專利名稱：Pc板鉆孔專用鉆頭的鉆刃自動檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種PC板(電腦主板)鉆孔專用鉆頭的鉆刃自動檢測方法，特別是為了檢測PC板鉆孔專用鉆頭的鉆刃精準(zhǔn)度而設(shè)計，并提供了自動送鉆、校正、測鉆以及良品與不良品的卸鉆收集與排料等連貫式的自動化制作過程。
在市面上所見的PC板的制作過程中，除了要印制一層或多層導(dǎo)電膜來構(gòu)成電路布局之外，尚且必須在PC板適當(dāng)位置處鉆設(shè)導(dǎo)電孔，以備電鍍導(dǎo)電金屬，使指定PC板層位間的導(dǎo)電膜得以連通成導(dǎo)電回路，亦或是在PC板適當(dāng)位置處鉆設(shè)電子元件的插置孔，使電子元件能被插設(shè)并焊置于PC板的電路上，構(gòu)成PC板上的電子控制回路。
然而，以現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)技術(shù)而言，在進(jìn)行PC板的鉆孔加工時，因每一單位板體上所需鉆孔數(shù)量極多，且鉆孔進(jìn)刀深度不一，故皆采用電腦自動設(shè)定抓鉆并自動進(jìn)刀鏜鉆加工的設(shè)備(以下簡稱鉆孔設(shè)備)，來進(jìn)行PC板鉆孔加工作業(yè)，且為利于鉆孔設(shè)備在取鉆進(jìn)行鏜鉆板體時的鏜鉆精度得以獲得有效控制，故鉆頭的鉆刃的精準(zhǔn)度必需控制在一定水準(zhǔn)之內(nèi)。
已知的測鉆方式，是利用人工的方式進(jìn)行取鉆及卸鉆作業(yè)，并利用工具顯微鏡觀察鉆刃的刀刃影像面積，再由人工視覺判斷，以檢測出鉆頭的鉆刃為良品或不良品。
一般的不良品鉆刃影像是可分為九大類，

圖11a為鉆刃內(nèi)弧的影像、圖11b為鉆刃外弧的影像、圖11c為鉆刃缺角的影像、圖11d為鉆刃大頭的影像、圖11e為鉆刃小頭的影像、圖11f為鉆刃偏心的影像、圖11g為鉆刃大小面的影像、圖11h為鉆心分開的影像、圖11I為鉆心重疊的影像。
雖然利用人工的方式進(jìn)行取鉆、卸鉆及測鉆的作業(yè)，一樣能夠辨別出鉆刃的良品與不良品，但卻極容易因為人為疏失，而錯認(rèn)鉆刃的良品與不良品，進(jìn)而無法有效控制鉆刃的品質(zhì)，故有其需要加強改善的地方，且利用人工的方式進(jìn)行取鉆、卸鉆及測鉆的作業(yè)，過于浪費人力資源不符合經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的主要目的是提供PC板鉆孔專用鉆頭的鉆刃自動檢測方法，該方法是特別為了檢測PC板鉆孔專用鉆頭的鉆刃精準(zhǔn)度，并提供了自動送鉆、校正、測鉆以及良品與不良品的卸鉆收集與排料等連貫式的自動化制程。
為達(dá)上述的目的，本發(fā)明一種PC板鉆孔專用鉆頭的鉆刃自動檢測方法，主要是在一加工轉(zhuǎn)臺雙側(cè)配置進(jìn)料區(qū)與排料區(qū)，并在轉(zhuǎn)臺的環(huán)周分別設(shè)置取鉆區(qū)、校正區(qū)、檢測區(qū)以及卸鉆區(qū)，進(jìn)料區(qū)擺置容載有多個鉆頭的鉆盒，排料區(qū)擺置有等待收集良品與不良品的空鉆盒，其特征在于將容載有多個鉆頭的鉆盒擺置于進(jìn)料區(qū)，并步進(jìn)移載至取鉆區(qū)，將鉆盒中的多個鉆頭，藉由夾鉆機構(gòu)陸續(xù)插置于具有定隔轉(zhuǎn)動能力的加工轉(zhuǎn)臺上；利用具有定隔轉(zhuǎn)動能力的加工轉(zhuǎn)臺，使各鉆頭皆能依續(xù)進(jìn)入校正區(qū)，利用裝置在側(cè)面的影像視覺器預(yù)設(shè)鉆刃尖部的基準(zhǔn)高度值h，并測量鉆刃尖部的實際初始高度h’，經(jīng)PLC控制器運算取得誤差值X(X＝h-h’)，并輔助控制微動推鉆器運作，用以修正補償誤差值X；再將已校正的鉆頭移載至檢測區(qū)，利用上方影像視覺器辨視鉆刃面積的良品與不良品；再移載至卸鉆區(qū)利用夾鉆機構(gòu)排料，并依照良品與不良品分別收置于排料區(qū)的良品與不良品的空鉆盒內(nèi)，完成PC板鉆孔專用鉆頭的鉆刃的自動檢測運作。
本發(fā)明的特征還在于所述影像視覺器預(yù)設(shè)鉆刃尖部的基準(zhǔn)高度值，是指影像視覺器辨識刀刃影像面積的良品與不良品的對焦距離。
所述鉆盒是設(shè)置于承載基座上，可根據(jù)需要更換鉆盒的形式。
所述校正區(qū)內(nèi)的影像視覺器，是可利用紅外線代替。
校正區(qū)上方是可設(shè)置另一影像視覺器，待鉆刃被側(cè)面的影像視覺器校正至定位后，直接利用上方設(shè)置的影像視覺器再進(jìn)行刀刃的影像面積的檢測。
由此可知，本發(fā)明乃采用有后述幾項技術(shù)特點方案來實現(xiàn)的1、在加工轉(zhuǎn)臺雙側(cè)設(shè)置進(jìn)料區(qū)與排料區(qū)，并在轉(zhuǎn)臺的周邊分別設(shè)置取鉆區(qū)、校正區(qū)、檢測區(qū)及卸鉆區(qū)，以構(gòu)成一具有自動送鉆、校正、測鉆以及良品與不良品的卸鉆收集與排料等制程效益的自動化機具。
2、在進(jìn)料區(qū)以及排料區(qū)中采用步進(jìn)方式帶動鉆盒進(jìn)行進(jìn)、排料的運作，可有效控制鉆盒內(nèi)鉆頭被取鉆以及置鉆時的位移精度。
3、在加工轉(zhuǎn)臺上等間設(shè)置簧性準(zhǔn)座，并于各準(zhǔn)座上設(shè)置置鉆孔，且置鉆孔側(cè)部設(shè)有彈簧滾珠頂持，有助于精準(zhǔn)控制取鉆及卸鉆動作時的穩(wěn)定性。
4、在加工轉(zhuǎn)臺周邊設(shè)置取鉆區(qū)，使取鉆區(qū)位處于校正區(qū)與卸鉆區(qū)之間，且取鉆區(qū)并與進(jìn)料區(qū)相連接，以將未測鉆的鉆頭的鉆刃，陸續(xù)自進(jìn)料區(qū)的鉆盒內(nèi)精確夾移至取鉆區(qū)的準(zhǔn)座上擺放，以進(jìn)行自動測鉆作業(yè)。
5、在加工轉(zhuǎn)臺周邊設(shè)置校正區(qū)，是由推鉆器以及影像視覺器(CCD)所組成，預(yù)先設(shè)定一基準(zhǔn)鉆刃高度h，利用影像視覺器(CCD)取得實際鉆刃高度h′與基準(zhǔn)鉆刃高度的差距X，經(jīng)PLC控制器將此差距X轉(zhuǎn)換成脈波以驅(qū)動控制推鉆器的步進(jìn)馬達(dá)，以補償修正差距X，使鉆頭能在預(yù)設(shè)基準(zhǔn)鉆刃高度。
6、在加工轉(zhuǎn)臺周邊設(shè)置檢測區(qū)，使檢測區(qū)位處于校正區(qū)與卸鉆區(qū)之間，并利用影像視覺器(CCD)記錄已校正的鉆刃的刀刃影像面積，以進(jìn)行影像比對，藉以判別鉆頭為良品或不良品。
7、在加工轉(zhuǎn)臺周邊設(shè)置卸鉆區(qū)，并使卸鉆區(qū)位于取鉆區(qū)與檢測區(qū)之間，主要是將測鉆完成的鉆頭，陸續(xù)自卸鉆區(qū)內(nèi)的準(zhǔn)座上拔除，并依照良品或不良品分別收集，使即將要定格轉(zhuǎn)動進(jìn)入取鉆區(qū)內(nèi)的準(zhǔn)座上，能預(yù)先騰出取鉆空位，以利重復(fù)實施上述取鉆區(qū)的取鉆運作。
8、利用夾鉆機構(gòu)分別設(shè)置于取鉆區(qū)與卸鉆區(qū)，借夾鉆機構(gòu)的靈活運作特性，以縮短取鉆、卸鉆動作所需的時間，并收集排整鉆頭良品與不良品于鉆盒內(nèi)，由此縮短工作人員巡顧設(shè)備與回收鉆頭的作業(yè)時間。
下面將列舉實施圖例并詳加說明本發(fā)明及其運用的方式如下。
附圖簡單說明圖1是揭示本發(fā)明PC板鉆孔專用鉆頭的鉆刃自動檢測機立體圖；圖2是揭示本發(fā)明的取鉆區(qū)及進(jìn)料區(qū)的夾鉆機構(gòu)的作業(yè)動態(tài)示意圖；圖3是揭示本發(fā)明的工作區(qū)域示意圖4是揭示本發(fā)明的校正區(qū)的推鉆作業(yè)動態(tài)示意圖；圖5是揭示本發(fā)明的校正區(qū)的作業(yè)流程示意圖；圖6是揭示本發(fā)明的檢測區(qū)的上視圖；圖7是揭示本發(fā)明的檢測區(qū)的作業(yè)動態(tài)示意圖；圖8是揭示本發(fā)明的卸鉆區(qū)的卸鉆、排料作業(yè)動態(tài)示意圖；圖9是揭示本發(fā)明的檢測區(qū)及卸鉆區(qū)的作業(yè)流程示意圖；圖10是本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)鉆頭立體圖；圖11是揭示本發(fā)明所截取的標(biāo)準(zhǔn)鉆刃影像圖；圖11a是揭示鉆刃不良品的鉆刃內(nèi)弧的影像；圖11b是揭示鉆刃不良品的鉆刃外弧的影像；圖11c是揭示鉆刃不良品的鉆刃缺角的影像；圖11d是揭示鉆刃不良品的鉆刃大頭的影像；圖11e是揭示鉆刃不良品的鉆刃小頭的影像；圖11f是揭示鉆刃不良品的鉆刃偏心的影像；圖11g是揭示鉆刃不良品的鉆心大小面的影像；圖11h是揭示鉆刃不良品的鉆心分開的影像；圖11i是揭示鉆刃不良品的鉆心重疊的影像；圖12是揭示本發(fā)明的校正及檢測工作區(qū)域合并的示意圖；圖13是揭示本發(fā)明的校正區(qū)及檢測區(qū)作業(yè)合并的動態(tài)示意圖。
請參閱圖1所示，是揭示一種PC板鉆孔專用鉆頭的鉆刃自動檢測方法，主要在一加工轉(zhuǎn)臺2雙側(cè)配置進(jìn)料區(qū)21與排料區(qū)22，并在轉(zhuǎn)臺2的環(huán)周分別設(shè)置取鉆區(qū)4、校正區(qū)5、檢測區(qū)6以及卸鉆區(qū)7；其中該進(jìn)料區(qū)21與排料區(qū)22利用步進(jìn)馬達(dá)配合滾珠導(dǎo)螺桿23作動，使鉆盒11能夠步進(jìn)移載至取鉆區(qū)4，且該進(jìn)料區(qū)21是與取鉆區(qū)相4連接，該排料區(qū)22是與卸鉆區(qū)7相連接，并于滾珠導(dǎo)螺桿23上均設(shè)有可吸附鉆盒11的承載基座111(如圖2所示)。
該取鉆區(qū)4內(nèi)是具有一夾鉆機構(gòu)40(如圖2所示)，主要是藉由滾珠導(dǎo)螺桿帶動一夾鉆氣壓缸，且夾鉆氣壓缸的缸桿上設(shè)有氣壓驅(qū)動的夾鉆爪41所組成，該夾鉆爪41是可接受滾珠導(dǎo)螺桿的往復(fù)帶動，進(jìn)而產(chǎn)生往復(fù)位移運作。
該工作轉(zhuǎn)臺2具有定格步進(jìn)轉(zhuǎn)動的能力(如圖3所示)，轉(zhuǎn)臺2上等間設(shè)有附具簧性的準(zhǔn)座3，準(zhǔn)座3的端部設(shè)有置鉆孔31，置鉆孔31側(cè)部設(shè)有彈簧滾珠32頂持(如圖4所示)，使轉(zhuǎn)臺2及準(zhǔn)座3上的置鉆孔31在供取鉆及卸鉆時，具備簧性抗震的穩(wěn)定性。
在進(jìn)料及取鉆運作時，進(jìn)料區(qū)21的滾珠導(dǎo)螺桿23上必須擺置有載置鉆頭1的鉆盒11(如圖2所示)，利用步進(jìn)馬達(dá)配合滾珠導(dǎo)螺桿23動作，使鉆盒11能夠步進(jìn)移載至取鉆區(qū)4，鉆盒11上各只整齊間列的縱向及橫向鉆頭1，能依續(xù)對應(yīng)夾鉆機構(gòu)40中的夾鉆爪41，驅(qū)動夾鉆爪41下移夾取鉆頭1上挺，然后移載鉆頭1至取鉆區(qū)4內(nèi)的定格轉(zhuǎn)動而至的準(zhǔn)座3的置鉆孔31中定距插置鉆頭，使鉆體10于置鉆孔31內(nèi)并被彈簧滾珠32頂持定位，完成進(jìn)料取鉆的區(qū)段作業(yè)。
當(dāng)準(zhǔn)座3定格轉(zhuǎn)動至校正區(qū)5時，使鉆針12位處于影像視覺器(CCD)52內(nèi)(如圖5所示)，此時便可預(yù)先利用PLC控制器命令影像視覺器52自行預(yù)設(shè)基準(zhǔn)高度值h，并利用影像視覺器(CCD)檢知實際初始高度值h′，讓PLC控制器去比對計算二者間的誤差值X(X＝h-h′)，經(jīng)PLC控制器將此誤差值X轉(zhuǎn)換成脈波以驅(qū)動控制推鉆器51的步進(jìn)馬達(dá)512，以補償修正誤差值X，使鉆針的尖部能符合預(yù)設(shè)基準(zhǔn)高度值。
該檢測區(qū)6是設(shè)置于加工轉(zhuǎn)臺3周邊的校正區(qū)5與卸鉆區(qū)7之間(如圖3所示)，檢測區(qū)6內(nèi)設(shè)有影像視覺器(CCD)61(如圖6、7所示)，當(dāng)定格載移至檢測區(qū)6的鉆頭1，利用影像視覺器61記錄已校正的鉆頭1上鉆針12的刀刃影像面積S1、S2，并命令PLC控制器進(jìn)行比對，以辨別鉆頭1為良品或不良品，完成測鉆的區(qū)段作業(yè)。
該卸鉆區(qū)7是設(shè)置于加工轉(zhuǎn)臺2周邊的檢測區(qū)6與取鉆區(qū)4之間，且卸鉆區(qū)7并與排料區(qū)22相連接(如圖3所示)；該卸鉆區(qū)7是與取鉆區(qū)4相同設(shè)有另一夾鉆機構(gòu)70，主要是利用滾珠導(dǎo)螺桿帶動一夾鉆氣壓缸，且夾鉆氣壓缸的缸桿上設(shè)有氣壓驅(qū)動的夾鉆爪71所組成(如圖8所示)；該夾鉆爪71是可接受滾珠導(dǎo)螺桿的往復(fù)帶動，進(jìn)而產(chǎn)生往復(fù)位移運作，呈可夾鉆位移并插鉆擺置的往復(fù)連動位移形態(tài)。
上述屬「良品」的鉆頭1，是會藉準(zhǔn)座3定格移載至卸鉆區(qū)7，并在準(zhǔn)座3上接受夾鉆機構(gòu)70中夾鉆爪71的下移夾取鉆頭1并上挺運作，然后移載該鉆頭1至良品排料區(qū)中，利用滾珠導(dǎo)螺桿的定格步進(jìn)移載空鉆盒11，使鉆頭1良品能陸續(xù)插置于空鉆盒11上的縱向及橫向置鉆槽位中，以完成鉆頭1良品卸鉆排料的區(qū)段作業(yè)(如圖9所示)。
上述屬「不良品」的鉆頭1，藉準(zhǔn)座3定格移載至卸鉆區(qū)7，并在準(zhǔn)座3上接受夾鉆機構(gòu)70中夾鉆爪71的下移夾取鉆頭1并上挺運作，然后移載該鉆頭1至不良品排料區(qū)22中，藉由滾珠導(dǎo)螺桿的定格步進(jìn)移載空鉆盒11，使鉆頭1不良品能陸續(xù)插置于空鉆盒11上的縱向及橫向置鉆槽位中，以完成鉆頭1不良品卸鉆排料的區(qū)段作業(yè)(如圖9的示)。
一般鉆頭辨別良品與不良品，是藉由影像視覺器對鉆頭的鉆刃進(jìn)行截取刀刃影像面積的作業(yè)，再藉由電腦進(jìn)行影像比對的作業(yè)，以檢測出的鉆刃為良品或不良品，如圖10、11所示的鉆刃良品的樣式。
該鉆盒11是設(shè)置于滾珠導(dǎo)螺桿23上的承載基座111上，可根據(jù)情況需要，而能夠自行更換不同形式的鉆盒11(如圖1所示)。
上述的校正區(qū)5及檢測區(qū)6的作業(yè)，是可合并在同一區(qū)一起實施，只要在校正區(qū)5上方設(shè)置另一影像視覺器(CCD)61，待鉆頭1被側(cè)面的影像視覺器(CCD)52校正至定位后，就能夠直接利用上方設(shè)置的影像視覺器(CCD)61，記錄已校正的鉆頭1上鉆針12的刀刃影像面積S1、S2，并命令PLC控制器進(jìn)行比對，以辨別鉆頭1為良品或不良品(如圖12、13所示)。
綜上所述，本發(fā)明提供的PC板鉆孔專用鉆頭的鉆刃自動檢測方法，是能在檢測過程中，利用夾鉆機構(gòu)進(jìn)行取鉆及卸鉆作業(yè)以提增工作效率，且提高鉆頭檢測時的準(zhǔn)確性，并利用鉆盒收納排整鉆頭的良品與不良品，以減少工作人員整理鉆頭與巡顧設(shè)備的負(fù)擔(dān)，所以，本發(fā)明在制程效益上已明顯較已知程序更為精進(jìn)，于是依法提出發(fā)明專利申請。
權(quán)利要求
1.一種PC板鉆孔專用鉆頭的鉆刃自動檢測方法，主要是在一加工轉(zhuǎn)臺雙側(cè)配置進(jìn)料區(qū)與排料區(qū)，并在轉(zhuǎn)臺的環(huán)周分別設(shè)置取鉆區(qū)、校正區(qū)、檢測區(qū)以及卸鉆區(qū)，進(jìn)料區(qū)擺置容載有多個鉆頭的鉆盒，排料區(qū)擺置有等待收集良品與不良品的空鉆盒，其特征在于將容載有多個鉆頭的鉆盒擺置于進(jìn)料區(qū)，并步進(jìn)移載至取鉆區(qū)，將鉆盒中的多個鉆頭，藉由夾鉆機構(gòu)陸續(xù)插置于具有定隔轉(zhuǎn)動能力的加工轉(zhuǎn)臺上；利用具有定隔轉(zhuǎn)動能力的加工轉(zhuǎn)臺，使各鉆頭皆能依續(xù)進(jìn)入校正區(qū)，利用裝置在側(cè)面的影像視覺器預(yù)設(shè)鉆刃尖部的基準(zhǔn)高度值h，并測量鉆刃尖部的實際初始高度h’，經(jīng)PLC控制器運算取得誤差值X(X＝h-h’)，并輔助控制微動推鉆器運作，用以修正補償誤差值X；再將已校正的鉆頭移載至檢測區(qū)，利用上方影像視覺器辨視鉆刃面積的良品與不良品；再移載至卸鉆區(qū)利用夾鉆機構(gòu)排料，并依照良品與不良品分別收置于排料區(qū)的良品與不良品的空鉆盒內(nèi)，完成PC板鉆孔專用鉆頭的鉆刃的自動檢測運作。
2.如權(quán)利要求1所述的PC板鉆孔專用鉆頭的鉆刃自動檢測方法，其特征在于所述影像視覺器預(yù)設(shè)鉆刃尖部的基準(zhǔn)高度值，是指影像視覺器辨識刀刃影像面積的良品與不良品的對焦距離。
3.如權(quán)利要求1所述的PC板鉆孔專用鉆頭的鉆刃自動檢測方法，其特征在于所述鉆盒是設(shè)置于承載基座上，可根據(jù)需要更換鉆盒的形式。
4.如權(quán)利要求1所述的PC板鉆孔專用鉆頭的鉆刃自動檢測方法，其特征在于所述校正區(qū)內(nèi)的影像視覺器，是可利用紅外線代替。
5.如權(quán)利要求1所述的PC板鉆孔專用鉆頭的鉆刃自動檢測方法，其特征在于校正區(qū)上方是可設(shè)置另一影像視覺器，待鉆刃被側(cè)面的影像視覺器校正至定位后，直接利用上方設(shè)置的影像視覺器再進(jìn)行刀刃的影像面積的檢測。
全文摘要
PC板鉆孔專用鉆頭的鉆刃自動檢測方法,主要在一加工轉(zhuǎn)臺雙側(cè)配置進(jìn)料區(qū)與排料區(qū),并在轉(zhuǎn)臺的環(huán)周分別設(shè)置取鉆區(qū)、校正區(qū)、檢測區(qū)以及卸鉆區(qū),進(jìn)料區(qū)擺置滿載待檢測的鉆頭的鉆盒,排料區(qū)擺置有等待收集已測鉆完畢的鉆頭的空鉆盒,藉由影像視覺器(CCD)截取鉆刃的刀刃影像面積,以作為判別鉆刃為良品或不良品的依據(jù),經(jīng)由電腦資料庫的比對后,再利用夾鉆機構(gòu)的靈活運作特性,以縮短取鉆、卸鉆動作所需的時間,并收集排整鉆頭良品與不良品于鉆盒內(nèi),藉此縮短工作人員巡顧設(shè)備與回收鉆頭的作業(yè)時間,使本發(fā)明PC板鉆孔專用鉆頭的鉆刃自動檢測方法能夠簡易被實施。
文檔編號B23B49/00GK1369345SQ0110377
公開日2002年9月18日 申請日期2001年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月12日
發(fā)明者姚福來 申請人:欣竑企業(yè)有限公司, 姚福來