专利名称：自动化的钻头重新磨锐和检验装置的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及用于重新磨锐机械工具的装置，更详细地说，涉及一种完全自动化的装置，该装置可以用来检验钻头的同一性和几何形状，将钻头磨锐到限定的高精度公差范围内，检验重新磨锐后的钻头的公差；调整配置在重新磨锐后的钻头的柄部上的定位环的位置；清洗重新磨锐后的钻头以及随后把钻头包装起来。
背景技术：
近些年来，印刷电路板的制造已经经过了重大的改进。在化学，机械和材料方面的技术进步已经形成了能够在高效率基础上稳定地生产具有高密度电路的大容量印刷电路板的能力。一个具体的进步领域已经在与印刷电路板相联系的钻孔工艺中产生。一块单独的电路板通常包括成千上万个小直径孔，这些小孔可以用来通过容纳元件的引线或管脚而把各种元件连接在电路板上，可以连接一层到另一层的电路图，可以为后面的加工提供参考点，以及可以有助于把完工的电路板安装在其最后的机座上。在目前已知的一种电路板的加工工艺中，多块电路板可以通过使电路板保持一种相邻的重叠取向而同时钻孔。在目前已知的另外一种加工技术中，几块电路板都放置在一块底板上进行加工，通常使一块底板包括成千上万个钻孔。
可以认识到，由于通常在印刷电路板中钻出的孔的直径特别小，因而相关的钻头也被制成具有很小直径的切削部分并且由一种特别硬的耐磨材料诸如碳化钨制成。虽然这种材料是耐磨的，但是在一定次数的钻孔(“冲击”)以后，通常钻头也将磨损，从而不再锐利到足以对以后的孔加工能保持直径和公差的要求。根据经验，电路板制造业已经估计出一个钻头变钝的速度。根据这个磨损速度，钻头通常在一定次数的冲击以后就应该更换。
在印刷电路板的制造过程中，钻头的切削部分穿透(即插入)电路板的深度也必须受到严密的控制。在这方面，用来进行钻孔工序的钻头通常设置有一个配置在其柄部周围的定位环，该环用来作为精确地定位钻头，夹头件或者转动的钻孔装置的刀杆的止档。由于钻头的切削部分在电路板中的穿透深度的重要性，从而使切削部分与定位环分开的距离本身必须受到严密地控制，因此，需要把定位环精确地定位在钻头的柄部。
鉴于与小直径切削部分的硬质合金钻头制造有关的困难和费用负担，一旦钻头的切削部分变钝，通常宁可将它重新磨锐而不愿意废弃。可以认识到，由于把电路板中的所有钻孔都加工到限定的高精度公差范围内的重要性，钻头的切削部分的重新磨锐必须以严格的高度精确的方式完成。此外，由于重新磨锐常常会使钻头的切削部分区域的长度稍有减少，因此使切削部分和定位环分开的距离也必须保持在某一个严密控制的范围内。在这方面，由于重新磨锐工序而产生的钻头的缩短，需要调整定位环在柄部的位置，以便在定位环与磨锐的切削部分之间的距离再次达到规定值。
定位环在钻头柄部上的重新定位通常可以人工地通过利用常规的测量技术和装置(诸如卡规)来完成。此外，对钻头的切削部分的重新磨锐以及为了确保符合公差要求而随后对其进行的测量常常也由人工来完成。但是，可以认识到，这种由人工进行的重新定位和重新磨锐工艺是非常费时间的，因而也是很昂贵的，并且时常不能完成定位环相对于切削部分的定位和/或切削部分的重新磨锐具有为了保证后面的钻孔工序能够正确地进行所必须的精度。
在现有技术中至今还有待研制出一种能用来完成对各种钻头的同一性和不同几何形状的检验以及上述重新磨锐和重新定位功能的完全自动化的装置。使重新磨锐工艺自动化的困难之一是钻头的切削部分的尺寸和状况经常变化。在这方面，切削部分的状况可以是脏的，受磨损的，直径和/或长度过小的，有缺口的或者是破裂的。此外，钻头通常是大量地被送出去重新磨锐的，在这些钻头中包括那些来自不同的制造商、具有不同的最初生产日期的钻头，具有不同的形式和/或系列的钻头，或者受到过最初或后来的重新磨锐工序的钻头。
本发明通过提供一种完全自动化的装置来逐一地改正上述缺陷和障碍，该装置可以自动地检验钻头的同一性和几何形状，使钻头的切削部分重新磨锐到限定的高精度范围以内，以及可以在钻头的切削部分重新磨锐以后，精确地调整定位环在钻头上的位置。
发明简介根据本发明，提供了一种用于检验钻头的同一性和几何形状以及重新磨锐钻头的自动化设备，该钻头具有一个包括一个定位于其上的定位环的柄部和一个限定了钻头的切削部分的有沟部分。除了能重新磨锐钻头的切削部分以外，本发明的自动化设备还能在重新磨锐切削部分以后，调整定位环相对于切削部分的位置。
在一个最佳实施例中，该自动化设备包括一个具有至少一个、最好一对盒式浅盘连接于其上的机座或底座台，每个盒式浅盘的尺寸和构形能够容纳多个钻头贮存箱。每个钻头贮存箱包括多个贮存于其中的钻头。一对磨削组件和一对观测或光学组件也连接在机座上，每个磨削组件用来磨削钻头的切削部分，每个光学组件用来在对其进行磨削以前初步检验钻头的同一性和几何形状以及初步检查钻头的切削部分，并且在对其进行磨削以后最后检查切削部分。除了磨削和光学组件以外，一对第一清洗组件和一对第二清洗组件也连接在机座上，每个第一清洗组件用来在对其进行初步检查以前清洗钻头的切削部分，每个第二清洗组件用来在最后检查以前清洗钻头的切削部分。一对倒置组件和至少一个碰撞组件也连接在机座上，倒置组件用来有选择地使钻头的柄部和有沟部分中的一个的朝向大体上垂直地向上，碰撞组件用来在对切削部分进行最后检查以后，调整钻头的定位环相对于其切削部分的位置。
本发明的自动化设备还包括一对工作台组件，该组件中的每一个都可动地连接在机座上，并且用来有选择地在相应的光学，磨削和第二清洗组件之间运输一个钻头。该自动化设备的一个自动的装载组件也可移动和转动地连接在机座上，该组件用来在需要对钻头贮存箱内的钻头确定取向时，有选择地把钻头从盒式浅盘运输到相应的倒置组件中，用来把钻头从盒式浅盘或倒置组件运输到相应的第一清洗组件中，从第一清洗组件运输到相应的倒置组件中，从倒置组件运输到相应的工作台组件中，从工作台组件运输到碰撞组件中，以及从碰撞组件返回到相应的盒式组件中。
在本发明的自动化设备中，一个程序控制装置用电气方法与磨削，光学，第二清洗，倒置，碰撞，工作台，以及装载组件相连接，以便该控制装置以一种允许切削刀头重新磨锐和定位环重新定位的工艺可以在至少两个钻头上同时进行的方式来控制和协调这些组件的工作。在这方面，控制装置可以使装载组件从每个钻头贮存箱中一次一个地取出钻头，以及在切削部分的最后检查或者定位环的重新定位以后使每个钻头返回到它从其中取出的那个钻头贮存箱中。
在该最佳实施例中，该自动化设备的装载组件包括一个自动臂，该臂可以围绕大体上平行的第一，第二，第三装载轴线转动，并且可以沿着第三装载轴线直线地(即，向上或向下)移动。一个夹具与自动臂相连接，该夹具适合用来容纳和可松开地固定一个或二个钻头，并且可枢转地相对于第三轴线运动。夹具本身包括一对轴件，该轴件可枢转地连接在自动臂上。每个轴件具有一个穿过其中延伸的孔，该孔的尺寸和构形可以容纳钻头的柄部。夹具还包括一个转动的驱动件，该驱动件与自动臂相连接，并且以一种可以使致动器的移动将导致轴件相对于自动臂同时进行枢转运动的方式机械地连接在轴件上。除了轴件和枢动件以外，夹具还包括一个长真空管，该真空管流体地与孔相连接，用来有选择地在该孔中产生负压。在钻头的柄部由孔接受以后，孔中真空的产生有助于钻头在装载组件的夹具内的固定。
该自动化设备的每个光学组件包括一个顶部照相机，该照相机用来产生检验钻头的同一性和几何形状以及测量钻头的全长并且调整切削部分相对于一个第一参考位置的直线取向的图像。除了顶部照相机以外，每个光学组件还包括一个前部照相机，该照相机用来产生调整切削部分相对于一个第二参考位置的角度取向并且检查其几何形状的图像。每个光学组件还包括一个用来照明有沟部分和切削部分的照明阵列。在本发明的自动设备中，控制装置可用来加工和判读由每个光学组件的顶部和前部照相机所产生的图像，并且可以根据它来调整相关的工作台组件的移动。
该自动化设备的每个第一清洗组件包括一个其中配置有一些清洗油灰的槽。钻头的切削部分可以通过装载组件插入每个第一清洗组件的清洗油灰中并且可以从其中取出。此外，每个第二清洗组件包括一个具有一个可动地连接于其上的运输件的底座件。该运输件相对于该底座件可选择地在伸出与退回位置之间移动并且包括配置于其上的一些清洗油灰。除了底座件和运输件以外，每个第二清洗组件还包括一个与底座件相连接的分度件，当分度件从伸出位置移动到退回位置时，该分度件可使运输件移动一个规定增量的距离。钻头的切削部分通过相应的一个工作台组件可以插入到相应的一个第二清洗组件的清洗油灰中，并且使这种插入在通过一个相应的光学组件对切削部分进行最后检查以前立即发生。
该自动化设备的每个工作台组件包括一个底座件，该底座件可以相对于机座沿着第一轴线作往复地移动。一个旋转件可转动地与底座件相连接，该旋转件可围绕一条大体上垂直于第一轴线延伸的第二轴线转动。一个可动地与旋转件相连接的夹头件，该夹头件适合于容纳和可松开地固定钻头的柄部。夹头件可以沿着一条第三轴线往复地移动并且也可以围绕该轴线转动，该第三轴线大体上沿着垂直于第二轴线的方向延伸。通过装载组件可以将钻头插入夹头件中并且也可以从件夹头内将它取出。每个工作台组件还包括一个与底座件相连接的支承件，当切削部分通过相应的一个磨削组件进行磨削时，该支承件容纳和支承着一部分夹头件。
该自动化设备的碰撞组件包括一个与机座相连接的钻头座，该钻头座用来可滑动地容纳钻头的柄部。除了钻头座以外，碰撞组件还包括一个与机座相连接的调整机构，该调整机构用来把切削部分定位在离开钻头座一个规定的间隔距离上，以及一个可动地与机座相连接的往复式撞头组件，该撞头组件用来在柄部被插入钻头座内并且切削部分被定位在离开钻头座一个规定的间隔距离上以后，碰撞定位环使它与钻头座形成对接接触。钻头可以通过装载组件插入钻头座中，并且也可以从钻头座内取出。
该自动化设备的每个倒置组件包括一个底座件和一个可转动的倒置臂，该倒置臂连接在底座件上并且适合用来容纳一个钻头。除了底座件和倒置臂外，每个倒置组件还包括一个用来把钻头保持在倒置臂中的锁紧销，该锁紧销与底座件相连接。另一个与底座件相连接的是倒置组件的气流发生器，该发生器用来从倒置臂内的钻头的切削部分除去剩余的清洗油灰。钻头可以通过装载组件插入钻头座中，并且也可以从钻头座内取出。
此外，根据本发明，提供了一种自动化的重新磨锐钻头的方法，该钻头具有一个包括一个定位于其上的定位环的柄部和一个限定了切削部分的有沟部分。该方法使用了一种自动化的重新磨锐设备，该设备包括一对盒式浅盘，一对磨削组件，一对光学组件，一对第一清洗组件，一对第二清洗组件，一对工作台组件以及一个装载组件。除了重新磨锐钻头的切削部分以外，如果通过重新磨削切削部分以后有需要的话，该方法还可以实现定位环相对于切削部分的重新定位。
本发明方法包括一个最初的步骤，即把至少一个、最好多个钻头贮存箱定位在相应的盒式浅盘中，并且使每个钻头贮存箱包括有多个钻头贮存于其中。然后，通过装载组件从每个钻头贮存箱中一次一个地把钻头取出。这种取出方法可以通过使装载组件在钻头的柄部上前进并且与定位在其柄部上的定位环相接触。然后，使装载组件的内部产生一个足以将钻头固定于其中的负压等级。
在每个钻头贮存箱中，可以这样来确定钻头的取向，使得不是柄部就是有沟部分的朝向大体上垂直地向上。如果在从一个相应的钻头贮存箱内取出一个钻头时，使装载组件在有沟部分上进给，然后钻头就通过装载组件这样地插入一个相应的倒置组件的倒置臂中，使得有沟部分的朝向大体上垂直地向上。然后，使装载组件内的压力均衡，然后再使装载组件从钻头退回。然后使倒置臂这样地转动，使得柄部的朝向大体上垂直地向上。在钻头这样“倒转”以后，使装载组件在钻头的柄部上进给并且与定位在其上的定位环相接触。然后再在装载组件内部产生一个足以将钻头固定于其中的负压等级。然后将钻头通过装载组件从倒置臂中取出。
在通过装载组件以上述方式将钻头倒置并且重新握紧以后，钻头的有沟部分就从装载中伸出。然后，通过装载组件将钻头的切削部分插入一个第一清洗组件的一些清洗油灰中并且再从其中取出。如果在钻头从一个相应的钻头贮存箱内取出时，装载组件在钻头的柄部而不是其有沟部分前进，那么钻头在通过一个相应的第一清洗组件清洗其切削部分以前，就不需要被倒置，因为有沟部分已经从装载伸出。相反，在钻头从一个相应的钻头贮存箱内取出以后，可通过装载组件将其切削部分插入一个第一清洗组件的一些清洗油灰中并且再从其中取出。
在通过一个第一清洗组件清洗以后，通过装载组件将钻头这样地插入一个相应的倒置组件的可转动的臂中，使得其柄部的朝向大体上垂直地向上。然后使装载组件内的压力均衡，然后使装载组件从钻头上退回。然后使用气流发生器把空气吹在钻头的切削部分上，以便从其中把剩余的清洗油灰除去。然后使倒置臂这样地转动，使得钻头的有沟部分的朝向大体上垂直地向上。然后使装载组件在钻头的有沟部分上进给并且与定位在其柄部上的定位环相接触。然后再次在装载内产生一个足以使钻头固定于其中的负压等级，然后通过装载组件将钻头从倒置臂中取出。
在从倒置臂中取出以后，将钻头从装载组件运输到相应的一个工作台组件。更详细地说，通过装载组件将钻头的柄部插入到一个相应的工作台组件内。在可松开地固定在一个相应的工作台组件内以后，将每个钻头插入一个相应的光学组件的内部。在一个相应的光学组件内，对钻头的全长进行测量，并且使切削部分通过工作台组件转动到一个第一参考位置。然后通过工作台组件调整切削部分相对于一个第二参考位置的角度取向以及有沟部分相对于第一参考位置的角度取向，然后将钻头通过工作台组件从光学组件内取出。
在通过一个相应的光学组件完成对每个钻头的有沟部分和切削部分的初步评定以后，将每个钻头的切削部分通过相应的一个磨削组件进行磨削。具体地说，通过工作台组件(钻头在其中被可松开地固定着)使每个钻头的切削部分移动到与一个相应的磨削组件相接触的位置。在其最初移入磨削组件以后，使钻头的切削部分通过工作台组件从此处倒退然后转动大约180°。在完成了该转动以后，将切削部分移回与磨削组件相接触并且以后再从此处退回。重要的是，通过一个相应的磨削组件对钻头的切削部分所进行的磨削工序取决于通过相应的光学组件对钻头的有沟部分和切削部分所做出的初步评定。此外，当每个钻头的切削部分移动到与相应的一个磨削组件相接触时，相关的工作台组件的夹头件的一部分前移穿过并且支承在工作台的一个支承件上，以便减少在磨削过程中切削部分的振动。
在磨削以后，钻头由工作台组件(钻头在其中被可松开地固定着)运送到相应的第二清洗组件。当工作台组件接近一个相应的第二清洗组件时，将该第二清洗组件的运输件驱动到其伸出位置，从而使配置于其上的一部分清洗油灰处于与钻头的切削部分水平对准的位置。然后将第二清洗组件的运输件送回其退回位置。重要的是，运输件退回到其退回位置将使连接在第二清洗组件的底座件上的分度件将运输件移动一个规定的增量的距离。运输件的这种移动将使其后清洗的钻头的切削部分插入配置于运输件上的清洗油灰的不同部分内。
在通过相应的第二清洗组件清洗以后，钻头可通过工作台组件再次插入相应的光学组件中。在每个光学组件内，进行着对钻头的最后评定，其中对有沟部分的长度进行测量，也对由其限定的切削部分的几何形状进行测量。在完成这些测量以后，钻头通过工作台组件(钻头在其中被可松开地固定)从光学组件中取出。每个钻头的最后评定包括确定钻头的定位环相对于其切削部分是否处于正确的位置。
如果确定定位环相对于切削部分的位置必须进行调整，就通过装载组件将钻头从其相关的工作台组件运输到碰撞组件。详细地说，将钻头的柄部插入碰撞组件的钻头座中，然后使切削部分位于离开钻头座一个规定的间隔距离处。然后碰撞定位环使之与钻头座对接接触。在完成碰撞工序以后，通过装载组件将钻头从碰撞组件送回一个相应的盒式浅盘内。更详细地说，钻头由装载组件返回到钻头贮存箱内的一个精确的位置(钻头最初由该位置取出)。可以认识到，如果钻头的最后评定确定，定位环的位置不需要调整，那么钻头就通过装载组件直接从工作台组件运输到适当的盒式浅盘中。此外，如果钻头的最后评定确定，其切削部分的几何形状存在着缺陷，钻头将不运输到碰撞组件或者某个盒式浅盘的钻头贮存箱内，而是通过装载组件废弃在一个单独的位置。
在本发明方法的上述步骤中，其中装载组件是用来在工作台组件与碰撞组件之间以及在碰撞组件与相应的盒式浅盘之间运输钻头，这种运输是以与前面所述的关于通过装载组件把钻头从一个盒式浅盘中取出，关于在钻头的切削部分进行初步清洗以前或以后通过装载组件把钻头插入一个相应的倒置组件中并且从该组件中取出，以及关于钻头从装载组件运输到一个相应的工作台组件中的方式完全相同的方式实现的。更详细地说，最初使装载组件在钻头的有沟部分进给并且与定位在柄部上的定位环相接触。然后使装载组件的内部产生一个足以将钻头固定于其中的负压等级。在钻头的柄部无论是插入一个工作台组件中，碰撞组件的钻头座中，或者是插入钻头贮存器中以后，在装载组件内部的压力都将达到均衡，然后使装载组件从钻头返回。
对于每一个需要插入一个倒置组件的倒置臂中，碰撞组件的钻头座中以及钻头贮存器中并且还要从这些组件中取出的钻头来说，该钻头必须通过装载组件保持一个大体上垂直的取向。然而，对于一个需要插入每个工作台组件中并且从该组件中取出的钻头来说，该钻头必须通过装载组件保持一个大体上水平的取向。因此，装载组件应当适合于在枢轴上转动，以便根据需要实现钻头在垂直或者水平方向的伸出。
附图简介本发明的上述和其他的特征通过参看附图将一清二楚，其中
图1是与本发明的重新磨锐设备一起使用的一个钻头贮存箱的透视图，图中示出了许多钻头贮存在该箱中的样式；图2是本发明的重新磨锐设备的前透视图；图2a是本发明的重新磨锐设备的盒式浅盘中的一个浅盘的透视图，图中示出了许多钻头贮存箱放置于其上的样式；图3是本发明的重新磨锐设备的顶视图；图4是本发明的重新磨锐设备的装载组件的夹具的轴件中的一个轴件的局部剖视图；图4a是装载组件的夹具的侧立视图，图中示出了该夹具相对于装载组件的自动臂作枢转运动的样式；图4b是装载组件的夹具的透视图；图5是本发明的重新磨锐设备的倒置组件中的一个组件的透视图，图中示出了一个钻头保持于其中的样式；图6是本发明的重新磨锐设备的工作台组件中的一个组件的透视图；图6a是示于图6中的工作台组件的夹头件的局部的侧立视图；图7是本发明的重新磨锐设备的光学组件中的一个组件的局部剖开的透视图，图中示出了一个钻头通过一个工作台组件插入其内部的样式；图7a-7d是通过本发明的重新磨锐设备的每个光学组件对一个钻头所作的初步评定程序的步骤图；图8是本发明的重新磨锐设备的磨削组件中的一个组件的前透视图8a是本发明的重新磨锐设备的第二清洗组件中的一个组件的透视图；图9是本发明的重新磨锐设备的碰撞组件的局部的剖面图；图10a-10c是通过本发明的重新磨锐设备的每个光学组件对一个钻头所作的最后检测程序的步骤图；图11a-11n是通过本发明的重新磨锐设备所进行的最佳的工作程序的步骤图。
最佳实施例的详述现在参看附图，这些附图仅仅是用来对本发明的最佳实施例进行图解说明，而不是用来对本发明做出任何的限制，图2和3示出了根据本发明所制造的全自动化的钻头检验和重新磨锐设备。如下面我们还将进行详细介绍的那样，设备10是用来自动检验钻头16的同一性和几何形状并且重新磨锐包括在钻头16(见图1)的有沟部分14的末端上的切削部分12。该钻头还包括一个从锥形区18过渡到有沟部分的圆柱形的柄部18。设置在柄部18上的是一个环形的定位或止动环22。沿着柄部18设置在一个标准位置上以备连续使用的定位环22通常位于距离柄部18的末端约0.8英寸的位置处，它是用摩擦力保持在柄部18的位置上的。
如前面所述，钻头16通常是用硬质合金或碳化钨硬质合金制成的，并且在有关印刷电路板的制造中使用。钻头16、特别是其有沟部分16，可用来制作在单块电路板或多块重叠的电路板中的多个小直径孔，这些小孔是用来容纳随后将面接在电路板上的电子元件的管脚或导线的。除了在电路板中的小孔直径必须保持紧公差以外，钻头16的切削部分12穿入(即伸入)电路板的深度也必须进行精密地控制，以便保证适当的钻孔公差。这种深度控制通常是通过用摩擦力安装在柄部18上的定位环22的轴向定位来完成的。在这方面，柄部18伸入钻孔设备(未示出)的夹头件或刀杆中的尺寸受到紧靠于其上的定位环22的支撑面的限制。由于定位环22用来作为控制从刀杆伸出的钻头16的长度的“止挡”，使切削部分12与定位环22分开的距离D1就必须保持在一定的紧公差范围内，以便保证电路板的正确的钻孔尺寸。
由于与制造钻头16相关的经济费用的负担，在长期使用以后，最好将切削部分12重新摩锐而不是把钻头16报废。切削部分12的重新摩锐通常将造成有沟部分14的长度的减少，从而使把切削部分12与定位环22分开的距离D1减少。因此，在重新摩锐的程序完成以后，对定位环22在柄部18上的位置必须进行调整，以便重新获得把切削部分12与定位环22分开的正确的距离D1。如前面所述，在现有技术中，切削部分12的重新摩锐以及定位环22在柄部18上的重新定位通常是用人工或半人工通过使用各种单独的常规的磨削和测量系统和技术来完成的。但是，这些现有技术的使用，除了费时和价格昂贵以外，就切削部分12的最后构形和把切削部分12与定位环22分开的距离D1而论，还常常不容易满足所需要的精度等级。
钻头贮存箱如同在图1中还可以看到的那样，为了利用本发明设备10进行加工，钻头16(包括设置于其上的定位环22)最好贮存在一个钻头贮存箱26内。钻头贮存箱26包括一个具有一个通过一对铰链32可枢转地连接于其上的盖30的底座28。为了把盖30固定在底座28上，盖30的第一接头34与底座28的第二接头36相啮合。因此，钻头贮存箱26可以采取打开位置和关闭位置这两个位置中的任何一个位置，图1中所示的的贮存箱处于其打开位置。
钻头贮存箱26的底座28限定了一个具有多个钻头容纳孔40设置于其中的大致上平的顶面38。这些钻头容纳孔40准确地配置在顶面38中，并且被配置成交替地偏置的各排，以便减少钻头贮存箱26的外形尺寸。每个钻头容纳孔40都具有一个足够大的直径以便允许钻头16的柄部18从其中通过。但是，每个钻头容纳孔40的直径应小于定位环22的直径。因此，柄部18沿轴向一个相应的孔40中的插入受到与底座28的顶面38相靠紧的定位环22的下表面的支撑的限制。因此，大部分柄部18留在顶面38以下，而有沟部分14则由该顶面大体上垂直地向上伸出。虽然此处示出的具体的贮存箱26是由加利福尼亚州圣安那市的Tycom公司所生产的，但是，本专利申请的代理人，那些在本技术领领域的一般技术人员将会认识到，由其他公司所生产的其他贮存箱26也可以在本发明中使用，并且显然在此处会被预料到。
根据用户的需要，与设备10一同使用的钻头贮存箱26可以是一个标准的结构或者是任何专用的结构。此外，钻头16也可以不需要这样来插入容纳孔40的相对应的孔中，使得其有沟部分14从顶面38大体上垂直地向上伸出。相反地，如从图1中还可以看到的那样，每个钻头16的有沟部分可以沿轴向插入一个相对应的孔40中，使得这种插入受到靠紧在底座38的顶面38上的定位环22的上表面的支撑所限制。这样，钻头16的柄部18将由该顶面38大体上垂直地向上伸出。
设备的机座现在参看图2和3，本发明的设备10包括一个底座台或机座42，该机座限定了一个大体上矩形的顶平面44。连接在机座42的前端的是一对控制台42，该控制台内安装有一个程序控制装置，该装置的使用将在下面做出更详细的介绍。连接在顶面44上的是两对大体上矩形的支座48。支承板50的一对对置的侧面分别紧靠在相应的一对支座48上，并且使剩下的一对对置的侧面基本上分别与机座42的相应的纵向侧面中的一个侧面齐平。支座48和支承板50各自都限定了大体上平的顶面。
盒式浅盘现在参看图2,2a和3，本发明的设备10包括一对大体上矩形的长盒式浅盘54，这些盒式浅盘连接在相应的支座48的大体上平的顶面上。如同在图2和3中所见到的，同样形状的盒式浅盘54的宽度尺寸基本上与那些它们连接于其上的支座48的宽度尺寸是相同的。在这方面，每个盒式浅盘54的纵向的和横向的侧面则基本上与它们连接于其上的支座48的相应的侧面齐平。
在设备10中，每个盒式浅盘54是一个在其中加工有多个大体上同样尺寸的矩形孔56的框架。每个孔56都由从一个底板60向上伸出的框架壁58所限定。重要的是，每个孔56都具有一个与钻头贮存器26的底座28的形状成对配用的形状。在这方面，如在图2a中所看到的，每个孔56的尺寸应做成能部分地容纳钻头贮存箱26的底座28并且把它固定在一个给定位置。在图2a中还可以看到，钻头贮存箱26还可以以这样一种型式放在孔56中，其中一个与各个钻头贮存箱26的底座28相邻的孔，在钻头贮存箱26处于打开状态时，可以用来容纳盖30。但是，那些在本技术领领域的一般技术人员将会认识到，只要把盖30从其上卸下，多个钻头贮存箱26的底座28可以同时插入到所有的孔56中。
装载组件现在参看图2,3,4,4a和4b，本发明设备10包括一个自动的装载组件62，该组件可移动或转动地连接在支承板50上，它可以用来从放在盒式浅盘54上的钻头贮存箱26内把钻头16一次一个地取出，并且在钻头的切削部分12经过重新摩锐和其定位环22经过重新定位以后，再把每个钻头16放回到它从其中取出的钻头贮存箱26内的某个精确的位置。装载组件62还可以用来运输在设备10的各种组件之间的钻头16，这在下面还要详细介绍。
装载组件62包括一个具有一个大体上L形的第一臂段64，该臂段可转动地连接在装载组件62的底座件65上。底座件65自身连接在紧靠其后缘的支承板50的顶面上。在图2中可以看到，第一臂段64可以围绕一条第一装载轴线LA1相对于底座件65转动，该轴线沿着与支承板50的顶面大体上相垂直方向的延伸。除了第一臂段64以外，自动臂还包括一个第二臂段66，该臂段可转动地连接在第一臂段64的水平延伸部分的末端并且可以相对于该末端围绕第二装载轴线LA2转动。在图2中还可以看到，第二装载轴线LA2大体上沿着与第一装载轴线LA1相平行的方向延伸。
除了第一和第二臂段64,66以外，装载组件62的自动臂还包括一个第三臂段67，该臂段可转动地连接在第二臂段66的末端，该末端与第二臂段连接在第一臂段64上的那个末端相对置。第三臂段67可以相对于第二臂段66围绕第三装载轴线LA3转动。第三装载轴线LA3自身沿着大体上与第一和第二装载轴线LA1,LA2相平行的方向延伸。除了可以围绕第三装载轴线LA3转动以外，自动臂的第三臂段67还可以沿着该轴线作直线或垂直(即向上和向下)运动。虽然图中没有示出，装载组件62的自动臂还包括若干个内部机件，它们分别可以使第一臂段64围绕第一装载轴线LA1转动，使第二臂段66围绕第二装载轴线LA2转动，使第三臂段67围绕第三装载轴线LA3转动或者沿着该轴线移动。
除了自动臂以外，装载组件62还包括一个与自动臂的第三臂段67的下端相连接的夹具70。夹具70包括一个具有一对夹具臂71b的夹具外壳71a，该对夹具臂相互之间相距一定间隔并且可以大体上平行地从该外壳向下延伸。夹具70还包括一对可枢转地分别连接在夹具臂71b中的一个相应的臂上的轴件72。更详细地说，轴件72中的每一件都部分地在一对由相应的夹具臂71所限定的互相隔开的凸缘部分之间延伸。通过每个轴件72沿纵向延伸的是一个孔74，该孔的至少一部分上的直径要比钻头16的柄部18的直径稍大。装载组件62的一个长柔性真空管76通过流体与每个孔74相连接，该真空管还与它的一个真空泵相连接。当该真空泵被驱动时，它就会在每个孔74中产生真空，为了某些原因这将在下面做出更详细的介绍。
除了轴件72以外，夹具70还包括一个驱动件78，该驱动件用来实现轴件72相对于第三装载轴线LA3的往复的回转运动。驱动件78最好包括一个气缸，该气缸的气缸体可枢转地与夹具臂71b中的一个夹具臂相连接。从气缸体沿轴向延伸的是一个活塞杆，该活塞杆的末端用机械方法与枢轴相连接，该枢轴用来可枢转地把轴件72连接到夹具臂71b上并且实现轴件的互相连接。
如同在图4和4a中所看到的，夹具70的轴件72除了借助于夹具70与第三臂段67的连接而具有围绕第三装载轴线LA3转动和沿着该轴线垂直地移动的能力以外，该轴件还可以通过驱动件78枢转大约90°而处于水平方向，从而可以沿着一条大体上垂直于第三装载轴线LA3的夹具轴线GX延伸。在这方面，驱动件78的活塞杆从其本体的前移将促使轴件72进行从沿着第三装载轴线LA3的垂直方向延伸(如图4和4b中所示)到沿着夹具轴线GX的水平方向延伸(如图4a中所示)的向上的回转运动。相反地，活塞杆返回气缸内的退回将促使轴件72进行向下的回转运动，并且使该轴件返回到沿着第三装载轴线LA3延伸。使轴件72(特别是其孔74)沿着夹具轴线GX延伸的能力的重要性将在下面作更详细的介绍。
根据对装载组件62的上述说明显然可知的是，实际上自动臂可以把夹具70的轴件72调运到一个高于机座42的顶面44的任何位置上。重要的是，盒式浅盘54的构形及其与支座48的连接应使配置在贮存于盒式浅盘54的任何孔56中的钻头贮存箱26的任何钻头容纳孔40内的一个钻头16可以由装载组件62的夹具70所接近，特别是可以由轴件72中的任何一个轴件所接近的。
如同在图4中还可以看到的那样，当钻头16处于垂直方向并且其有沟部分14向上伸出时，使用装载组件62来“握紧”钻头16可以通过如下的方式实现，首先通过自动臂这样来调运一个轴件72，使得穿过该轴件延伸的孔74与钻头16的有沟部分14共轴地对准。然后，使轴件72沿着第三装载轴线LA3垂直地向下移动，并且在钻头16的有沟部分14和锥形区20上进给，当轴件72与钻头16的定位环22发生接触时，才使该向下的前移终止。然后，驱动装载组件62的真空泵，以便在孔74内产生负压。这种负压将使钻头16在轴件72通过自动臂的第三臂段67而沿着第三装载轴线LA3向上移动或者围绕该轴线转动时，保持在轴件72内不动。可以认识到，当不驱动真空泵时，孔74内所产生的压力平衡将使钻头16立即从轴件72中被释放出来。
当钻头16处于垂直方向并且其柄部18向上伸出时，使用装载组件62来“握紧”钻头16也可以通过上述方式实现。在这方面，首先应对夹具70的轴件72中的一个轴件进行这样的调运，使得穿过该轴件延伸的孔74与钻头16的柄部18共轴地对准。然后，使轴件72沿着第三装载轴线LA3垂直地向下移动，并且在柄部18上进给，当轴件72与钻头16的定位环22发生接触时，才使该向下的前移终止。再一次驱动装载组件62的真空泵，以便在孔74内产生负压，这种负压将使钻头16保持在轴件72内不动。由于不驱动真空泵而引起的孔74内的压力平衡将使钻头16立即从轴件72中释放出来。
从图4a中可以清楚地看到，当钻头16处于水平方向时，使用装载组件62来“握紧”钻头16可以通过如下方式实现，首先通过自动臂这样来调运一个轴件72，使得当轴件72通过驱动件78向上枢转时，夹具的轴线GX与钻头16、特别是其有沟部分14共轴地对准。然后，使轴件72水平地移动，并且在钻头16的有沟部分14和锥形区20上进给，当轴件72与钻头16的定位环22发生接触时，才使该水平的前移终止。然后，驱动装载组件62的真空泵，从而以前面所述的方式将钻头16保持在轴件72内不动。
第一清洗组件现在参看图2和3，本发明设备10还包括一对相同构形的第一清洗组件80，其中的每一个清洗组件都可以用来在对钻头16的切削部分12进行磨削或重新磨锐以前，先对它们进行清洗。虽然没有受到限制，在该最佳实施例中，每个第一清洗组件80都包括一个与一个对应的支座48相连接的矩形的槽或容器82，更详细地说，该槽的纵向的侧面与支承板50相邻接。每个槽82中都含有大量的清洗油灰84。
在设备10中，如果一个钻头16最初已经通过轴件72的前移而由该轴件握紧在柄部18上，在钻头16从钻头贮存箱26中移出以后就可以立即对钻头16的切削部分12进行清洗。这种清洗可以通过如下方式实现，首先这样来调运装载组件62，使得轴件72(更详细地说是从其中伸出的钻头16的有沟部分14)垂直地与一个第一清洗组件80的清洗油灰84相对准。然后，通过自动臂的第三臂段67使轴件72沿着第三装载轴线LA3向下移动，以便把钻头16的切削部分12插入到大量的清洗油灰84中。然后，再通过自动臂的第三臂段67使轴件72沿着第三装载轴线LA3向上移动，以便把钻头16的切削部分12从清洗油灰84中移出。那些在本技术领领域的一般技术人员将会认识到，其他的清洗系统诸如激光系统，二氧化碳系统，液槽系统等显然也都在本文的考虑之中。
可以认识到，如果钻头16已经由夹具70的一个轴件72以图4中所示的方式握紧(即，使轴部72在钻头16的有沟部分14上进给)，此时必须把钻头16倒置过来，以便通过一个第一清洗组件80对其切削部分12进行清洗。这种倒置可以通过使用设备10的一个倒置组件来实现，该倒置组件在下面还将详细地介绍。
倒置组件现在参看图2,3和5，本发明设备10还包括一对相同构形的倒置组件85，该组件(下面还将作详细介绍)中的每个组件都可以用来实现对钻头16的选定的倒置或翻转。每个倒置组件85包括一个连接在支承板50的顶面上的底座件86。一个大体上沿着水平方向延伸的倒置臂87可转动地连接在底座件86上。倒置臂87通过一个设置于其内的转动的驱动器(末示出)可以相对于底座件86转动。连接在倒置臂87末端上的是一个具有一个穿过其中延伸的孔的固定座88，该固定座的尺寸应制成具有一个比设置在钻头16上的定位环22的直径稍大的直径。
每个倒置组件85还包括一个长锁销89，该锁销可动地连接在底座件86上并且限定了一个末端，该末端可以往复地从该穿过固定座88延伸的孔中移进和移出。一个气流发生器90也连接在底座件86上，该发生器用来导入一个股高压气流顶紧在钻头16的切削部分12上，为了某些原因我们将在下面对此进行详细讨论。
如上所述，如果最初夹具70的轴件72已经在钻头16的有沟部分14上进给并且与定位部分22相接触，此时必须把钻头16通过一个倒置组件倒置过来，以便通过一个第一清洗组件80对其切削部分12进行最初清洗。这种倒置可以通过如下方式实现，首先通过装载组件62的自动臂来这样调运轴件72，使得从其中伸出的钻头16的柄部18与穿过一个倒置组件85的固定座88延伸的孔共轴地对准。然后，通过自动臂的第三臂段67使轴件72沿着第三装载轴线LA3向下移动，以便把柄部18插入到固定座88的孔中。
在钻头16被插入到固定座88内以后，通过驱动锁销89使该销往里移动而与钻头16的柄部18相啮合，倒置组件85的工作就由此开始。可以认识到，锁销89的末端与柄部18的啮合将把钻头16有效地锁定在固定座88内。在锁销89与钻头16的柄部18啮合以后，就出现了轴件72内的压力级的平衡和该轴件从钻头16上退回(即，轴件72沿着第三装载轴线LA3的向上移动)。
可以认识到，在钻头16在固定座88内锁定并且夹具70从其上退回以后，钻头16的有沟部分14大体上垂直地向上伸出。然后，通过转动的驱动器将倒置组件85的倒置87臂近似转动180°，以便使钻头16的柄部18大体上垂直地朝上。在进行了上述倒置以后，装载组件62的自动臂可用来这样地调运夹具70的一个轴件72，使得其上的孔74与钻头16的柄部18共轴地对准。然后，通过第三臂段67使轴件72沿着第三装载轴线LA3向下移动并且在钻头16的柄部18上进给。当在孔74内产生的真空足以把钻头16保持在孔内时，使倒置组件85的锁销89退回，以便将该锁销的末端从其与柄部18相啮合的位置移开。这种脱离将使钻头16能够通过沿着第三装载轴线LA3的向上移动而从固定座88内移出。可以认识到，当钻头16从固定座88内移出时，钻头16的有沟部分14将从轴件72中伸出，由此可以使切削部分12能够通过一个第一清洗组件80以上述方式进行清洗。
在本发明设备10中，每个钻头16在其切削部分通过一个第一清洗组件80以上述方式进行清洗以后，必须通过一个倒置组件85进行倒置。在这方面，当切削部分12经过最初的清洗以后，钻头16必须由装载组件62的夹具这样地握紧，使得柄部18而不是有沟部分14从一个轴件72中伸出。
接在切削部分12的最初的清洗后面的倒置过程可以通过如下方式实现，首先这样来调运其中装有刚被清洗过的钻头16的轴件72，使得钻头16的有沟部分14与穿过一个倒置组件85的固定座88延伸的的孔共轴地对准。然后，使轴件72通过自动臂的第三臂段沿着第三装载轴线LA3向下移动，以便将有沟部分14插入固定座88的孔内。在有沟部分14前移通过固定座88的孔以后，驱动锁销89，以便使该锁销的末端延伸到与钻头的柄部18相啮合的位置。如上所述，锁销89的末端与柄部18的啮合将有效地将钻头16锁定在固定座88内。然后，使轴件72通过第三臂段67沿着第三装载轴线LA3向上移动，以便轴件72从钻头16上退回。
可以认识到，当钻头16在固定座88内锁定并且装载组件62的夹具70从其上退回以后，此时柄部18大体上垂直地向上，而有沟部分14则大体上垂直地向下。然后，将气流发生器90驱动，并且使该发生器引导一股高压气流以图5中所示的方式冲击在钻头16的切削部分12上。重要的是，气流冲击在切削部分12上所产生的作用将可从其上有效地清除任何残留的清洗油灰。然后，使倒置组件85的倒置臂87近似地转动180°，以便使有沟部分14大体上垂直地向上。
在钻头16倒置以后，将夹具70的一个轴件72这样来调运，使得其中的孔74与有沟部分14同轴地对准。然后，通过自动臂的第三臂段67使该轴件72沿着第三装载轴线LA3向下移动并且在有沟部分14上进给。然后使孔74内产生的真空达到一个足以使钻头16保持在其中的真空度。然后，将倒置组件85的锁销89从柄部18处退回或者与其脱离，从而通过自动臂的第三臂段67使轴件72沿着第三装载轴线LA3的向上移动，同时也使钻头16从固定座88内移出。可以认识到，当钻头16从倒置组件85中移出时，其柄部18也从夹具70的一个轴件72中伸出。
工作台组件现在参看图2,3,6和6a，设备10还包括一对同样构形的工作台组件96，每个工作台组件可用来在设备10的其他组件之间运输一个钻头16，这将在下面进行详细介绍。每个工作台组件96包括一个大体上矩形的底座件98，该底座件可以沿着一条底座件轴线BX(如图3中所示)作往复运动。工作台组件96的底座件轴线BX处于同一平面并且相互平行。
底座件98沿着其底座件轴线BX的移动通过工作台组件的一个致动器100进行。在图2中可以清楚地看到，每个工作台组件96的致动器100最好包括一个气缸，该气缸的缸体与机座42的顶面44相连接并且配置在一个相应的盒式浅盘54的下面。从该缸体沿轴向延伸的是一个长活塞杆，该杆的末端与底座件98相连接。可以认识到，致动器100的活塞杆在其缸体内部的前移将导致底座件99沿着其底座件轴线BX向离开盒式浅盘54的方向移动。相反，致动器100的活塞杆在其缸体内的退回将导致底座件99沿着其底座件轴线BX朝着盒式浅盘54的方向移动。本技术领域的一般技术人员可以认识到，用来使底座件98沿着其底座件轴线BX移动的致动器100也可以包括气缸以外的其他装置。
除了底座件98和致动器100以外，每个工作台组件96还包括一个旋转件102，该旋转件具有一个通过轴承101可转动地连接在底座件98上的旋转件外壳103。旋转件102可以围绕一条旋转件轴线转动，该轴线沿着大体上与底座件轴线BX相垂直的方向延伸，也就是沿着大体上与第一，第二和第三装载轴线LA1,LA2,LA3相平行的方向延伸。旋转件102相对于底座件98的转动可以通过其第一步进电机104的选择性的驱动来实现，该电机从旋转件外壳103中伸出。旋转件102相对于底座件98的转动也可以通过使用一个气缸而不是该第一步进电机来实现。
每个工作台组件96还包括一个与旋转件102相连接的夹头件106。夹头件106包括一个夹头件外壳107，该外壳具有一个从其中伸出的圆柱形夹头轴108。一个容纳有一个套筒夹110的锁紧套筒111与夹头轴108的末端相连接。在工作台组件96内，夹头轴108因而套筒夹110可以沿着夹头轴线CX(在图6中示出)相对于夹头件外壳107作往复移动。除了可以沿着夹头轴线CX移动以外，夹头轴108还可以围绕该轴线转动。夹头轴108沿着或者围绕着夹头轴线CX的运动可以通过夹头件106从其夹头件外壳107伸出的一个第二步进电机112来实现。在旋转件102转动期间，夹头轴线CX大体上平行的沿着相对于壳体42的顶面44的平面延伸。第一和第二步进电机104,112可以包括伺服电机，或线性伺服电机。由于第二步进电机112可使夹头轴108围绕夹头轴线CX转动，该电机就提供了钻头16的切削部分12的一个规定的转动位置，这在下面还要作详细介绍。
现在参看图4,4a,6和6a，在设备10中，通过装载组件62可以把一个钻头16插入每个工作台组件96的套筒夹110中或者从该套筒夹内部取出。在这方面，套筒夹110的尺寸和构形应该能够可滑动地容纳钻头16的柄部18，并且使得该柄部18进入套筒夹110内的移动受到套筒夹110内的一个挡铁的限制，该挡铁的位置应这样调整，使得只有约八分之一英寸的钻头16的柄部18能够插入并且锁紧在套筒夹110内。由于夹头轴线CX是沿水平方向延伸的，因此，以上述方式垂直地固定在夹具70的一个轴件72内的钻头16，在插入到套筒夹110中以前必须先进行枢转，以便沿着夹具轴线GX(如图4中所示)延伸。轴件72除了要通过驱动件78进行枢转，以便钻头16沿着夹具轴线GX延伸以外，轴件72还必须通过装载组件62这样来调运，使得夹具轴线GX与夹头轴线CX共轴地对准，以便柄部18能插入套筒夹110中。夹具轴线GX还必须与夹头轴线CX共轴地对准，以便轴件72能在钻头16的有沟部分14前进并且与定位环22相接触，从而使钻头16可从套筒夹110内移出。
在图6中可以清楚地看到，每个工作台组件96还包括一个与底座件98相连接的长支承件114。孔116紧靠着长支承件114的顶端从该支承件中穿过，该孔的尺寸和构形应能可滑动地容纳锁紧套筒111。如同下面将要详细介绍的那样，作为重新磨锐钻头16的切削部分12的过程的一部分，锁紧套筒111是可滑动地前移到孔116中的，以便使支承件114能够引导和防止在重新磨锐的过程中，钻头16在套筒夹110内产生过大的振动。
光学组件现在参看图2,3和7，设备10还包括一对观测或光学组件，每个光学组件用来产生图像(最好是数字图像)，这些图像用来检验钻头的同一性和几何形状以及对于插入在该组件内的钻头16的切削部分和有沟部分14进行初步和最后的检查或评定。每个光学组件118与机座42的顶面44相连接并且被配置在相应的一个盒式浅盘54的下面。
在图7中可以清楚地看到，每个光学组件118包括一个具有一个圆形孔122的光学外壳120，该孔配置在光学外壳的一个侧壁上。孔122的尺寸和构形应能容纳一个工作台组件96的锁紧套筒111。当光学组件118被安装在机座42上时，每个光学外壳120的孔122与机座42的顶面44的分开距离应使一个工作台组件96的夹头轴线CX能够与孔122共轴地对准。这种对准是必须的，以便使固定在一个工作台组件96的套筒夹110内的一个钻头16，在工作台组件96的底座件98沿着底座件轴线BX移动时，能通过孔122插入光学外壳20的内部。
配置在光学外壳120的内部的是一个与孔122共轴地对准的圆形的照明环或阵列124。照明阵列是124最好包括发射红光的发光二极管的一个序列环。连接在光学外壳120的一个侧壁上的是一个光学组件118的前照相机126，该侧壁的对面包括一个设置在该外壳上的孔122。前部照相机126伸进光学外壳120的内部，并且包括一个共轴地与孔22和照明阵列124都对准的圆形的透镜。除了前部照相机126以外，每个光学组件118还包括一个顶部照相机128，该照相机连接在光学外壳120的顶部。与前部照相机126相类似，顶部照相机128也伸进光学外壳120的内部并且包括一个圆形的透镜，当钻头16通过工作台组件96插入光学外壳120的内部时，该透镜相对于夹头轴线CX大体上垂直地延伸。虽然各种光学系统在本设备中都可以考虑使用，但最好是用加利福尼亚州圣地亚哥市Volution公司制造的产品。
磨削组件现在参看图2,3和8，设备10还包括一对与机座42的顶面44相连接的磨削组件130。每个磨削组件130包括一个具有大体上U形的砂轮支架132。第一和第二砂轮电机134,136可动地连接在砂轮支架132上并且配置在由该支架所限定的耳部之间。第一圆形磨头138可转动地连接在第一砂轮电机134上，而第二圆形磨头140可转动地连接在第二砂轮电机136上。
在设备10中，第一和第二磨头138,140的磨削面通常不是相对于机座42的顶面44垂直地延伸，而是相对于该顶面成某个角度的偏置。在每个磨削组件130中，第一和第二磨头138,140的磨削面相对于顶面44的角度取向是可以有选择地调整的。在这方面，砂轮支架132包括一对分别配置在由该支架所限定的耳部中的相对应的一个耳部内的弧形槽142。第一和第二砂轮电机134,136在砂轮支架132上的连接由于安装轴的容纳方法而变得更方便了，该安装轴从第一和第二砂轮电机134,136中的每个电机延伸到一个相应的槽142内。配置在至少一个安装轴的末端的夹紧件144的拧紧可使安装轴保持在槽142内的一个所需的位置上。可以认识到，夹紧件144的松开可以使安装轴在槽142内的位置根据需要得到有选择的调整，以便改变第一和第二磨头138,140的磨削面相对于机座42的顶面44的角度取向。在每个磨削组件130内，第一和第二砂轮电机134,136是互相连接的，因而当第一和第二砂轮磨头138,140的磨削面以上述方法进行调整时，它们可以完全一致地运动。
第二清洗组件现在参看图2,3和8a，设备10还包括一对第二清洗组件180，它们与相应的盒式浅盘54的朝外的机座42的顶面44相连接。在通过一个光学组件118对钻头16的切削部分12进行最后检查以前，第二清洗组件180可用来进行对该部分的清洗，这在下面还要进行详细介绍。
每个第二清洗组件180包括一个与机座42的顶面相连接的底座件182。一根长运输杆184可动地与底座件182相连接，该运输杆包括一对在紧靠其对置端的相应的端部处可转动地与其共同的侧面相连接的运输机托辊186。与一个运输机托辊186相连接的是一个分度轮188，而围绕运输机托辊186延伸的是一条连续的运输带190。此外，一个朝着分度轮188向外延伸的分度件192与底座件182相连接。在图8a中可以看出，运输带190上设置有一些清洗油灰194，并使每个这样数量的清洗油灰配置于在运输带上形成的一对相应的凸条之间。
在每个第二清洗组件180中，可以操纵底座件182以便有选择地在图8中所示的一个退回位置与在图8的幻像中所示的一个伸出位置之间驱动运输杆184，由此也就驱动了运输带190。当运输带190处于伸出位置上时，一个配置在其上的这样数量的清洗油灰194通常与相应的一个光学组件118的孔122的轴线沿水平对准。当运输带190处于其退回位置时，配置于其上的这样数量的清洗油灰194的取向基本上在孔122的轴线的下面。重要的是，运输带190从其伸出位置到其退回位置的移动将导致分度件192的末端与分度轮188的啮合以运输带190移动一个规定增量的距离的方式进行。当清洗油灰194处于与相关的光学组件118的孔122共轴地对准时，运输带190的这种移动将有效地把一些清洗油灰连续地放在与夹头轴线CX水平对准的位置。
碰撞组件现在参看图2,3和9，设备10还包括一个碰撞组件146，该组件大体上在盒式浅盘54的中间位置与机座42的顶面44相连接。在钻头16的切削部分12完成重新磨锐以后，如果需要的话，可以使用碰撞组件来使定位环22在钻头16上的位置重新定位。碰撞组件146的完整的结构和工作方式已经在1995年12月5日公布的题为“用于已经重新磨锐的钻头的定位环的定位设备”的美国专利5472298中作了介绍，该文件的全部公开内容通过引用结合在本文中。
碰撞组件146通常包括一个连接在机座42的顶面44上的一个钻头座或基座148。一个用来可滑动地容纳钻头16的柄部18的孔150穿过钻头座148沿轴向延伸。孔150的直径应稍大于柄部18的直径，从而有助于柄部18滑动地插入其中。除了钻头座148以外，碰撞组件146具有一个往复式撞头或锤组件，该组件包括一个扩大的工具头152。工具头152限定了一个从穿过其中沿轴向延伸的中心孔154，该孔的直径稍大于穿过钻头座148沿轴向延伸的孔150的直径。工具头152的中心孔154与孔150共轴地对准，因而也就与插入钻头座148中的钻头16的纵向轴线共轴地对准。
在图9中可以看到，中心孔154的末端尺寸被扩大了，以便部分地容纳定位在钻头16上的定位环22。在这方面，该扩大部分的直径稍大于定位环22的直径，并且该扩大部分的深度D2也稍小于定位环22的宽度W1。在图9中还可以看到，中心孔154的末端部分的扩大有助于环形碰撞面156的形成，该碰撞面围绕着中心孔154的直径减少部分并且可用来与定位环22相接触。如下面将要详细介绍的那样，当钻头16插入钻头座148中并且撞头组件受到驱动使得工具头152向下移动时，有沟部分14，锥形区20和钻头16的柄部18的上端都容纳在中心孔54内，通过使定位环22受到碰撞面156的“碰撞”，迫使定位环与钻头座148对接接触。
碰撞组件146还包括一个调整机构，该机构用来把插入钻头座148中的钻头16的切削部分12定位在与钻头座148的顶面158分开一个规定的间隔距离SD的位置上。该调整机构包括一个用来产生一个激光束L的光学参考系统，该激光束相对于钻头16的纵向轴线垂直地移动，并且与钻头座148的顶面158间隔一个距离SD。除了光学参考系统以外，该调整机构还包括一个可逆的线性致动器或步进电机，该电机配置在机座42的内部并且包括一个可选择地从步进电机伸出或收缩的长导螺杆160。一个限定了一个钝头末端的长圆柱形销部162从导螺杆160的顶端沿轴向延伸。销部62的直径稍小于孔150的直径，由此可使销部162滑动地伸入孔150中并且可在其中垂直地移动。
在设备10中，碰撞组件146通过装载组件62可用来最初把钻头的16的柄部18插入钻头座148的孔150中。柄部18在孔150中的插入受到其端部24的支撑的限制，该端部靠紧在销部162的末端，如上所述，该销部存在于孔150内。
在钻头16插入钻头座148中以后，就水平地、更详细地说是相对于插入钻头座148中的钻头16的纵向轴线垂直地发射激光束L。激光束L应取向为可使与钻头座148的顶面158隔开一个间隔距离SD,SD最好是距离D1与定位环22的宽度W1之和。当钻头16最初插入钻头座148中时，切削部分12通常设置在激光束L的高度的上方。这样，由于切削部分12必须在碰撞定位环22以前被定位在该间隔距离SD处，通常钻头16必须在钻头座148中放到更低的位置，以便在激光束L内精确地定位切削部分12。
在钻头座148中降低钻头16的位置可以通过以下述方式驱动步进电机来实现，即，使导螺杆160沿着垂直方向向下移动，而这又会使销部162的末端在孔150内向下移动。当钻头16最初插入钻头座148中时，由于柄部18的下端24顶靠在销部162上，因此销部162的向下移动将使柄部8退入钻头座148中，从而降低了切削部分12的高度。
导螺杆160的垂直向下的移动的持续时间应该与切削部分12配置在激光束下面的时间相同。当确定切削部分已经配置在激光束L的高度下面(即，可发射一个连续的不受切削部分12间断的激光束L)以后，就停止驱动步进电机，从而使导螺杆160的垂直向下的移动停止。然后，使步进电机以一种能使导螺杆160及其销部162的垂直向上的移动得以实现的方式重新供电。导螺杆160的向上移动使切削部分12朝向激光束L的同步的向上移动也得以实现。在某个精确的时刻，使切削部分12间断激光束L，使步进电机断电，从而导致切削部分12与钻头座148隔开一个间隔距离SD。
当切削部分12被设置在激光束L内并且与顶面158隔开该间隔距离SD以后，通常有一个小间隙将限定在定位环22与钻头座148的顶面158之间。然后，驱动撞头组件，使工具头152实现快速的向下移动。如前所述，工具头152的向下移动将导致与定位环22接触或“碰撞”在围绕中心孔154限定的碰撞面156上。重要的是，通过工具头152碰撞定位环22克服了定位环22在钻头16的柄部18上的摩擦或压力配合的啮合并且迫使定位环22向下与钻头座148的顶面158实现对接接触。当定位环22靠紧在顶面158上时，与切削部分12的间隔就是规定的距离D1。定位环22最好由工具头152碰撞两次，第一次碰撞用来迫使定位环与顶面158实现对接接触，第二次碰撞用来从定位环22上抛下任何残留的毛边或碎片。
在图2和3中可以看到，碰撞组件146的撞头组件可移动地安装在碰撞组件146的基架164上，并且可以相对于钻头座148在伸出与退回位置之间线性地移动。当撞头组件处于其伸出位置时，工具头152的中心孔154与钻头座148的孔150共轴地对准。相反，当撞头组件被驱动到其退回位置(如图2和3中所示)时，该组件沿水平方向与钻头座148隔开一个距离，从而提供了通向孔150的入口，使得装载组件62能把钻头16以上述方式插入该孔中。
设备的操作在介绍了设备10的各种组件以后，下面将参照图11a-11n来说明该设备的操作。在设备10中，设置在两个控制台46或两者中的任何一个控制台内的，或者设置在机座42内的程序控制装置起着控制和协调装载组件62，倒置组件85，工作台组件96，光学组件118，磨削组件130，第二清洗组件180和碰撞组件146的动作的作用。在这方面，该控制装置使用了电气方法与这些组件的各种元件(例如第一和第二步进电机104,112，前部和顶部照相机126,128，第一和第二砂轮电机134,136)以及与辅助的控制装置诸如电磁阀，气缸和真空泵相连接，这些辅助的控制装置的使用有助于对这些组件的其他元件的控制。
在下面的有关设备10的操作的讨论中，将介绍与钻头16的切削部分12的重新磨锐以及与钻头16的定位环22的重新定位有关的操作步骤的顺序，这些操作是通过使用一个盒式浅盘54，一个装载组件62，一个夹具70的轴件72，一个第一清洗组件80，一个倒置组件85，一个工作台组件96，一个光学组件118，一个磨削组件130，一个第二清洗组件180以及一个碰撞组件146而完成的。但是，那些在本技术领域的一般技术人员将会认识到，由于设备10包括成对的第一清洗组件，工作台组件，光学组件，磨削组件和第二清洗组件以及一对在夹具70上的轴件72和一对盒式浅盘54，因此，借助于可用来逐一地控制和协调这些同时进行的操作的控制装置，切削部分的重新磨锐和定位环的重新定位的过程(如后面将要介绍的)是可以至少在两个钻头16上同时进行的。
在使用设备10时，一个包括有许多钻头16贮存于其中的钻头贮存箱26被设置在一个盒式浅盘54的孔56内，将钻头贮存箱26的盖30移动到其打开位置或者从底座28上取下，由此就使钻头16的有沟部分14暴露出来(图11a)。然后，通过装载组件62，特别是夹具70的一个轴件72，把一个钻头16提出钻头贮存箱26(图11b)。关于装载组件62实现其握紧和释放一个钻头16的作用的方式已经在上面的其标题为装载组件的部分介绍过了。可以认识到，设备10的控制装置是以这样的方式编制程序的，它可以使该控制装置把夹具70的一个轴件72调运到与贮存在一个盒式浅盘54的任何一个孔56中的钻头贮存箱26中的任何钻头16沿轴向对准。
当需要时，在从钻头贮存箱26中提出以后，钻头16可以由装载组件62运输到一个倒置组件85处并且通过装载组件62这样地插入到倒置臂87的固定座88中，使得有沟部分14的朝向大体上垂直地向上(图11c)。把钻头16插入到固定座88中是以在前面的题为倒置组件的部分中介绍过的方式实现的。在钻头16已经插入到固定座88中，而且锁紧销89已经伸出以便与柄部18啮合并且把钻头锁定在固定座88内以后，倒置臂87这样地近似转动180°，使得钻头16的柄部18的朝向大体上垂直地向上。然后，借助于装载组件62把钻头16以已在前面的题为倒置组件的部分中介绍过的方式从固定座88内取出。
在钻头16已经从倒置组件85的固定座88内取出以后，将该钻头通过装载组件62运输到一个第一清洗组件80处，然后将切削部分12通过装载组件62插入清洗油灰中并且再从其中取出，以便对该部分以已经在前面的题为第一清洗组件的部分中介绍过的方式完成清洗。然后把该钻头送回一个倒置组件85处并且通过装载组件62这样地插入固定座88中，使得柄部18的朝向大体上垂直地向上。再一次把钻头16插入到固定座88中，这是以在前面的题为倒置组件的部分中介绍过的方式实现的。在钻头16已经插入到固定座88中，而且锁紧销89已经伸出以便与柄部18啮合并且把钻头锁定在固定座88内以后，将倒置臂87这样地近似转动180°，使得有沟部分14的朝向大体上垂直地向上。然后将钻头16由装载组件62重新握紧并且以已经在前面的题为倒置组件的部分中介绍过的方式把它从倒置组件85的固定座88内取出(图11e)。
如前所述，如果钻头16最初在钻头贮存箱26中是这样取向的，使得柄部18而不是其有沟部分14的朝向大体上垂直地向上，那么在对其切削部分12进行初步清洗(如在与图11c有关的图示和介绍的那样)以前，倒置或倒转钻头16的步骤就可以取消，因为有沟部分14(它与柄部18相对置)已经从轴件72中伸出了。在这方面，设备10的操作顺序可以直接由从钻头贮存箱26内取出钻头16(如在与图11b有关的图示和介绍的那样)进行到以在与图11d有关的图示和介绍的方式清洗切削部分12。在切削部分12的初步清洗以后进行的倒置步骤(如在与图11e有关的图示和介绍的那样)则永远必须完成而与钻头16在钻头箱26中的最初取向无关。
在钻头16已从固定座88中取出以后，将夹具70的驱动件78驱动，以便以一种能引起钻头16沿着夹具轴线GX延伸的方式使轴件72向上回转(图4a和11f)。然后调运装载组件62以便使夹具轴线GX与工作台组件96的夹头轴线CX沿轴向对准。在这样对准以后，使钻头16的柄部18水平地前移到夹头件的套筒夹110内并且将它在其中锁定(图11g)。
当钻头16最初插入套筒夹110内时，旋转件102和工作台组件96的夹头件106应这样地取向，使得夹头轴线CX与在一个光学组件118的光学外壳120内的孔122共轴地对准。然后，驱动工作台组件96的致动器100，使活塞杆退回缸体内，从而导致工作台组件96的底座件98沿着底座件轴线BX朝着光学组件118移动。这种移动的持续时间与钻头16的有沟部分和切削部分12都被正确地定位在光学组件118的光学外壳120的内部的时间相同(图7和11h)。
现在参看图7a-7d，钻头16进入光学组件118的移动将使控制装置通过光学组件118起动钻头的同一性，几何形状的检验性能以及对有沟部分14和切削部分12的初步检查或评定。更具体地说，顶部照相机128将产生用来测量钻头16的全长并且将切削部分12转位到第一参考位置的图像(图7a)。然后，前部照相机126将产生用来测量钻头16的有沟部分14的直径的图像(图7b)。如果发现钻头16的直径或全长超出规定的公差，该钻头此时将被排除而不再做进一步的加工。由前部照相机126所产生的图像还可以用来测量有沟部分14的边缘状况(图7d)。在有沟部分14的直径和边缘情况都由前部照相机126测量完成以后，然后可以使用该照相机产生用来调整切削部分12相对于一个第二参考位置(图7b)的角度取向。对于切削部分12的角度取向的调整可以通过工作台组件96的夹头轴108使它经过一个初步的转动而实现，随后立即再通过夹头轴108使它作一个精确的转动。重要的是，工作台组件96，更详细地说是其第二步进电机112可用来为切削部分12的角度取向提供不超出约0.000005英寸的位置精度。在设定了切削部分12相对于第二参考位置的角度取向以后，顶部照相机128就产生用来调整有沟部分14相对于第一参考位置(图7c)的取向。
重要的是，该控制装置可用来对由前部和顶部照相机126,128所产生的图像进行加工和判读，并且当需要完成与图7a-7d有关的转位和调整步骤时，可根据其结果来调节工作台组件96的移动(即，底座件98沿着底座件轴线BX的移动和/或相关的夹头轴108围绕夹头轴线CX的转动)。从钻头16的初步测定所获得的数据贮存在该控制装置中，以便用来作为将来的参考以及用来不断改进控制装置的人工智能。可以认识到，在初步评定期间，钻头16的有沟部分14和切削部分12通过光学组件118的照明阵列124都被以良好的方式照明。
在完成对钻头16的初步评定以后，通过工作台组件96使钻头退出光学组件118并且将它输送到一个附近的磨削组件130处。把钻头16输送到磨削组件130处的过程是这样完成的驱动致动器100，使得活塞杆从缸体中伸出或前移，从而导致工作台组件96的底座件98沿着底座件轴线BX向离开光学组件118的方向移动。然后，通过驱动第一步进电机104，使工作台组件96的旋转件102转动，以便根据对钻头的初步评定，使钻头16的切削部分12相对于磨削组件130的第一磨头138的磨削面，位于一个正确的角度取向的位置。然后，通过驱动第二步进电机112，使工作台组件96的夹头件106的夹头轴108朝着磨削组件130的方向转位。使夹头件106的运动受到控制，以便使钻头16的切削部分12处于与第一磨头138的转动的磨削面相接触的位置(图11i)。重要的是，如上所述，当钻头16的切削部分12向着磨头138前移时，锁紧套筒111被容纳在工作台组件96的支承件114的孔或支承衬套116内。当钻头被磨削时，这种容纳方法将防止套筒夹110以及钻头16的切削部分12的过度的振动或移动。
在切削部分12位于与第一磨头138的磨削面相接触的位置以后，第二步进电机112就被驱动，以便使夹具轴108退回到夹头件内一个很小的距离，其目的在于在切削部分12与磨削面之间产生一个很小的间隙。然后，驱动第二步进电机112，以便使夹头轴108将钻头16转动大约180°。在上述转动以后，再驱动第二步进电机112，使夹头轴108再次从弹性套筒外壳107中前移，并且使钻头16的切削部分返回到与磨削面相接触的位置。可以认识到，这个步骤必须接着进行，以便使切削部分12的两侧都获得磨锐的刃沟。
在切削部分12的两侧的刃沟都已经通过第一磨头138的磨削面重新磨锐以后，上述的同样过程将在第二磨头140的磨削面上重复进行。在这方面，钻头16的切削部分12通过一个工作台组件96被前移到与第二磨头140的转动的磨削面相接触的位置，然后再从该位置退回并且转动大约180°，接着再返回到与第二磨头140的磨削面相接触的位置。在这个完整的磨削过程中，切削部分12的磨削先通过第一磨头138的磨削面完成一次“粗磨”，紧接着又使切削部分12的磨削通过第二磨头140的磨削面完成一次“精磨”。
在切削部分12已经通过磨削组件130重新磨锐以后，将钻头16通过工作台组件96这样地调运，使得夹头轴线CX与一个光学组件118的光学外壳120内的孔122共轴地对准。然后，把第二清洗组件180的运输杆184从其退回位置驱动到其伸出位置，从而导致在运输带190上的一些清洗油灰194配置在与钻头16的切削部分12水平对准的位置。然后，驱动工作台组件96的致动器100，以便使活塞杆退回缸体内，由此导致工作台组件96的底座件98沿着底座件轴线BX朝着光学组件118移动。这种移动是持续进行的，直到切削部分12插入到第二清洗组件180的运输带190上的一些清洗油灰194中为止(图11j)。在上述插入以后，将运输杆184驱动至其退回位置，由此导致切削部分12从一些清洗油灰194中移出。
如同前面在题为第二清洗组件这部分中所说明的，运输杆184返回其退回位置将导致运输带190转动一个规定增量的距离的位置，这样可保证其后的已经清洗的钻头16不会再被插入前面的已经清洗的钻头16所插入过的同样部分的清洗油灰194中。在钻头16的切削部分12重新清洗以后，将钻头16重新插入光学组件118中(图11k)，这种插入是以前面介绍过的与图11h的有关的相同方式完成的。
现在参看图10a-10c，钻头16重新插入光学部分118中将使控制装置起动切削部分12及其有沟部分14的最后检查或评定性能。具体地说，顶部照相机将产生用来测量钻头长度的图像，以便确定有多少有沟部分14已经通过磨削过程被磨掉了(图10a)。然后，前部照相机126将产生用来测量有沟部分14的直径以及检查切削部分12的几何形状(图10b)和有沟部分14的边缘状况(图10c)的图像。再一次使用控制装置来加工和判读由前部和顶部照相机126,128所产生的图像，并且把来自最后评定的数据贮存起来，以便用于公差的检验和将来的参考以及用于控制装置的人工智能的不断改进。如果通过这次最后检查确定该钻头16已经超出加工公差，那么该钻头此时将被废弃而不再做进一步的加工，或者重新评定以便用于另外的重新磨锐步骤。作为最后评定的一部分，还应该通过控制装置做出一个决定，即关于定位环22在柄部18上的位置是否因为由磨削过程所造成的有沟部分14的缩短而必须进行调整。如上所述，切削部分12的重新磨锐(即，磨削过程)通常需要将定位环22在钻头16的柄部18上的位置重新定位。
在完成最后评定以后，钻头16将从工作台组件96返回到装载组件62上(图111)可以认识到，该过程是以前面所述的与图11g有关的方式相反的方式进行的。由于夹具70包括一对轴件72，因而一个钻头16可以从一个工作台组件96内移出，另一个钻头16(即，该钻头配置在剩余的轴件72内)可以被插入该工作台组件中而无需使夹具70调回到一个盒式浅盘54处。如果，在钻头的16的最后评定时确定，切削部分12已经有缺陷或者发生损坏，在钻头16送回装载组件62后，就立即由装载组件62把它运送到一个废品箱或者类似的场所中去。如果切削部分12没有缺陷而定位环必须重新定位，然后就由装载组件62把钻头16送到碰撞组件146处，并且把钻头16的柄部18插入碰撞组件146的钻头座148内(图11m)。钻头16的定位环22的重新定位可以通过碰撞组件146以已经在前面的题为碰撞组件的部分中介绍过的方式完成。
在定位环22已经通过碰撞组件146重新定位以后，钻头16就由装载组件62送回到盒式组件54内。重要的是，装载组件62是由控制装置所操纵的，以便将钻头16返回到最初由装载组件62把它从其中取出的那个钻头贮存箱26内的一个精确的钻头容纳孔40中(图11n)，然后重新包装在该贮存器26内的钻头16。
对于那些在本技术领域内的一般技术人员来说，可以对本发明进行其他的更改和改进是显然的。因此，本文中所介绍和图示的零件和步骤的具体组合只是用来表示本发明的一个实施例，而决不是用来作为对在本发明的精神和范围内的其他设备的限制。
权利要求
1．一种用于重新磨锐一个钻头的自动化设备，该钻头具有一个柄部和一个限定了一个切削部分的有沟部分，该设备包括一个机座；至少一个与机座相连接的盒式浅盘，钻头被定位在盒式浅盘上；至少一个与机座相连接的磨削组件，该组件用来磨削切削部分；至少一个与机座相连接的光学组件，该组件用来在钻头磨削以前对其切削部分进行一次初步检查以及在钻头磨削以后对其切削部分进行一次最后检查；至少一个与机座相连接的清洗组件，该组件用来在对切削部分进行初步和最后检查以前，先对切削部分进行清洗；至少一个可动地与机座相连接的工作台组件，该组件用来有选择地在光学与磨削组件之间运输钻头；以及一个可动地与机座相连接的装载组件，该组件用来有选择地在盒式浅盘，清洗组件与工作台组件之间运输钻头。
2．权利要求1所述的设备，还包括至少一个与机座相连接的倒置组件，该组件用来有选择地使钻头的柄部和有沟部分中的一个通常垂直地向上取向，以便使装载组件能够在其上进给；装载组件有选择地在盒式浅盘，倒置组件，清洗组件与工作台组件之间运输钻头。
3．权利要求2所述的设备，其中清洗组件包括至少一个第一清洗组件，该组件用来在对切削部分进行初步检查以前清洗切削部分；以及至少一个第二清洗组件，该组件用来在对切削部分进行最后检查以前清洗切削部分；装载组件有选择地在盒式浅盘，倒置组件，第一清洗组件与工作台组件之间运输钻头，而工作台组件有选择地在光学，磨削与第二清洗组件之间运输钻头，
4．权利要求3所述的设备，其中钻头包括一个定位在其柄部上的定位环，并且该设备还包括至少一个与机座相连接的碰撞组件，该组件用来在对切削部分的最后检查以后，调整定位环相对于切削部分的位置；装载组件有选择地在盒式浅盘，倒置组件，第一清洗组件，工作台组件与碰撞组件之间运输钻头。
5．权利要求4所述的设备，还包括一个程序控制装置，该程序控制装置用电气方法与磨削，光学，第二清洗，倒置，碰撞，工作台和装载组件相连接，用来控制和协调它们的动作。
6．权利要求5所述的设备，其中盒式浅盘的尺寸和构形能容纳多个钻头贮存器，每个贮存器包括多个贮存于其中的钻头；以及控制装置可以用来使装载组件从每个钻头贮存器中一次一个地取出钻头，并且可以在其切削部分经最后检查以后，将每个钻头返回它从中取出的那个钻头贮存器内。
7．权利要求6所述的设备，其中一对盒式浅盘连接在机座上；控制装置可以用来使装载组件从设置在其中一个相应的盒式浅盘上的每个钻头贮存器中一次一个地取出钻头，并且可以在其切削部分经最后检查以后，将每个钻头返回它从中取出的那个钻头贮存器内。
8．权利要求5所述的设备，其中光学组件包括一个顶部照相机，该照相机用来产生测量钻头的全长并且调整切削部分相对于一个第一参考位置的直线取向的图像；一个前部照相机，该照相机用来产生调整切削部分相对于一个第二参考位置的角度取向并且检查其几何形状的图像；以及一个照明阵列，该照明阵列用来照明有沟部分和切削部分；控制装置可用来处理和判读由顶部和前部照相机所产生的图像，并且可以响应它来调节工作台组件的运动。
9．权利要求5所述的设备，其中第一清洗组件包括一个其中配置有一些清洗油灰的槽；钻头的切削部分可以通过装载组件插入清洗油灰中并且可以从其中取出。
10．权利要求5所述的设备，其中第二清洗组件包括一个底座件；一个运输件，该运输件可动地连接在底座件上，并且相对于该底座件可选择地在伸出与退回位置之间移动，该运输件包括配置于其上的一些清洗油灰；以及一个与底座件相连接的分度件，当运输件从伸出位置移动到退回位置时，该分度件可使运输件移动一个规定增量的距离。
11．权利要求5所述的设备，其中工作台组件包括一个可以沿着一个第一轴线往复地移动的底座件；一个可转动地与底座件相连接的旋转件，该旋转件可围绕着一条大体上垂直于第一轴线延伸的第二轴线转动；以及一个可动地与旋转件相连接的夹头件，该夹头件适合于容纳和可松开地保持钻头的柄部，所述夹头件可以沿着一条第三轴线往复地移动并且也可以围绕该轴线转动，该第三轴线大体上沿着垂直于第二轴线的方向延伸；通过装载组件可以将钻头插入夹头件中并且也可以从夹头件内将它取出。
12．权利要求11所述的设备，其中工作台组件还包括一个与底座件相连接的支承件，当切削部分通过磨削组件进行磨削时，该支承件容纳和支承着夹头件的一部分。
13．权利要求5所述的设备，其中装载组件包括一个自动臂，该臂可以围绕大体上平行的第一，第二和第三装载轴线转动，并且也可以沿着第三装载轴线移动；以及一个与自动臂相连接的夹具，该夹具适合于容纳和可松开地保持钻头，并且可以相对于第三装载轴线枢转地运动。
14．权利要求13所述的设备，其中夹具包括一个轴件，该轴件可枢转地连接在自动臂上并且具有一个穿过其中延伸的孔，该孔的尺寸和构形能够容纳钻头的轴部；一个与自动臂相连接的驱动件，该件以一种可以使驱动器的移动将导致轴件相对于自动臂的枢转运动的方式机械地连接在轴件上；以及一个流体地与该孔相连接的细长真空管，该真空管用来有选择地在该孔中产生负压；在钻头的柄部由孔接纳以后，孔中真空的产生有助于钻头在装载组件的夹具内的固定。
15．权利要求14所述的设备，其中夹具包括一对枢转地连接在自动臂上，并且通过驱动件可同时进行枢转运动的轴件，真空管流体地与轴件的每个孔相连接。
16．权利要求5所述的设备，其中倒置组件包括一个底座件；一个可转动的倒置臂，该臂连接在底座件上并且适合用来容纳该钻头；一个用来把钻头保持在倒置臂中的锁紧销，该销与底座件相连接；以及一个与底座件相连接的气流发生器，该发生器用来从倒置臂内的钻头的切削部分除去剩余的清洗油灰。
17．权利要求5所述的设备，其中碰撞组件包括一个与机座相连接的钻头座，该钻头座用来可滑动地容纳钻头的柄部；一个与机座相连接的调整机构，该机构用来把切削部分定位在距钻头座一个规定的间隔距离上；以及一个与机座相连接的往复式撞头，该撞头用来在柄部被插入钻头座内并且切削部分被定位在距钻头座一个规定的间隔距离上以后，有选择地碰撞定位环使它与钻头座形成对接接触；钻头可以通过装载组件插入钻头座中，并且从钻头座内取出。
18．权利要求5所述的设备，包括一对连接在机座上的磨削组件；连接在机座上的光学组件对；一对连接在机座上的第一清洗组件；一对连接在机座上的第二清洗组件；一对连接在机座上的工作台组件；以及一对连接在机座上的倒置组件；控制装置以一种允许切削刀头重新磨锐和定位环重新定位的过程可以在至少两个钻头上同时进行的方式来控制和协调磨削，光学，第二清洗，倒置，碰撞，工作台装载组件的操作。
19．一种自动化的重新磨锐钻头的方法，该钻头具有一个柄部和一个限定了切削部分的有沟部分，该方法使用了一种自动化的重新磨锐设备，该设备包括至少一个盒式浅盘，至少一个磨削组件，至少一个光学组件，至少一个第一清洗组件，至少一个第二清洗组件，至少一个工作台组件以及一个装载组件，该方法包括以下步骤(a)在盒式浅盘上定位至少一个钻头；(b)通过装载组件把钻头从盒式浅盘中取出；(c)通过第一清洗组件清洗切削部分；(d)把钻头从装载组件运输到工作台组件；(e)通过光学组件检查钻头的有沟部分和切削部分；(f)通过磨削组件磨削切削部分；(g)通过第二清洗组件清洗切削部分；(h)通过光学组件检查有沟部分和切削部分；以及(i)通过装载组件把钻头从工作台组件运输到盒式浅盘中。
20．权利要求19所述的方法，其中钻头包括一个定位在其柄部上的定位环，该自动化的重新磨锐设备还包括至少一个碰撞组件，并且步骤(i)包括以下步骤(1)通过装载组件把钻头从工作台组件运输到碰撞组件；(2)通过碰撞组件把定位环碰撞到一个相对于切削部分的规定位置；以及(3)通过装载组件把钻头从碰撞组件运输到盒式浅盘。
21．权利要求20所述的方法，其中步骤(2)包括(ⅰ)把钻头的柄部插入碰撞组件的一个钻头座内；(ⅱ)把切削部分定位在距钻头座一个规定的间隔距离处；以及(ⅲ)碰撞定位环使之与钻头座贴靠接触。
22．权利要求20所述的方法，其中步骤(ⅰ),(1),和(3)各包括；(ⅰ)使装载组件在钻头的有沟部分上进给并且与定位在柄部上的定位环相接触；(ⅱ)在装载组件内部产生足以将钻头保持于其中的负压等级；(ⅲ)使装载组件内的压力均衡；以及(ⅳ)使装载组件从钻头退回。
23．权利要求20所述的方法，其中步骤(a)包括在盒式浅盘上定位至少一个具有多个钻头贮存于其中的钻头贮存箱；步骤(b)包括通过装载组件从钻头贮存箱中一次一个地取出钻头；以及步骤(3)包括使每个钻头返回它最初从其中取出的那个钻头贮存箱中的位置。
24．权利要求20所述的方法，其中步骤(b)包括(1)使装载组件在钻头上进给并且与定位在柄部上的定位环相接触；(2)在装载组件内部产生一个足以将钻头保持于其中的负压等级。
25．权利要求24所述的方法，其中在步骤(1)中使装载组件在钻头的有沟部分上进给，自动化的重新磨锐设备还包括至少一个倒置组件，以及步骤(c)包括以下步骤(1)通过装载组件把钻头这样地插入倒置组件的一个可转动的倒置臂中，使得有沟部分大体上垂直地向上指向；(2)使装载组件内的压力均衡；(3)使装载组件从钻头上退回；(4)转动倒置臂，使得钻头的柄部大体上垂直地向上指向；(5)使装载组件在钻头的柄部上进给并且与定位在其上的定位环相接触；(6)在装载组件内部产生一个足以将钻头保持于其中的负压等级；(7)通过装载组件将钻头从倒置臂内取出；以及(8)通过装载组件将钻头的切削部分插入第一清洗组件的一些清洗油灰中。
26．权利要求24所述的方法，其中在步骤(1)中使装载组件在钻头的柄部上进给，并且步骤(c)包括通过装载组件把钻头的切削部分插入第一清洗组件的一些清洗油灰中。
27．权利要求24所述的方法，其中自动化的重新磨锐设备还包括至少一个倒置组件并且步骤(d)包括以下步骤(1)通过装载组件把钻头这样地插入倒置组件的一个可转动的倒置臂中，使得柄部大体上垂直地向上指向；(2)使装载组件内的压力均衡；(3)使装载组件从钻头退回；(4)转动倒置臂，使得钻头的有沟部分大体上垂直地向上指向；(5)使装载组件在钻头的有沟部分上进给并且与定位在其柄部上的定位环相接触；(6)在装载组件内部产生一个足以将钻头保持于其中的负压等级；(7)通过装载组件将钻头从倒置臂内取出；以及(8)通过装载组件将钻头的柄部插入工作台组件中。
28．权利要求19所述的方法，其中步骤(e)包括(1)通过工作台组件将钻头插入光学组件中；(2)测量钻头的全长；(3)通过工作台组件使切削部分分度换位到一个第一参考位置；(4)通过工作台组件调整切削部分相对于第二参考位置的角度取向；(5)通过工作台组件调整有沟部分相对于第一参考位置的取向；以及(6)通过工作台组件将钻头从光学组件内取出。
29．权利要求19所述的方法，其中步骤(f)包括(1)通过工作台组件将切削部分移动到与磨削组件相接触；(2)通过工作台组件使切削部分离开磨削组件；(3)通过工作台组件使切削部分转动约180°；(4)通过工作台组件使切削部分与磨削组件相接触；以及(5)通过工作台组件使切削部分离开磨削组件。
30．权利要求29所述的方法，其中步骤(1)和(4)各包括使钻头通过工作台组件的一个支承件进给，以便减少切削部分在受磨削时的振动。
31．权利要求19所述的方法，其中步骤(g)包括通过工作台组件将钻头的切削部分插入第二清洗组件的一些清洗油灰中。
32．权利要求19所述的方法，其中步骤(h)包括(1)通过工作台组件将钻头插入光学组件；(2)测量有沟部分的长度；(3)测量切削部分的几何形状；以及(4)通过工作台组件把钻头从光学组件内取出。
33．一种自动化的重新磨锐钻头的方法，该钻头具有一个柄部和一个限定了切削部分的有沟部分，该方法使用了一种自动化的重新磨锐设备，该设备包括一对盒式浅盘，一对磨削组件，一对光学组件，一对第一清洗组件，一对第二清洗组件，一对工作台组件以及一个装载组件，该方法包括以下步骤(a)在相应的盒式浅盘上定位多个钻头；(b)通过装载组件把钻头从每个盒式浅盘中取出；(c)通过相应的第一清洗组件清洗切削部分；(d)把钻头从装载组件运输到相应的工作台组件；(e)通过相应的光学组件检查钻头的有沟部分和切削部分；(f)通过相应的磨削组件磨削切削部分；(g)通过相应的第二清洗组件清洗切削部分；(h)通过相应的光学组件检查有沟部分和切削部分；以及(i)通过装载组件把钻头从工作台组件运输到相应的盒式浅盘中。
34．权利要求33所述的方法，其中每个钻头都包括一个定位在其柄部的定位环，自动化的重新磨锐设备还包括至少一个碰撞组件，以及步骤(i)包括以下步骤(1)通过装载组件把钻头一次一个地从工作台组件运输到碰撞组件；(2)通过碰撞组件把每个钻头的定位环碰撞到一个相对于切削部分的规定位置；以及(3)通过装载组件把每个钻头从碰撞组件运输到盒式浅盘中。
35．权利要求34所述的方法，其中自动化的重新磨锐设备还包括一对倒置组件，并且步骤(c)包括以下步骤(1)通过装载组件把钻头这样地插入相应的倒置组件的一个可转动的倒置臂中，使得有沟部分大体上垂直地向上指向；(2)如此转动倒置臂，使得钻头的柄部大体上垂直地向上指向；(3)通过装载组件将钻头从倒置臂内取出；以及(4)通过装载组件将钻头的切削部分插入相应的第一清洗组件中的一些清洗油灰中。
36．权利要求34所述的方法，其中自动化的重新磨锐设备还包括一对倒置组件，并且步骤(d)包括以下步骤(1)通过装载组件把钻头这样地插入相应的倒置组件的一个可转动的倒置臂中，使得柄部大体上垂直地向上指向；(2)如此转动倒置臂，使得钻头的有沟部分大体上垂直地向上指向；(3)通过装载组件将钻头从倒置臂中取出；以及(4)通过装载组件将钻头的柄部插入相应工作台组件中。
37．权利要求34所述的方法，其中步骤(g)包括通过相应的工作台组件将钻头的切削部分插入相应的第二清洗组件的一些清洗油灰中。
38．权利要求34所述的方法，其中步骤(a)包括在相应的盒式浅盘上定位多个钻头贮存箱，每个钻头贮存箱包括多个贮存于其中的钻头；步骤(b)包括通过装载组件从每个钻头贮存箱中一次一个地取出钻头；以及步骤(3)包括使每个钻头返回它最初从其中取出的那个钻头贮存箱中的位置。
39．一种自动化的重新磨锐钻头的方法，该钻头具有一个包括一个定位环定位于其上的柄部和一个限定了切削部分的有沟部分，该方法使用了一种自动化的重新磨锐设备，该设备包括至少一个盒式浅盘，至少一个光学组件和至少一个磨削组件，该方法包括以下步骤(a)通过光学组件对有沟部分和切削部分进行初步评定；(b)根据初步评定通过磨削组件对该切削部分进行磨削；以及(c)通过光学组件对有沟部分和切削部分进行最后评定。
40．权利要求39所述的方法，其中自动化的重新磨锐设备还包括至少一个碰撞组件并且该方法还包括以下步骤(d)根据光学组件进行的最后评定，通过碰撞组件对在钻头的柄部上的定位环进行重新定位。
41．权利要求40所述的方法，其中自动化的重新磨锐设备包括一对盒式浅盘，一对光学组件和一对磨削组件，并且步骤(a)-(c)在至少两个钻头上同时进行。
42．权利要求40所述的方法，其中步骤(a)包括使多个钻头定位在盒式浅盘上以及把这些钻头一次一个地运输到光学组件；步骤(b)包括把每个钻头从光学组件运输到磨削组件；步骤(c)包括把每个钻头从磨削组件运输到光学组件；以及步骤(d)包括把每个钻头从光学组件运输到碰撞组件以及从碰撞组件返回到盒式浅盘中。
全文摘要
一种完全自动化的设备,该设备用于检验钻头的同一性和几何形状,重新磨削钻头(16)的切削部分(12),以及在对钻头的切削部分进行重新磨锐以后,对在钻头的柄部上的定位环(22)重新定位。该设备包括连接于其上的一个具有一对盒式浅盘(54)的机座(42),一对磨削组件(130),一对光学组件(118),一对第一清洗组件(18),一对第二清洗组件(180),一对倒置组件(85),一对工作台组件(96),一个碰撞组件(146),以及一个装载组件(62)。工作台组件(96)和装载组件(62)用来在盒式浅盘组件(54)与其他组件之间按照选定的顺序运输钻头(16),该顺序通过一个程序控制装置(46)来控制和协调。控制装置(46)用电气方法与每个组件相连接,并且可以使切削部分的重新磨锐和定位环的重新定位在两个钻头上同时进行。
文档编号G05B19/00GK1309595SQ99808507
公开日2001年8月22日 申请日期1999年3月19日 优先权日1998年5月21日
发明者P·莫特尔, C·K·霍安格, D·M·姆策罗内, G·P·埃彭贝克, 小W·J·弗兰德森, C·S·斯勒蒙 申请人:泰科姆公司