一种可双重定位的电子元器件加工用钻孔装置及方法与流程

本发明涉及电子元器件钻孔，具体为一种可双重定位的电子元器件加工用钻孔装置及方法。

背景技术：

1、电子元器件包括电阻、电容器、散热器、电子显示器件、光电器件、传感器、印制电路板、集成电路和印刷电路用基材基板等，电子元器件生产加工时一些部位需要进行定位钻孔以便于后续使用过程中的安装，如在电路板上进行钻孔，在钻孔过程中，我们更多的所需要使用到的钻孔为垂直钻孔，即钻头与电子元器件之间的钻孔角度垂直时所钻出的孔；

2、在对电子元器件进行钻孔时，需要保持电子元器件的固定静止，以防止电子元器件钻孔时受钻头的转动而出现偏移，当电子元器件不规则时，示例性的，如图1所示，电子元器件12底端的接触面不处于同一个平面上时，现有技术中通过向下压紧定位的方式会使电子元器件12受力不均匀，容易出现断裂的现象；

3、示例性的，当电子元器件12上存在倾斜面121时，还需要使倾斜面121与钻头的方向保持垂直，所以如何使不规则的电子元器件被固定的同时还能够调整电子元器件12的倾斜角度，并使该倾斜角度满足上述的倾斜面121与钻头的方向保持垂直的要求为需要解决的一个问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可双重定位的电子元器件加工用钻孔装置及方法，以解决上述背景技术中提出的“电子元器件底端的接触面不处于同一个平面上时，现有技术中通过向下压紧定位的方式会使电子元器件受力不均匀，容易出现断裂的现象以及当电子元器件上存在倾斜面时，还需要使倾斜面与钻头的方向保持垂直”的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种可双重定位的电子元器件加工用钻孔装置，包括移动柜和底盘，所述移动柜的前端固定连接有连接壳，所述连接壳的底端内侧转动连接有转动轴，所述转动轴的底端滑动连接有钻头，转动轴能够带动钻头同步转动，所述转动轴的外侧固定连接有连接环，所述转动轴的外侧设置有弹簧，所述弹簧的两端分别与钻头的顶端和连接环的底端固定连接，所述连接壳的内侧设置有驱动机构，通过驱动机构能够使转动轴往复转动；

4、所述连接壳的顶端固定连接有顶筒，所述顶筒的顶端通过滑轨滑动连接有顶块，所述顶筒的顶端开设有上窄下宽的锥形孔，所述顶块的内侧固定连接有激光测距仪，初始状态下，激光测距仪处于锥形孔的中间位置，所述顶筒的中心与转动轴的中心延长线处在同一条直线上，所述顶筒、钻头和转动轴的内侧均呈空心状设置；

5、所述底盘的顶端固定连接有转球，所述转球的外侧转动连接有圆盘，所述圆盘的顶端固定连接有定位夹具，所述底盘的内侧固定连接有齿环，所述圆盘的底端内侧固定连接有圆环，所述圆环与齿环之间通过铰链转动连接有第二电动推杆，通过齿环的转动和第二电动推杆的伸缩实现圆盘和电子元器件的角度调整和定位。

6、本发明中，移动柜能够进行前后上下左右方向上的移动，可以通过多个气缸或电动推杆实现，为现有技术，再次不做多余阐述；

7、在上述设置下，本发明使用时，首先将电子元器件通过定位夹具进行固定，然后使移动柜带动钻头进行位置的调整，使钻头对准需要钻孔的位置，然后逐渐下降，实现对电子元器件的钻孔；

8、在上述设置下，本发明的转动轴的外侧设置有弹簧，弹簧的两端分别与钻头的顶端和连接环的底端固定连接，在钻孔的过程中，钻头的下压力由弹簧的压缩程度呈正相关，这种设置一方面可以使钻头与电子元器件之间为柔性接触，一方面可以通过控制弹簧的压缩来控制钻孔时的压力，确保钻孔时电子元器件的稳定性和完整性；

9、当电子元器件上的钻孔面出现倾斜时，本发明能够保持钻头与钻孔面的垂直，便于钻孔后续的安装使用，本发明中通过设置的锥形孔和激光测距仪首先能够对钻孔面的倾斜角度进行检测，其检测方法为：首先进行一次测量：顶块内的激光测距仪检测出其与钻孔面的距离l1，然后进行二次测量，使移动柜沿着钻孔面的倾斜走向移动一段距离，并获得移动距离l3，移动距离l3由移动柜的实际移动距离获得，顶块内的激光测距仪再次检测出其与钻孔面的距离l2，其中，移动时，激光测距仪在钻孔面上的投影不离开钻孔面，最后进行比对计算，当l1等于l2时，钻孔面与钻头为垂直状态；

10、当l1不等于l2时，通过计算出角a的大小，其中，角a为钻孔面的倾斜夹角，在得到角a的大小之后，本发明可以通过齿环的转动和第二电动推杆的伸缩实现圆盘和电子元器件的角度调整和定位，使钻孔面相对于钻头垂直，从而便于后续的垂直钻孔操作；

11、具体的角度调整方式为，转动齿环并将第二电动推杆与转球所构成的平面转动到与钻孔面的倾斜走向平行，然后控制第二电动推杆的伸缩能够实现圆盘和电子元器件的角度调整和定位；

12、优选地，所述转动轴的外侧呈外六角状设置，所述钻头的内侧呈内六角状设置，所述钻头的底端呈锯齿状设置，锯齿之间存在供空气流通的间隙。

13、在上述设置下，钻头的内侧呈内六角状设置，转动轴的外侧呈外六角状设置用于实现扭矩的传递，钻头的底端呈锯齿状设置，因为钻头的截面为环形，锯齿之间存在供空气流通的间隙，钻头的内侧还可以作为钻孔碎屑产生式的排屑通道；

14、优选地，驱动机构包括第一齿轮和第一电机，所述第一齿轮固定在转动轴的顶端外侧，所述连接壳的内侧转动连接有第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮相啮合，所述第二齿轮的顶端同轴设置有锥齿轮。

15、优选地，所述第一电机固定在连接壳的外侧，所述第一电机的主轴上固定连接有两个位置上对称设置的半锥齿轮，半锥齿轮的弧心角小于180°，两个半锥齿轮分别与锥齿轮的顶端两侧相啮合，通过第一电机的转动实现转动轴的往复运动。

16、在上述设置下，本发明中钻头的转动方法为，第一电机转动带动两个半锥齿轮转动，转动时，两个半锥齿轮间隔的与锥齿轮进行啮合，从而带动锥齿轮进行持续的往复运动，锥齿轮通过第二齿轮带动第一齿轮转动，第一齿轮的转动会带动转动轴和钻头实现往复转动，因为钻头为往复转动，这种设置可以减小电子元器件长期受一个方向的偏转力而产生偏移；其中，本发明中的第一齿轮和第二齿轮不仅可以起到传递动力的作用，还可以起到增减速的作用，也可以替换成现有技术中的无极变速器，在面对不同硬度的电子元器件时，灵活改变转动轴和钻头的转速，便于实现高质量的钻孔；

17、优选地，所述连接壳的顶端内侧存在空腔，空腔内设置有滤网，滤网的迎风面呈外凸状设置，连接壳的顶端内侧与顶筒的内侧相连通，所述连接壳的顶端内侧固定连接有风机筒，所述风机筒内设置有风机。

18、在上述设置下，本发明在钻孔的过程中，可以使风机筒内的风机转动，使空腔内产生负压，将钻孔时产生的碎屑由锯齿之间的空隙和钻头内的通道进行收集，这种排屑方式，使得“吸风口”处于碎屑产生的中心区域，能够极大的增加对碎屑的吸附力，且避免吸尘时的死角出现，增加除屑效果，碎屑会被滤网拦截停留在空腔内，滤网迎风面呈外凸状设置能够使碎屑优先堆积在滤网的边缘，从而延长滤网维持通透性的时间，本发明可以在连接壳的顶端设置可以打开的开口，便于后续碎屑的排出，未示出；

19、优选地，所述顶筒的外侧固定连接有对应设置的第一电动推杆和拉簧，拉簧与顶筒外侧的连接固定点在拉簧的底端，所述第一电动推杆的活动端和拉簧的顶端均固定连接有拉绳，所述顶筒的顶端固定连接有滑轮，所述拉绳与滑轮的外侧贴合，拉绳经滑轮转向后与顶块的一侧固定连接。

20、在上述设置下，本发明中的顶块在第一电动推杆的伸缩作用和拉簧的复位作用下，能够进行前后的运动，在运动的过程中，顶块内侧的激光测距仪能够与锥形孔出现相对运动，在运动过程中，锥形孔对激光测距仪底端的灰尘进行清理，确保激光测距仪的稳定工作；

21、优选地，所述底盘的顶端固定连接有第二电机，所述第二电机的主轴末端固定连接有第三齿轮，所述第三齿轮的外侧与齿环的外侧相啮合，定位夹具包括两个横板，所述横板滑动设置在圆盘的内侧，横板的末端处固定连接有第二阻尼伸缩杆，所述第二阻尼伸缩杆的活动端固定连接有第一阻尼伸缩杆，所述第一阻尼伸缩杆的活动端固定连接有连接盘，所述连接盘的内侧螺旋连接有螺杆，所述螺杆的底端固定连接有压板，通过所述压板的底端或压板与连接盘的配合实现对电子元器件的位置定位。

22、在上述设置下，本发明中齿环的转动方式为，第二电机转动带动第三齿轮转动，第三齿轮的转动带动齿环进行转动，本发明中的圆环与圆盘之间存在较大的阻尼，用于增加钻孔时的稳定性，齿环转动时，可以将圆盘把持住，使齿环和圆环单独转动；

23、本发明定位夹具的定位方式为，当电子元器件整体处于水平状态时，转动螺杆，使压板对电子元器件进行下压在横板上实现固定，当电子元器件存在悬空部位时，可以通过转动螺杆，使压板和连接盘对电子元器件进行固定，设置的第二阻尼伸缩杆和第一阻尼伸缩杆起到距离补偿的作用，将固定点选择在电子元器件的合适位置。

24、一种电子元器件加工用钻孔方法，其步骤为：

25、步骤1：第一电机转动，第一电机转动使钻头往复转动实现对电子元器件的钻孔，能够减小电子元器件长期受一个方向的偏转力而产生偏移；

26、步骤2：钻孔时，风机筒内的风机转动，空腔内出现负压，将钻孔时产生的碎屑及时的由钻孔中心处抽离。

27、一种电子元器件加工用钻孔定位方法，其步骤为：

28、s1：将电子元器件固定在定位夹具上；

29、s2：获得钻孔面的倾斜夹角；

30、s3：通过第二电动推杆和第二电机调整钻孔面的角度，使钻孔面与钻头垂直。

31、优选地，在s2中，钻孔面的倾斜夹角的获取步骤为：

32、第一步，一次测量：顶块内的激光测距仪检测出其与钻孔面的距离l1；

33、第二步，二次测量：使移动柜沿着钻孔面的倾斜走向移动一段距离，移动距离为l3，顶块内的激光测距仪再次检测出其与钻孔面的距离l2，其中，移动时，激光测距仪在钻孔面上的投影不离开钻孔面；

34、第三步，比对计算，当l1等于l2时，钻孔面与钻头为垂直状态，当l1不等于l2时，通过计算出角a的大小，其中，角a为钻孔面的倾斜夹角。

35、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

36、1、该一种可双重定位的电子元器件加工用钻孔装置，本发明使用时，首先将电子元器件通过定位夹具进行固定，然后使移动柜带动钻头进行位置的调整，使钻头对准需要钻孔的位置，然后逐渐下降，实现对电子元器件的钻孔，在上述设置下，本发明的转动轴的外侧设置有弹簧，弹簧的两端分别与钻头的顶端和连接环的底端固定连接，在钻孔的过程中，钻头的下压力由弹簧的压缩程度呈正相关，这种设置一方面可以使钻头与电子元器件之间为柔性接触，一方面可以通过控制弹簧的压缩来控制钻孔时的压力，确保钻孔时电子元器件的稳定性和完整性。

37、2、该一种可双重定位的电子元器件加工用钻孔装置，当电子元器件上的钻孔面出现倾斜时，本发明能够保持钻头与钻孔面的垂直，便于钻孔后续的安装使用，本发明中通过设置的锥形孔和激光测距仪首先能够对钻孔面的倾斜角度进行检测，其检测方法为：首先进行一次测量：顶块内的激光测距仪检测出其与钻孔面的距离l1，然后进行二次测量，使移动柜沿着钻孔面的倾斜走向移动一段距离，移动距离为l3，移动距离l3由移动柜的实际移动距离获得，顶块内的激光测距仪再次检测出其与钻孔面的距离l2，其中，移动时，激光测距仪在钻孔面上的投影不离开钻孔面，最后进行比对计算，当l1等于l2时，钻孔面与钻头为垂直状态。

38、3、该一种可双重定位的电子元器件加工用钻孔装置，当l1不等于l2时，通过计算出角a的大小，其中，角a为钻孔面的倾斜夹角，在得到角a的大小之后，本发明可以通过齿环的转动和第二电动推杆的伸缩实现圆盘和电子元器件的角度调整和定位，使钻孔面相对于钻头垂直，从而便于后续的垂直钻孔操作。

39、4、该一种可双重定位的电子元器件加工用钻孔装置，具体的角度调整方式为，转动齿环并将第二电动推杆与转球所构成的平面转动到与钻孔面的倾斜走向平行，然后控制第二电动推杆的伸缩能够实现圆盘和电子元器件的角度调整和定位。

40、5、该一种可双重定位的电子元器件加工用钻孔装置，本发明中钻头的转动方法为，第一电机转动带动两个半锥齿轮转动，转动时，两个半锥齿轮间隔的与锥齿轮进行啮合，从而带动锥齿轮进行持续的往复运动，锥齿轮通过第二齿轮带动第一齿轮转动，第一齿轮的转动会带动转动轴和钻头实现往复转动，因为钻头为往复转动，这种设置可以减小电子元器件长期受一个方向的偏转力而产生偏移；其中，本发明中的第一齿轮和第二齿轮不仅可以起到传递动力的作用，还可以起到增减速的作用，也可以替换成现有技术中的无极变速器，在面对不同硬度的电子元器件时，灵活改变转动轴和钻头的转速，便于实现高质量的钻孔。

41、6、该一种可双重定位的电子元器件加工用钻孔装置，本发明在钻孔的过程中，可以使风机筒内的风机转动，使空腔内产生负压，将钻孔时产生的碎屑由锯齿之间的空隙和钻头内的通道进行收集，这种排屑方式，使得“吸风口”处于碎屑产生的中心区域，能够极大的增加对碎屑的吸附力，且避免吸尘时的死角出现，增加除屑效果，碎屑会被滤网拦截停留在空腔内，滤网迎风面呈外凸状设置能够使碎屑优先堆积在滤网的边缘，从而延长滤网维持通透性的时间，本发明可以在连接壳的顶端设置可以打开的开口，便于后续碎屑的排出。

42、7、该一种可双重定位的电子元器件加工用钻孔装置，当电子元器件整体处于水平状态时，转动螺杆，使压板对电子元器件进行下压在横板上实现固定，当电子元器件存在悬空部位时，可以通过转动螺杆，使压板和连接盘对电子元器件进行固定，设置的第二阻尼伸缩杆和第一阻尼伸缩杆起到距离补偿的作用，将固定点选择在电子元器件的合适位置。