钻孔机取放刀方法及取放刀装置与流程

1.本发明涉及电路板印刷技术领域，特别是涉及一种钻孔机取放刀方法及取放刀装置。


背景技术：

2.随着科技的不断进步，电路板产品精度要求越发严格，为了达到电路板产品的品质要求，必须在电路板切割时保证电路板切割尺寸的精度，当将电路板放置于工作台上，由成型刀具对放置于工作台上面的电路板进行切剖机械钻孔机。在使用无套环刀具时，刀具刃长不确定性，刀具放置于刀座中，刀柄的高度也处于不确定性。在传统取刀方法中，主轴只能以最低位刀座刀柄高度为基准下降至此高度然后进行取刀，这样使得刀具夹头下端刀具刃长的长度无法确定，当获取的刀具刃长不符合客户所要求长度时，需多次调整方可满足客户需求，极大的影响了取刀效率。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对钻孔机在使用刀具时，无法一次性获得客户所需要的刀刃长度的技术问题，提供一种钻孔机取放刀方法。
4.一种钻孔机取放刀方法,包括如下步骤：
5.主轴移至刀具上方并沿第一方向相对刀具偏移第一距离；
6.主轴沿第二方向移动，当刀具夹头下端触碰到刀具时，记录第一高度值h
top
；
7.主轴沿第一方向反向移动至与刀具相对应的位置处；
8.主轴沿第二方向移动至第二高度值(h
top-(l-ls))，其中l为刀具长，ls为客户所需刀长；
9.刀具夹头闭合夹紧刀具，主轴带动刀具移动至放刀的目标位置。
10.在其中一个实施例中，当刀具夹头与刀具接触时，主轴、刀具、刀座以及信号发生器形成导通的电流回路，信号发生器能够向中央控制器传输触发信号，同时计数系统记录第一高度值并作为第一信号传输至中央控制器。
11.在其中一个实施例中，中央控制器接收到第一信号后，对第一信号进行分析处理，利用(h
top-(l-ls))得出主轴沿第二方向的移动距离。
12.在其中一个实施例中，中央控制器控制主轴沿第二方向移动，计数系统记录到第二高度值后向中央控制器传递第二信号，中央控制器接收到第二信号后控制主轴停止沿第二方向的移动。
13.在其中一个实施例中，主轴沿第一方向偏移的第一距离能够确保当主轴带动刀具夹头沿第二方向下移后，主轴上的刀具夹头的边缘能够与刀具的边缘接触。
14.在其中一个实施例中，刀具夹头对刀具的夹紧与放松通过气动控制。
15.一种钻孔装置，包括主轴、刀具夹头、刀具和刀库；
16.所述刀具安装于所述刀库，所述刀具夹头连接于所述主轴，所述主轴能够带动所
述刀具夹头沿第一方向和第二方向移动，所述刀具夹头用于夹紧所述刀具，所述刀具能够与所述刀具夹头同步移动。
17.在其中一个实施例中，所述刀库包括刀座、基座和弹性件；
18.所述弹性件的一端连接于所述刀座，所述弹性件的另一端连接于所述基座，所述刀座用于放置所述刀具。
19.在其中一个实施例中，所述钻孔装置还包括光栅尺系统，所述光栅尺系统具有读数头，所述读数头安装于所述主轴，且所述读数头与所述主轴同步运动。
20.在其中一个实施例中，所述主轴、所述刀具夹头、所述刀具和所述刀座均采用导电材料制成。
21.本发明的有益效果：
22.本发明提供的钻孔机取放刀方法包括主轴移至刀具上方并沿第一方向相对刀具偏移第一距离；主轴沿第二方向移动，当刀具夹头下端触碰到刀具时，记录第一高度值h
top
；主轴沿第一方向反向移动至与刀具相对应的位置处；主轴沿第二方向移动至第二高度值(h
top-(l-ls))，其中l为刀具长，ls为客户所需刀长；刀具夹头闭合夹紧刀具，主轴带动刀具移动至放刀的目标位置。当对刀长为l的刀具进行取放刀时，先通过主轴移动，使得刀具夹头下端触碰到刀具，从而记录此时高度值h
top
，然后主轴移动到刀具正上方，根据刀具总长度l和客户所需刀长ls，主轴向下移动至高度值(h
top-(l-ls))，这样主轴下移高度为(l-ls)，即刀具夹头上端夹紧的刀具长为(l-ls)，刀具夹头下端刀具长为ls，即为客户所需长度ls。本发明取放刀方法能够使得刀具夹头精准抓取刀具长度，一次性满足客户长度要求，操作简单，效率高。
23.本发明提供的钻孔装置包括主轴、刀具夹头、刀具和刀库，其中刀具安装于刀座，刀具夹头固设于主轴，主轴能够带动刀具夹头沿第一方向和第二方向移动，刀具夹头用于夹紧刀具，刀具能够与刀具夹头同步移动。该取放刀装置可以精确抓取刀具长度，操作简单，效率高。
附图说明
24.图1是本发明实施例提供的钻孔机取放刀方法中主轴位于刀具上方时的部分结构的示意图；
25.图2是本发明实施例提供的钻孔机取放刀方法中主轴沿第一方向相对刀具偏移第一距离时的部分结构的示意图；
26.图3是本发明实施例提供的钻孔机取放刀方法中刀具夹头下端触碰到刀具时的部分结构的示意图；
27.图4是本发明实施例提供的钻孔机取放刀方法中主轴沿第一方向反向移动至与刀具相对应的位置处时的部分结构的示意图；
28.图5是本发明实施例提供的钻孔机取放刀方法中刀具夹头闭合夹紧刀具并退回时的部分结构的示意图；
29.图6是本发明实施例提供的pcb钻孔方法的流程图1；
30.图7是本发明实施例提供的pcb钻孔方法的流程图2。
31.图标：100-主轴；110-刀具夹头；120-夹头下端面；200-刀具；210-刀刃； 220-刀
柄；230-刀具上端面；300-刀库；310-刀座；320-弹性件；330-基座； 400-光栅尺；410-读数头；500-信号发生器；510-中央控制器。
具体实施方式
32.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
34.此外，术语“第一”、“第二”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
35.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，除非另有明确的限定。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。
36.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
38.参阅图1，图1是本发明实施例提供的钻孔机取放刀方法中主轴位于刀具上方时的部分结构的示意图，本发明一实施例提供了的钻孔装置，包括主轴100、刀具夹头110、刀具200和刀库300；刀具200安装于刀库300，刀具夹头110 固设于主轴100，主轴100能够带动刀具夹头110沿第一方向和第二方向移动，刀具夹头110用于夹紧刀具200，刀具200能够与刀具夹头110同步移动。
39.具体地，刀具夹头110固设于主轴100，刀具200沿第二方向远离主轴100 一侧设有夹头下端面120，主轴100能够带动刀具夹头110沿第一方向和第二方向移动。其中，主轴100
的数量可以为一个，也可以是多个，与之相对应的刀具夹头110的个数相同，每一个主轴100上均固接一个刀具夹头110，多个主轴 100可以同时对多个刀具200进行操作，互相不受干扰。
40.其中，第一方向为水平方向，第二方向为竖直方向，第一方向与第二方向相互垂直，为了便于表述，以下均以第一方向、第二方向进行描述。
41.参阅图3，图3是本发明实施例提供的钻孔机取放刀方法中刀具夹头下端触碰到刀具时的部分结构的示意图，在一实施例中，主轴100、刀具夹头110、刀具200和刀库300均采用导电材料制成，优选地，刀库300可以为铝材质，也可以为不锈钢材质和铁材质等，但不以此为限，其只要能够实现导电和承载刀具200即可。刀具夹头110可以为铝材质，也可以为不锈钢材质和铁材质等，但不以此为限，其只要能够实现导电及对刀具200进行夹紧和放松即可。主轴 100可以为铝材质，也可以为不锈钢材质和铁材质等，但不以此为限，其只要能够实现导电和移动即可。刀具200可以为不锈钢材质，也可以为陶瓷材质等，但不以此为限，其只要能够实现导电坚和较强的韧度即可。
42.参阅图2、图3和图4，图2是本发明实施例提供的钻孔机取放刀方法中主轴沿第一方向相对刀具偏移第一距离时的部分结构的示意图；图4是本发明实施例提供的钻孔机取放刀方法中主轴沿第一方向反向移动至与刀具相对应的位置处时的部分结构的示意图。在一实施例中，刀库300包括还包括基座330、刀座310和弹性件320，弹性件320沿第二方向延伸，且弹性件320一端固接于基座330，另一端固接于刀座310沿第二方向远离主轴100一侧，弹性件320用于对刀座310施加与主轴100运动方向相反的作用力，对刀座310起保护作用。
43.具体地，取刀时，刀具夹头110夹紧刀具200，主轴100带动刀具200沿第二方向向上运动，由于刀具200卡接于刀座310，则会给刀座310施加一个沿第二方向向上运动的惯性力，带动刀座310沿第二方向向上运动，由于刀座310 与基座330之间设置有弹性件320，则弹性件320对刀座310施加一个与主轴 100运动方向相反的作用力，即抵消一部分刀座310沿主轴100运动方向的惯性力，给予一定的缓冲，防止刀座310受到损害。放刀时，主轴100带动刀具200 沿第二方向下运动，至刀具200插入刀座310，则会给刀座310施加一个沿第二方向向下运动的惯性力，带动刀座310沿第二方向向下运动，由于刀座310与基座330之间设置有弹性件320，则弹性件320对刀座310施加一个与主轴100 运动方向相反的作用力，即抵消一部分刀座310沿主轴100运动方向的惯性力，给予一定的缓冲，防止刀座310受到损害。
44.需要说明的是，弹性件320的数量可以为一个，也可以为多个，但必须与刀座310的数量相同，每一个刀座310都有一个弹性件320与之相对应。优选地，弹性件320是弹簧，弹簧一端与刀座310固接，另一端与基座330固接，用于对刀座310施加与主轴100运动方向相反的作用力。
45.进一步地，刀座310包括安装槽，刀具200沿第二方向插入刀座310中的安装槽卡接于刀座310，刀座310用于承载刀具200。其中，刀座310的数量可以为一个，也可以为多个，其只要能满足于承载刀具200即可。
46.另外，刀具200包括刀柄220和刀刃210，当刀具200放置于刀座310中时，刀刃210位于第一方向靠近刀座310一侧，其中刀柄220沿第一方向远离刀座 310一侧设有刀具上端面230。
47.刀具夹头110包括一夹片和第二夹片，第一夹片和第二夹片之间形成一个夹口，第
一夹片和第二夹片固设于刀具夹头110朝向刀座310一侧，第一夹片与第二夹片沿第一方向靠近和远离，可以实现对刀具200的夹紧和放松。当需要取刀时，主轴100带动刀具夹头110移动到刀具200正上方，刀具200位于刀具夹头110的夹口时，第一夹片与第二夹片沿第一方向相互靠近，夹紧刀具 200，然后主轴100带动刀具200沿第一方向和第二方向移动然后回位，进行操作；当操作完成进行放刀时，主轴100带动刀具200移动至刀座310正上方，然后沿第二方向移动，将刀具200插入与之相对应的刀座310，使刀具200与刀座310相互卡接，然后第一夹片与第二夹片沿第一方向相互远离，松开刀具200，然后主轴100沿第一方向和第二方向移动然后回位。
48.进一步地，取放刀装置包括工作台、移动组件和直线电机模组，移动组件包括两个间隔布置且沿第一方向延伸的导轨，直线电机模组设置于其中一个导轨的一侧，导轨固设于工作台。直线电机模组包括直线电机和滑块，直线电机的动力输出端与滑块传动连接，滑块固接于基座330朝向工作台的一侧，直线电机用于驱动滑块带动基座330沿第一方向移动，从而实现刀座310沿第一方向移动。当需要更换不同刀具200时，就可以通过直线电机驱动滑块带动基座 330沿第一方向移动，从而使得刀具夹头110可以夹取不同种类的刀具200。
49.进一步地，导轨上滑设一个移动块，移动块固接于基座330朝向工作台的一侧，移动块的顶面与滑块的顶面平齐，以便于稳定的支撑基座330，当直线电机模组驱动滑块沿第一方向移动时，移动块与滑块同步移动，用于支撑基座330，增加基座330在沿第一方向滑动过程中的平稳性。
50.参阅图2、图3、图4和图5，图5是本发明实施例提供的钻孔机取放刀方法中刀具夹头闭合夹紧刀具并退回时的部分结构的示意图。在一个实施例中，钻孔装置还包括光栅尺系统，光栅尺系统具有读数头410，读数头410安装于主轴100，且读数头410与主轴100同步运动。
51.具体地，光栅尺系统还包括光栅尺400、光栅尺基座和光栅尺400，读数头 410对应光栅尺400的位置设置，沿与光栅尺400平行的直线移动并读取光栅尺 400上的刻度。光栅尺基座为长条状，沿第二方向延伸，光栅尺400装设于光栅尺基座朝向读数头410一侧。
52.优选地，光栅尺基座设有凹槽，光栅尺400容设于凹槽内，这样可以有效避免灰尘和细屑附着在光栅尺400上，影响读数头410读取数据的准确性，同时保护光栅尺400，防止细屑过大时，刮伤光栅尺400。
53.参阅图1-图6，图6是本发明实施例提供的pcb钻孔方法的流程图1。本发明实施例还提供了一种钻孔机取放刀方法,包括如下步骤：
54.主轴100移至刀具200上方并沿第一方向相对刀具200偏移第一距离；
55.主轴100沿第二方向移动，当刀具夹头110下端触碰到刀具200时，记录第一高度值h
top
；
56.主轴100沿第一方向反向移动至与刀具200相对应的位置处；
57.主轴100沿第二方向移动至第二高度值(h
top-(l-ls))，其中l为刀具200 长，ls为客户所需刀长；
58.刀具夹头110闭合夹紧刀具200，主轴100带动刀具200移动至放刀的目标位置。具体地，当对刀长为l的刀具200进行取放刀时，先通过主轴100移动，使得刀具夹头110下端触
碰到刀具200，从而记录此时高度值h
top
，然后主轴移 100动到刀具200正上方，根据刀具200总长度l和客户所需刀长ls，主轴100 向下移动至高度值(h
top-(l-ls))，这样主轴100下移高度为(l-ls)，即刀具夹头110上端夹紧的刀具200长为(l-ls)，刀具夹头110下端刀具长为ls，即为客户所需长度ls。本发明取放刀方法能够使得刀具夹头110精准抓取刀具200 长度，一次性满足客户长度要求，操作简单，效率高。
59.优选地，主轴100在刀具200上方沿第一方向相对刀具200偏移第一距离可以为0.5-1.5mm,也可以为其他值，其只要能满足主轴沿第二方向偏移时，刀具夹头110下端边缘能够与刀具200上端边缘接触即可。
60.需要说明的是，主轴100沿第一方向反向移动至与刀具200相对应的位置处时，刀具200刚好位于刀具夹头110的夹口正下方，使得刀具夹头110能够夹取刀具200。
61.参阅图3，在一发明实施例中，当刀具夹头110与刀具200接触时，主轴 100、刀具200、刀库300以及信号发生器500形成导通的电流回路，信号发生器500能够向中央控制器510传输触发信号，同时计数系统记录第一高度值并作为第一信号传输至中央控制器510。
62.具体地，夹头下端面120位于刀具夹头110沿第二方向远离主轴100一侧边缘，刀具上端面230位于刀具200沿第二方向远离刀座310一侧边缘。当主轴100带动读数头410沿第二方向移动，夹头下端面120与刀具上端面230接触时，主轴100、刀具200、刀座300、信号发生器500与地面形成导通的电流回路，信号发生器500能够向中央控制器510传输高频脉冲触发信号，同时计数系统记录读数头410读取光栅尺400上的第一高度值h
top
并作为第一信号传输至中央控制器510。
63.需要说明的是，每一个主轴100都是被单独控制的，每个主轴100在形成回路时，都会单独有触发信号产生，且互相不会干扰。
64.继续参阅图4，在一实施例中，中央控制器510接收到计数系统记录读数头 410读取光栅尺400上的第一高度值h
top
第一信号后，对刀具200长l和客户所需刀具200长度ls以及第一信号进行分析处理，然后利用(h
top-(l-ls))得出主轴 100沿第二方向的移动距离，从而控制主轴100沿第二方向移动。
65.参阅图4，在一实施例中，中央控制器510控制主轴100沿第二方向移动，计数系统记录到第二高度值后向中央控制器510传递第二信号，中央控制器510接收到第二信号后控制主轴100停止沿第二方向的移动。
66.具体地，中央控制器510控制主轴100带动读数头410沿第二方向移动，当读数头410移动至光栅尺400高度值(h
top-(l-ls))时，计数系统记录第二高度值后向中央控制器510传递第二信号，然后控制主轴100停止移动。
67.参阅图1、图2和图3，在一实施例中，主轴100沿第一方向偏移的第一距离能够确保当主轴100带动刀具夹头110沿第二方向下移后，主轴100上的刀具夹头110的边缘能够与刀具200的边缘接触。
68.其中，当刀具夹头110与刀具200接触时，主轴100、刀具200、刀库300 以及信号发生器500才能形成导通的电流回路，使得信号发生器500能够向中央控制器510传输触发信号，同时使得计数系统记录第一高度值并作为第一信号传输至中央控制器510。
69.另外，当刀具夹头110夹紧刀具200时，第一夹片和第二夹片沿第一方向相互靠近，实现对刀具200的夹紧，然后主轴100带动刀具200沿第二方向远离刀座310移动，此时刀具
200从刀座310中脱离，施加给刀座310一个与主轴100运动方向相同的作用力，由于弹性件320的作用力，对刀座310施加一个与主轴100运动方向相反的作用力，缓冲了刀座310沿主轴100运动方向的惯性力，起到了保护刀座310的作用。
70.优选地，刀具夹头110对刀具200的夹紧与放松通过气动控制。其中，气动控制为现有技术，故在此不再赘述。
71.参阅图7，图7是本发明实施例提供的pcb钻孔方法的流程图2。在一实施例中，启动信号发生器500信号，主轴100移至刀具200上方并沿第一方向偏移第一距离，然后主轴100再向第二方向移动，当刀具夹头110下端与刀具200 未接触时，信号发生器500无法触发，主轴100继续沿第二方向移动，当刀具夹头110下端与刀具200接触时，刀具200、刀具夹头110、刀库300和信号发生器500电路导通，信号发生器500触发，此时信号发生器500向中央控制器 510传输高频脉冲触发信号，中央控制器510控制主轴100停止沿第二方向运动，同时计数系统记录读数头410读取光栅尺400上的第一高度值h
top
并作为第一信号传输至中央控制器510，然后中央控制器510控制主轴沿第一方向反向移动至与刀具200相对应的位置处，此时根据客户需求刀长参数ls、刀具200长l及第一信号进行分析处理，然后利用(h
top-(l-ls))得出主轴100沿第二方向的移动距离，然后计数系统记录到第二高度值后向中央控制器510传递第二信号，中央控制器510接收到第二信号后控制主轴100停止沿第二方向的移动，然后控制刀具夹头110夹紧刀具200并带动刀具200移动至放刀的目标位置，从而完成取刀过程。
72.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
73.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。