[發(fā)明專利]基于小孔影像法測量刀具直徑的方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610293139.9
• 申請日: 2016-05-04
• 公開（公告）號: CN105783834A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 劉定昱;翟學濤;楊朝輝;高云峰
• 申請（專利權）人: 大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司;深圳市大族數(shù)控科技有限公司
• 主分類號: G01B21/10
• 分類號: G01B21/10
• 代理公司: 深圳市道臻知識產(chǎn)權代理有限公司 44360
• 代理人: 陳琳

技術領域

本發(fā)明涉及物體外形直徑的測量技術，尤其涉及到具有切削槽的刀具的外 形直徑的測量技術。

背景技術

PCB(PrintedCircuitBoard，印制線路板)數(shù)控機械鉆孔機主要用于在 印制線路板上高速度、高精度鉆孔。隨著印制線路板的高密集、微型化要求， 最小孔從直徑為0.8mm發(fā)展到直徑為0.075mm，未來的趨勢是向微型孔方向發(fā) 展。鉆不同直徑的孔需要不同直徑的刀具。在PCB數(shù)控機械鉆孔機上，通常一 個主軸可以取用的刀庫的刀具允許超過200把。

排刀的工作是客戶端操作人員根據(jù)刀庫數(shù)據(jù)手工排刀的，如果排刀錯誤會 導致所加工的印制線路板孔鉆大或者鉆小，產(chǎn)生不必要的工時或者報廢。所以 在每次主軸抓刀之后都需要在線測量刀具直徑。PCB板孔微型化的需求導致了 刀具的微型化，所以對測量精度要求很高。為了避免接觸損傷和變形，通常采 用非接觸式測量法即光學測徑法。小孔影像法就是其中的一種。

如圖1所示，現(xiàn)有的基于小孔影像法測量刀具直徑的裝置10，包括：光 發(fā)射管101和光電開關102，二者中間用擋板阻擋光線，只留一個小孔讓光線 103通過，這樣光發(fā)射管101和光電開關102中間就只有一束極細的光柱，光 柱的直徑為104，以至于很小直徑的刀具105也可以遮擋住光線103。在線進 行刀具直徑檢測時，主軸夾持刀具105沿與光線103垂直的方向以指定速度移 動刀具105，使其通過光線103。光電開關102接收到的光線103因為刀具105 的遮擋，會出現(xiàn)1-0-1的狀態(tài)，其中，低電平0的寬度，與刀具105的直徑 106成線性關系。如圖2所示，由于刀具20具有排屑槽201，刀具20的不同 擺放角度，呈現(xiàn)出來的直徑是不相同的。所以，在實際測量時，是將刀具20 旋轉起來通過光線103。無論刀具20的旋轉速度有多快，始終有光線通過排 屑槽201的地方被光電開關102檢測出來，所以光電開關102實際接收到的波 形如圖3所示，即為前后為有效噪聲的方波。現(xiàn)有的測量方法是從有效噪聲的 第一個下降沿開始計算刀具直徑，有效噪聲的最后一個上升沿結束。這樣的計 算方法很有可能把不是有效噪聲的干擾信號等計算進來，從而影響到刀具直徑 的測量精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的上述缺陷，提出一種基于 小孔影像法測量刀具直徑的方法及裝置，能夠確保刀具直徑的測量精度。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種基于小孔影像法測 量刀具直徑的方法，其包括：根據(jù)有效噪聲頻率正好是轉速乘以排屑槽數(shù)量, 計算出有效噪聲的周期ΔT來區(qū)別有效噪聲和干擾；采用滑動窗技術,根據(jù)多 個連續(xù)第一邊沿之間的時間間隔與所述ΔT滿足第一設定關系,判定出起始時 刻，進而依照該起始時刻推算出刀具直徑。

在一些實施例中，還包括：采用滑動窗技術,根據(jù)多個連續(xù)第二邊沿之間 的時間間隔與所述ΔT滿足第二設定關系,判定出終止時刻，該第二邊沿與該 第一邊沿反相；依照該終止時刻和該起始時刻之間的時間間隔推算出刀具直 徑。

在一些實施例中，所述的采用滑動窗技術,根據(jù)多個連續(xù)第一邊沿之間的 時間間隔與所述ΔT滿足第一設定關系,判定出起始時刻是指，三個連續(xù)第一 邊沿之間的兩個時間間隔均在ΔT±(5％-30％)范圍內(nèi)，以第一個第一邊沿的發(fā) 生時刻作為所述的起始時刻。在一些實施例中，所述的采用滑動窗技術,根據(jù) 多個連續(xù)第一邊沿之間的時間間隔與所述ΔT滿足第一設定關系,判定出起始 時刻是指，三個連續(xù)第一邊沿之間的兩個時間間隔均在ΔT±10％范圍內(nèi)，以第 一個第一邊沿的發(fā)生時刻作為所述的起始時刻。

在一些實施例中，所述的采用滑動窗技術,根據(jù)多個連續(xù)第二邊沿之間的 時間間隔與所述ΔT滿足第二設定關系,判定出終止時刻是指，判斷下一個第 二邊沿等待時間是否>(1.5-3)×ΔT，是的話，以當前這個第二邊沿的發(fā)生時 刻作為所述的終止時刻。

在一些實施例中，從第一邊沿的檢測轉換到第二邊沿的檢測是依據(jù)：判斷 下一個第一邊沿等待時間是否>(1.5-5)×ΔT，是的話進行轉換，否則的話繼 續(xù)進行第一邊沿的檢測。

在一些實施例中，從第一邊沿的檢測轉換到第二邊沿的檢測是依據(jù)：判斷 下一個第一邊沿等待時間是否>(2-3)×ΔT，是的話進行轉換，否則的話繼續(xù) 進行第一邊沿的檢測。