一种校准轴间距的方法与流程

本发明涉及机械领域，具体涉及一种校准轴间距的方法。

背景技术：

由于线路板生产厂商需要打样，打样需要用到钻机和锣机分别进行钻孔和成型加工。为了节省打样的时间，可在同一台机器上完成钻孔和成型加工的钻锣两用机器应运而生。采用钻锣两用机器打样，不仅可以减少板材安装拆卸及重新定位的时间，而且设备投入也更省。

图1是钻锣两用机器的结构示意图，其主体采用龙门式结构，X,Y轴分离独立结构，在X轴方向上安装了钻轴和锣轴；钻轴和锣轴在X轴方向上由同一个电机驱动，两轴的位置由同一套反馈系统提供；钻轴为高速旋转主轴，主要加工小孔，锣轴为低速主轴，加工大孔和成型；钻轴加工时，锣轴空闲随动，而锣轴在加工时，钻轴空闲随动。

两轴同时加工一块板时，加工文件也为同一个，一般我们以钻轴作为坐标基准轴，即加工文件的孔坐标以钻轴的坐标作为基准编写，而反映在由锣轴加工时，文件的坐标就必须在X方向和Y方向偏移钻轴和锣轴X方向和Y方向的偏差值。因此当两轴加工同一块板时，两者间距的准确性对加工精度的影响至关重要。由于机械结构和工件的热膨胀性，一段时间以后两轴间距必定会发生变化，若不及时调整，会影响加工精度。因此加工前或应用一段时间后，要重新校准两轴的间距。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种轴间距校准方法，克服机械设备在使用一段时间后两轴间间距会发生变化，而影响加工精度的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种校准轴间距的方法，所述的校准轴间距的方法包括以下步骤：步骤一、选择钻锣两用机器的钻轴或锣轴作为坐标基准轴，编写三个孔的加工文件，其中第1孔的机器坐标为(0，0)，第2孔的X、Y任一机器坐标与第1孔相应的坐标一致，第3孔的机器坐标为任意值；步骤二、采用钻锣两用机器的基准轴在线路板上加工所述第1、第2孔，采用另一轴在线路板上加工所述第3孔；步骤三、采用二次元检测设备检测所述线路板上第3孔的实际坐标值；步骤四、根据所述第3孔的机器坐标与实际坐标的差值，计算得出钻锣两用机器两轴的轴间距。

本发明的更进一步优选方案是：所述钻锣两用机器以所述第1孔作为坐标原点，以所述第1至第2孔的连线延长作为X轴或Y轴正方向，建立其直角坐标系。

本发明的更进一步优选方案是：所述二次元检测设备以所述第1孔作为坐标原点，以所述第1至第2孔的连线延长作为X轴或Y轴正方向，建立其直角坐标系。

本发明的更进一步优选方案是：所述第3孔的机器坐标为(Cx，Cy)，实际坐标为(C`x，C`y)，所述钻锣两用机器的两轴在X、Y方向的初始偏移距离分别为Dx、Dy，则所述钻锣两用机器两轴的轴间距计算公式为：

X方向的轴间距ΔX＝Dx+(Cx-C`x)或Dx-(Cx-C`x)；

Y方向的轴间距ΔY＝Dy+(Cy-C`y)或Dy-(Cy-C`y)。

本发明的更进一步优选方案是：所述ΔX、ΔY的计算公式，根据钻锣两轴的物理位置及校准时钻锣两用机器所选择的坐标系而不同。

本发明的更进一步优选方案是：该方法还包括：步骤五、重复所述步骤一至四，求取每次所得钻锣两用机器两轴轴间距的平均值，其中，每次所编写三个孔的机器坐标均不同。

本发明的有益效果在于，该轴间距校准方法简单实用，与现有技术相比，该发明提供的轴间距校准方法解决了因机械结构和工件的热膨胀导致的变形所致的加工精度问题，提高了设备的加工性能。

附图说明

图1是钻锣两用机器的结构示意图；

图2是本发明实施例所编写加工文件三个孔的机器坐标示意图；

图3是二次元检测设备的坐标系示意图；

图4是所加工第3孔的实际坐标与理论坐标示意图；

图5是钻锣两用机器的八个象限示意图；

图6(a)是钻锣两用机器所选为第Ⅰ象限时轴间距计算公式参考图；

图6(b)是钻锣两用机器所选为第Ⅶ象限时轴间距计算公式参考图；

图6(c)是钻锣两用机器所选为第Ⅶ象限、钻锣两轴物理位置发生变化后轴间距计算公式参考图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例所应用的一种钻锣两用机器，其包括床身1、工作台2、横梁底座3、横梁4、钻轴5、锣轴6以及底板7。机器主体采用龙门式结构，X,Y轴分离独立结构，在X轴方向上安装了钻轴5和锣轴6，钻轴5和锣轴6在X轴方向上由同一个电机驱动，两轴的位置由同一套反馈系统提供。

进行线路板打样前，需先编写加工文件，一般以钻轴5作为坐标基准轴，即加工文件的孔坐标以钻轴5的坐标作为基准编写，而反映在由锣轴6加工时，文件的坐标就必须在X方向和Y方向分别偏移钻轴和锣轴在X方向和Y方向的偏差值。由于钻锣两轴的轴间距会随着设备的使用而发生变化，因此在进行加工前，需要对钻锣两轴的轴间距进行校准。首先设置两轴的初始偏移距离Dx、Dy，再对该距离进行校正。其中Dx为X方向上锣轴与钻轴的偏差，Dy为Y方向上锣轴与钻轴的偏差，Dx、Dy可以是包含0在内的任意值。

如图2-4所示，本发明实施例的轴间距校准方法，包括以下步骤：步骤一、选择钻锣两用机器的钻轴5或锣轴6作为坐标基准轴，编写三个孔的加工文件，其中第1孔(即图中所示A)的机器坐标为(0，0)，第2孔(即图中所示B)的X、Y任一机器坐标与第1孔相应的坐标一致，第3孔(即图中所示C)的机器坐标为任意值；步骤二、采用钻锣两用机器的基准轴在线路板上加工第1、第2孔，采用另一轴在线路板上加工第3孔；由于文件编写时所依据的初始偏移距离与两轴实际的轴间距有误差，因此第3孔的实际坐标值与其机器坐标会存在偏差，因此需要通过步骤三、采用二次元检测设备检测所述线路板上加工的第3孔(即图中所示C`)的实际坐标值；步骤四、根据所述第3孔的机器坐标与实际坐标的差值，计算得出钻锣两用机器两轴的轴间距。为了获得更精确的钻锣轴间距，可以进行多次重复测量，重复上述步骤一至四，求取每次所得钻锣两用机器两轴轴间距的平均值，其中，每次所编写三个孔的机器坐标均不同。

本发明实施例在对轴间距进行校准前，钻锣两用机器的钻孔精度已得到保证。如图2、图4所示，本实施例的轴间距校准方法在具体操作时，首先在钻锣两用机器上编写A、B、C孔的加工文件，本实施例以钻轴为基准轴，A孔的机器坐标为(0，0)，B孔的Y方向的机器坐标与A孔Y方向的机器坐标一致、X方向的机器坐标为任意值Bx，即B孔的机器坐标为(Bx，0)，C孔的X、Y方向的机器坐标为任意值Cx、Cy，即C孔的机器坐标为(Cx，Cy)；然后按该加工文件对已安装好的线路板进行钻孔，钻轴加工A、B两孔，锣轴加工C孔，加工后的实际位置为C`孔；拆卸下加工后的线路板，将加工后的线路板放在二次元检测设备上进行检测，以A孔的中心作为二次元检测设备坐标的原点(0，0)，以所述A、B孔的中心连线延长作为X轴方向，由此建立二次元检测设备的直角坐标系，测量出上述加工后的C`孔的实际坐标(C`x，C`y)；C`孔的实际坐标与孔理论坐标(Cx，Cy)在X、Y方向的差值(C`x-Cx)、(C`y-Cy)作为校准值。则所述钻锣两用机器两轴的轴间距计算公式为：

X方向的轴间距ΔX＝Dx+(Cx-C`x)或Dx-(Cx-C`x)；

Y方向的轴间距ΔY＝Dy+(Cy-C`y)或Dy-(Cy-C`y)

本发明轴间距ΔX、ΔY的计算公式，根据钻锣两轴的物理位置及校准时钻锣两用机器所选择的坐标系而不同。如图5所示，在钻锣两用机器中，空间位置被设置为八个象限，机器实际使用时可选定其中的任一象限，下面针对钻锣两轴不同的物理位置及机器所选择不同的象限举例进行说明。

如图6(a)所示，钻锣两用机器选定的是第Ⅰ象限，钻锣两轴的物理位置如图，D为钻轴钻孔的位置，C为锣轴钻孔的理论位置，此时，轴间距计算公式为：ΔX＝Dx+(Cx-C`x)、ΔY＝Dy-(Cy-C`y)。

若钻锣两轴的初始偏移距离与其实际的轴间距相符，那么锣轴钻孔应在C位置上，其坐标为C(Cx，Cy)，锣轴实际钻孔的位置坐标用(C`x，C`y)表示。

当锣轴实际钻孔位置落在区域1时，说明所设置距离比实际位置在X、Y方向上偏大，需要将Dx，Dy距离减小，此时Cx-C`x＜0、Cy-C`y＞0，ΔX＝Dx+(Cx-C`x)＜Dx、ΔY＝Dy-(Cy-C`y)＜Dy；

当锣轴实际钻孔位置落在区域2时，说明所设置距离比实际位置在Y方向上偏小、X方向偏大，需要减小Dx距离，加大Dy距离，此时Cx-C`x＜0、Cy-C`y＜0，ΔX＝Dx+(Cx-C`x)＜Dx、ΔY＝Dy-(Cy-C`y)＞Dy；

当锣轴实际钻孔位置落在区域3时，说明所设置距离比实际位置在X、Y方向上偏小，需要将Dx，Dy距离加大，此时Cx-C`x＞0、Cy-C`y＜0，ΔX＝Dx+(Cx-C`x)＞Dx、ΔY＝Dy-(Cy-C`y)＞Dy；

当锣轴实际钻孔位置落在区域4时，说明所设置距离比实际位置在Y方向上偏大、X方向偏小，需要加大Dx距离，减小Dy距离，此时Cx-C`x＞0、Cy-C`y＞0，ΔX＝Dx+(Cx-C`x)＞Dx、ΔY＝Dy-(Cy-C`y)＜Dy。

如图6(b)所示，钻锣两用机器选定的是第Ⅶ象限，钻锣两轴的物理位置如图，D为钻轴钻孔的位置，C为锣轴钻孔的理论位置，此时，轴间距计算公式为：ΔX＝Dx+(Cx-C`x)、ΔY＝Dy+(Cy-C`y)，具体分析过程同上。

如图6(c)所示，钻锣两用机器选定的是第Ⅶ象限，钻锣两轴的物理位置较图6(b)发生改变，D为钻轴钻孔的位置，C为锣轴钻孔的理论位置，此时，轴间距计算公式为：ΔX＝Dx-(Cx-C`x)、ΔY＝Dy+(Cy-C`y)，具体分析过程同上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。