CN1272129C - Pc板钻孔专用钻头的钻刃自动检测方法 - Google Patents
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Abstract
PC板钻孔专用钻头的钻刃自动检测方法，主要在一加工转台双侧配置进料区与排料区，并在转台的环周分别设置取钻区、校正区、检测区以及卸钻区，进料区摆置满载待检测的钻头的钻盒，排料区摆置有等待收集已测钻完毕的钻头的空钻盒，通过由影像视觉器(CCD)截取钻刃的刀刃影像面积，以作为判别钻刃为良品或不良品的依据，经由电脑资料库的比对后，再利用夹钻机构的灵活运作特性，以缩短取钻、卸钻动作所需的时间，并收集排整钻头良品与不良品于钻盒内，通过此缩短工作人员巡顾设备与回收钻头的作业时间，使本发明PC板钻孔专用钻头的钻刃自动检测方法能够简易被实施。
Description
技术领域
本发明涉及一种PC板(电脑主板)钻孔专用钻头的钻刃自动检测方法，特别是为了检测PC板钻孔专用钻头的钻刃精准度而设计，并提供了自动送钻、校正、测钻以及良品与不良品的卸钻收集与排料等连贯式的自动化制作过程。
背景技术
在市面上所见的PC板的制作过程中，除了要印制一层或多层导电膜来构成电路布局之外，尚且必须在PC板适当位置处钻设导电孔，以备电镀导电金属，使指定PC板层位间的导电膜得以连通成导电回路，亦或是在PC板适当位置处钻设电子元件的插置孔，使电子元件能被插设并焊置于PC板的电路上，构成PC板上的电子控制回路。
然而，以现阶段产业技术而言，在进行PC板的钻孔加工时，因每一单位板体上所需钻孔数量极多，且钻孔进刀深度不一，故皆采用电脑自动设定抓钻并自动进刀镗钻加工的设备(以下简称钻孔设备)，来进行PC板钻孔加工作业，且为利于钻孔设备在取钻进行镗钻板体时的镗钻精度得以获得有效控制，故钻头的钻刃的精准度必需控制在一定水准之内。
已知的测钻方式，是利用人工的方式进行取钻及卸钻作业，并利用工具显微镜观察钻刃的刀刃影像面积，再由人工视觉判断，以检测出钻头的钻刃为良品或不良品。
一般的不良品钻刃影像是可分为九大类，图11a为钻刃内弧的影像、图11b为钻刃外弧的影像、图11c为钻刃缺角的影像、图11d为钻刃大头的影像、图11e为钻刃小头的影像、图11f为钻刃偏心的影像、图11g为钻刃大小面的影像、图11h为钻心分开的影像、图11I为钻心重叠的影像。
虽然利用人工的方式进行取钻、卸钻及测钻的作业，一样能够辨别出钻刃的良品与不良品，但却极容易因为人为疏失，而错认钻刃的良品与不良品，进而无法有效控制钻刃的品质，故有其需要加强改善的地方，且利用人工的方式进行取钻、卸钻及测钻的作业，过于浪费人力资源不符合经济效益。
发明内容
本发明的主要目的是提供PC板钻孔专用钻头的钻刃自动检测方法，该方法是特别为了检测PC板钻孔专用钻头的钻刃精准度，并提供了自动送钻、校正、测钻以及良品与不良品的卸钻收集与排料等连贯式的自动化制程。
为达上述的目的，本发明一种PC板钻孔专用钻头的钻刃自动检测方法，主要是在一加工转台双侧配置进料区与排料区，并在转台的环周分别设置取钻区、校正区、检测区以及卸钻区，进料区摆置容载有多个钻头的钻盒，排料区摆置有等待收集良品与不良品的空钻盒，其特征在于：将容载有多个钻头的钻盒摆置于进料区，并步进移载至取钻区，将钻盒中的多个钻头，通过由夹钻机构陆续插置于具有定隔转动能力的加工转台上；
利用具有定隔转动能力的加工转台，使各钻头皆能依续进入校正区，利用装置在侧面的影像视觉器预设钻刃尖部的基准高度值h，并测量钻刃尖部的实际初始高度h’，经PLC控制器运算取得误差值X(X＝h-h’)，并辅助控制微动推钻器运作，用以修正补偿误差值X；
再将已校正的钻头移载至检测区，利用上方影像视觉器辨视钻刃面积的良品与不良品；
再移载至卸钻区利用夹钻机构排料，并依照良品与不良品分别收置于排料区的良品与不良品的空钻盒内，完成PC板钻孔专用钻头的钻刃的自动检测运作。
本发明的特征还在于：所述影像视觉器预设钻刃尖部的基准高度值，是指影像视觉器辨识刀刃影像面积的良品与不良品的对焦距离。
所述钻盒是设置于承载基座上，可根据需要更换钻盒的形式。
所述校正区内的影像视觉器，是可利用红外线代替。
校正区上方是可设置另一影像视觉器，待钻刃被侧面的影像视觉器校正至定位后，直接利用上方设置的影像视觉器再进行刀刃的影像面积的检测。
由此可知，本发明乃采用有后述几项技术特点方案来实现的：
1、在加工转台双侧设置进料区与排料区，并在转台的周边分别设置取钻区、校正区、检测区及卸钻区，以构成一具有自动送钻、校正、测钻以及良品与不良品的卸钻收集与排料等制程效益的自动化机具。
2、在进料区以及排料区中采用步进方式带动钻盒进行进、排料的运作，可有效控制钻盒内钻头被取钻以及置钻时的位移精度。
3、在加工转台上等间设置簧性准座，并于各准座上设置置钻孔，且置钻孔侧部设有弹簧滚珠顶持，有助于精准控制取钻及卸钻动作时的稳定性。
4、在加工转台周边设置取钻区，使取钻区位处于校正区与卸钻区之间，且取钻区并与进料区相连接，以将未测钻的钻头的钻刃，陆续自进料区的钻盒内精确夹移至取钻区的准座上摆放，以进行自动测钻作业。
5、在加工转台周边设置校正区，是由推钻器以及影像视觉器(CCD)所组成，预先设定一基准钻刃高度h，利用影像视觉器(CCD)取得实际钻刃高度h′与基准钻刃高度的差距X，经PLC控制器将此差距X转换成脉波以驱动控制推钻器的步进马达，以补偿修正差距X，使钻头能在预设基准钻刃高度。
6、在加工转台周边设置检测区，使检测区位处于校正区与卸钻区之间，并利用影像视觉器(CCD)记录已校正的钻刃的刀刃影像面积，以进行影像比对，通过以判别钻头为良品或不良品。
7、在加工转台周边设置卸钻区，并使卸钻区位于取钻区与检测区之间，主要是将测钻完成的钻头，陆续自卸钻区内的准座上拔除，并依照良品或不良品分别收集，使即将要定格转动进入取钻区内的准座上，能预先腾出取钻空位，以利重复实施上述取钻区的取钻运作。
8、利用夹钻机构分别设置于取钻区与卸钻区，借夹钻机构的灵活运作特性，以缩短取钻、卸钻动作所需的时间，并收集排整钻头良品与不良品于钻盒内，由此缩短工作人员巡顾设备与回收钻头的作业时间。
下面将列举实施图例并详加说明本发明及其运用的方式如下。
附图说明
图1：是揭示本发明PC板钻孔专用钻头的钻刃自动检测机立体图；
图2：是揭示本发明的取钻区及进料区的夹钻机构的作业动态示意图；
图3：是揭示本发明的工作区域示意图；
图4：是揭示本发明的校正区的推钻作业动态示意图；
图5：是揭示本发明的校正区的作业流程示意图；
图6：是揭示本发明的检测区的上视图；
图7：是揭示本发明的检测区的作业动态示意图；
图8：是揭示本发明的卸钻区的卸钻、排料作业动态示意图；
图9：是揭示本发明的检测区及卸钻区的作业流程示意图；
图10：是本发明的标准钻头立体图；
图11：是揭示本发明所截取的标准钻刃影像图；
图11a：是揭示钻刃不良品的钻刃内弧的影像；
图11b：是揭示钻刃不良品的钻刃外弧的影像；
图11c：是揭示钻刃不良品的钻刃缺角的影像；
图11d：是揭示钻刃不良品的钻刃大头的影像；
图11e：是揭示钻刃不良品的钻刃小头的影像；
图11f：是揭示钻刃不良品的钻刃偏心的影像；
图11g：是揭示钻刃不良品的钻心大小面的影像；
图11h：是揭示钻刃不良品的钻心分开的影像；
图11i：是揭示钻刃不良品的钻心重叠的影像；
图12：是揭示本发明的校正及检测工作区域合并的示意图；
图13：是揭示本发明的校正区及检测区作业合并的动态示意图。
具体实施方式
请参阅图1所示，是揭示一种PC板钻孔专用钻头的钻刃自动检测方法，主要在一加工转台2双侧配置进料区21与排料区22，并在转台2的环周分别设置取钻区4、校正区5、检测区6以及卸钻区7；其中：
该进料区21与排料区22利用步进马达配合滚珠导螺杆23作动，使钻盒11能够步进移载至取钻区4，且该进料区21是与取钻区相4连接，该排料区22是与卸钻区7相连接，并于滚珠导螺杆23上均设有可吸附钻盒11的承载基座111(如图2所示)。
该取钻区4内是具有一夹钻机构40(如图2所示)，主要是通过由滚珠导螺杆带动一夹钻气压缸，且夹钻气压缸的缸杆上设有气压驱动的夹钻爪41所组成，该夹钻爪41是可接受滚珠导螺杆的往复带动，进而产生往复位移运作。
该工作转台2具有定格步进转动的能力(如图3所示)，转台2上等间设有附具簧性的准座3，准座3的端部设有置钻孔31，置钻孔31侧部设有弹簧滚珠32顶持(如图4所示)，使转台2及准座3上的置钻孔31在供取钻及卸钻时，具备簧性抗震的稳定性。
在进料及取钻运作时，进料区21的滚珠导螺杆23上必须摆置有载置钻头1的钻盒11(如图2所示)，利用步进马达配合滚珠导螺杆23动作，使钻盒11能够步进移载至取钻区4，钻盒11上各只整齐间列的纵向及横向钻头1，能依续对应夹钻机构40中的夹钻爪41，驱动夹钻爪41下移夹取钻头1上挺，然后移载钻头1至取钻区4内的定格转动而至的准座3的置钻孔31中定距插置钻头，使钻体10于置钻孔31内并被弹簧滚珠32顶持定位，完成进料取钻的区段作业。
当准座3定格转动至校正区5时，使钻针12位处于影像视觉器(CCD)52内(如图5所示)，此时便可预先利用PLC控制器命令影像视觉器52自行预设基准高度值h，并利用影像视觉器(CCD)检知实际初始高度值h′，让PLC控制器去比对计算二者间的误差值X(X＝h-h′)，经PLC控制器将此误差值X转换成脉波以驱动控制推钻器51的步进马达512，以补偿修正误差值X，使钻针的尖部能符合预设基准高度值。
该检测区6是设置于加工转台3周边的校正区5与卸钻区7之间(如图3所示)，检测区6内设有影像视觉器(CCD)61(如图6、7所示)，当定格载移至检测区6的钻头1，利用影像视觉器61记录已校正的钻头1上钻针12的刀刃影像面积S1、S2，并命令PLC控制器进行比对，以辨别钻头1为良品或不良品，完成测钻的区段作业。
该卸钻区7是设置于加工转台2周边的检测区6与取钻区4之间，且卸钻区7并与排料区22相连接(如图3所示)；该卸钻区7是与取钻区4相同设有另一夹钻机构70，主要是利用滚珠导螺杆带动一夹钻气压缸，且夹钻气压缸的缸杆上设有气压驱动的夹钻爪71所组成(如图8所示)；该夹钻爪71是可接受滚珠导螺杆的往复带动，进而产生往复位移运作，呈可夹钻位移并插钻摆置的往复连动位移形态。
上述属「良品」的钻头1，是会通过准座3定格移载至卸钻区7，并在准座3上接受夹钻机构70中夹钻爪71的下移夹取钻头1并上挺运作，然后移载该钻头1至良品排料区中，利用滚珠导螺杆的定格步进移载空钻盒11，使钻头1良品能陆续插置于空钻盒11上的纵向及横向置钻槽位中，以完成钻头1良品卸钻排料的区段作业(如图9所示)。
上述属「不良品」的钻头1，通过准座3定格移载至卸钻区7，并在准座3上接受夹钻机构70中夹钻爪71的下移夹取钻头1并上挺运作，然后移载该钻头1至不良品排料区22中，通过由滚珠导螺杆的定格步进移载空钻盒11，使钻头1不良品能陆续插置于空钻盒11上的纵向及横向置钻槽位中，以完成钻头1不良品卸钻排料的区段作业(如图9的示)。
一般钻头辨别良品与不良品，是通过由影像视觉器对钻头的钻刃进行截取刀刃影像面积的作业，再通过由电脑进行影像比对的作业，以检测出的钻刃为良品或不良品，如图10、11所示的钻刃良品的样式。
该钻盒11是设置于滚珠导螺杆23上的承载基座111上，可根据情况需要，而能够自行更换不同形式的钻盒11(如图1所示)。
上述的校正区5及检测区6的作业，是可合并在同一区一起实施，只要在校正区5上方设置另一影像视觉器(CCD)61，待钻头1被侧面的影像视觉器(CCD)52校正至定位后，就能够直接利用上方设置的影像视觉器(CCD)61，记录已校正的钻头1上钻针12的刀刃影像面积S1、S2，并命令PLC控制器进行比对，以辨别钻头1为良品或不良品(如图12、13所示)。
综上所述，本发明提供的PC板钻孔专用钻头的钻刃自动检测方法，是能在检测过程中，利用夹钻机构进行取钻及卸钻作业以提增工作效率，且提高钻头检测时的准确性，并利用钻盒收纳排整钻头的良品与不良品，以减少工作人员整理钻头与巡顾设备的负担，所以，本发明在制程效益上已明显较已知程序更为精进，于是依法提出发明专利申请。
Claims (4)
1、一种PC板钻孔专用钻头的钻刃自动检测方法，在一加工转台双侧配置进料区与排料区，并在转台的环周分别设置取钻区、校正区、检测区以及卸钻区，进料区摆置容载有多个钻头的钻盒，排料区摆置有等待收集良品与不良品的空钻盒，其特征在于：将容载有多个钻头的钻盒摆置于进料区，并步进移载至取钻区，将钻盒中的多个钻头，通过由夹钻机构陆续插置于加工转台上；所述转台具有定隔转动能力；
利用加工转台，使各钻头皆能依续进入校正区，利用装在侧面的影像视觉器预设钻刃尖部的基准高度值h，并测量钻刃尖部的实际初始高度h’，经PLC控制器运算取得误差值X，其中X＝h-h’，并辅助控制微动推钻器运作，用以修正补偿误差值X；
再将已校正的钻头移载至检测区，利用检测区上方影像视觉器辨视钻刃面积的良品与不良品；
再移载至卸钻区利用夹钻机构排料，并依照良品与不良品分别收置于排料区的良品与不良品的空钻盒内，完成PC板钻孔专用钻头的钻刃的自动检测运作。
2、如权利要求1所述的PC板钻孔专用钻头的钻刃自动检测方法，其特征在于：所述侧面的影像视觉器预设钻刃尖部的基准高度值，是指影像视觉器辨识刀刃影像面积的良品与不良品的对焦距离。
3、如权利要求1所述的PC板钻孔专用钻头的钻刃自动检测方法，其特征在于：所述钻盒是设置于承载基座上，可根据需要更换钻盒的形式。
4、如权利要求1所述的PC板钻孔专用钻头的钻刃自动检测方法，其特征在于：所述校正区内的影像视觉器，是利用红外线代替。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Owner name: XIN SCIENCE & TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: XIN ENTERPRISE CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: YAO FULAI Effective date: 20040716 |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20040716 Address after: Pingjen Taoyuan County of Taiwan Province Applicant after: Cin Phown Technology Co., Ltd Address before: Taoyuan County of Taiwan province Pingjhen City Zhenzhong Street Lane 120 No. 9 Applicant before: Xinhong Enterprises Co., Ltd. Co-applicant before: Yao Fulai |
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| CX01 | Expiry of patent term |