[发明专利]PCB钻孔机断刀检测方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种断刀检测方法及其装置，尤其涉及一种PCB钻孔机断刀检测方法及其装置，属于车削技术领域。

背景技术

目前数控PCB钻孔机在加工作业时，一旦发生刀具断裂或者刀具头部崩裂，则无法进行正常加工。因此，需要及时检测到断刀的情况，并由PCB钻孔机的控制系统及时发出警告信号或者自动换取下一刀具。如果无法正常检测出断刀的状态，则可能会引起漏孔等诸多问题，导致被加工PCB板报废。

当前常用的PCB钻孔机断刀检测方式有光纤对射式、粉尘检测以及接触式断刀检测等方式。具体来说，光纤对射式是由两根光纤及相应的处理电路完成，一根光纤连接处理电路的光信号发射端，另一根光纤则连接处理电路的光信号接收端，当刀具未断时，光信号被刀具阻挡。但是，当光纤对射式采用的两根光纤对射的头部被粉尘所阻挡时，则无法正常使用，因此需要经常维护，而且无法检测出刀具头部崩裂的情况。

对于粉尘检测来说，其是检测钻孔时加工主轴前端吸屑罩内的粉尘浓度来判断是否断刀，此方式的缺点是无法及时检测出断刀情况，有一定滞后，并且同样无法检测出刀具的崩裂。

传统的接触式断刀检测方式是采取模拟电路，由振荡电路产生一定频率的波形并通过主轴的外壳传递到刀具上与被加工PCB板上的铝片导体接地。在使用过程中，当刀具接触铝片，则信号接收端的波形发生变化。此信号经过滤波后进入比较器判断再输出相应信号。但是，由于主轴外壳需要输入信号，因此无法接到地上起保护作用，而且由于PCB钻孔加工过程是个动态的过程，检测信号始终无法稳定，即便是采取滤波的措施，则又会带来信号的延时问题。

因此，需要一种装置崭新的PCB钻孔机断刀检测方法和相应的装置来弥补上述技术的不足。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种PCB钻孔机断刀检测方法及其装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

PCB钻孔机断刀检测方法，其包括以下步骤--步骤①：由单片机输出周期性窄脉冲信号到三极管的基极，驱动高频变压器的初级；步骤②：变压器初级根据单片机输入管脚的波形变化，判断是否存在断刀现象；步骤③：单片机若检测到断刀现象，输出相应的信号给数控机床控制系统。

上述的PCB钻孔机断刀检测方法，其中：步骤②中所述的“判断”过程是，当单片机接收到的波形在第一波形和第二波形之间周期切换时，判断为“正常运行”，当单片机只能接收到第一波形时，判断为“发生断刀”。

PCB钻孔机断刀检测装置，涉及PCB钻孔机的主轴外壳、主轴转子、刀具，主轴转子位于主轴外壳内，主轴转子上设置有刀具，其特征在于包括：单片机，用于产生信号以及接收检测信号；信号接口模块，包含输出信号放大及输入信号整形电路；外围信号传输回路，包括主轴外壳、气隙电容、主轴转子、刀具以及被加工PCB板上的导体，互联构成；外围信号传输回路上连接有高频变压器，与单片机、信号接口模块互联组成断刀检测回路。

上述的PCB钻孔机断刀检测装置，其中：所述单片机的输出管脚连接有三极管的基极，输出周期性窄脉冲信号，通过三极管驱动高频变压器的初级。

进一步地，上述的PCB钻孔机断刀检测装置，其中：所述的高频变压器由磁环及其缠绕在磁环上的导线构成，其初级由连接信号接口模块的端口构成，其次级由连接主轴外壳以及地线的端口构成。

再进一步地，上述的PCB钻孔机断刀检测装置，其中：所述的气隙电容位于主轴外壳与主轴转子之间。

本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：采用本发明后，针对PCB钻孔加工的动态过程，能始终确保检测信号的稳定，避免检测信号的不稳定带来输出信号不稳定。同时，检测迅速，不受加工环境的粉尘、光线的变化所影响。再者，由于本发明输出信号无需采取滤波措施，因此免去了无法预估的延时，提高了精度信号，在无需增加其他成本的情况下即可应用于PCB盲埋孔的加工。

附图说明

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。这些附图当中，

图1是本发明实施构造示意图；

图2是单片机及其周边电路、信号接口模块的示意图；

图3是单片机工作过程中所输出和接收的波形示意图；

图4是单片机输入控制系统内的波形示意图。

图中各附图标记的含义如下：