[发明专利]接触刀尖探测装置和方法、信号处理装置和方法、钻孔机

说明书

本发明公开了一种接触刀尖探测装置和方法、信号处理装置和方法、钻孔机，其中探测装置包括接触刀尖探测模块、数据处理模块、虚拟信号发生模块和切换模块，在第三工作模式时，数据处理模块用于在数控系统根据第一接触刀尖探测信号进行预钻孔加工时存储第一刀尖在接触到导电盖板处的三维位置坐标，虚拟信号发生模块用于在第二刀尖处于三维位置坐标进行正式钻孔时输出第二接触刀尖探测信号，以便数控系统根据第二接触刀尖探测信号进行正式钻孔加工。由此，在确保钻孔孔位精度的前提下，能够有效提高钻孔的控深精度。

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种接触刀尖探测装置和方法、刀尖探测信号处理装置和方法、钻孔机。

背景技术

5G微基站及5G射频板对背板、板连接器、5G光通信模块、5G天线PCB（PrintedCircuit Board，印刷电路板）、光电复合缆、高速线缆及组件等核心信号联接产品的数量需求非常大。5G背板作为电子通信系统主动脉，用来实现各功能板的连接与信号传输。当前高速大容量通信背板设计的层数已达68层，厚径比超过20:1，增大了制板的偏差对信号性能的影响，给背钻、深微孔、埋盲孔等制程工艺带来了极大的挑战，这就要求制板的生产偏差管控更加严格。具体到钻孔工序而言，就是要实现高钻孔孔位精度和高控深精度。

目前常用的控深钻工艺是基于CBD（Contact Bit Detection，接触刀尖探测）技术获得孔位处覆盖有导电盖板（一般是铝片）的PCB板表面参考高度，在刀尖刚好接触到导电盖板表面时，CBD电路模块输出脉宽约为25ms的数字脉冲，并触发数控系统锁存当前的Z轴坐标，然后以此Z轴坐标为参考下钻预设深度。正常情况下，采用该方式可以获得高探测重复精度（一般可以控制在±5μm以内），能够达到精确控深，但是孔位精度有待于提高。

进一步地，为了提高钻孔孔位精度，预钻工艺被广泛采用，即预钻孔时在覆有导电盖板的PCB板上钻出很浅的预钻盲孔，然后再正式钻孔，即再执行一遍正常的钻孔流程以钻出预设的PCB孔。为了提高钻孔精度，预钻孔时通常采用较低的下刀速，正式钻孔时采用较高的下刀速，以提高刀具下刀时的进入位置精度。

然而，由于预钻流程会破坏孔位处的导电表面，仅通过CBD模块向钻孔数控系统进行脉冲输出，无法精确获得与预钻流程前相同的导电盖板表面参考Z轴坐标值，导致正式钻孔时控深钻孔指令远不能达到理想的控深效果。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种接触刀尖探测装置，在确保钻孔孔位精度的前提下，能够有效提高钻孔的控深精度。

本发明的第二个目的在于提出一种刀尖探测信号处理装置。

本发明的第三个目的在于提出一种钻孔机。

本发明的第四个目的在于提出一种接触刀尖探测方法。

本发明的第五个目的在于提出一种刀尖探测信号处理方法。