专利名称：自动研磨微细钻刃的方法
技术领域：
本发明涉及一种印刷电路板钻孔专用的微细钻头，特别涉及一种自动研磨及检测该钻头的刃面的方法。
背景技术：
周知微细钻头是一种刃面直径仅约O. I至I. Omm的钻孔刀具，目前已大量运用在印刷电路板的钻孔作业上。由于该钻头在经过多次使用后，其刃面易生磨耗而丧失钻孔精度；为了延长钻头刃面的使用寿命，现阶段的作法是利用手动研磨工具机对已磨耗钻头的刃面再次研磨，而使该刃面回复可供钻凿正确孔径精度的状态。目前有关研磨微细钻头的刃面的方式，大都采用人工操作研磨工具机进行刃面的 研磨，包括先将钻头定位于一治具上，操作转动中的砂轮沿着钻头刃面所需求的特定角度进行线性路径位移，以便于该路径上接触磨削该刃面，但需人工取、换治具上的钻头，因此存在效率不彰的问题。较为先进的微细钻头的刃面研磨技术，已公开有使用一种可在一进/排料区站与一研磨区站往复旋动的转台，所述微细钻头可以从进/排料区站被转台移送至研磨区站进行刃面的研磨加工，随后转台复归旋动返回该进/排料区站，以便卸除转台上已研磨完妥的微细钻头。惟，该转台无法执行等圆周360度的转动，原因在于转台上必须配置的电源线及气压管会因过度转动而造成牵绊，导致该转台上难以再配置检测区站检测该已研磨完妥的刃面。且知，在微细钻头的刃面检测技术上，已存在自动化检测的先驱，陈如中国台湾公告第1295727号专利案，即公开一种镭射检测微细钻头的刃面的装置，其利用一可等圆周间歇旋动的转台，在转台的四周设置钻头的校正、检测、判别等区站，并经由转台移载该微细钻头逐一通过各加工区站，以逐一接受各加工区站中的仪器进行校正、检测、判别等作业。惟，该案并没有公开研磨钻头的刃面的自动流程技术，且转台旋动后间歇性定位的精度不易掌握，特别是在利用转台载运微细钻头逐站位移，而欲将直径仅约O. I至I. Omm的刃面位置，定位在研磨加工区站中的待研磨削点时，该转台的定位精度不易控制。补充说明的是，上述转台载运微细钻头至检测区站检测刃面时，该刃面足以精确定位于受测位置的原因，是基于配置在该检测区站中的影像视觉器(CCD)具有三维位移取像的能力，乃至于可以容许刃面受测位置的些微差异，而自动位移撷取刃面影像加以判定检测结果。反观，载负砂轮的研磨工具设备却很难仿效所述影像视觉器进行三维校位式的微量位移，而和仅约O. I至I. Omm直径的刃面位置之间取得磨削点的精确校对。
发明内容
本发明旨在改善微细钻头刃面的研磨加工效率，进而提供一种可自动载运微细钻头，执行其刃面的先研磨后检测的方法。本发明的技术手段，包括
提供一直驱马达(Direct Drive Motor，DDM)，驱动一转台在一等圆周路径上间歇性的旋移，该间歇性旋移依序包含定位该转台于一进料区撷收一微细钻头；旋移该钻头至一校位区定位，以检知与校位该微细钻头的刃面；旋移该钻头至一研磨区定位，一次研磨该刃面；旋移该钻头至一检测区定位，一次检知该刃面为一良品或一不良品；其中该刃面为良品时，自所述检测区撷取该转台上的钻头，并旋移该转台返回进料区 定位;且该刃面为不良品时，旋移该钻头返回所述研磨区定位，二次研磨该刃面，而后旋移该钻头返回所述检测区定位，二次检知该刃面为所述良品或不良品。在实施上该直驱马达直接驱动该转台。所述进料区相邻于校位区与检测区之间；所述校位区相邻于进料区与研磨区之间；所述研磨区相邻于校位区与检测区之间。该转台使用一夹钻器撷收该微细钻头；所述校位区内，该夹钻器能带动微细钻头微量转动，以校位该刃面。该刃面包含一第一刃面及一第二刃面，所述校位区使用一水平影像视觉器检知该刃面的角度，并使用一垂直影像视觉器检知该刃面的一相对距离。该转台更加包含使用一承座护持该微细钻头的一端部，该端部邻近于该刃面，且该承座与夹钻器是一同相对的定位在该转台的一法线位置上。该研磨区使用线性位移的研磨轮研磨该刃面。该检测区使用一卧式影像视觉器检知该刃面角度为良品或不良品。基于上述技术手段，本发明的效能在于I.利用直驱马达具备驱动转台等圆周路径转动，且能间歇性的在特定角度精确的制动定位的能力，来提升转台载运微细钻头旋动位移及制动定位时，该刃面于磨削点的定位精确性。2.利用直驱马达具备驱动转台逆转定位的能力，促使研磨后的钻头刃面于检测区检知有研磨不良而需再次研磨时，该转台能够自检测区逆转返回研磨区定位，而实现先研磨后检测，且于检测后可返回再研磨的自动化流程。3.利用所述夹钻器与承座被定位在该转台的一法线位置，作为转台上精确定位钻头刃面的治具使用，来稳定该刃面于受研磨时能承受该磨削作用力的施加，以提升自动研磨刃面的良率。为充分了解本发明上述技术手段及其效能，而据以实施本发明，请参阅实施方式内容并配合
如下
图I是本发明各区站的配置示意图；图2a及图2b分别揭示本发明的微细钻头及其刃面的示意图；图3是本发明直驱马达与转台的前视配置剖示图4是图3的俯视剖示图；图5是图I中各区站的实施流程的方块图；图6是图I所示进料区的剖示解说示意图；图7是图I所示校位区的解说示意图；图8是图I所示研磨区的俯视解说图；及图9是图I所示检测区的解说示意图。 附图标记说明直驱马达I ;驱动柱10 ;转台2 ;微细钻头3 ;刃面30 ;第一刃面31 ；第二刃面32 ;刃心线33 ;基准线34 ;端部35 ;良品36 ;不良品37 ;进料区4 ;进料夹爪41 ；夹钻器42 ;夹口 43 ;轴结器44 ;步进马达45 ;承座46 ;法线位置47 ;校位区5 ;治具盒50、70 ;水平影像视觉器51 ;垂直影像视觉器52 ;研磨区6 ;研磨工具机61 ;砂轮62、63 ;检测区7 ;卧式影像视觉器71 ;出料夹爪72 ;偏位角度Θ ;相对距离h。
具体实施例方式请合并参阅图I至图9。其中，图I揭示本发明各区站的配置示意图；图2a及图2b分别揭示本发明的微细钻头及其刃面的示意图；图3揭示本发明直驱马达与转台间一前视配置剖示图；图4揭示图3的俯视剖示图；图5揭示图I中各区站的实施流程的方块图；图6为图I所示进料区的解说图；图7为图I所示校位区的解说图；图8为图I所示研磨区的解说图；图9为图I所示检测区的解说图，上述
本发明提供的一种自动研磨微细钻刃的方法，包括提供一直驱马达I (Direct Drive Motor, DDM),驱动一转台2在一等圆周路径上间歇性的旋移。其中本发明所选用而提供的直驱马达I (Direct Drive Motor, DDM),内载有编码器,每旋转一圈可产生4，096，000脉冲(pulses)，且在特定的周长范围内，使其旋动定位精度可达O. I μ m/degree。因此针对微细钻头3上仅约O. I至I. Omm直径的刃面30而言(如图2a及图2b所示)，该直驱马达I是能够用来载运该钻头刃面30精确有效的被定位在待磨削及待检测的位置。本发明所称的间歇性旋移，实质上包含利用该直驱马达I直接驱动该转台2于等圆周路径上的若干个特定角度之间产生精确定位及旋动位移的间歇性动作；该直驱马达I直接驱动该转台2的实施方式，可以是将转台2直接锁装于该直驱马达I的环型驱动柱10上(如图3及图4所示)，使转台2直接受直驱马达I驱动而产生间歇性旋移；该若干个特定角度实质上包含布设于所述等圆周路径上的一进料区4、一校位区5、一研磨区6及一检测区7 (如图I所示)；该进料区4相邻于校位区5与检测区7之间，该校位区5相邻于进料区4与研磨6区之间，所述研磨区6相邻于校位区5与检测区7之间。更具体而言，本发明包括下列步骤(如图5所示)步骤SI :凭借直驱马达I定位该转台2于该进料区4(配合图I所示)，以撷收一微细钻头3。实施上，该进料料区4设有一自动的进料夹爪41 (配合图6所示)，该进料夹爪41可自进料区4旁侧一钻头治具盒50内撷取一钻头3，并位移至该转台2上将钻头3插置于一特定位置。该特定位置，实质上是定位于转台2上的一夹钻器42，该夹钻器42 —端具有借助气压驱动而产生张开及紧缩动作的一夹口 43，该夹口 43被用以精确的撷收并夹持该钻头3定位。该夹钻器42另一端具有一心轴，用以连接一轴结器44，并经由该轴结器44连接一步进马达45。该特定位置实质上还包含一承座46，该承座46与夹钻器42实质上是一同相对的定位在该转台2台面的一法线位置47 (配合图4所示)或一径向直线位置上，凭借该承座46护持该钻头3的一端部35 (配合图3所示)，该端部35邻近于该刃面30。步骤S2 :凭借直驱马达I区动该转台2旋移而载运钻头3离开进料区4，使钻头3旋移至一校位区5后定位(配合图I所示)，以便对钻头3顶部的刃面30，进行检知与校位动作。实施上，由于该刃面30包含一第一刃面31及一第二刃面32 (配合图2b所示)，因此在该校位区5必须配置一水平影像视觉器51及一垂直影像视觉器52。其中该水平影像视觉器51能对钻头的第一与第二刃面31、32(配合图2b所示)进行取像，进而检知该刃面上一刃心线33的偏位角度Θ，该偏位角度Θ是刃心线33与一既定基准线34之间的角度偏移量。
该垂直影像视觉器52能对钻头3的刀刃长度进行取像，进而检知该刃面30的一 相对距离h(配合图7所示)，该相对距离h是指由刃面30尖端至一既定基准点之间的距离，该既定基准点可以是夹口 43位置或垂直影像视觉器可视范围内的一个特定位置。使用该垂直与水平影像视觉器51、52检知及读取该刃面30上的刃心线33的偏移角度Θ以及刃面30的相对距离h之后，利用该步进马达45驱动夹钻器42而带动定位于该夹口 43且护持于该承座46之间的钻头3产生特定角度的微量转动，以补偿该偏移角度Θ，使刃心线33能够被调校至基准线34位置上，而校正刃面30的角度，并因读取相对距离h而得知刃面30的实际位置。步骤S3 :凭借直驱马达I驱动该转台2旋移而载运钻头3离开校位区5，使钻头3旋移至一研磨区6定位(配合图I所示)，对所述第一及第二刃面31、32 (配合图2b所示)进行一次研磨。实施上，该研磨区5内配置有一具备线性位移能力的研磨工具机61(配合图8所示)，该机具上配置有两个砂轮62、63，该两个砂轮62、63已事先分别调校好所欲取得的第一与第二刃面31、32的既定磨削角度，且两个砂轮62、63具备自转及同步线性位移的动力。由此，利用两个砂轮62、63对已定位于研磨区6且已校位完成的第一及第二刃面
31、32进行线性位移式的磨削加工，以完成第一及第二刃面31、32的一次研磨。步骤S4 :凭借直驱马达I驱动该转台2旋移而载运钻头3离开研磨区6，使钻头3旋移至一检测区7定位(配合图I所不)，一次检知该刃面30为一良品36或一不良品37。实施上，该检测区7内配置有一卧式影像视觉器71，对已定位于检测区7且已完成一次研磨的第一与第二刃面31、32 (配合图2b所示)进行取像，以便和所欲取得的第一与第二刃面的标准影像相比对，而检知其间是否有超出容许误差的精度范围，而判定一次研磨后的第一与第二刃面31、32是属该精度范围内的良品36或超出该精度范围的不良品37。其中该检测区7更加包含配置一自动的出料夹爪72，当该第一与第二刃面31、32被判定为良品36时，出料夹爪72能够自检测区7撷取该良品36的钻头3，并位移至一良品治具盒70内插置该良品36的钻头3，随后该直驱马达I并驱动该转台2旋移而返回进料区4定位，以便重复执行上述步骤SI。当该第一与第二刃面31、32被判定为不良品37时，出料夹爪72并未动作，该直驱马达I驱动该转台2反转旋移，以载运该不良品37的钻头3返回研磨区6定位，重复执行步骤S3，以便针对该钻头3不良品的第一与第二刃面进行二次研磨。待完成二次研磨的后，直驱马达I再次驱动该转台2旋移至该检测区5，使二次研磨后的钻头3能再次返回所述检测区5定位，并重复执行步骤S4，二次检知该第一与第二刃面31、32是为所述良品36或不良品37。重复实施上述步骤SI至S4，可据以实现本发明先研磨后检测的自动化流程，且具备下列优点I.应用直驱马达驱动转台在等圆周路径产生间歇性旋移的特定用途上，已具备新颖的组合特征及能产生精确自动定位的进步效益。2.应用直驱马达具备驱动转台逆转定位的能力，而实现先研磨后检测，且于检测后可返回再研磨的自动化流程。3.应用夹钻器与承座被定位在该转台的一法线位置上，作为转台上精确定位钻头刃面的治具使用，能够使该刃面在承受磨削作用力施加时具备稳定性。 以上实施例仅为表达了本发明的几种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本发明所属技术领域中具有通常知识者而言，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出复数变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明应以申请专利范围中限定的权利要求内容为准。
权利要求
1.一种自动研磨微细钻刃的方法，其特征在于，包括 提供一直驱马达，驱动一转台在一等圆周路径上间歇性的旋移，该间歇性旋移依序包含: 定位该转台于一进料区撷收一微细钻头； 旋移该钻头至一校位区定位，以检知与校位该微细钻头的刃面； 旋移该钻头至一研磨区定位，一次研磨该刃面； 旋移该钻头至一检测区定位，一次检知该刃面为一良品或一不良品；其中 该刃面为良品时，自所述检测区撷取该转台上的钻头，并旋移该转台返回进料区定位；且 该刃面为不良品时，旋移该钻头返回所述研磨区定位，二次研磨该刃面，而后旋移该钻头返回所述检测区定位，二次检知该刃面为所述良品或不良品。
2.如权利要求I所述自动研磨微细钻刃的方法，其特征在于，该直驱马达直接驱动该转台。
3.如权利要求I所述自动研磨微细钻刃的方法，其特征在于，所述进料区相邻于校位区与检测区之间。
4.如权利要求I所述自动研磨微细钻刃的方法，其特征在于，所述校位区相邻于进料区与研磨区之间。
5.如权利要求I所述自动研磨微细钻刃的方法，其特征在于，所述研磨区是相邻于校位区与检测区之间。
6.如权利要求I所述自动研磨微细钻刃的方法，其特征在于，该转台使用一夹钻器撷收该微细钻头。
7.如权利要求6所述自动研磨微细钻刃的方法，其特征在于，所述校位区内，该夹钻器能带动微细钻头微量转动，以校位该刃面。
8.如权利要求I或7所述自动研磨微细钻刃的方法，其特征在于，该刃面包含一第一刃面及一第二刃面，所述校位区使用一水平影像视觉器检知该刃面的角度，并使用一垂直影像视觉器检知该刃面的一相对距离。
9.如权利要求6所述自动研磨微细钻刃的方法，其特征在于，该转台更加包含使用一承座护持该微细钻头的一端部，该端部邻近于该刃面，且该承座与夹钻器是一同相对的定位在该转台的一法线位置上。
10.如权利要求I所述自动研磨微细钻刃的方法，其特征在于，该研磨区使用线性位移的研磨轮研磨该刃面。
全文摘要
本发明提供一种自动研磨微细钻刃的方法，包括使用一直驱马达驱动一转台在一等圆周路径上间歇性的旋移，使转台依序于一进料区撷收一微细钻头，并于一校位区校位该钻头的刃面，再于一研磨区一次研磨该刃面，接续载运该钻头至一检测区检知该刃面为良品或不良品；当刃面为良品时，自转台取出良品钻头，当刃面为不良品时，能载运该钻头返回研磨区进行二次研磨，并接续于检测区进行二次检知该二次研磨后的刃面，以便重复实施先研磨后检测的自动化流程。
文档编号B24B49/12GK102922377SQ20111027739
公开日2013年2月13日 申请日期2011年9月16日 优先权日2011年8月8日
发明者姚福来 申请人:姚福来