏离。第六预钻孔81的孔径小于预钻孔孔径，深度较小。激光预钻孔的深度不宜过深，一般控制在0.05～0.5mm较佳，主要是考虑到激光加工能力有限，过深的激光预钻孔加工难度大且孔的品质可能不佳。且第六预钻孔81使用激光预钻消除了机械钻孔时由于钻头轴向摆动导致的runout误差(钻孔设备钻孔时机械设备对于程序预定钻孔位置的偏移量)，其孔位精度比机械预钻高。激光预钻可以使用CO₂、UV等激光设备进行。

S72：基于第六预钻孔的开口位置，通过机械预钻形成第七预钻孔，第七预钻孔与第六预钻孔轴线重合。

结合图8b：在第六预钻孔81的引导作用下，机械预钻可以形成孔位精度高且深度较大的第七预钻孔82，可以用短刃钻头进行机械预钻。其中第七预钻孔82的孔径大于等于第六预钻孔81的孔径，且小于待钻孔孔径，可以比待钻孔孔径小0.05～0.15mm。机械预钻形成的第七预钻孔82的孔径要小于待钻孔孔径，是因为机械分步钻穿是从电路板第二侧B开始向第一侧A逐步钻穿，如果第一侧的机械预钻孔的孔径与待钻孔孔径一样，第一侧的机械预钻孔孔位稍有偏差或机械分步钻穿时稍有偏离中心，就会导致最终形成的通孔质量不佳，在靠近电路板第一侧孔的形状与预期不符。第七预钻孔82的深度大于第六预钻孔81的深度。机械预钻孔的深度一般大于0.5mm，小于3/5板厚，如可以为2mm或1/2板厚，具体还需要根据板厚及钻头等因素综合考虑确定，既要对后续钻孔起到较好的导向作用也要避免机械预钻孔过深导致钻头偏离中心，从而影响钻孔精度。

S73：在电路板的第二侧对应预设位置的位置通过激光预钻形成第八预钻孔。

结合图8c：B侧为电路板的第二侧，与电路板第一侧A分别为电路板的两侧。在对电路板第一侧A进行钻孔结束后和电路板第一侧B进行钻孔前，可以对电路板进行翻面操作。第八预钻孔83沿钻孔中轴线的截面呈倒梯型，可以趋近于倒三角形，对后续钻孔引导作用更佳，可以更好保证后续钻孔孔位精度。激光预钻孔的开口处孔径大，后续机械钻头更容易入孔，对机械钻头的引导作用更好，随着越往下孔径越小，对机械钻头的引导作用更好，可以更好的限制和纠正机械钻孔的中心偏离。第八预钻孔83的孔径小于待钻孔孔径，也可以等于待钻孔孔径，深度较小。激光预钻孔的深度不宜过深，一般控制在0.05～0.5mm较佳，主要是考虑到激光加工能力有限，过深的激光预钻孔加工难度大且孔的品质可能不佳。且第八预钻孔83使用激光预钻消除了机械钻孔时由于钻头轴向摆动导致的runout误差(钻孔设备钻孔时机械设备对于程序预定钻孔位置的偏移量)，其孔位精度比机械预钻高。激光预钻可以使用CO₂、UV等激光设备进行。

S74：基于第八预钻孔的开口位置，通过机械预钻形成第九预钻孔，第九预钻孔与第八预钻孔轴线重合。

结合图8d：第九预钻孔84孔径大于等于第八预钻孔83，小于等于待钻孔孔径，在孔壁质量要求较高时宜等于待钻孔孔径。由于第九预钻孔84的开口位置为机械分步钻穿入钻的一侧，机械分步钻穿入钻时钻孔的精度较好，随着钻孔的越深，偏离中心的可能性更大，因此第九钻孔84的孔径可以与待钻孔孔径相等。机械预钻孔的深度一般大于0.5mm，小于1/2板厚，如可以为3mm或1/3板厚，具体还需要根据板厚及钻头等因素综合考虑确定，既要对后续钻孔起到较好的导向作用也要避免机械预钻孔过深导致钻头偏离中心，从而影响钻孔精度。第九预钻孔84对机械分步钻穿起到正面引导作用，提高孔位精度。机械预钻可以使用短刃钻头进行。

S75：基于第九预钻孔的开口位置，通过机械钻孔方式分步钻穿电路板形成待钻孔。

结合图8e：在第九预钻孔84的正面引导下和第七预钻孔82的反面引导作用下，分步钻穿电路板，形成待钻孔85。分步钻穿的分布步数可以根据板厚进行调整，可以使用长刃钻头进行机械钻孔。

为了保证孔位精度和钻孔的品质，随着厚径比的增大，在电路板第一侧A进行机械预钻的深度要增加，为了保证机械钻孔的孔位精度，通过在机械预钻之前进行激光预钻形成第六预钻孔81，对机械预钻入钻时起到导向作用，避免机械钻头入钻打滑而导致钻孔的孔位精度不够。在第六预钻孔81的引导作用下，机械预钻可以形成孔位精度高且深度较大的第七预钻孔82。在机械分步钻穿时，第七预钻孔82能够起到一个反向引导的作用，减小机械分步钻穿的钻孔偏向，提高孔位精度。在电路板第二侧B开始进行分步钻穿，钻至与第七预钻孔82重合的部分时，相当于对第七预钻孔82进行扩孔，减小切削量，减轻排屑压力，切削更稳定，提高了孔的加工质量和生产效率。在电路板第二侧B进行激光预钻，形成第八预钻孔83，对机械预钻入钻时起到导向作用，避免机械钻头入钻打滑而导致钻孔的孔位精度不够。在第八预钻孔83的开口位置，通过机械预钻形成第九预钻孔84。第九预钻孔84与第八预钻孔83轴线重合，保证两孔中心一致。在厚径比较大时，电路板第二侧面B增加机械预钻，能够减小机械分步钻穿的压力，从电路板第二侧B开始进行分步钻穿时，与第九预钻孔84重合的部分，相当于对第九预钻孔84进行扩孔，减小切削量，减轻排屑压力，切削更稳定，减小孔位偏离，提高了孔的加工质量和生产效率。通过激光反面预钻、机械反面预钻、激光正面预钻、机械正面预钻与机械正面分步钻穿的组合钻孔方式，在厚径比大时能够加工出孔位精度高的通孔，且加工效率高、加工成本低。

本实施方式中，电路板可以通过转工平台移动至各个工位以对电路板进行对应钻孔加工操作。转工平台可以包括进出料工位、机械钻工位、激光钻工位，还可以包括翻转工位，也可以在进出料工位进行翻转，即进出料工位与翻转工位为同一工位。机械钻工位可以为一个，进行机械预钻与机械分步钻穿，也可以有两个机械钻工位，其中一个工位进行机械预钻，一个工位进行机械分步钻穿。

根据匹配的钻孔方式结合各孔径孔位坐标程序，输出激光、机械预钻及钻穿加工程序，同时输出转工及板材翻面所需程序，按照程序对各个待钻孔进行钻孔操作。

在电路板移至机械钻工位和激光钻工位执行加工程序前，可以采用CCD(Charge-Coupled Device，电荷耦合器件，又称图像传感器)抓取电路板四角靶标定位孔，对板材位置进行精准定位。

在电路板第一侧进行钻孔之后和电路板第二侧进行钻孔前进行翻转操作，翻面坐标转换可由系统直接转换，翻面后需要重新进行定位。

在一个具体实施方式中，钻孔加工步骤包括：机械手将PCB板(Printed CircuitBoard，印制电路板)放置在板材装夹板上，卡板销向中心移动，对PCB进行初步定位，开启真空吸附，使PCB贴紧台面，配合卡板销使PCB固定；板材装夹板带动PCB板移至激光预钻、机械预钻对应工位，激光钻孔装置或机械钻孔装置按照匹配的钻孔程序对PCB第一侧进行激光预钻或机械预钻操作。PCB板回到进出料工位，机械手将PCB板进行翻面并置于板材装夹板重新进行定位，其中翻面坐标转换可由系统直接转换，板材装夹板带动PCB板移至激光预钻或机械预钻，激光钻孔装置或机械钻孔装置按照匹配的钻孔程序对PCB第二侧进行激光预钻或机械预钻操作。最后PCB板转动至机械钻孔对应工位，进行分步钻穿形成待钻通孔。

在电路板上有多个待钻孔，且存在多个不同的孔径时，可以首先确定最小孔径匹配的钻孔方式。因为厚径比为电路板厚度与待钻孔的孔径之比，在同一块电路板上，厚度是相同的，那么这块电路板上厚径比最大的待钻孔就是孔径最小的待钻孔。厚径比最大的待钻孔所匹配的钻孔方式相对也最复杂，加工步骤最多。首先确定该电路板上最大厚径比最大的孔加工所需调用的加工程序数量以及对应转工翻面程序，调用的加工程序适用于最复杂的钻孔方式，也就能够包含此电路板上其他厚径比相对小(孔径相对较大)的待钻孔加工所需的步骤。整块电路板按照最复杂的程序进行钻孔操作时，厚径比相对小的孔对应的钻孔方式不需要的步骤就不进行操作。按照电路板上最大厚径比的钻孔方式调用加工程序和对应转工翻面程序，只需一次调用即可满足电路板上所有待钻孔所需的步骤。

比如，若电路板上待钻孔包括孔A和孔B和孔C，孔C的厚径比最大，大于等于第三预设值，对应的钻孔方式是：电路板第一侧进行激光预钻和机械预钻，在所述电路板第二侧进行激光预钻、机械预钻和机械钻穿。按照孔C的钻孔方式调用钻孔程序、转工翻面程序。其中孔A的厚径比小于第一预设值，对应的钻孔方式是：电路板第二侧进行激光预钻和机械钻穿。孔B的厚径比大于等于第一预设值，且小于第二预设值，对应的钻孔方式是：电路板第一侧进行机械预钻，在所述电路板第二侧进行激光预钻和机械钻穿。电路板进行钻孔操作时，先对电路板第一侧进行激光预钻对需要进行第一侧激光预钻的待钻孔进行钻孔操作，而孔B和孔C对应的钻孔方式不需要进行第一侧激光钻孔，则不对孔B和孔C进行第一侧激光钻孔操作。

请参阅图9，图9是本申请电路板钻孔加工设备一实施方式的结构示意图。电路板钻孔加工设备包括：控制装置10、转工平台20、钻孔装置30。控制装置根据待钻孔厚径比与述厚径比相匹配的加工方式，控制转工平台和钻孔装置，对所述电路板进行钻孔加工。

请参阅图10，图10是图9中转工平台的结构示意图。

转工平台20包括进出料工位210、激光钻工位220、机械钻工位230和机械钻工位240，进出料工位210位于转工平台20的中心，激光钻工位220、机械钻工位230和机械钻工位240分别围绕进出料工位210设置。其中，两个机械钻工位230和240分别进行机械预钻和机械分步钻孔。

进出料工位210上设置有板材装夹板211、卡销板212、真空吸盘213。电路板置于进出料工位上的板材装夹板211上，卡销板212向中心移动，在沿装夹板平面对电路板进行初步定位。真空吸盘213开启真空吸附，使电路板紧贴台面，在垂直于装夹板平面方向对电路板进行初步定位。

夹装固定的电路板随板材装夹板211移至激光钻工位220、机械钻工位230或机械钻工位240，按照钻孔方式对应的钻孔程序进行对应的电路板钻孔加工。

钻孔装置包括激光钻孔装置、机械钻孔装置。机械钻孔设备可以包括2组，分别进行机械预钻与机械分步钻穿。

在电路板第一侧进行钻孔之后和电路板第二侧进行钻孔前进行翻转，翻转在进出料工位上进行。

电路板钻孔加工设备中还可以包括CCD传感器，在电路板移至机械钻工位和激光钻工位执行加工程序前，通过CCD抓取电路板四角靶标定位孔，对板材位置进行精准定位。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电路板钻孔加工方法，其特征在于，所述电路板钻孔加工方法包括：

获取到所述电路板的厚径比，其中，所述厚径比为所述电路板厚度与待钻孔的孔径之比；

基于所述厚径比确定与所述电路板匹配的钻孔方式；

根据所述钻孔方式对所述电路板进行钻孔加工。

2.根据权利要求1所述的电路板钻孔加工方法，其特征在于，所述获取到所述电路板的厚径比的步骤具体包括：

采集所述电路板的特征数据，其中，所述特征数据包括所述电路板厚度以及所述待钻孔的孔径；

利用所述电路板厚度以及所述待钻孔的孔径计算得到所述厚径比。

3.根据权利要求1或2所述的电路板钻孔加工方法，其特征在于，所述获取到所述电路板的厚径比的步骤包括：

获取到所述电路板的信息码；

扫描所述信息码得到所述电路板的厚径比。

4.根据权利要求1所述的电路板钻孔加工方法，其特征在于，所述基于所述厚径比确定与所述电路板匹配的钻孔方式的步骤包括：

如果所述厚径比小于第一预设值，所述钻孔方式包括在所述电路板第一侧进行激光预钻和机械钻穿；

如果所述厚径比大于等于第一预设值，且小于第二预设值，所述钻孔方式包括在所述电路板第一侧进行机械预钻，在所述电路板第二侧进行激光预钻和机械钻穿；

如果所述厚径比大于等于第二预设值，小于第三预设值，所述钻孔方式包括在所述电路板第一侧进行机械预钻，在所述电路板第二侧进行激光预钻、机械预钻和机械钻穿；

如果所述厚径比大于等于第三预设值，所述钻孔方式包括在所述电路板第一侧进行激光预钻和机械预钻，在所述电路板第二侧进行激光预钻、机械预钻和机械钻穿。

5.根据权利要求4所述的电路板钻孔加工方法，其特征在于，所述第一预设值在[10,15)范围内，所述第二预设值在[15,25)范围内，所述第三预设值在[25,50]范围内。

6.根据权利要求4或5所述的电路板钻孔加工方法，其特征在于，如果所述厚径比大于等于第一预设值，且小于第二预设值，所述根据所述钻孔方式对所述电路板进行钻孔加工的步骤包括：

在所述电路板的第一侧的预设位置通过机械预钻形成第一预钻孔，所述第一预钻孔孔径小于所述待钻孔孔径；

在所述电路板的第二侧对应所述预设位置的位置通过激光预钻形成第二预钻孔，所述第二预钻孔孔径小于等于所述待钻孔孔径；

基于所述第二预钻孔的开口位置，通过机械钻孔方式分步钻穿所述电路板形成所述待钻孔。

7.根据权利要求4或5所述的电路板钻孔加工方法，其特征在于，如果所述厚径比大于等于第二预设值，小于第三预设值，所述根据所述钻孔方式对所述电路板进行钻孔加工的步骤包括：

在所述电路板的第一侧的预设位置通过机械预钻形成第三预钻孔，所述第三预钻孔孔径小于所述待钻孔孔径；

在所述电路板的第二侧对应所述预设位置的位置通过激光预钻形成第四预钻孔；

基于所述第四预钻孔的开口位置，通过机械预钻形成第五预钻孔，所述第五预钻孔与所述第四预钻孔轴线重合；

基于所述第五预钻孔的开口位置，通过机械钻孔方式分步钻穿所述电路板形成所述待钻孔；

其中，所述第四预钻孔孔径小于等于所述第五预钻孔孔径，所述第五预钻孔孔径小于等于所述待钻孔孔径。

8.根据权利要求4或5所述的电路板钻孔加工方法，其特征在于，如果所述厚径比大于等于第三预设值，所述根据所述钻孔方式对所述电路板进行钻孔加工的步骤包括：

在所述电路板的第一侧的预设位置通过激光预钻形成第六预钻孔；

基于所述第六预钻孔的开口位置，通过机械预钻形成第七预钻孔，所述第七预钻孔与所述第六预钻孔轴线重合；

在所述电路板的第二侧对应所述预设位置的位置通过激光预钻形成第八预钻孔；

基于所述第八预钻孔的开口位置，通过机械预钻形成第九预钻孔，所述第九预钻孔与所述第八预钻孔轴线重合；

基于所述第九预钻孔的开口位置，通过机械钻孔方式分步钻穿所述电路板形成所述待钻孔；

其中，所述第六预钻孔孔径小于等于第七预钻孔，所述第七预钻孔孔径小于所述待钻孔孔径；所述第八预钻孔孔径小于等于第九预钻孔孔径，所述第九预钻孔孔径小于等于所述待钻孔孔径。

9.一种电路板钻孔加工设备，其特征在于，所述电路板钻孔加工设备包括：控制装置、转工平台、钻孔装置；

所述控制装置根据待钻孔厚径比与所述厚径比相匹配的加工方式，控制所述转工平台和所述钻孔装置，对所述电路板进行钻孔加工；

所述转工平台包括进出料工位、机械钻工位、激光钻工位；

所述钻孔装置包括激光钻孔装置、机械钻孔装置；

所述电路板在所述进出料工位上夹装固定至所述转工平台上，所述转工平台移至所述机械钻工位或激光钻工位，以实现如权利要求1-8任一项所述的电路板钻孔加工方法。

10.根据权利要求9所述的电路板钻孔加工设备，其特征在于，在所述电路板第一侧进行钻孔之后和所述电路板第二侧进行钻孔前进行翻转，所述翻转在所述进出料工位上进行。

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