CN103567821A - 一种全自动钻头研磨机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全自动钻头研磨机，包括有转位装置、位于转位装置四周的上料装置、研磨装置、检测装置以及卸料装置，其中转位装置包括转位盘和装置于转位盘上的夹持头，通过上料装置将钻头装于夹持头上后再转动转位盘使钻头顺序经过研磨装置、检测装置以及卸料装置进行相应处理，因此可实现一次装夹后即可完成整个研磨流程，既可减少钻头的拆装次数也可降低误差，缩短了辅助时间，在夹持头后部装有伺服电机，利用该伺服电机带动夹持头上的钻头转动，使钻头的研磨角度调整正确，由程序控制，精准性高，提高了钻头的合格率，改善了劳动条件，解决工作人员在显微镜下长期工作易疲劳和易丧失视力的问题，可广泛应用于各种精细钻头的研磨加工中。

Description

一种全自动钻头研磨机

技术领域

本发明涉及一种研磨机，具体是一种全自动钻头研磨机。

背景技术

印刷电路板(Printed  Circuit  Board，简称：PCB)，是电子电路行业的重要基础部件。其多层印刷电路板应用最为广泛。一般多层板上有多达几千个小直径的孔（孔的直径大都在1mm以下，多数在0.6mm以下，小的直径达0.15mm），电子元器件的管脚穿过这些小孔，连接到对应层的电路。对于上述众多小孔的加工，常规也是主流的工艺是采用钻头钻削的机械加工方法。钻头材料是碳化钨等硬质合金材料，虽然钻头材料很硬，但加工一定数量的孔后，钻头会磨损变钝，造成降低加工效率，甚至达不到加工要求的后果。所以，钻头加工到一定数量的孔后，就要重新研磨，使其锋利。

对于钻头的研磨，长期以来都是用手动研磨机研磨。这种手动机，有2个精密磨头，磨头上装有金刚石磨轮，用端面来研磨。由于钻头太小，肉眼看不见，机器还配有显微镜、十字显影屏等，钻头的卡紧、找正是借助显微镜来手动完成的，而研磨后的检验也是依靠显微镜人工判断。通过手动研磨机研磨，需要熟练的操作技工，且眼里要好，一个人只能看一台机，工作频度高，劳累，效率也不高，而且手动研磨的磨量大，一个钻头大概重磨3次就不能再用，造成资源严重浪费。

发明内容

针对上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种研磨效率高且有效提高钻头使用寿命和利用率的全自动钻头研磨机。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种全自动钻头研磨机，包括有转位装置、位于转位装置四周的上料装置、研磨装置、检测装置以及卸料装置，其特点是所述转位装置包括转位盘和装置于转位盘上的夹持头，所述夹持头后部装有可带动夹持头上的钻头转动的伺服电机，通过上料装置将钻头装于转位装置的夹持头上后再通过转动转位盘使钻头顺序经过研磨装置、检测装置以及卸料装置进行相应处理。

其中，上述转位装置还包括有支撑座和电机，所述电机安装于支撑座上端，上述转位盘与电机相连接而实现电机带动转位盘转动。

为了实现夹持头与转位盘可更换连接，上述夹持头通过一支架固接在上述转位盘上，所述支架通过螺栓与转位盘固接，所述夹持头通过一滚动轴承支撑在支架上，上述伺服电机与支架固定在一起。

为了保证夹持牢固且可夹持不同直径的钻头，上述夹持头包括弹性卡套、弹簧卡头、限位套、弹簧、弹簧卡头套以及电机套，所述弹性卡套套装于弹簧卡头的前端部，所述弹簧卡头套套装于弹簧卡头的后端部，所述限位套套装于弹簧卡头的中部以限定弹性卡套向后移动的距离，所述弹簧安装于弹性卡套和弹簧卡头套之间的位置，所述弹簧卡头套的尾部与电机套固接，所述电机套与所述伺服电机的转轴连接而实现伺服电机带动弹簧卡头转动。

为了防止变形和一定程度的撞击，上述电机套与弹簧卡头套的连接处设有圆柱，所述电机套与弹簧卡头套通过四个螺钉与圆柱以十字接手式的扰性连接。

为了实现研磨装置部分可自动调节研磨，上述研磨装置包括磨头部件和安装于磨头部件下部的移动底板，所述移动底板包括有固定不动的底板、X轴移动板和Y轴移动板，所述X轴移动板和Y轴移动板均通过设置在底板上的伺服电机带动移动，所述Y轴移动板位于X轴移动板上方，所述磨头部件安装于Y轴移动板上方。

为了能对研磨后的钻头进行检测以及减少检测的误差判断，上述检测装置包括有清洁部件、检测部件和移位部件，所述清洁部件和检测部件分别安装在移位部件的两端，通过移位部件的移动而实现清洁部件或检测部件对准被上述转位装置移至所述检测装置位的钻头进行清洁或检测。

为了实现全自动的上下料，上述上料装置和卸料装置均包括用于放置待研磨或研磨完毕的钻头的置料台、机械手和松夹部件，所述松夹部件位于上述转位装置的夹持头前方用于使夹持头松开夹持，所述机械手通过一组合气缸带动而实现将钻头装夹到夹持头上或从夹持头上拆卸下来。

本发明由于采用将转位装置设计成包括转位盘和装置于转位盘上的夹持头的结构，通过上料装置将钻头装于转位装置的夹持头上后再通过转动转位盘使钻头顺序经过研磨装置、检测装置以及卸料装置进行相应处理，因此可实现一次装夹后即可完成整个研磨流程，既可减少钻头的拆装次数也可降低误差，缩短了辅助时间，提高了工作效率，另外在夹持头后部装有伺服电机，利用该伺服电机可带动夹持头上的钻头转动，使钻头的研磨角度调整正确，由程序控制完成，精准性高，有效提高了钻头的研磨合格率，改善了劳动条件，解决工作人员在显微镜下长期工作易疲劳和易丧失视力的问题；又由于研磨装置包括磨头部件和安装于磨头部件下部的移动底板，移动底板在伺服电机带动下可实现X轴方向和Y轴方向的移动，而两磨轮相对呈一定夹角安装且同步对钻头进行研磨，故可实现全自动研磨，研磨速度快，进一步提高了钻头研磨的合格品率，同时也提高了钻头的使用寿命和利用率，大大减少了人力资源成本。综上所述，本发明所述的全自动钻头研磨机，是利用现代计算机技术、传感与识别技术和自动控制技术相结合，对各装置的电机进行精准控制，实现全自动研磨，合格品判定由机器完成，评判准确客观，具有高效率，减少了人力资源成本，改善了劳动条件，可广泛应用于各种精细钻头的研磨加工中。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是本发明的平面结构示意图。

图2是本发明转位装置的立体结构示意图。

图3是本发明转位装置的剖视结构示意图。

图4是本发明夹持头的立体结构示意图。

图5是本发明夹持头的剖视结构示意图。

图6是本发明研磨装置的立体结构示意图。

图7是本发明研磨装置的分解结构示意图。

图8是本发明检测装置的立体结构示意图。

图9是本发明上料装置的立体结构示意图。

图10是本发明卸料装置的立体结构示意图。

图11是本发明松夹部件的立体结构示意图。

具体实施方式

如图1至图11所示，该实施例所述的一种全自动钻头研磨机，包括有转位装置1、位于转位装置1四周的上料装置2、研磨装置3、检测装置4以及卸料装置5，其中转位装置1包括转位盘11和装置于转位盘11上的夹持头12，通过上料装置2将钻头6装于转位装置1的夹持头12上后再通过转动转位盘11使钻头6顺序经过研磨装置3、检测装置4以及卸料装置5进行相应处理，因此可实现一次装夹后即可完成整个研磨流程，既可减少钻头6的拆装次数也可降低误差，缩短了辅助时间，提高了工作效率，另外在夹持头12后部装有伺服电机10，利用该伺服电机10可带动夹持头12上的钻头6转动，使钻头6的研磨角度调整正确，由程序控制完成，精准性高，有效提高了钻头6的研磨合格率，改善了劳动条件，解决工作人员在显微镜下长期工作易疲劳和易丧失视力的问题。

如图2所示，该实施例的转位装置1还包括有支撑座13和电机14，该电机14安装于支撑座13上端，转位盘11与电机14相连接而实现电机14带动转位盘11转动。如图3所示，该实施例的电机14为包括转子141和定子142的直驱电机，定子142与支撑座13通过螺钉连接固定，转子141与转位盘11通过螺钉相连接，转子141与转位盘11之间设有圆环垫片15，该转子141转动时带动转位盘11和固定在转位盘11上的夹持头12转动。该转位盘11上可以设置1个夹持头12，也可以设置多个夹持头12，该实施例的转位盘上共设有4个夹持头12，转位盘11在直驱电机驱动下实现连续90゜的精确转位，这种方法结构简单可靠，定位准确。

如图4所示，该实施例的夹持头12通过一支架16固接在转位盘11上，该支架16通过螺栓与转位盘11固接，夹持头12通过一滚动轴承17支撑在支架16上，伺服电机10与支架16固定在一起。如图5所示，该实施例的夹持头12包括弹性卡套121、弹簧卡头122、限位套123、弹簧124、弹簧卡头套125以及电机套126，弹性卡套121套装于弹簧卡头122的前端部，弹簧卡头套125套装于弹簧卡头122的后端部，限位套123套装于弹簧卡头122的中部，弹簧124安装于弹性卡套121和弹簧卡头套125之间的位置，弹簧卡头套125的尾部与电机套126固接的连接处设有圆柱127，该电机套126与弹簧卡头套125通过四个螺钉与圆柱127以十字接手式的扰性连接，电机套126与伺服电机10的转轴连接而实现伺服电机10带动弹簧卡头122转动，进而带动钻头6一起转动。该伺服电机10用于钻头6的角度定位，这里的“角度”指钻头6切削刃的方位，要求钻头6在研磨时，钻头刀刃的端面投影处在水平的位置。钻头6的卡紧，是通过弹性卡套121、弹簧卡头122、弹簧124、带钢球的钢球保持架128、小弹簧129等零件实现，弹簧卡头122的大端圆柱带有斜度，实际就是圆锥面，并被切开成三等分而具有弹性，自然状态时，内孔是张开的，当外力将弹性卡套121向左推时，钢球被带动向左移动，弹簧卡头122就张开，内孔变大，这时可以取出钻头6，或者再向里装入钻头6，限位套123用来限制弹性卡套122向左移动的距离；当装入钻头6后，外力撤销，弹性卡套122在弹簧124的作用下，向右移动，完成卡紧钻头6的动作。

如图6和图7所示，该实施例的研磨装置3包括磨头部件31和安装于磨头部件31下部的移动底板，移动底板包括有固定不动的底板32、X轴移动板33和Y轴移动板34， X轴移动板33和Y轴移动板34均通过设置在底板32上的伺服电机10带动移动，Y轴移动板34位于X轴移动板33上方，磨头部件31安装于Y轴移动板34上方。该实施例的Y轴移动板34是提供一个方向（Y轴）的精密运动，完成往复的研磨运动，该Y轴移动板34中设有两条滚动导轨用于支撑和导向，伺服电机10和滚珠丝杠用来实现驱动，底板上有一弧形槽，还有一个锥角标尺36，这是为了手动调整该Y轴移动板34使其与X轴移动板33所成的夹角，其目的是调整磨头的角度，使其与钻头6要求的锥角一致；该实施例的X轴移动板33是提供另一个方向（X轴）的精密运动，它精密的定位精度是为了保证准确合理的研磨余量，该X轴移动板33的结构与Y轴移动板34的结构类似，均为两条滚动导轨用于支撑和导向，伺服电机10驱动用珠丝杠来实现移动的功能。该实施例的磨头部件31包括位于后部动力电机311、位于中部的磨削动力头312和安装于磨削动力312头前部的磨轮313，磨削动力头312的后部与动力电机311连接而实现动力电机311带动磨削动力头312和磨轮313一起转动，磨头部件31共设有两个且安装于同一腔壳35中，两磨轮313相对呈一定夹角安装且同步对上述夹持头上的钻头6进行研磨。该实施例的两个磨头部件31是采用了长久以来手动研磨机的传统结构和布局，这种布局源于PCB板钻头切削刃的角度要求，该实施例的两个磨轮313为金刚石磨轮，用磨轮313端面研磨钻头6。位于腔壳35前板一侧的磨削动力头312，可以通过观察位于前板的角度标尺37，手动调整其对于水平面的倾斜角度，使其与钻头6的第二后角一致；同理，借助位于后板上的角度标尺37，调整后板一侧的磨削动力头312的倾斜角度，使其与钻头6的第一后角一致。这样，两个金刚石磨轮313端面就组成了钻头后角的成型磨削。

如图8所示，该实施例的检测装置4包括有清洁部件41、检测部件42和移位部件43，清洁部件41和检测部件42分别安装在移位部件43的两端，通过移位部件43的移动而实现清洁部件41或检测部件42对准被转位装置1移至检测装置4位的钻头6进行清洁或检测。首先是对研磨后的钻头6进行清洁，然后对钻头6进行合格判定。其中，钻头6清洁的方法，是使钻头6来回***一种柔软的固体清洁剂，钻头6在研磨工位研磨完毕后被转位装置1移至该检测工位，此时移位部件43带动清洁部件41移动到钻头6所在位置前方，然后通过气缸411带动清洁部件41向钻头6方向移动，从而使清洁剂盒中的清洁剂412***钻头6进行清洁，之后气缸411向右移动，清洁剂412从钻头6中拔出，一个这样的循环，就是一次清洁过程。清洁工作结束，移位部件43又带动检测部件42移至钻头6前方，进行合格判定，其判定的方法是采用光学耦合传感器件或者光学立体成像技术，经计算机处理分析，作出判断。检测部件42包括聚光罩421、工业照相机422和支架423，检测时使聚光罩421对准钻头6，照相机422镜头对准检测工位的钻头6端面对钻头6进行拍照，然后通过计算机程序来判断研磨过的钻头6是否合格。

如图9和图10所示，该实施例的上料装置2和卸料装置5均包括用于放置待研磨或研磨完毕的钻头6的置料台21、机械手22和松夹部件23，其中松夹部件23位于转位装置1的夹持头12前方用于使夹持头12松开夹持，如图11所示，该松夹部件23包括拨板231、上下移动气缸232和前后移动气缸233，其松开的方法是：上下移动气缸232向上运动，带动拨板231向上移动，然后前后移动气缸233向夹持头12方向运动，使拨板231向前移动，推动弹性卡套122向后移动，使弹簧卡头122松开钻头6，当上下移动气缸232和前后移动气缸233与上述顺序和方向相反运动时，就回归到初始位置，使弹簧卡头122夹紧钻头6。该实施例的置料台21包括滑杆211、滑台212和托盘213，该托盘213放置与滑台212上，滑台212可沿滑杆211的长度方向来回移动，该实施例的机械手22通过一组合气缸24带动而实现将钻头6装夹到夹持头12上或从夹持头12上拆卸下来。该实施例的卸料装置5与上料装置2相比是机械手22多通过一个组合气缸24控制，目的是实现钻头6放回到置料台21的托盘213中时可调转头部。

尽管本发明是参照具体实施例来描述，但这种描述并不意味着对本发明构成限制。参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，对于本领域技术人员都是可以预料的，这种的变化应属于所属权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种全自动钻头研磨机，包括有转位装置（1）、位于转位装置（1）四周的上料装置（2）、研磨装置（3）、检测装置（4）以及卸料装置（5），其特征在于所述转位装置（1）包括转位盘（11）和装置于转位盘（11）上的夹持头（12），所述夹持头（12）后部装有可带动夹持头（12）上的钻头（6）转动的伺服电机（10），通过上料装置（2）将钻头（6）装于转位装置（1）的夹持头（12）上后再通过转动转位盘（11）使钻头（6）顺序经过研磨装置（3）、检测装置（4）以及卸料装置（5）进行相应处理。

2.根据权利要求1所述的全自动钻头研磨机，其特征在于上述转位装置（1）还包括有支撑座（13）和电机（14），所述电机（14）安装于支撑座（13）上端，上述转位盘（11）与电机（14）相连接而实现电机（14）带动转位盘（11）转动。

3.根据权利要求2所述的全自动钻头研磨机，其特征在于上述电机（14）为包括转子（141）和定子（142）的直驱电机，所述定子（142）与支撑座（13）通过螺钉连接固定，所述转子（141）与转位盘（11）通过螺钉相连接，所述转子（141）与转位盘（11）之间设有圆环垫片（15），所述转子（141）转动时带动转位盘（11）和固定在转位盘（11）上的夹持头（12）转动。

4.根据权利要求1所述的全自动钻头研磨机，其特征在于上述夹持头（12）通过一支架（16）固接在上述转位盘（11）上，所述支架（16）通过螺栓与转位盘（11）固接，所述夹持头（12）通过一滚动轴承（17）支撑在支架（16）上，上述伺服电机（10）与支架（16）固定在一起。

5.根据权利要求1所述的全自动钻头研磨机，其特征在于上述夹持头（12）包括弹性卡套（121）、弹簧卡头（122）、限位套（123）、弹簧（124）、弹簧卡头套（125）以及电机套（126），所述弹性卡套（121）套装于弹簧卡头（122）的前端部，所述弹簧卡头套（125）套装于弹簧卡头（122）的后端部，所述限位套（123）套装于弹簧卡头（122）的中部以限定弹性卡套（121）向后移动的距离，所述弹簧（124）安装于弹性卡套（121）和弹簧卡头套（125）之间的位置，所述弹簧卡头套（125）的尾部与电机套（126）固接，所述电机套（126）与上述伺服电机（10）的转轴连接而实现伺服电机（10）带动弹簧卡头（122）转动。

6.根据权利要求5所述的全自动钻头研磨机，其特征在于上述电机套（126）与弹簧卡头套（125）的连接处设有圆柱（127），所述电机套（126）与弹簧卡头套（125）通过四个螺钉与圆柱（127）以十字接手式的扰性连接。

7.根据权利要求1所述的全自动钻头研磨机，其特征在于上述研磨装置（3）包括磨头部件（31）和安装于磨头部件（31）下部的移动底板，所述移动底板包括有固定不动的底板（32）、X轴移动板（33）和Y轴移动板（34），所述X轴移动板（33）和Y轴移动板（34）均通过设置在底板（32）上的伺服电机（10）带动移动，所述Y轴移动板（34）位于X轴移动板（33）上方，所述磨头部件（31）安装于Y轴移动板（34）上方。

8.根据权利要求7所述的全自动钻头研磨机，其特征在于上述磨头部件（31）包括位于后部动力电机（311）、位于中部的磨削动力头（312）和安装于磨削动力头（312）前部的磨轮（313），所述磨削动力头（312）的后部与动力电机（311）连接而实现动力电机（311）带动磨削动力头（312）和磨轮（313）一起转动，所述磨头部件（31）共设有两个且安装于同一腔壳（35）中，所述两磨轮（313）相对呈一定夹角安装且同步对上述夹持头（12）上的钻头（6）进行研磨。

9.根据权利要求1所述的全自动钻头研磨机，其特征在于上述检测装置（4）包括有清洁部件（41）、检测部件（42）和移位部件（43），所述清洁部件（41）和检测部件（42）分别安装在移位部件（43）的两端，通过移位部件（43）的移动而实现清洁部件（41）或检测部件（42）对准被上述转位装置（1）移至所述检测装置（4）位的钻头（6）进行清洁或检测。

10.根据权利要求1所述的全自动钻头研磨机，其特征在于上述上料装置（2）和卸料装置（5）均包括用于放置待研磨或研磨完毕的钻头（6）的置料台（21）、机械手（22）和松夹部件（23），所述松夹部（23）件位于上述转位装置（1）的夹持头（12）前方用于使夹持头（12）松开夹持，所述机械手（22）通过一组合气缸（24）带动而实现将钻头（6）装夹到夹持头（12）上或从夹持头（12）上拆卸下来。

Images