CN219248192U - 一种测量钻孔一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机械加工设备技术领域，特别是涉及一种测量钻孔一体机。测量钻孔一体机包括底座、支架、X向驱动组件、Z向驱动组件、钻孔组件以及识别组件；所述支架安装在所述底座上，所述X向驱动组件安装在所述支架上，所述识别组件和所述Z向驱动组件均安装在所述X向驱动组件上，所述钻孔组件安装在所述Z向驱动组件上。本实用新型中，待加工件的每个待加工孔的坐标值都需要经过所述识别组件进行扫描，保证了待加工件上待加工孔的精度和可靠性；特别是待加工件为PCB板，且该测量钻孔一体机对PCB板进行背钻时，保证了对PCB板上电镀通孔进行扩孔的同轴度，提高了PCB板背钻的质量和可靠性。

Description

一种测量钻孔一体机

技术领域

本实用新型属于机械加工设备技术领域，特别是涉及一种测量钻孔一体机。

背景技术

随着信息化产业的不断推动，数字信号传输的速度越来越快，频率越来越高，以及大功率功放器的运用，传统的PCB板上的电镀通孔连接不同层线路的方式已经不能满足这种高频电路的需要。PCB板设计及加工厂为满足这种高频电路的需要，开发出了一种3D背钻工艺，其主要特点是将连接不同层线路的电镀通孔的不需要的孔壁铜层去除。具体工艺流程见附图4，首先在PCB板上加工出通孔(行业通常称为一钻)，然后对通孔电镀，然后通过钻孔(需控制钻孔深度)的方式将不需要的孔壁铜层去除，这种钻孔工艺在PCB加工行业一般称为3D背钻。

根据3D背钻工艺要求，一钻孔与3D背钻孔必须保证同轴才能保证3D背钻的钻孔品质，由于一钻后，PCB板要从钻孔机台面上拆卸下来，经过电镀等工艺后重新安装在钻机工作台上做3D背钻加工，在电镀过程中及重新安装加工时，由于温度的影响，板材可能会产生涨缩及重新安装的定位误差，导致实际钻孔位置相对理论的机器坐标位置产生偏移，在3D背钻时背钻孔与一钻孔不同轴，影响3D背钻品质甚至造成PCB板材报废。

为满足3D背钻要求，PCB钻孔机厂商需解决3D背钻时要准确识别因板材涨缩及重新安装定位后需做3D背钻孔的准确位置的问题。现有技术中的解决办法是：在钻孔机的输出端安装视觉相机，利用视觉相机识别设置在PCB板周边的Mark点或定位孔，通过读取Mark点或定位孔的坐标，并且通过比较Mark点或定位孔在XY方向上的理论距离与实际距离的关系从而计算出PCB板材在XY方向上的涨缩值，进而确定所有实际钻孔在工作台上的理论位置。

通过视觉相机读取Mark点或定位孔的方式确定PCB板材上一钻孔的坐标，并补偿板材涨缩的方式做3D背钻加工，其实际钻孔的偏移值为理论计算获得，并非实际测量数据。但是，由于PCB板是一种由铜箔、环氧纤维板等不同性能的材料层压而成，其热变形特性复杂，并非成线性变化，因此通过补偿的钻孔方法存在着可靠性低的技术问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中钻孔机识别PCB板上的孔位存在着可靠性低的技术问题，提供了一种测量钻孔一体机。

鉴于以上技术问题，本实用新型实施例提供一种测量钻孔一体机，包括底座、支架、X向驱动组件、Z向驱动组件、钻孔组件以及识别组件；所述支架安装在所述底座上，所述X向驱动组件安装在所述支架上，所述识别组件和所述Z向驱动组件均安装在所述X向驱动组件上，所述钻孔组件安装在所述Z向驱动组件上；

所述X向驱动组件用于驱动所述Z向驱动组件和所述识别组件沿X向移动，所述Z向驱动组件用于驱动所述钻孔组件沿Z向移动；所述钻孔组件用于对所述底座上的待加工件进行钻孔，所述识别组件用于识别位于待加工件上的待加工孔的实际坐标。

可选地，所述识别组件包括第一固定板、光源以及视觉相机，所述视觉相机用于识别待加工件上的待加工孔的实际坐标；所述第一固定板安装在所述X向驱动组件上，所述视觉相机和所述光源均安装在所述第一固定板上。

可选地，所述识别组件还包括第一Z向驱动件，所述第一固定板通过所述第一Z向驱动件安装在所述X向驱动组件上，所述第一Z向驱动件用于驱动所述第一固定板沿Z向移动。

可选地，所述测量钻孔一体机还包括底板，所述识别组件还包括第一Z向导轨以及第一Z向滑块，所述底板安装在所述X向驱动组件上，所述第一Z向驱动件和所述第一Z向导轨均安装在所述底板上；所述第一Z向滑块安装在所述第一固定板的第一表面上，且与所述第一Z向导轨滑动连接；所述视觉相机和所述光源均安装在所述第一固定板背离所述第一表面的第二表面上。

可选地，所述识别组件还包括安装在所述第一固定板上的滑块，所述光源上设有滑槽，所述光源通过所述滑槽滑动安装在所述滑块上。

可选地，所述测量钻孔一体机还包括工作台和Y向驱动组件，所述工作台通过所述Y向驱动组件安装在所述底座上，所述Y向驱动组件用于驱动所述工作台沿Y向移动，所述工作台用于安装待加工件。

可选地，所述Y向驱动组件包括Y向驱动件、Y向导轨以及Y向滑块，所述Y向驱动件和所述Y向导轨均安装在所述底座上，所述Y向驱动件连接所述工作台；所述Y向滑块安装在所述工作台背离待加工件的表面上，且所述Y向滑块与所述Y向导轨滑动连接；所述Y向驱动件用于驱动所述工作台通过所述Y向滑块沿所述Y向导轨滑动。

可选地，所述测量钻孔一体机还包括底板，所述X向驱动组件包括X向驱动件、X向导轨以及X向滑块；所述X向驱动件和所述X向导轨均安装在所述支架上，且所述X向驱动件连接所述底板；所述X向导轨安装在所述底板上，且所述X向滑块与所述X向导轨滑动连接，所述X向驱动件用于驱动所述底板通过所述X向滑块沿所述X向导轨滑动；所述识别组件和所述Z向驱动组件均安装在所述底板背离所述X向导轨的表面上。

可选地，所述Z向驱动组件包括第二Z向驱动件、第二Z向导轨、第二Z向滑块以及第二固定板；所述第二Z向驱动件和所述第二Z向导轨均安装在所述底板上，且所述第二Z向驱动件连接所述第二固定板；所述第二Z向滑块安装在所述第二固定板上，且所述第二Z向滑块与所述第二Z向导轨滑动连接，所述第二Z向驱动件用于驱动所述第二固定板通过所述第二Z向滑块沿所述第二Z向导轨滑动；所述钻孔组件安装在所述第二固定板背离所述第二Z向滑块的表面上。

可选地，所述钻孔组件包括主轴驱动件和钻头，所述主轴驱动件安装在所述第二固定板上，所述钻头安装在所述主轴驱动件的输出端。

本实用新型中，所述X向驱动组件用于驱动所述Z向驱动组件和所述识别组件沿X向移动，所述Z向驱动组件用于驱动所述钻孔组件沿Z向移动；所述钻孔组件用于对所述底座上的待加工件进行钻孔，所述识别组件用于识别位于待加工件上的待加工孔的实际坐标。具体地，在所述钻孔组件对待加工件进行钻孔之前，所述X向驱动组件带动所述识别组件沿X向移动，以使得所述识别组件识别待加工件上所有待加工孔的实际坐标值；然后将每个待加工孔的实际坐标值与原始坐标值(储存在控制器中的待加工孔的理论坐标值)进行比较，得出实际坐标值与原始坐标值之间的偏差值，并将每个待加工孔的原始坐标值补偿偏差值后，所述X向驱动组件再驱动所述钻孔组件根据补偿后的原始坐标值对待加工件进行钻孔。本实用新型中，待加工件的每个待加工孔的坐标值都需要经过所述识别组件进行扫描，保证了待加工件上待加工孔的精度和可靠性。

特别是待加工件为PCB板，且该测量钻孔一体机对PCB板进行背钻时，所述钻孔组件根据原始坐标值对PCB板上所有待加工孔进行钻孔后，然后对PCB板的所有通孔进行电镀处理；将电镀后的PCB板放置在所述底座上，所述识别组件对PCB板上所有电镀通孔进行扫描，且控制器对电镀通孔的原始坐标值进行补偿后，所述钻孔组件在对所述电镀通孔进行扩孔处理，从而保证了对PCB板上电镀通孔进行扩孔的同轴度，提高了PCB板背钻的质量和可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一实施例提供的测量钻孔一体机的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是待加工件的主视图；

图4是现有技术中PCB板3D背钻孔工艺的流程示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、底座；2、支架；3、X向驱动组件；31、X向导轨；32、X向滑块；4、Z向驱动组件；41、第二Z向驱动件；42、第二Z向导轨；43、第二Z向滑块；44、第二固定板；5、钻孔组件；51、主轴驱动件；52、钻头；6、识别组件；61、第一固定板；62、光源；63、视觉相机；64、第一Z向驱动件；65、第一Z向滑块；66、滑块；7、底板；8、工作台；9、Y向驱动组件；10、待加工件；101、待加工孔。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“中部”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实用新型和简化描述，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，因此不能理解为本实用新型的限制。

如图1至图3所示，本实用新型一实施例提供的一种测量钻孔一体机，包括底座1、支架2、X向驱动组件3、Z向驱动组件4、钻孔组件5以及识别组件6；所述支架2安装在所述底座1上，所述X向驱动组件3安装在所述支架2上，所述识别组件6和所述Z向驱动组件4均安装在所述X向驱动组件3上，所述钻孔组件5安装在所述Z向驱动组件4上；可以理解地，所述识别组件6包括但不限于CCD相机等，所述X向驱动组件3和Z向驱动组件4均包括但不限于直线电机、气压缸、液压缸以及丝杆螺母机构等。

所述X向驱动组件3用于驱动所述Z向驱动组件4和所述识别组件6沿X向移动，所述Z向驱动组件4用于驱动所述钻孔组件5沿Z向移动；所述钻孔组件5用于对所述底座1上的待加工件10进行钻孔，所述识别组件6用于识别位于待加工件10上的待加工孔101(待加工孔101的中心点)的实际坐标。可以理解地，所述待加工件10包括但不限于PCB板等，且待加工件10上需要加工多个待加工孔101；所述X向驱动组件3用于驱动Z向驱动组件4、所述钻孔组件5以及所述识别组件6沿X向移动。

进一步地，该测量钻孔一体机包括一个所述X向驱动组件3、级联杆、多个Z向驱动组件4、多个钻孔组件5以及多个识别组件6；所述X向驱动组件3通过所述级联杆同步连接多个所述Z向驱动组件4，每一个所述Z向驱动组件4上均安装有一个所述钻孔组件5和一个所述识别组件6；所述底座1上设有多个加工工位，每一个加工工位均可安装一个待加工件10。本方案中，该测量钻孔一体机可以实现多个待加工件10的同时加工，提高了加工效率。

本实用新型中，所述X向驱动组件3用于驱动所述Z向驱动组件4和所述识别组件6沿X向移动，所述Z向驱动组件4用于驱动所述钻孔组件5沿Z向移动；所述钻孔组件5用于对所述底座1上的待加工件10进行钻孔，所述识别组件6用于识别位于待加工件10上的待加工孔101的实际坐标。具体地，在所述钻孔组件5对待加工件10进行钻孔之前，所述X向驱动组件3带动所述识别组件6沿X向移动，以使得所述识别组件6待加工件10上所有待加工孔101的实际坐标值；然后将每个待加工孔101的实际坐标值与原始坐标值(储存在控制器中的待加工孔101的理论坐标值)进行比较，得出实际坐标值与原始坐标值之间的偏差值，并将每个待加工孔101的原始坐标值补偿偏差值后，所述X向驱动组件3再驱动所述钻孔组件5根据补偿后的原始坐标值对待加工件10进行钻孔。本实用新型中，待加工件10的每个待加工孔101的坐标值都需要经过所述识别组件6进行扫描，保证了待加工件10上待加工孔101的精度和可靠性。

特别是待加工件10为PCB板，且该测量钻孔一体机对PCB板进行背钻时，所述钻孔组件5根据原始坐标值对PCB板上所有待加工孔101进行钻孔后，然后对PCB板的所有通孔进行电镀处理；将电镀后的PCB板放置在所述底座1上，所述识别组件6对PCB板上所有电镀通孔进行扫描，且控制器对电镀通孔的原始坐标值进行补偿后，所述钻孔组件5在对所述电镀通孔进行扩孔处理，从而保证了对PCB板上电镀通孔进行扩孔的同轴度，提高了PCB板背钻的质量和可靠性。

在一实施例中，如图1和图2所示，所述识别组件6包括第一固定板61、光源62以及视觉相机63，所述视觉相机63用于识别待加工件10上的待加工孔101的实际坐标；所述第一固定板61安装在所述X向驱动组件3上，所述视觉相机63和所述光源62均安装在所述第一固定板61上。可以理解地，所述光源62位于所述视觉相机63的下方，所述光源62可以照亮底座1上的待加工件10，使得所述视觉相机63可以获取更加清楚的视野，从而提供了所述视觉相机63获取待加工件10上待加工孔101的实际坐标的精度。

在一实施例中，如图1和图2所示，所述识别组件6还包括第一Z向驱动件64，所述第一固定板61通过所述第一Z向驱动件64安装在所述X向驱动组件3上，所述第一Z向驱动件64用于驱动所述第一固定板61沿Z向移动。可以理解地，所述第一Z向驱动件64包括但不限于直线电机、气压缸、液压缸以及丝杆螺母机构等；所述第一Z向驱动件64可以通过所述第一固定板61驱动所述视觉相机63和所述光源62上下移动，从而可以调节所述视觉相机63的景深；特别是待加工件10为高度不平的工件时，所述第一Z向驱动件64可以根据不同高度的待加工孔101实时调节所述视觉相机63的焦深。

在一实施例中，如图1和图2所示，所述测量钻孔一体机还包括底板7，所述识别组件6还包括第一Z向导轨(图中未示出)以及第一Z向滑块65，所述底板7安装在所述X向驱动组件3上，所述第一Z向驱动件64和所述第一Z向导轨均安装在所述底板7上；所述第一Z向滑块65安装在所述第一固定板61的第一表面上，且与所述第一Z向导轨滑动连接；所述视觉相机63和所述光源62均安装在所述第一固定板61背离所述第一表面的第二表面上。可以理解地，所述第一Z向导轨、所述第一Z向滑块65、所述第一Z向驱动件64均位于所述第一固定板61或所述底板7之间，提高了该测量钻孔一体机的紧凑度。本实施例中，所述第一Z向驱动件64驱动所述第一固定板61沿Z向驱动的同时，所述第一固定板61通过所述第一Z向滑块65在所述第一Z向导轨上滑动，从而保证了所述第一固定板61上下移动的稳定性。

在一实施例中，如图1和图2所示，所述识别组件6还包括安装在所述第一固定板61上的滑块66，所述光源62上设有滑槽，所述光源62通过所述滑槽滑动安装在所述滑块66上。可以理解地，所述光源62通过所述滑槽在所述滑块66上沿X向滑动，从而可以调节所述光源62的位置，使得所述视觉相机63可以获取较好的视野。

在一实施例中，如图1所示，所述测量钻孔一体机还包括工作台8和Y向驱动组件9，所述工作台8通过所述Y向驱动组件9安装在所述底座1上，所述Y向驱动组件9用于驱动所述工作台8沿Y向移动，待加工件10安装在所述工作台8上。可以理解地，所述Y向驱动组件9包括但不限于直线电机、气压缸、液压缸以及丝杆螺母机构等。具体地，在所述识别组件6识别所述工作台8上的待加工件10的过程中，所述X向驱动组件3驱动所述视觉相机63沿X向移动，所述Y向驱动组件9驱动所述工作台8沿Y向移动，从而所述视觉相机63可以获取待加工件10上待加工孔101的XY向坐标值，进而可以对待加工件10上待加工孔101的XY平面内的坐标进行补偿。

在一实施例中，如图1所示，所述Y向驱动组件9包括Y向驱动件(图中未示出)、Y向导轨(图中未示出)以及Y向滑块(图中未示出)，所述Y向驱动件和所述Y向导轨均安装在所述底座1上，所述Y向驱动件连接所述工作台8；所述Y向滑块安装在所述工作台8背离待加工件10的表面上，且所述Y向滑块与所述Y向导轨滑动连接；所述Y向驱动件用于驱动所述工作台8通过所述Y向滑块沿所述Y向导轨滑动。可以理解地，所述Y向驱动件包括但不限于直线电机、气压缸、液压缸以及丝杆螺母机构等；在所述Y向驱动件驱动所述工作台8沿Y向移动的过程中，所述工作台8通过所述Y向滑块在所述Y向导轨上滑动，从而保证了所述工作台8沿Y向移动的稳定性。

在一实施例中，如图1和图2所示，所述测量钻孔一体机还包括底板7，所述X向驱动组件3包括X向驱动件(图中未示出)、X向导轨31以及X向滑块32；所述X向驱动件和所述X向导轨31均安装在所述支架2上，且所述X向驱动件连接所述底板7；所述X向导轨31安装在所述底板7上，且所述X向滑块32与所述X向导轨31滑动连接，所述X向驱动件用于驱动所述底板7通过所述X向滑块32沿所述X向导轨31滑动；所述识别组件6和所述Z向驱动组件4均安装在所述底板7背离所述X向导轨31的表面上。可以理解地，所述X向驱动件包括但不限于直线电机、气压缸、液压缸以及丝杆螺母机构等，所述X向驱动件驱动所述底板7带动所述Z向驱动组件4、所述识别组件6以及所述钻孔组件5沿X向移动的过程中，所述底板7通过所述X向滑块32在所述X向导轨31上滑动，从而保证了所述底板7沿X向移动的稳定性。

在一实施例中，如图1和图2所示，所述Z向驱动组件4包括第二Z向驱动件41、第二Z向导轨42、第二Z向滑块43以及第二固定板44；所述第二Z向驱动件41和所述第二Z向导轨42均安装在所述底板7上，且所述第二Z向驱动件41连接所述第二固定板44；所述第二Z向滑块43安装在所述第二固定板44上，且所述第二Z向滑块43与所述第二Z向导轨42滑动连接，所述第二Z向驱动件41用于驱动所述第二固定板44通过所述第二Z向滑块43沿所述第二Z向导轨42滑动；所述钻孔组件5安装在所述第二固定板44背离所述第二Z向滑块43的表面上。可以理解地，第二Z向驱动件41包括但不限于直线电机、气压缸、液压缸以及丝杆螺母机构等，所述X向导轨31、所述X向滑块32以及所述X向驱动件位于所述底板7和所述第二固定板44之间，从而提升了该测量钻孔一体机的紧凑度。

具体地，所述第二Z向驱动件41驱动所述第二固定板44和所述钻孔组件5沿Z向移动的过程中，所述第二固定板44通过所述第二Z向滑块43在所述第二Z向导轨42上滑动，从而保证了所述第二固定板44沿Z向移动的稳定性。

在一实施例中，如图1和图2所示，所述钻孔组件5包括主轴驱动件51和钻头52，所述主轴驱动件51安装在所述第二固定板44上，所述钻头52安装在所述主轴驱动件51的输出端。可以理解地，所述主轴驱动件51包括但不限于转动电机等，所述主轴驱动件51驱动所述钻头52转动，所述钻头52可以对所述待加工件10上进行钻孔。

以上仅为本实用新型的测量钻孔一体机的实施例而已，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 (10)

1.一种测量钻孔一体机，其特征在于，包括底座、支架、X向驱动组件、Z向驱动组件、钻孔组件以及识别组件；所述支架安装在所述底座上，所述X向驱动组件安装在所述支架上，所述识别组件和所述Z向驱动组件均安装在所述X向驱动组件上，所述钻孔组件安装在所述Z向驱动组件上；

所述X向驱动组件用于驱动所述Z向驱动组件和所述识别组件沿X向移动，所述Z向驱动组件用于驱动所述钻孔组件沿Z向移动；所述钻孔组件用于对所述底座上的待加工件进行钻孔，所述识别组件用于识别位于待加工件上的待加工孔的实际坐标。

2.根据权利要求1所述的测量钻孔一体机，其特征在于，所述识别组件包括第一固定板、光源以及视觉相机，所述视觉相机用于识别待加工件上的待加工孔的实际坐标；所述第一固定板安装在所述X向驱动组件上，所述视觉相机和所述光源均安装在所述第一固定板上。

3.根据权利要求2所述的测量钻孔一体机，其特征在于，所述识别组件还包括第一Z向驱动件，所述第一固定板通过所述第一Z向驱动件安装在所述X向驱动组件上，所述第一Z向驱动件用于驱动所述第一固定板沿Z向移动。

4.根据权利要求3所述的测量钻孔一体机，其特征在于，所述测量钻孔一体机还包括底板，所述识别组件还包括第一Z向导轨以及第一Z向滑块，所述底板安装在所述X向驱动组件上，所述第一Z向驱动件和所述第一Z向导轨均安装在所述底板上；所述第一Z向滑块安装在所述第一固定板的第一表面上，且与所述第一Z向导轨滑动连接；所述视觉相机和所述光源均安装在所述第一固定板背离所述第一表面的第二表面上。

5.根据权利要求2所述的测量钻孔一体机，其特征在于，所述识别组件还包括安装在所述第一固定板上的滑块，所述光源上设有滑槽，所述光源通过所述滑槽滑动安装在所述滑块上。

6.根据权利要求1所述的测量钻孔一体机，其特征在于，所述测量钻孔一体机还包括工作台和Y向驱动组件，所述工作台通过所述Y向驱动组件安装在所述底座上，所述Y向驱动组件用于驱动所述工作台沿Y向移动，所述工作台用于安装待加工件。

7.根据权利要求6所述的测量钻孔一体机，其特征在于，所述Y向驱动组件包括Y向驱动件、Y向导轨以及Y向滑块，所述Y向驱动件和所述Y向导轨均安装在所述底座上，所述Y向驱动件连接所述工作台；所述Y向滑块安装在所述工作台背离待加工件的表面上，且所述Y向滑块与所述Y向导轨滑动连接；所述Y向驱动件用于驱动所述工作台通过所述Y向滑块沿所述Y向导轨滑动。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的测量钻孔一体机，其特征在于，所述测量钻孔一体机还包括底板，所述X向驱动组件包括X向驱动件、X向导轨以及X向滑块；所述X向驱动件和所述X向导轨均安装在所述支架上，且所述X向驱动件连接所述底板；所述X向导轨安装在所述底板上，且所述X向滑块与所述X向导轨滑动连接，所述X向驱动件用于驱动所述底板通过所述X向滑块沿所述X向导轨滑动；所述识别组件和所述Z向驱动组件均安装在所述底板背离所述X向导轨的表面上。

9.根据权利要求8所述的测量钻孔一体机，其特征在于，所述Z向驱动组件包括第二Z向驱动件、第二Z向导轨、第二Z向滑块以及第二固定板；所述第二Z向驱动件和所述第二Z向导轨均安装在所述底板上，且所述第二Z向驱动件连接所述第二固定板；所述第二Z向滑块安装在所述第二固定板上，且所述第二Z向滑块与所述第二Z向导轨滑动连接，所述第二Z向驱动件用于驱动所述第二固定板通过所述第二Z向滑块沿所述第二Z向导轨滑动；所述钻孔组件安装在所述第二固定板背离所述第二Z向滑块的表面上。

10.根据权利要求9所述的测量钻孔一体机，其特征在于，所述钻孔组件包括主轴驱动件和钻头，所述主轴驱动件安装在所述第二固定板上，所述钻头安装在所述主轴驱动件的输出端。

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