CN115582673A - 一种超高厚径比微孔加工方法及加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及板材加工技术领域，具体涉及一种超高厚径比微孔加工方法及加工设备，本发明将板材立式装夹，加工设备的第一加工模块和第二加工模块分别位于板材厚度方向的两侧，向加工设备输入预设的加工程序，加工设备根据加工程序中每个坐标点控制第一加工模块和第二加工模块移动对板材进行相同或不同类型的加工。本发明仅需一次装夹定位即可完成板材的加工，作业效率高、加工精度高，不仅可以应对超厚板材的加工，还能同时对板材的两面分别进行不同需求的加工，使用灵活、泛用性强，两个主轴使用同一套定位坐标系，定位过程便捷，减少了定位误差。本发明的两个Z轴滑板采用刚性连接的形式，保证了两个主轴的同轴度，确保加工时的定位精度。

Description

一种超高厚径比微孔加工方法及加工设备

技术领域

本发明涉及多层复合板材加工技术领域，具体涉及一种超高厚径比微孔加工方法及加工设备。

背景技术

随着技术的发展，对材料的综合性能不断提出更高要求。例如碳纤维复合材料(CFRP)、印制电路板(PCB)等其他金属与非金属多层复合材料，其特点都是具有一定的难加工性，而且随着材料的厚度增加，其深孔/槽难加工性也随之提高。印制电路板的高度集成化也是如今发展的一个重要趋势，这就导致了在印制电路板厚度不断增加的情况下，孔径也在缩小，从而出现了超高厚径比的微孔或槽，同时印制电路板的信号传输速度、信号抗干扰能力、信号完整性是实现或制约其发展的重要因素，因此需要用微槽来屏蔽线路间的信号，减少信号的串扰，保证信号的完整性。

在对多层复合板材进行材料去除加工的时候，一般采用较多方式有机械加工和激光加工，但在加工较厚的板材时，这两种方式都具有局限性。目前，应用的印制电路板等多层复合材料的厚度可达10mm，微孔和微槽厚径比高达50，在机械加工方面，微孔和微槽的深度大大超出了现有刀具的有效工作长度，而在激光加工方面，现有的激光工艺对加工超高厚径比微孔和微槽加工时间长，加工深度高，热量在板材表面不断积累容易导致表面烧蚀严重；加工深度过深形成的离焦量不断增大导致孔/槽锥度进一步降低，且孔/槽内产生的熔渣无法及时排出，导致孔/槽内熔渣过多。因此加工超高厚径比微孔/槽只能采用双面加工的方式进行，先对一侧进行加工，再翻面对另一面进行加工。现有加工工艺加工超高厚径比微孔或微槽的精度不高，同时加工过程中需要耗费大量时间在印制电路板的翻面和重新定位上，加工效率低。对于两面具有不同加工需求的印制电路板，进行双面不同类型微孔或微槽加工会耗费更多的时间来进行多次翻面、装夹定位，不仅会导致加工精度受影响，还会进一步降低加工效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种超高厚径比微孔加工方法，以及一种应用前述超高厚径比微孔加工方法的加工设备。

本发明采用如下方案实现：

一种超高厚径比微孔加工方法，以板材的厚度方向平行于水平方向的状态将板材装夹固定于一加工设备的定位夹具上完成定位，加工设备具有第一加工模块和第二加工模块，第一加工模块和第二加工模块分别位于板材厚度方向的两侧，第一加工模块和第二加工模块分别对板材的两面进行材料去除加工；所述材料去除加工包括以下步骤：向加工设备输入预设的加工程序，加工设备根据加工程序中每个坐标点控制第一加工模块和第二加工模块移动对板材进行加工；所述第一加工模块的加工路径和所述第二加工模块的加工路径相同或不同，所述第一加工模块的移动速度和所述第二加工模块的移动速度相同或不同；所述第一加工模块和第二加工模块的加工类型相同或不同，所述加工类型包括钻削加工、铣削加工、激光加工。

进一步的，所述加工方法包括以下步骤：

步骤一，将板材装夹到定位夹具上，通过销钉完成定位；

步骤二，向加工设备的控制系统输入定位信息，以及预设的加工程序；

步骤三，加工设备的控制系统根据定位信息，将销钉所在位置作为定位基准，根据加工程序中每个坐标点对第一加工模块和第二加工模块进行定位；

步骤四，第一加工模块的压力脚和第二加工模块的压力脚分别和板材的两面接触，同时从两侧夹紧板材；

步骤五，加工设备的控制系统根据加工程序控制第一加工模块和/或第二加工模块对板材进行加工；所述定位夹具在一Y轴机构驱动下沿Y轴方向移动，所述第一加工模块在X轴机构、Z轴机构驱动下沿X轴方向和Z轴方向移动，第二加工模块在X轴机构、Z轴机构驱动下沿X轴方向和Z轴方向移动。

进一步的，所述第一加工模块和第二加工模块均设置有压力脚，所述压力脚具有距离检测模块和压力反馈模块；所述步骤五中，第一加工模块的压力脚提供的压力值和第二加工模块的压力脚提供的压力值相等，当压力反馈模块检测到两者的压力值不同时，加工设备的控制系统采取补偿操作，使第一加工模块的压力脚提供的压力值和第二加工模块的压力脚提供的压力值相等。

进一步的，当所述第一加工模块的压力脚和板材表面之间、第二加工模块的压力脚和板材表面之间距离不一致时，加工设备的控制系统调整第一加工模块的压力脚、第二加工模块的压力脚，使两个压力脚同时接触板材表面。

进一步的，所述步骤六中，当板材只进行其中一面的加工时，包括以下步骤：

S1，第一加工模块的压力脚、第二加工模块的压力脚同时接触板材的两侧，并同时提供压力使板材两侧压力平衡；

S2，其中一个加工模块进行加工，另一个加工模块不进行加工；

S3，结束加工，第一加工模块和第二加工模块复位；

S4，第一加工模块和第二加工模块移动到下一坐标点，重复步骤S1-S3。

本发明还提供了一种加工设备，其特征在于，应用前述的超高厚径比微孔加工方法，所述加工设备包括：

底座；

支撑框架，设置于所述底座上；

Y轴机构，设置于所述支撑框架上；

至少一个第一驱动模块，设置于所述底座X轴方向的一侧，第一驱动模块包括第一Z轴机构，与所述第一Z轴机构连接的第一X轴机构；

至少一个第二驱动模块，设置于所述底座X轴方向的另一侧，第二驱动模块包括第二Z轴机构，与所述第二Z轴机构连接的第二X轴机构

第一加工模块，所述第一加工模块设置于所述第一X轴机构上；

第二加工模块，所述第二加工模块设置于所述第二X轴机构上；

定位夹具，所述定位夹具与所述Y轴机构连接，所述定位夹具包括夹具框架，设置于所述夹具框架上侧的固定装夹组件，设置于所述夹具框架上的第三Z轴机构，与所述第三Z轴机构连接的移动装夹组件，所述移动装夹组件位于所述固定装夹组件的下方，且移动装夹组件的位置与所述固定装夹组件对应；所述第一加工模块和第二加工模块均设置有压力脚。

进一步的，所述固定装夹组件包括固定连接件，与所述固定连接件连接的固定夹头，用于驱动固定夹头的第一夹紧气缸；所述移动装夹组件包括与所述夹具框架可移动连接的移动连接件，设置于所述移动连接件上的移动夹头，用于驱动移动夹头的第二夹紧气缸。

进一步的，所述第一Z轴机构和第二Z轴机构均包括立柱，设置于所述立柱上的Z轴导轨，与所述Z轴导轨连接的Z轴滑板，用于驱动所述Z轴滑板移动的Z轴电动丝杠，所述第一Z轴机构的Z轴滑板和所述第二Z轴机构的Z轴滑板通过连接架连接。

进一步的，所述第一X轴机构和第二X轴机构均包括设置于所述Z轴滑板上的X轴导轨，与所述X轴导轨连接的X轴滑板，用于驱动所述X轴滑板移动的X轴电动丝杠，所述第一加工模块设置于所述第一X轴机构的X轴滑板上，所述第二加工模块设置于所述第二X轴机构的X轴滑板上；所述Y轴机构包括设置于所述支撑框架底部的Y轴导轨，设置于所述支撑框架顶部的Y轴电动丝杠，所述夹具框架的顶部与所述Y轴电动丝杠连接，所述夹具框架的底部与所述Y轴导轨连接。

进一步的，所述第一加工模块为高速主轴或激光模块，所述第二加工模块为高速主轴或激光模块。

对比现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明将板材立式装夹，在板材的两侧使用第一加工模块和第二加工模块分别对板材的两面进行加工，仅需一次装夹定位即可完成板材的加工，缩短了作业时间，提高了作业效率，确保了加工精度。

2、本发明不仅可以应对超厚板材的加工，还能同时对板材的两面分别进行不同需求的加工，使用灵活、泛用性强，本发明的两个主轴使用同一套定位坐标系，不仅使定位过程更加便捷，且减少了定位误差，进一步保证了加工精度。

3、本发明通过对压力脚的精准同步控制，实现不同类型加工中的压力需求，保证板材两面的压力平衡。

4、本发明的两个Z轴滑板采用刚性连接的形式，保证了两个主轴的同轴度，确保加工时的定位精度。

5、本发明在加工时板材为立式装夹，排屑角度与重力方向夹角成90°，碎屑更容易排出，改善了排屑困难的情况。

附图说明

图1为本发明提供的一种加工设备实施例3的示意图。

图2为图1中A部放大图。

图3为本发明定位夹具的示意图。

图4为本发明定位夹具的固定装夹组件部分示意图。

图5为本发明实施例4的示意图。

图6为本发明实施例5的示意图。

图中包括有：

底座1、支撑框架11、Y轴机构2、Y轴导轨21、Y轴电动丝杠22、第一Z轴机构3、立柱31、Z轴导轨32、Z轴滑板33、Z轴电动丝杠34、连接架35、第二Z轴机构4、第一X轴机构5、X轴导轨51、X轴滑板52、X轴电动丝杠53、第二X轴机构6、第一加工模块7、压力脚71、第二加工模块8、定位夹具9、夹具框架91、固定装夹组件92、固定连接件921、固定夹头922、第一夹紧气缸923、第三Z轴机构93、移动装夹组件94、移动连接件941、移动夹头942、第二夹紧气缸943。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明，下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1

本发明提供的一种超高厚径比微孔加工方法，以板材的厚度方向平行于水平方向的状态将板材装夹固定于一加工设备的定位夹具上完成定位，加工设备具有第一加工模块和第二加工模块，第一加工模块和第二加工模块分别位于板材厚度方向的两侧，第一加工模块和第二加工模块分别对板材的两面进行钻铣加工；所述钻铣加工包括以下步骤：向加工设备输入预设的加工程序，加工设备根据加工程序中每个坐标点控制第一加工模块和第二加工模块移动对板材进行加工。加工程序中包括加工坐标、路径、主轴转速、刀具种类等加工参数。由于板材两面是垂直于水平面，排屑角度与重力方向夹角成90°，碎屑更容易排出，且压力脚配备有吸尘装置，第一加工模块和第二加工模块在加工的过程中，产生的碎屑可以快速地被吸尘装置吸走，方便排屑。

所述第一加工模块的加工路径和所述第二加工模块的加工路径相同或不同，所述第一加工模块和第二加工模块的转速相同或不同，所述第一加工模块和第二加工模块的加工类型相同或不同，所述加工类型包括钻削加工和铣削加工。

具体地说，第一加工模块和第二加工模块可以设置相同的转速进行通孔/槽、盲孔/槽的加工。第一加工模块和第二加工模块也可设置不同的转速进行板材两侧不同种类的加工，此处的不同种类，包括不同类型加工，也包括相同类型加工中不同加工要求，比如一侧是进行通孔加工，另一侧进行盲孔加工，或者其中一侧进行孔加工，另一侧进行槽加工。本发明的加工方法可以根据板材两侧具体的加工需求灵活调节，设置不同的加工程序来完成不同类型的加工，比如板材双面相同位置或不同位置的盲孔/槽加工、板材双面相同位置或不同位置的通孔/槽加工、板材双面不同位置的不同需求加工(其中一面为孔，另一面为槽)。具体地说，本方法能根据实际加工需求实现单面钻削、铣削、对钻、对铣以及钻铣复合的加工。

本实施例中，第一加工模块和第二加工模块采用高速主轴，高速主轴的转速范围为0～300krpm，在加工时可根据钻削加工或铣削加工进行对应设置。对于钻削加工，可根据钻针大小设置主轴转速，0.3mm以下的微孔钻削所需要的转速比0.3mm以上的孔所需的转速要高，如：0.1mm微孔转速设置为135krpm，0.5mm微孔转速设置为120krpm，具体情况根据实际加工情况进行调整。对于铣削加工，可根据铣刀大小设置主轴转速，铣刀尺寸越小所需的转速越高，如：0.8mm微槽的铣削转速设置为48krpm，0.4mm微槽的铣削转速设置为80krpm，具体情况根据实际加工情况进行调整。

所述加工方法包括以下步骤：

步骤一，将板材装夹到定位夹具上，通过销钉完成定位，具体地说，板材在装夹到定位夹具之前预先加工出定位孔，在装夹到定位夹具时打上销钉进行定位；

步骤二，向加工设备的控制系统输入定位信息，以及预设的加工程序；

步骤三，加工设备的控制系统根据定位信息捕捉销钉所在的位置，也即定位孔作为定位基准，根据加工程序中每个坐标点对第一加工模块和第二加工模块进行定位；

步骤四，第一加工模块和/或第二加工模块从刀库中取用刀具；

步骤五，第一加工模块的压力脚和第二加工模块的压力脚分别和板材的两面接触，同时从两侧夹紧板材；

步骤六，加工设备的控制系统根据加工程序控制第一加工模块和/或第二加工模块对板材进行加工；

所述定位夹具在一Y轴机构驱动下沿Y轴方向移动，所述第一加工模块在X轴机构、Z轴机构驱动下沿X轴方向和Z轴方向移动，第二加工模块在X轴机构、Z轴机构驱动下沿X轴方向和Z轴方向移动。板材在装夹到定位夹具上完成定位之后，无需进行拆卸、重复装夹，即可实现两面的加工，大大减少了作业时间，提高了效率。

所述步骤六中，当所述第一加工模块和第二加工模块的加工类型相同时，第一加工模块和第二加工模块的进给速度可以相同，也可以不同，当所述第一加工模块和第二加工模块的加工类型不同时，第一加工模块和第二加工模块的进给速度可以相同，也可以不同。具体地说，第一加工模块/第二加工模块的进给速度根据实际孔/槽加工的情况设置。针对板材两侧相同的盲孔/槽加工需求时，两侧的高速电主轴装夹刀具后可同时进行加工。针对超厚板材通孔/槽加工时(超厚板材加工时只用一侧的刀具无法加工透)，两侧的高速电主轴装夹刀具先后进行入钻钻削/铣削加工，保证把孔/槽加工透同时避免两侧刀具加工过程中碰撞。

所述第一加工模块和第二加工模块均设置有压力脚，所述压力脚具有距离检测模块和压力反馈模块；所述步骤五中，第一加工模块的压力脚提供的压力值和第二加工模块的压力脚提供的压力值相等，当压力反馈模块检测到两者的压力值不同时，加工设备的控制系统采取补偿操作，使第一加工模块的压力脚提供的压力值和第二加工模块的压力脚提供的压力值相等。具体地说，在进给运动进行过程中，第一加工模块的压力脚、第二加工模块的压力脚均由控制系统中独立的压力模块进行控制，压力控制模块为力脚提供精准的压力控制，根据不同板厚设置的不同压力，使两侧压力脚同时对装夹定位好的板材施加相同的压力，保证板材加工时两侧力的平衡和板材的局部平整且不损伤工件板材，再进行入钻钻削加工。对于3mm及以下的板材采用100N的压力脚压力值，以保证两侧加工区域的平衡。对于超厚板材(如：8mm)，压力脚的压力参数需要设置得更大，以保证板材立式装夹后，板材本身的翘曲能通过所设置的更大的压力值使其保持加工区域的局部平整。当然，针对不同的板厚，可根据实际加工需求对两侧压力脚的压力值进行调整测试，找到最合适的压力参数。

当所述第一加工模块的压力脚和板材表面之间、第二加工模块的压力脚和板材表面之间距离不一致时，加工设备的控制系统调整第一加工模块的压力脚、第二加工模块的压力脚，使两个压力脚同时接触板材表面。

所述步骤六中，当板材只进行其中一面的加工时，包括以下步骤：

S1，第一加工模块的压力脚、第二加工模块的压力脚同时接触板材的两侧，并同时提供压力使板材两侧压力平衡；

S2，其中一个加工模块进行加工，另一个加工模块不进行加工；

S3，结束加工，第一加工模块和第二加工模块复位；

S4，第一加工模块和第二加工模块移动到下一坐标点，重复步骤S1-S3。

实施例2

本实施例中，第一加工模块和第二加工模块均采用了激光模块。在进行加工前，两侧的激光模块先自动对焦至板面，准备进行激光加工。在控制系统中设置好激光模块的能量等加工参数后，系统控制激光模块进行模块预热运动。

激光模块提供的能量范围为0～20w，可根据加工方式分为脉冲加工或设定加工路径加工进行设置。当采用脉冲加工的方式时，可根据加工孔径大小设置激光模块加工方式，0.05mm以下的微孔所需要的能量比0.05mm以上的孔所需的能量要小，如：0.03mm微孔能量设置为1.5w，0.07mm微孔转速设置为2w，具体情况根据实际加工情况进行调整。当采用设定加工路径加工的方式，可根据加工路径长度设置激光模块能量，加工路径越长所需的能量越高，如：0.8mm微槽的铣削能量设置为6w，0.4mm微槽的铣削能量设置为3w，具体情况根据实际加工情况进行调整。

本实施例中，两侧的激光模块可设置相同的能量进行通孔/槽、盲孔/槽的加工，也可以设置不同的能量进行板材两侧不同种类的加工。在加工时，激光模块可设置相同的扫描速度，以应对板材两侧同类型的孔/槽加工需求，也可设置不相同的扫描速度，以应对板材两侧不同类型的孔/槽加工需求，操作灵活。扫描速度根据实际孔/槽加工的情况进行适应性设置。与实施例1中一样，本实施例的方案亦可只进行一侧加工。

除此之外对于压力脚的压力、加工模块和板材之间的距离等其他方面的控制和实施例1中相同，在此不再做累赘叙述。

当然，除了本实施例以及实施例1中列举的方式之外，亦可将其中一个加工模块设置为高速主轴，另一个加工模块设置为激光模块。

实施例3

参照图1至图4，本发明还提供了一种加工设备，应用前述的超高厚径比微孔加工方法，所述加工设备包括：底座1、支撑框架11、第一驱动模块、第二驱动模块、Y轴机构2、第一加工模块7、第二加工模块8和定位夹具9。其中：支撑框架11，设置于所述底座1上；Y轴机构2，设置于所述支撑框架11上；第一驱动模块，设置于所述底座X轴方向的一侧，包括第一Z轴机构3，与所述第一Z轴机构连接的第一X轴机构5；第二驱动模块，设置于所述底座X轴方向的另一侧，包括第二Z轴机构4，与所述第二Z轴机构连接的第二X轴机构6；第一加工模块7，所述第一加工模块7设置于所述第一X轴机构5上；第二加工模块8，所述第二加工模块8设置于所述第二X轴机构6上；定位夹具9，所述定位夹具9与所述Y轴机构2连接。支撑框架11为一矩形框架，定位夹具9连接在支撑框架11内。所述第一加工模块7和第二加工模块8均设置有压力脚71。

所述定位夹具9包括夹具框架91，设置于所述夹具框架91上侧的固定装夹组件92，设置于所述夹具框架91上的第三Z轴机构93，与所述第三Z轴机构93连接的移动装夹组件94，所述移动装夹组件94位于所述固定装夹组件92的下方，且移动装夹组件94的位置与所述固定装夹组件92对应。夹具框架91为矩形框架，固定装夹组件92设置在夹具框架91的上侧边框，移动装夹组件94与夹具框架91的左右两侧边框可移动连接。固定装夹组件92和移动装夹组件94均设置有销钉孔，在夹紧板材之后可以使用销钉进行定位。

所述固定装夹组件92包括固定连接件921，与所述固定连接件921连接的固定夹头922，用于驱动固定夹头922的第一夹紧气缸923。所述移动装夹组件94包括与所述夹具框架91可移动连接的移动连接件941，设置于所述移动连接件941上的移动夹头942，用于驱动移动夹头942的第二夹紧气缸943。第三Z轴机构93具体包括设置在夹具框架91其中一侧边框的第三Z轴导轨32，以及设置在夹具框架91相对的另一侧边框的驱动气缸，移动连接件941和第三Z轴导轨32连接，在驱动气缸可驱动移动连接件941沿Z轴方向移动，从而调整移动装夹组件94和固定装夹组件92之间的距离，以适应不同规格的板材，当然在具体实施时，也可使用电动丝杠来驱动移动装夹组件94。在装夹过程中，先将板材的下端放入移动夹头942夹紧，随后调整移动装夹组件94到达预定位置，使得板材的上端放入固定夹头922夹紧，最后采用销钉完成定位。

所述第一Z轴机构3和第二Z轴机构4均包括立柱31，设置于所述立柱31上的Z轴导轨32，与所述Z轴导轨32连接的Z轴滑板33，用于驱动所述Z轴滑板33移动的Z轴电动丝杠34，所述第一Z轴机构3的Z轴滑板33和所述第二Z轴机构4的Z轴滑板33通过连接架35连接。本实施例中，连接架35为“凵”形，可以绕过支撑框架11。由于第一Z轴机构3的Z轴滑板33、第二Z轴机构4的Z轴滑板33采用刚性连接的形式，保证了第一加工模块7和第二加工模块8的机械同轴度，保证加工精度。另外第一X轴机构5、第二X轴机构6、第一Z轴机构3、第二Z轴机构4、Y轴机构2均具有距离检测功能，能实时检测主轴的位置，并通过加工设备的控制系统向用户反馈，进一步确保加工精度。

所述第一X轴机构5和第二X轴机构6均包括设置于所述Z轴滑板33上的X轴导轨51，与所述X轴导轨51连接的X轴滑板52，用于驱动所述X轴滑板52移动的X轴电动丝杠53，所述第一加工模块7设置于所述第一X轴机构5的X轴滑板52上，所述第二加工模块8设置于所述第二X轴机构6的X轴滑板52上。第一Z轴机构3和第一X轴机构5配合，可以驱动第一加工模块7实现X轴方向和Z轴方向的移动，同理第二Z轴机构4和第二X轴机构6的配合，可以驱动第二加工模块8实现X轴方向和Z轴方向的移动。

所述Y轴机构2包括设置于所述支撑框架11底部的Y轴导轨21，设置于所述支撑框架11顶部的Y轴电动丝杠22，所述夹具框架91的顶部与所述Y轴电动丝杠22连接，所述夹具框架91的底部与所述Y轴导轨21连接。具体地说，夹具框架91的上侧边框和Y轴电动丝杠22连接，夹具框架91的下侧边框和Y轴导轨21连接。在加工过程中，Y轴机构2可驱动定位夹具9在Y轴方向上移动，而第一加工模块7和第二加工模块8均可实现X轴、Z轴方向移动，也即整体构成了三轴移动，第一加工模块7和第二加工模块8可灵活移动到需要加工的位置。在加工设备的控制系统执行加工程序时，Y轴机构2驱动定位夹具9移动，同时第一Z轴机构3驱动第一加工模块7移动，第二Z轴机构4驱动第二加工模块8移动，最终定位到加工所需的Y、Z轴坐标点，准备进行加工。

在具体作业时，本加工设备可以按前述的方法进行加工。在加工前先根据所要加工的板材类型、加工需求预先设置好加工程序，在加工时，将板材装夹到定位夹具9上，通过固定夹持组件和移动夹持组件的销钉孔进行定位操作，在定位结束后，向加工设备的控制系统输入定位信息和预设的加工程序，加工设备根据定位信息，控制第一X轴机构5、Y轴机构2、第一Z轴机构3对第一加工模块7进行定位(第二加工模块8也是同理)，在定位结束后，第一加工模块7和第二加工模块8从刀库中取用对应的刀具，并通过刀具检测功能检测刀具的状态，准备进给加工。第一加工模块7和第二加工模块8根据加工程序开始转动，在各个移动机构的配合下，对板材进行相应的加工。在加工结束后，第一加工模块7和第二加工模块8复位，此时可以取下加工好的板材，更换新的板材进行下一次加工。

实施例4

参照图5，本实施例中，第一加工模块和第二加工模块采用了激光模块，使用激光模块进行加工时，加工的具体控制可参照实施例2，其余部分机构的动作方式可参照实施例1或实施例3进行。本实施例中，采用两个激光模块进行双面加工可以大幅降低单侧的加工时间及加工深度，避免出现烧蚀损坏板材和熔渣过多等问题。

实施例5

参照图6，本实施例中第一驱动机构和第二驱动机构均设置有两个，两个第一驱动机构成一定间隔设置在底座1的一侧，两个第二驱动机构成相同间隔设置在底座的另一侧。相对应的，第一加工模块7、第二加工模块8各设置有两个，也即一共具有四个加工模块。定义相对应的第一加工模块7和第二加工模块8为一组，其中的一组采用了高速主轴(也即图中靠近右下侧的两个加工模块)，另一组采用了激光模块(也即图中靠近左上侧的两个加工模块)。对于两组加工模块的加工控制可以参照前述的实施例。本实施例可以实现机械、激光的交替加工，以达到双工位加工的效果，在一次装夹中完成所有的加工需求，使加工效率最大化。

本发明将板材立式装夹，在板材的两侧使用第一加工模块7和第二加工模块8分别对板材的两面进行加工，仅需一次装夹定位即可完成板材的加工，缩短了作业时间，提高了作业效率。本发明不仅可以应对超厚板材的加工，还能同时对板材的两面分别进行不同需求的加工，使用灵活、泛用性强，本发明的两个主轴使用同一套定位坐标系，不仅使定位过程更加便捷，且减少了定位误差，保证了加工精度。本发明通过对压力脚71的精准同步控制，实现不同类型加工中的压力需求，保证板材两面的压力平衡。本发明的两个Z轴滑板33采用刚性连接的形式，保证了两个主轴的同轴度，确保加工时的定位精度。本发明在加工时板材为立式装夹，排屑角度与重力方向夹角成90°，碎屑更容易排出，改善了排屑困难的情况。

在本发明的描述中，需要理解的是，指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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化，是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种超高厚径比微孔加工方法，其特征在于，以板材的厚度方向平行于水平方向的状态将板材装夹固定于一加工设备的定位夹具上完成定位，加工设备具有第一加工模块和第二加工模块，第一加工模块和第二加工模块分别位于板材厚度方向的两侧，第一加工模块和第二加工模块分别对板材的两面进行材料去除加工；所述材料去除加工包括以下步骤：向加工设备输入预设的加工程序，加工设备根据加工程序中每个坐标点控制第一加工模块和第二加工模块移动对板材进行加工；所述第一加工模块的加工路径和所述第二加工模块的加工路径相同或不同，所述第一加工模块的移动速度和所述第二加工模块的移动速度相同或不同；所述第一加工模块和第二加工模块的加工类型相同或不同，所述加工类型包括钻削加工、铣削加工、激光加工。

2.根据权利要求1所述的超高厚径比微孔加工方法，其特征在于，所述加工方法包括以下步骤：

步骤一，将板材装夹到定位夹具上，通过销钉完成定位；

步骤二，向加工设备的控制系统输入定位信息，以及预设的加工程序；

步骤三，加工设备的控制系统根据定位信息，将销钉所在位置作为定位基准，根据加工程序中每个坐标点对第一加工模块和第二加工模块进行定位；

步骤四，第一加工模块的压力脚和第二加工模块的压力脚分别和板材的两面接触，同时从两侧夹紧板材；

步骤五，加工设备的控制系统根据加工程序控制第一加工模块和/或第二加工模块对板材进行加工；所述定位夹具在一Y轴机构驱动下沿Y轴方向移动，所述第一加工模块在X轴机构、Z轴机构驱动下沿X轴方向和Z轴方向移动，第二加工模块在X轴机构、Z轴机构驱动下沿X轴方向和Z轴方向移动。

3.根据权利要求2所述的超高厚径比微孔加工方法，其特征在于，所述第一加工模块和第二加工模块均设置有压力脚，所述压力脚具有距离检测模块和压力反馈模块；所述步骤五中，第一加工模块的压力脚提供的压力值和第二加工模块的压力脚提供的压力值相等，当压力反馈模块检测到两者的压力值不同时，加工设备的控制系统采取补偿操作，使第一加工模块的压力脚提供的压力值和第二加工模块的压力脚提供的压力值相等。

4.根据权利要求3所述的超高厚径比微孔加工方法，其特征在于，当所述第一加工模块的压力脚和板材表面之间、第二加工模块的压力脚和板材表面之间距离不一致时，加工设备的控制系统调整第一加工模块的压力脚、第二加工模块的压力脚，使两个压力脚同时接触板材表面。

5.根据权利要求3所述的超高厚径比微孔加工方法，其特征在于，所述步骤六中，当板材只进行其中一面的加工时，包括以下步骤：

S1，第一加工模块的压力脚、第二加工模块的压力脚同时接触板材的两侧，并同时提供压力使板材两侧压力平衡；

S2，其中一个加工进行加工，另一个加工模块不进行加工；

S3，结束加工，第一加工模块和第二加工模块复位；

S4，第一加工模块和第二加工模块移动到下一坐标点，重复步骤S1-S3。

6.一种加工设备，其特征在于，应用权利要求1-5任一所述的超高厚径比微孔加工方法，所述加工设备包括：

底座；

支撑框架，设置于所述底座上；

Y轴机构，设置于所述支撑框架上；

至少一个第一驱动模块，设置于所述底座X轴方向的一侧，第一驱动模块包括第一Z轴机构，与所述第一Z轴机构连接的第一X轴机构；

至少一个第二驱动模块，设置于所述底座X轴方向的另一侧，第二驱动模块包括第二Z轴机构，与所述第二Z轴机构连接的第二X轴机构

第一加工模块，所述第一加工模块设置于所述第一X轴机构上；

第二加工模块，所述第二加工模块设置于所述第二X轴机构上；定位夹具，所述定位夹具与所述Y轴机构连接，所述定位夹具包括夹具框架，设置于所述夹具框架上侧的固定装夹组件，设置于所述夹具框架上的第三Z轴机构，与所述第三Z轴机构连接的移动装夹组件，所述移动装夹组件位于所述固定装夹组件的下方，且移动装夹组件的位置与所述固定装夹组件对应；所述第一加工模块和第二加工模块均设置有压力脚。

7.根据权利要求6所述的超高厚径比微孔加工设备，其特征在于，所述固定装夹组件包括固定连接件，与所述固定连接件连接的固定夹头，用于驱动固定夹头的第一夹紧气缸；所述移动装夹组件包括与所述夹具框架可移动连接的移动连接件，设置于所述移动连接件上的移动夹头，用于驱动移动夹头的第二夹紧气缸。

8.根据权利要求7所述的超高厚径比微孔加工设备，其特征在于，所述第一Z轴机构和第二Z轴机构均包括立柱，设置于所述立柱上的Z轴导轨，与所述Z轴导轨连接的Z轴滑板，用于驱动所述Z轴滑板移动的Z轴电动丝杠，所述第一Z轴机构的Z轴滑板和所述第二Z轴机构的Z轴滑板通过连接架连接。

9.根据权利要求8所述的超高厚径比微孔加工设备，其特征在于，所述第一X轴机构和第二X轴机构均包括设置于所述Z轴滑板上的X轴导轨，与所述X轴导轨连接的X轴滑板，用于驱动所述X轴滑板移动的X轴电动丝杠，所述第一加工模块设置于所述第一X轴机构的X轴滑板上，所述第二加工模块设置于所述第二X轴机构的X轴滑板上；所述Y轴机构包括设置于所述支撑框架底部的Y轴导轨，设置于所述支撑框架顶部的Y轴电动丝杠，所述夹具框架的顶部与所述Y轴电动丝杠连接，所述夹具框架的底部与所述Y轴导轨连接。

10.根据权利要求6所述的超高厚径比微孔加工设备，其特征在于，所述第一加工模块为高速主轴或激光模块，所述第二加工模块为高速主轴或激光模块。

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