CN106607723B - 自动化钻针研磨*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自动化钻针研磨***，包括一机架、一夹料单元、一夹持单元、一检测单元、一研磨单元、一清洁单元及一套环调整单元。未研磨检测的复数个钻针会放置于盒子内，经初步清洁后送入，由该夹料单元将该一钻针夹持移动至该夹持单元内，第一次检测并确认该钻针的刃长、钻径、角度补正及进刀量定位后再进行研磨，去除表面脏污后进行第二次检测，以确认研磨完成的该钻针的刃面，并根据检测结果进行分类，将良品送至该套环调整单元进行调整，而不良品则可进行重新研磨或送至废品区(废品)，据而成为一贯全自动化流程，以加速研磨钻针的效率及品质。
Description
技术领域
本发明涉及自动化钻针研磨设备的领域，特别是关于一种结合清洁、检测、研磨及套环调整等步骤而成为一贯全自动化流程的自动化钻针研磨***，以加速研磨钻针的效率及品质者。
背景技术
按，电路板在进行电子元件配置的前，须在电路板上间隔设有复数个穿孔供电子元件穿设固定，其系使用钻针设置微小穿孔，这类的钻针具有相当高的长度/直径比，随着使用时间一久，其刃部或多或少会产生磨损情况而影响钻孔品质及效率。
为了降低使用成本，通常会将使用过且有磨损的该钻针回收并重新研磨，由于该钻针的尺寸细小且具有高长度/直径比，研磨时必须相当小心，大多都是利用精密的影像检测以确定其刃长、钻径、角度补正及进刀量定位之外，还要以设计良好的固定夹具进行固定，方能重新研磨出符合标准的钻针，重新恢复成可顺畅地于电路板上钻孔的状态。
依据现有技术的钻针自动研磨方法，如中国台湾发明专利第I284074号“钻针的研磨全自动化方法”以及第I417167号“PCB全自动化钻针研磨之方法”等都是在清洁过后，进行如：刃长、钻径、角度补正及进刀量定位等检测作业再开始进行研磨。然而I284074案为了对应不同的检测作业，而设置了刃长及直径检测机构、定位检测机构、进刀量检测机构、刀锋检测机构处等，至少需要总共设置有4个影像感测器，分别对钻针的刃长、直径、进刀方向、进刀角度、进刀量与刀锋等研磨状态进行检查，造成实施此研磨方法的检测设备过于复杂，且制造及维修成本居高不下，有其待进一步改进之处。
本发明设计人有鉴于此，则以I417167案加以改进，期能改善前述钻针研磨方法的步骤及用以实施该步骤所需的设备繁复，徒增成本的缺点，简化原有四组影像感测器，而利用二组影像感测器及一个可旋转方向的夹持座，于同一个位置上同时进行检测及研磨作业，大幅简化结构及减少传递钻针时的移动距离，解决既存技术的缺失及问题。但本发明设计人并不以此为限，进一步研发了本发明的自动化钻针研磨***，除了加强了研磨后的清洁效果，对于研磨后的检测能够更精准判断，并整合了研磨完毕的后的套环调整工作，使其研磨流程成为一贯全自动化，大幅提升研磨的效率及品质，对于电路板的钻孔工作也有着一定程度的助益，相当地实用。
发明内容
有鉴于此，本发明的一目的，旨在提供一种自动化钻针研磨***，整合了全新设计的区域配置、清洁单元及套环调整单元而形成一贯全自动化流程，进而达到加速研磨钻针的效率及品质等功效。
为达上述目的，本发明提供一种自动化钻针研磨***，供以夹持移动一钻针进行检测、研磨及再检测，并依据其不良状况进行分类，其特征在于，其包括：
一机架，该机架的一侧设有一入料区及一出料区，该出料区位于该入料区的一侧，且在该入料区的另一侧设有一暂时不良区、一废品区及一调整区，而该机架的另一侧设有一研磨区；
一夹料单元，设于该机架上，该夹料单元包含一第一轴向移动轨道、一第二轴向移动轨道、一移动座、一第一夹爪及一第二夹爪，该第一夹爪及该第二夹爪并排间隔设置于该移动座上，该第一轴向移动轨道装设于该第二轴向轨道上，使该第一轴向轨道能够在该第二轴向轨道上作第二轴向的相对位移，且该第一轴向轨道及该第二轴向轨道正交设置，该移动座装设于该第一轴向轨道上，使该移动座能够在该第一轴向轨道上作第一轴向的相对位移，通过该第一夹爪及该第二夹爪夹持该钻针在该入料区、该暂时不良区、该废品区、该调整区及该研磨区之间作移动；
一夹持单元，设于该机架上对应研磨区的位置，供以夹持该钻针，并能够带动该钻针翻转不同角度以进行检测、研磨及清洁等工作；
一检测单元，设于该机架上且位于研磨区的一侧，供检测研磨前的该钻针的刃长、钻径、角度补正及进刀量，以及检测研磨后的该钻针的刃面的外观，并将研磨前后的所得数值与一设定的标准值进行分析比对；
一研磨单元，设于该机架上且位于该夹持单元一侧以形成该研磨区，供以研磨该钻针，研磨时，该夹持单元翻转90度而使该钻针呈水平放置；
一清洁单元，设于该机架上且位于研磨区的一侧，以供清洁经研磨后的该钻针的表面，避免脏污影响到检测结果；及
一套环调整单元，设于该机架上且对应调整区的位置，供以调整该钻针上的一定位套环的位置。
所述的自动化钻针研磨***，其中，该检测单元还包含一第一影像感测器及一第二影像感测器，该第一影像感测器用来检测刃长、钻径、角度补正及进刀量，该第二影像感测器用来检测钻针刃面的外观，并由一电脑控制程序设定一标准值而进行分析比对。
所述的自动化钻针研磨***，其中，该夹持单元包括一夹座、一第一旋转动力源及一第二旋转动力源，该夹座用来夹持固定该钻针，并通过该第一旋转动力源而带动该夹座产生不等角度的摆动，而该第二旋转动力源带动该钻针作轴向自转。
所述的自动化钻针研磨***，其中，该入料区设有一入料输送带，该出料区设有一第二推动器，且该入料输送带及该第二推动器平行间隔设置，并在该入料输送带相对该机架前方的一侧设有一第一推动器，以将完成研磨作业的一钻针盒推动至位于隔壁的该第二推动器的位置，再由该第二推动器将该钻针盒向该机架的后方送出。
所述的自动化钻针研磨***，其中，该清洁单元还包含一伸缩件及一粘土块，该伸缩件的伸缩行程对应该夹持单元上的该钻针的距离，且该粘土块设于该伸缩件的前端，通过该伸缩件向前延伸时，使该钻针***该粘土块中，完成该钻针表面的清洁工作。
所述的自动化钻针研磨***，其中，该清洁单元还包含一伸缩件及一旋转毛刷，该伸缩件的伸缩行程对应该夹持单元上的该钻针的距离，且该旋转毛刷设于该伸缩件的前端，通过该伸缩件向前延伸时，该旋转刷毛能够旋转清洁该钻针表面。
所述的自动化钻针研磨***，其中，该套环调整单元包括一线性轨道、一承载座、一上压制块、一下压制块及一顶杆，该承载座活动地设于该线性轨道上，该承载座对应该一钻针而设有一放置孔，并且，该上压制块、该下压制块及该顶杆均位于该线性轨道的同一侧，该上压制块、该下压制块及该顶杆呈上、下相对设置，使该移动座能够带动该钻针沿着该线性轨道的延伸方向而移动至该上压制块及该下压制块之间，并由该顶杆推动该钻针的底部，以及该下压制块限制该定位套环的位置。
所述的自动化钻针研磨***，其中，该压制块对应该钻针而设有一开口，以使该钻针的针尖容置于该开口内，且利用该开口周围靠抵该钻针的针尖及针身间的斜锥面部分。此时，该定位套环的底部至该钻针针尖的距离可以被调整，也即达到调整该定位套环于该钻针上的位置，令每一次的调整都能达到客户要求的标准，恢复成原安装时所需的固定长度，大幅提升调整时的效率及准确性。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：可快速且确实地完成各项检测及研磨工作。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的结构示意图(一)。
图2为本发明较佳实施例的结构示意图(二)。
图3为本发明较佳实施例的结构示意图(三)。
图4为本发明较佳实施例操作时的步骤流程图。
图5为对应步骤S1的状态示意图。
图6为对应步骤S2的状态示意图。
图7为对应步骤S3的状态示意图。
图8为对应步骤S4的状态示意图。
图9为对应步骤S5的状态示意图。
图10为对应步骤S6的状态示意图。
图11为对应步骤S7的状态示意图。
图12为对应步骤S8的状态示意图(一)。
图13为对应步骤S8的状态示意图(二)。
图14为对应步骤S8的状态示意图(三)。
图15为对应步骤S8的状态示意图(四)。
图16为对应步骤S8的状态示意图(五)。
图17为对应步骤S9的状态示意图。
附图标记说明：1-自动化钻针研磨***；11-机架；111-入料区；1111-入料输送带；1112-第一推动器；112-出料区；1121-第二推动器；113-暂时不良区；114-废品区；115-调整区；116-研磨区；12-夹料单元；121-第一轴向移动轨道；122-第二轴向移动轨道；123-移动座；124-第一夹爪；125-第二夹爪；13-夹持单元；131-夹座；132-第一旋转动力源；133-第二旋转动力源；14-检测单元；141-第一影像感测器；142-第二影像感测器；15-研磨单元；16-清洁单元；161-伸缩件；162-粘土块；17-套环调整单元；171-线性轨道；172-承载座；1721-放置孔；173-上压制块；1731-开口；174-下压制块；175-顶杆；2-钻针；21-定位套环；3-钻针盒；S1～S9-步骤。
具体实施方式
为使贵审查委员能清楚了解本发明的内容，仅以下列说明搭配图式，敬请参阅。
请参阅图1、图2、图3，是本发明较佳实施例各个视角的结构示意图。如图中所示，本发明的自动化钻针研磨***1包括一机架11、一夹料单元12、一夹持单元13、一检测单元14、一研磨单元15、一清洁单元16及一套环调整单元17，供以夹持移动一钻针2进行检测、研磨及再检测，并依据其不良状况进行分类。
其中该机架11的一侧设有一入料区111及一出料区112，该出料区112位于该入料区111的一侧，且在该入料区111的另一侧设有一暂时不良区113、一废品区114及一调整区115，而该机架11的另一侧设有一研磨区116。其中，该入料区111设有一入料输送带1111，该出料区112设有一第二推动器1121，且该入料输送带1111及该第二推动器1121系平行间隔设置，并在该入料输送带1111相对该机架11前方的一侧设有一第一推动器1112及该第二推动器1121，该第一推动器1112及该第二推动器1121均采用一般气压元件，利用气压源作为动力而能将完成研磨作业的一钻针盒3推动至位于隔壁的该第二推动器1121上，再由该第二推动器1121将该钻针盒3向该机架11的后方送出。
该夹料单元12设于该机架11上，该夹料单元12包含一第一轴向移动轨道121、一第二轴向移动轨道122、一移动座123、一第一夹爪124及一第二夹爪125，该第一夹爪124及该第二夹爪125系并排间隔设置于该移动座123上，该第一轴向移动轨道121装设于该第二轴向轨道122上，使该第一轴向轨道121可于该第二轴向轨道122上作第二轴向(Y轴)的相对位移，且该第一轴向轨道121及该第二轴向轨道122系正交设置，该移动座123装设于该第一轴向轨道121上，使该移动座123可于该第一轴向轨道121上作第一轴向(X轴)的相对位移，再通过该第一夹爪124及该第二夹爪125分别夹持位于不同区域的该二钻针2于该入料区111、该暂时不良区113、该废品区114、该调整区115及该研磨区116之间作移动。
该夹持单元13设于该机架11上对应研磨区116的位置，供以夹持该钻针2，并可带动该钻针2翻转不同角度以进行检测、研磨及清洁等工作，其中的该夹持单元13包括一夹座131、一第一旋转动力源132及一第二旋转动力源133，该夹座131系供夹持固定该钻针2于其上，并通过该第一旋转动力源132而带动该夹座131产生不等角度的摆动，而该第二旋转动力源133系带动该钻针2作轴向自转。应注意的是，当该夹座131可带动该钻针2摆动而与水平面呈30～35度的夹角设置时，以利该清洁单元16进行清洁；当该夹座131可带动该钻针2摆动而与水平面呈55度的夹角设置时，以利该检测单元14进行各项检测，又当该夹座131带动该钻针2摆动而与水平面呈0度的夹角设置，以利该研磨单元15进行研磨作业。
该检测单元14设于该机架11上且位于研磨区116的一侧，供检测研磨前的该钻针2的刃长、钻径、角度补正及进刀量，以及检测研磨后的该钻针的刃面的外观，并将研磨前后的所得数值与一设定的标准值进行分析比对。为此，本发明的该检测单元14更包含一第一影像感测器141及一第二影像感测器142，该第一影像感测器141系用来检测刃长、钻径、角度补正及进刀量，该第二影像感测器142系供检测钻针刃面的外观，并由一电脑控制程序设定一标准值而进行分析比对，且该第一影像感测器141与该第二影像感测器142系分设于该夹座131的二侧，且设置角度也略有不同，且该第一影像感测器141及该第二影像感测器142均采用CCD。
该研磨单元15设于该机架11上且位于该夹持单元13一侧以形成该研磨区116，本发明的该研磨单元15系采用与原来相同的双磨轮设计，可分别从二个不同的设定角度研磨该钻针2，当进行研磨作业时，该夹持单元13系翻转90度而使该钻针2呈水平(0度)作放置。
该清洁单元16设于该机架11上且位于研磨区116的一侧，以供清洁经研磨后的该钻针2的表面，避免脏污影响到检测结果。应注意的是，本发明的该清洁单元16更包含一伸缩件161及一粘土块162，该伸缩件161的伸缩行程系对应该夹持单元13上的该钻针2的距离，且该粘土块162设于该伸缩件161的前端，通过该伸缩件161向前延伸时，使该钻针2***该粘土块162中，以将研磨时的各种残留物沾粘于其上，完成该钻针2表面的清洁工作。又或者是利用在该伸缩件161设置有一旋转毛刷(图中未显示)，通过该伸缩件11向前延伸时，该旋转刷毛可旋转清洁该钻针2表面，此为现有的技术，故于此不再赘述其技术内容。
该套环调整单元17设于该机架11上且对应调整区115的位置，供以调整该钻针2上的一定位套环21的位置。本发明的该套环调整单元17包括一线性轨道171、一承载座172、一上压制块173、一下压制块174及一顶杆175，该承载座172系活动设于该线性轨道171上，该承载座172系对应该一钻针2而设有一放置孔1721，并且，该上压制块173、该下压制块174及该顶杆175均位于该线性轨道171的同一侧，该上压制块173、该下压制块174及该顶杆175系呈上、下相对设置，该移动座172带动该钻针2沿着于该线性轨道171的延伸方向而移动至该上压制块173及该下压制块174之间，并由该顶杆175推动该钻针2的底部，以及该下压制块174限制该定位套环21的位置，使该钻针2上半部相对于该定位套环21形成伸长的状态，其中该压制块173对应该钻针2而设有一开口1731以供容置其针尖于其内，接着再由该上压制块173向下移动，并由该上压制块173的该开口1731周围靠抵该钻针2的针尖及针身间的斜锥面部分，以将该钻针2向下压，此时，该定位套环21的底部至该钻针2针尖的距离可以被调整，也即达到调整该定位套环21于该钻针2上的位置，使得研磨完毕后的该钻针重新安装于钻孔机台时的基准不会改变(该钻针2用以钻孔的有效长度)，大幅提升调整时的效率及准确性。
再请一并参阅图4及图6～图17，是本创较佳实施例于操作时的步骤流程图，以及对应各个步骤的状态示意图。如图中所示，其操作步骤如下：
S1初步清洁：如图5所示，操作人员事先以水洗或是高压气体对该钻针盒3内的该些钻针2进行表面的清洁作业。
S2进料：如图6所示，将载放该些清洁后的该钻针盒3，由该机架11后方的该入料区111放入，通过该入料输送带1111可将该钻针盒3带往该入料区111的前方(也就是对应该机架11的前方)。
S3运送钻针：如图7所示，利用该夹料单元12的该第一夹爪124夹取未研磨的该一钻针2，以及调整完毕后的该一钻针2，该第二夹爪125系用来夹持研磨完成的该一钻针2至该暂时不良区113内或该调整区115，以及判定为报废的不良品至该废品区114，并利用该夹座131夹持固定该钻针2的底端。
S4第一次影像检测：如图8所示，通过该检测单元14的该第一影像感测器141，对该钻针2进行刃长、钻径、角度补正及进刀量状态，并将其结果输入控制器中，以作为后续研磨作业的数值或补正的设定作业。
S5研磨：如图9所示，经第一次影像检测后，若刃长及钻径符合标准即由该夹座131将该钻针2刃面转正并水平放置，使该夹座131进入该研磨单元15的二磨轮并进行水平横移而进行研磨作业；倘若该钻针2的刃长及钻径不符合标准则由该第二夹爪125将该不良的钻针2夹持移动至废品区114。
S6清洁：如图10所示，利用该夹座131将该研磨后的钻针2摆动至特定倾斜角度(30～35度)的位置，并由该清洁单元16清洁研磨后的该钻针2的表面。
S7第二次影像检测：如图11所示，改变倾斜角度，并由该第二影像感测器142检测研磨后的该钻针2的刃面的外观等状态。应注意的是，经检测后为良品的该钻针2，则由该第二夹爪125移动至位于该调整区115，入料区111的该钻针盒3内，并由该第一夹爪124夹取该另一个尚未研磨的钻针2至该夹座131内，第二次影像检测后为不良品(NG)的该钻针2直接进行第二次研磨，并重复步骤S5至步骤S6的动作，如再次于第二次影像检测后仍为不良品(二次NG)，则通过该第二夹爪125先将该钻针2移动至该暂时不良区113，而放置于该暂时不良区113的该些钻针2则可于下一次的研磨作业时，重复步骤S2至步骤S7的动作，直到确认该一钻针2属于良品或废品，并可减少在同一次研磨作业时，浪费过多的时间于该钻针2。
S8调整套环位置；如图12～图16所示，完成第一次研磨及检测后被判定为良品的该钻针2，以及经过第二次研磨及检测后被判定为良品的该钻针2，都会由该第一夹爪124移动至该套环调整单元17内，通过该承载座172沿着该线性轨道171的延伸方向，将该钻针送入该上压制块173及该下压制块174之间，通过该顶杆175推动该钻针2的底部，以及该下压制块174限制该定位套环21的位置，使该钻针2上半部相对于该定位套环21形成伸长的状态，接着再由该上压制块173向下移动，并由该上压制块173的该开口1731周围靠抵该钻针2的针尖及针身间的斜锥面部分，以将该钻针2向下压，，使该定位套环21改变于该钻针2上的位置。应注意的是，该定位套环21的调整距离由该顶杆174的移动行程作决定，且其位置则是由影像检测的结果来决定其调整距离。
S9出料：如图17所示，完成套环调整作业的该钻针会被该第一夹爪124移至该原来的钻针盒3内，当该钻针盒3收集满之后，则由该第一推动器1112将该钻针盒3推向该出料区112，利用该第二推动器1121将其带向该出料区112后方(也就是该机架11的后方)，循环上述步骤即可快速且确实地完成各项检测及研磨工作。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种自动化钻针研磨***，供以夹持移动一钻针进行检测、研磨及再检测，并依据其不良状况进行分类，其特征在于，其包括：
一机架，该机架的一侧设有一入料区及一出料区，该出料区位于该入料区的一侧，且在该入料区的另一侧设有一暂时不良区、一废品区及一调整区，而该机架的另一侧设有一研磨区；
一夹料单元，设于该机架上，该夹料单元包含一第一轴向移动轨道、一第二轴向移动轨道、一移动座、一第一夹爪及一第二夹爪，该第一夹爪及该第二夹爪并排间隔设置于该移动座上，该第一轴向移动轨道装设于该第二轴向移动轨道上，使该第一轴向移动轨道能够在该第二轴向移动轨道上作第二轴向的相对位移，且该第一轴向移动轨道及该第二轴向移动轨道正交设置，该移动座装设于该第一轴向移动轨道上，使该移动座能够在该第一轴向移动轨道上作第一轴向的相对位移，通过该第一夹爪及该第二夹爪夹持该钻针在该入料区、该暂时不良区、该废品区、该调整区及该研磨区之间作移动；
一夹持单元，设于该机架上对应研磨区的位置，供以夹持该钻针，并能够带动该钻针翻转不同角度以进行检测、研磨及清洁工作；
一检测单元，设于该机架上且位于研磨区的一侧，供检测研磨前的该钻针的刃长、钻径、角度补正及进刀量，以及检测研磨后的该钻针的刃面的外观，并将研磨前后的所得数值与一设定的标准值进行分析比对；
一研磨单元，设于该机架上且位于该夹持单元一侧以形成该研磨区，供以研磨该钻针，研磨时，该夹持单元翻转90度而使该钻针呈水平放置；
一清洁单元，设于该机架上且位于研磨区的一侧，以供清洁经研磨后的该钻针的表面，避免脏污影响到检测结果；及
一套环调整单元，设于该机架上且对应调整区的位置，供以调整该钻针上的一定位套环的位置，该套环调整单元包括一线性轨道、一承载座、一上压制块、一下压制块及一顶杆，该承载座活动地设于该线性轨道上，该承载座对应该一钻针而设有一放置孔，并且，该上压制块、该下压制块及该顶杆均位于该线性轨道的同一侧，该上压制块、该下压制块及该顶杆呈上、下相对设置，使该移动座能够带动该钻针沿着该线性轨道的延伸方向而移动至该上压制块及该下压制块之间，并由该顶杆推动该钻针的底部，以及该下压制块限制该定位套环的位置，该压制块对应该钻针而设有一开口，以使该钻针的针尖容置于该开口内，且利用该开口周围靠抵该钻针的针尖及针身间的斜锥面部分。
2.根据权利要求1所述的自动化钻针研磨***，其特征在于，该检测单元还包含一第一影像感测器及一第二影像感测器，该第一影像感测器用来检测刃长、钻径、角度补正及进刀量，该第二影像感测器用来检测钻针刃面的外观，并由一电脑控制程序设定一标准值而进行分析比对。
3.根据权利要求1所述的自动化钻针研磨***，其特征在于，该夹持单元包括一夹座、一第一旋转动力源及一第二旋转动力源，该夹座用来夹持固定该钻针，并通过该第一旋转动力源而带动该夹座产生不等角度的摆动，而该第二旋转动力源带动该钻针作轴向自转。
4.根据权利要求1所述的自动化钻针研磨***，其特征在于，该入料区设有一入料输送带，该出料区设有一第二推动器，且该入料输送带及该第二推动器平行间隔设置，并在该入料输送带相对该机架前方的一侧设有一第一推动器，以将完成研磨作业的一钻针盒推动至位于隔壁的该第二推动器的位置，再由该第二推动器将该钻针盒向该机架的后方送出。
5.根据权利要求1所述的自动化钻针研磨***，其特征在于，该清洁单元还包含一伸缩件及一粘土块，该伸缩件的伸缩行程对应该夹持单元上的该钻针的距离，且该粘土块设于该伸缩件的前端，通过该伸缩件向前延伸时，使该钻针***该粘土块中，完成该钻针表面的清洁工作。
6.根据权利要求1所述的自动化钻针研磨***，其特征在于，该清洁单元还包含一伸缩件及一旋转毛刷，该伸缩件的伸缩行程对应该夹持单元上的该钻针的距离，且该旋转毛刷设于该伸缩件的前端，通过该伸缩件向前延伸时，该旋转毛刷 能够旋转清洁该钻针表面。
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