CN201348501Y - 一种微钻长度外径检测机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种微钻长度外径检测机，包括一含有工作台之机架及控制系统，其特征在于：还包括设置于所述机架上之可将待测钻头连续送入之送料机构、可由控制系统控制转动之旋转台、用于测定待测钻头长度之长度检测机构、用于测定待测钻头外径之外径检测机构以及可将测定完毕后之钻头分类收纳之收料机构，所述旋转台上分设有若干工位，所述送料机构、长度检测机构、外径检测机构以及收料机构以旋转台为中心，均安装于旋转台的周边且与旋转台上工位对应。本实用新型可用于检测微小物件特别是用于PCB电路板上微小钻头的外径及长度，检测精度高、速度快，可实现自动化及多功能检测，检测完毕后可按测试结果进行分类收料。

Description

一种微钻长度外径检测机

技术领域

本实用新型属于钻头检测领域，尤其涉及一种可检测钻头外径及长度的检测装置。

背景技术

在PC板的制作过程中，除了要印制一层或复数层导电膜来构成电路布局外，尚必须在PC板适当位置处利用微细钻头钻导电孔，备以电镀导电金属，使指定PC板层位间的导电膜连通以形成回路，所以钻头的精度好坏会直接影响PC板的制作品质，因此，钻头生产商必需严格控制钻头的精度，才能保证钻头的尺寸满足钻头使用商的要求。

随着微钻行业迅猛发展及质量要求的提高，微钻行业生产制造商也希望有对钻头尺寸进行自动化，多功能检测的设备，以提高生产效率。但目前常用的手工检测(如用卡尺或是百分表之类工具)或是人工操作工具显微镜的方式来对钻头的外形尺寸进行检测的方式只是适用于对产品进行抽检，如需对所生产的钻头进行全检或是量多时的抽检，而采用上述手工检测方式无法满足检测要求，效率低且检测的精度也不高，所以目前的测量方法尚不能满足现代生产的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种微钻长度外径检测机，旨在解决现有技术中手工操作，效率低、检测精度不高的问题。

本实用新型是这样实现的，一种微钻长度外径检测机，包括一含有工作台之机架及控制系统，还包括设置于所述机架上之可将待测钻头连续送入之送料机构、可由所述控制系统控制转动之旋转台、用于测定待测钻头长度之长度检测机构、用于测定待测钻头外径之外径检测机构以及可将测定完毕后之钻头分类收纳之收料机构；所述旋转台周边分设有若干工位，所述送料机构、长度检测机构、外径检测机构以及收料机构以旋转台为中心，均安装于旋转台的周边且与旋转台上工位对应。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及突出性进步：

1)本实用新型采用高精度测长仪检测产品长度，解决了传统人工检测速度慢、精度不高的缺陷；

2)本实用新型用高精密的激光仪检测小径轴类零件的外径、跳动，检测精度高、速度快，自动化及多功能检测，提高生产效率；

3)本实用新型在激光检测仪固定架上设有升降调节装置，通过调节装置调节激光检测仪的升降实现检测钻头不同位置点(检测位置及点数可任意设定)上的外径值；

4)本实用新型采用接触式自动检测长度，所得的长度检测数据由AT控制器传入计算机，通过软件设置与标准值判定处理，得出精确的长度值。

5)本实用新型检测的长度值、外径值由计算机判定良品与不良品，自动进行分料、排料、收料，并收集排整齐钻头良品于良品收料装置内，由此缩短工作人员巡顾设备与回收钻头的作业时间，并可统计、分析、保存，输出成Excel报表，为品质部门对产品质量进行分析评估提供依据。

6)本实用新型操作简单方便，设置好参数，把产品放入振动盘内，按下控制盒上的操作按钮就可自动检测。

附图说明

图1为本实用新型结构立体图；

图2为本实用新型的送料机构结构图；

图2A为本实用新型送料机构之夹送料装置结构示意图；

图3为本实用新型旋转台结构图；

图3A为活动夹头结构示意图；

图4为图3之右视图；

图5为本实用新型长度检测机构结构图；

图6为本实用新型外径检测机构结构图；

图7为本实用新型收料机构结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提出了一种可高精度、自动检测微小物件的长度、外径，特别是用于PCB电路板上微小半成品钻头的长度及外径测量之长度外径检测机。

本实用新型主要包括以下几个部分：送料机构、旋转台、长度检测机构、外径检测机构、收料机构以及控制系统，所述机架含有一工作台，送料机构用于将待测钻头连续送入，旋转台可由所述控制系统控制转动，长度检测机构用于测定待测钻头长度，外径检测机构用于测定待测钻头外径，收料机构可根据检测结果将测定完毕后之钻头进行分类收纳；所述旋转台周边分设有若干工位，所述送料机构、长度检测机构、外径检测机构以及收料机构以旋转台为中心，均安装于旋转台的周边且与旋转台上工位对应，可在控制系统控制下分序完成不同的功能。

具体地，所述送料机构主要包括上料装置及夹料装置组成，其中上料装置中含有一振动盘，其上设置有上螺旋状的输料通道，通过输料通道与直线送料通道的连接，可将料(待测钻头)送至夹料装置，由夹料装置夹料后将料送至旋转台上。所述旋转台安装于工作台上，旋转台主要起到载物搬送，分检料的功能，由多个工位组成，其含有一可转动的转盘，转盘上的每个工位上各设有一个活动夹头，送料装置可将待检测钻头垂直插入活动夹头。所述长度检测装置及外径检测装置分别设置于旋转台的周边，与转盘上料的固定工位对应。当料插入转盘上的活动夹头时，可通过转盘旋转将待测钻头旋转到检测长度区域，长度检测机构配置高精度测长仪，通过驱动装置推动测长仪垂直下降施压，以测量待测钻头的长度；完成长度检测后，转盘转动将待测钻头移至外径检测区，外径检测机构配置高精度激光检测仪，通过激光检测仪对待测钻头进行扫描，以测出钻头的外径值。然后通过控制系统中计算机分析计算判定出测试完毕的钻头的等级，计算机与PLC通讯，由PLC根据判定结果控制伺服将转盘旋转至相对应的工位(一个工位对应一种产品等级)，然后由转盘带动钻头旋转到不同的工位，收料机构的料落气缸推动夹头的活动块驱使夹头松开，钻头因自重原因下落入收料机构设置的收料盒内，完成整个检测过程。

下面结合附图详述本实用新型优选的实施例。

参见图1，本实施例主要包括以下几个部分：机架80、送料机构1、旋转台2、长度检测机构3，外径检测机构4、收料机构5以及控制系统6，所述机架80含有一工作台15，所述送料机构1、旋转台2、长度检测机构3、外径检测机构4及收料机构5均设置于所述工作台15上表面，其中旋转台2上分设有多个工位，送料机构1、长度检测机构3，外径检测机构4、收料机构5分别围绕于所述旋转台2之周边，分别置于其对应的工位上；所述控制系统6置于工作台15下面，与上述各机构之执行元件连接，且含有上述机构中各执行元件的驱动器。

参见图2、图2A，本实用新型送料机构1包括上料装置7和夹送料装置8，所述上料装置7包括振动盘9、送料板12和直振送料器13，所述振动盘9设置于旋转台2旁边，其为一竖直设立的中空筒状体，其底部固定于一安装底座10上；所述振动盘9内壁设有向上盘旋的螺旋状输料通道(未画出)，输料通道顶端为出料口，与所述直线送料器13相连。所述直线送料器13通过一支架14固定于工作台15上，其上设有一送料板12，由一送料板盖板11覆盖，构成可容待测钻头通过的空间，可防止待测钻头在振动移动的情况下跑出轨道导致其不能有序进料。

所述夹送料装置8包括步进电机20、摇臂22、U型滑块23、送料夹头活动块25、夹料气缸26、滑道31及滑道支撑板28，所述滑道支撑板28固定于工作台15上，电机20安装于电机座21上，电机座21则固定于滑道支撑板28上；所述摇臂22底端通过连轴器32与电机20的主轴连接，摇臂22上端与U型滑块23连接，U型滑块23的开口设有夹头固定块24并相连接，连接后形成一四方框；所述夹料气缸26设于夹头固定块24上，且与送料夹头活动块25连接；所述滑道31为一弧形构件，其两端通过滑道连接板I 29，滑道连接板II30固定，滑道连接板I 29、滑道连接板II 30则与滑道支撑板28相连。所述滑道31设置在U滑块23所形成的框内，滑道31四面各设有槽，槽内镶嵌有多个平行排列的滚子(图上未示出)，并可自由滑动。

送料时，在控制系统6内PLC控制下，振动盘9振动并将料(待测钻头)送至直线振动送料器13的送料板11上，于送料板11顶端即夹料位置处时，夹料气缸26动作，顶到夹料活动块25时，送料夹头活动块25下端处于闭合状态；当夹料气缸26松开时，送料夹头活动块25松开(处于打开状态)，当控制系统6之感应器感应到有料时，则发信号至PLC，则PLC给出一个信号让夹料气缸26进行动作，送料夹头活动块25进行夹料。

送料夹头活动块25夹料后，挡料气缸19推动挡料块18一端，挡料块18下降，PLC发出信号控制电机驱动器35进行驱动，电机20在驱动器35的控制下转动，同时带动摇臂22摆动，因摇臂22与U型滑块23相连，故摇臂22带动U型滑块23在滑道31上移动，将待测钻头送至下一工位，实现送料的目的。

进一步地，在所述送料板12的前端，在水平位置设有挡料固定座16，挡料固定座16通过滑道连接板I 29与滑道支撑板28连接，挡料固定座16中间设有可活动的挡料块18，可防止在待测钻头惯性作用下掉落。

参见图3、图3A、图4，本实用新型旋转台2包括：转盘36、中心轴37、伺服电机42，所述中心轴37上安装有轴承37，伺服电机42安装于电机固定板(图中未画出)上，与旋转中心轴37连接，通过伺服驱动器驱动，进而伺服电机42带动中心轴37转动。所述中心轴37位于工作台15的下方，转盘36安装于中心轴37上且位于工作台15的上方，因转盘36与中心轴37相连，故中心轴37的转动可带动转盘36旋转，并由PLC控制转盘36旋转量。在本实用新型实施例中，所述转盘36上可设有10等份(10个工位)，每个工位上设置有一个如图3A所示的活动夹头39，所述活动夹头39由可将钻头定位夹紧之钻头定位块40及可移动的钻头压杆41组合成一个可闭合和张开的夹具。当待测钻头在长度检测工位及外径检测工位完成检测后判定属于何种等级时，可由PLC控制伺服驱动器，驱动器驱动电机42旋转，电机42旋转带动转盘36转动，转盘36按设定的量将夹料的夹头旋转于收料机构5区域。

再参见图1、图2，本实用新型实施例在滑道支撑板28与转盘36之间设有一固定座44，所述固定座44上设有一转轮45。当转盘36上夹头的钻头压杆41旋转至转轮45处并与旋转轮45接触时，活动夹头39处于张开状态，夹料装置8就把待测钻头插入转盘36张开的夹头上(于钻头定位块40与钻头压杆41之间)，夹料装置8回到原位继续夹取下一支钻头，PLC控制伺服驱动器43驱动，驱动转盘36旋转，因活动夹头39是固定于转盘36上，故转盘36旋转带动活动夹头39旋转，活动夹头39将偏移原来的位置，当完全脱离转轮后，活动夹头39处于闭合状态，夹住待测钻头转至下一个工位。

参见图5，本实用新型长度检测机构3包括支撑板I 47、支撑板II 48、缓冲器49，滑轨I 50，测长升降气缸51，滑轨II 53，测长仪56，滑料板58，缓冲固定板59，固定板I 60，固定板II 61。所述支撑板I 47、支撑板II 48垂直安装于垫板46上，垫板46安装于工作台15上；所述固定板II 61安装于支撑板II 48的上端，滑轨I 50竖直安装于支撑板II 48上；所述升降气缸51置于固定板II 61上，测长仪56通过固定板I 60垂直安装。在所述滑轨I 50上，安装有连接板52，所述固定板I 60与连接板52连接固定，滑轨II 53安装于连接板52上，连接件54与滑轨II 53相连，滑料板58置于连接板52下方。当转盘36将待测钻头旋转至测长区域，钻头通过滑料板58移至基准点进行长度检测时，测长升降气缸51在PLC控制下推动固定板I 60，进而推动连接板52，因连接板52与滑轨II 50连接，故在测长升降气缸51作用于下连接板52可沿着滑轨I 50上下滑动，带动测长仪56在垂直方向进行上下移动，测长仪56的顶端与一标准棒55(标准棒端面非常平整且端面与测长仪的测头相接，保证测头不容易被尖锐的钻头磨损)相接为一体，测长仪56通过标准棒55直接对待测钻头进行垂直施压，便可将检测所得的数据传入测长控制器中，测长控制器与计算机进行通讯，然后计算机对检测所得的数据与参考值进行对照，即可得出待测钻头的长度值。

参见图6，本实用新型外径检测机构4包括支架63，滑台64，滑块65，固定板67，激光测试仪68，所述支架63安装于工作台15上，滑台64垂直安装于支架63上，滑台64上配置有千分尺旋扭66，所述固定板67固定在滑块65上，激光测试仪68安装在固定板67侧端，通过千分尺旋扭66可调节滑台64上的滑块65移动，滑块65的位移可带动激光仪68的移动，待测钻头固定装夹于旋转台2上之活动夹头39上，活动夹头39位于激光测试仪68的发射器及激光接收器之间，通过激光测试仪68的移动则可测定待测钻头在长度方向上不同位置的外径值。

参见图1和图7，本实用新型收料机构5设置于旋转台2对应设置的夹头工位旁，包括落料连接板69，底板70，落料连接管安装座71，落料气缸72及落料导正管73(每个收料工位上都接有一个落料导正管73)，所述落料连接板69垂直安装于底板70上，落料连接管安装座71水平安装于落料连接板69中间位置，其上的下料孔与工件放置工位对应(活动夹头39的V型槽垂直对应)，落料气缸72水平安装于落料连接板69顶端，落料导正管73接于落料连接管安装座71下料孔处并延伸至收料盒27中。当产品到所对应的工位停下时，PLC控制相对应的落料气缸72推动夹头39的压杆，促使活动夹头39松开，料在自重作用下落入落料导正管73内。

本实用新型实施例中，在转盘36的周边按等分共设有六个收料机构5，可按检测后的结构进行分类。六个收料机构5共分为六个等级：良品收料机构、长度偏长收料机构、长度偏短收料机构、外径偏大收料机构、外径偏小收料机构、其他收料机构(等级的划分可自定义)。

本实用新型工作过程：

参见图1～图7，在检测钻头前先在软件中设定好检测参数，并在送料机构1之振动盘9中放置要检测的料(待测钻头)，按下控制盒上的启动按扭，在PLC控制下振动盘9振动上料，通过直线送料器13将待测钻头送至夹料处，有料感应光纤感应有料时，夹料气缸26推动夹头夹料，挡料气缸26推动挡块18下降，步进电机20驱动摇臂22带动U型滑块23沿滑道31翻转送料至转盘36的夹头上，钻头垂直插入夹头，此时伺服电机42驱动转盘36旋转，同时夹料装置返回到原点位置夹取下一支钻头，重复上述的夹料动作。转盘36将夹料的活动夹头39送至长度检测机构3并在设定的位置定位好，感应器感应到有料，测长升降气缸51推动滑块I 50下降，带动测长仪56下降对钻头长度进行测量，检测得到的数据通过RS232串口通讯传送到计算机中，计算机根据检测所得的数据再参考设定的标准值计算出钻头的长度值。钻头长度检测完成，伺服电机42控制转盘36旋转，将活动夹头39旋转至外径检测区中，外径检测机构4通过非接触式激光检测仪68对钻头的外径值进行测量，并通过RS232串口通讯将数值传送到计算机中，计算机根据长度检测仪及外径检测仪所检测的数据综合判定所检测的钻头属于哪个等级，再根据判定结果把夹头旋转至不同等级区域停下，落料气缸72推动活动夹头39的活动块，活动夹头39松开，钻头在自重的作用下，落入落料导正管73进行收料。

本实用新型控制系统6以PLC-CPU作为主控制单元，直接控制伺服驱动器、步进控制器、振动盘控制器，直振控制器，从而控制各个执行单元。

在PLC控制下震动盘9将料进行螺旋排列送料，直线送料器13将料进行直线排列送料。当感应器感应到有料时，会给PLC发出信号，PLC控制夹料气缸26，由夹料气缸26控制送料夹头25进行夹料，同时挡料气缸19控制挡料块18下降，接着PLC控制步进驱动器驱动，步进电机在驱动器的控制下，带动夹送料装置8沿着滑道31进行移动，PLC控制伺服驱动器，在伺服的控制下，带动旋转台15旋转。

另，本实用新型还外接计算机，计算机一方面通过通讯直接从测长仪56、激光控制器中获取检测数据，并对数据进行计算、判定结果，另一方面还完成对系统参数的设置。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种微钻长度外径检测机，包括一含有工作台之机架及控制系统，其特征在于：还包括设置于所述机架上之可将待测钻头连续送入之送料机构、可由所述控制系统控制转动之旋转台、用于测定待测钻头长度之长度检测机构、用于测定待测钻头外径之外径检测机构以及可将测定完毕后之钻头分类收纳之收料机构；所述旋转台周边分设有若干工位，所述送料机构、长度检测机构、外径检测机构以及收料机构以旋转台为中心，均安装于旋转台的周边且与旋转台上工位对应。

2、如权利要求1所述的一种微钻长度外径检测机，其特征在于：所述送料机构包括上料装置和夹送料装置，所述上料装置包括振动盘、送料板和直振送料器，所述振动盘为一竖直设立的中空筒状体，其内壁设有向上盘旋的螺旋状输料通道，输料通道出料口与所述直线送料器相连；所述直线送料器上设有一送料板；所述夹送料装置包括电机、摇臂、U形滑块、送料夹头、夹料气缸、滑道及滑道支撑板，所述电机固定于滑道支撑板上；所述摇臂与电机主轴连接，滑块与摇臂连接，所述U形滑块上设有一开口，连接一夹头固定块形成框状结构；所述夹料气缸设于夹头固定块上，与送料夹头连接；所述滑道为一弧形构件，其两端通过滑道连接板I、滑道连接板II与滑道支撑板相连；所述滑道置于U形滑块所形成的框架内，其四面均设有凹槽，所述凹槽内镶嵌有若干个平行排列的滚子。

3、如权利要求2所述的一种微钻长度外径检测机，其特征在于：在所述送料板的前端，水平位置设有挡料固定座，挡料固定座中间设有可活动的挡料块。

4、如权利要求1所述的一种微钻长度外径检测机，其特征在于：所述旋转台包括一转盘及伺服电机，所述转盘通过中心轴固定于工作台上，所述中心轴与所述伺服电机相连且由其带动转动，所述转盘上设有至少一个工位，各工位上设有一个可闭合和张开的活动夹头。

5、如权利要求4所述的一种微钻长度外径检测机，其特征在于：所述活动夹头由可将钻头定位夹紧之钻头定位块及可移动的钻头压杆组合而成。

6、如权利要求1所述的一种微钻长度外径检测机，其特征在于：所述长度检测机构包括支撑板、滑轨I、滑轨II、升降气缸、装有标准棒之测长仪，所述支撑板垂直安装于机架工作台上，所述支撑板上分别装有固定板I、固定板II，所述滑轨I竖直安装于支撑板上且位于固定板I下方；所述升降气缸置于固定板II上，测长仪通过固定板I垂直安装；在所述滑轨I上，安装有连接板，所述固定板I与连接板连接固定，滑轨II通过一连接件安装于连接板上，滑料板置于连接板下方。

7、如权利要求1所述的一种微钻长度外径检测机，其特征在于：所述外径检测机构包括支架、滑台及激光测试仪，所述支架安装于机架工作台上，滑台垂直安装于支架上，滑台上装有可移动的滑块，且配置有可调节滑块移动之千分尺旋扭，所述激光测试仪与滑块相连。

8、如权利要求1所述的一种微钻长度外径检测机，其特征在于：所述收料机构包括落料连接板，落料连接管安装座及落料气缸，所述落料连接板垂直安装于机架工作台上，落料连接管安装座水平安装于落料连接板中间位置，其上的下料孔与旋转台上工件放置工位对应；所述落料气缸水平安装于落料连接板顶端。

9、如权利要求8所述的一种微钻长度外径检测机，其特征在于：还包括一落料导正管，所述落料导正管接于落料连接管安装座下料孔处并延伸至收料盒中。

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