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《pcb鉆孔機(jī)主軸移動(dòng)路徑的研究論文》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、1引言電子工業(yè)的飛速發(fā)展對(duì)印制電路板制造業(yè)要求越來(lái)越高，隨著電子產(chǎn)品朝“短、小、輕、薄”的趨勢(shì)發(fā)展，印制電路板層數(shù)越來(lái)越多，孔密度增加而且直徑細(xì)小，一塊電路板往往孔數(shù)高達(dá)數(shù)千乃至上萬(wàn)個(gè)，孔徑從0.05~2.0mm不等。這就使得孔金屬化技術(shù)越來(lái)越重要，只有控制好了這一步才能實(shí)現(xiàn)多層高密度和細(xì)小孔徑的要求并保證質(zhì)量。鉆孔是利用各種鉆孔機(jī)器在印制電路板上鉆出所需的不同密度、不同直徑的導(dǎo)通孔，是孔金屬化的關(guān)鍵步驟之一，是整個(gè)印制電路板生產(chǎn)過(guò)程中的一道關(guān)鍵工序。鉆孔加工所占用生產(chǎn)時(shí)間最長(zhǎng)，其加工工藝和制造裝備水平的高低將直接影響PCB的質(zhì)量、性能、
2、成本。數(shù)控鉆孔是在電腦的控制下利用不同直徑的鉆頭按照相應(yīng)的工藝參數(shù)（轉(zhuǎn)速、進(jìn)刀速度）在印制電路板上得到所需的導(dǎo)通孔。PCB數(shù)控鉆機(jī)以數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，控制X、Y軸快速準(zhǔn)確地運(yùn)動(dòng)到鉆孔位置，由Z軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行鉆孔操作，實(shí)現(xiàn)精密鉆孔加工。目前一般常見(jiàn)六軸鉆孔機(jī)，主要的機(jī)種以16~20萬(wàn)轉(zhuǎn)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，當(dāng)然對(duì)于特殊的小孔要求，目前已經(jīng)有30與35萬(wàn)轉(zhuǎn)的規(guī)格出現(xiàn)。這些速度進(jìn)步的動(dòng)力，主要還是來(lái)自于小孔的作業(yè)要求。目前PCB數(shù)控鉆孔機(jī)鉆孔是執(zhí)行鉆孔文件的程序代碼，程序代碼確定了鉆孔順序和鉆孔位置坐標(biāo)，鉆完一個(gè)孔后鉆孔機(jī)
3、根據(jù)下一個(gè)孔的坐標(biāo)沿X軸、Y軸移動(dòng)主軸。優(yōu)化鉆孔程序代碼就可以使主軸移動(dòng)路徑優(yōu)化，從而減少主軸重復(fù)移動(dòng)距離，進(jìn)而減少主軸總移動(dòng)距離，節(jié)約時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。本文以大量數(shù)控科技有限公司生產(chǎn)的六軸PCB數(shù)控鉆孔機(jī)（TL-DG6H210L）為研究對(duì)象，研究主軸移動(dòng)路徑的決定性因素，對(duì)目前鉆孔機(jī)主軸移動(dòng)路徑進(jìn)行說(shuō)明，發(fā)現(xiàn)主軸移動(dòng)過(guò)程中存在大量的重復(fù)路徑，從而提出自己的優(yōu)化設(shè)想，進(jìn)而計(jì)算優(yōu)化后理論節(jié)省時(shí)間和理論上增加的產(chǎn)值。172程序和模擬圖PCB鉆孔機(jī)操作軟件界面如圖1所示。用操作軟件打開(kāi)四層板（04da7677a1）對(duì)應(yīng)的鉆孔文件后顯示的程序代
4、碼和模擬（模擬是在計(jì)算機(jī)上對(duì)鉆孔的過(guò)程虛擬進(jìn)行一遍，模擬圖樣和將要鉆在銅板上的圖樣是一致的。在銅板上鉆的每一個(gè)孔，在模擬圖有且只有一個(gè)點(diǎn)與其對(duì)應(yīng)。）后顯示的鉆孔圖樣如下圖2所示。圖1TL-DG操作軟件界面17圖2程序與模擬圖圖2左邊為讀取鉆孔文件后顯示的程序；右邊為模擬后顯示的圖像，稱其為模擬圖。下面將說(shuō)明圖2右邊2.1程序在上圖左邊的程序圖中：第3行——T01：主軸拿第一把刀，第一把刀刀徑為3.153；第4行——X46647Y598445：主軸沿X軸、Y軸移動(dòng)到坐標(biāo)（46647，598445）處；第5行——X00153：主軸沿X軸移動(dòng)到
5、坐標(biāo)（00153，598445）；第六行——Y001555：主軸沿Y軸移動(dòng)到坐標(biāo)（00153,001555）；······（根據(jù)上述坐標(biāo)點(diǎn)可以建立程序坐標(biāo)系，將在下節(jié)介紹。）由此可知程序中第5行應(yīng)該為：X00153Y598445，程序省略Y598445，因?yàn)榈?行是在Y坐標(biāo)不變的情況下移動(dòng)主軸；同樣第6行應(yīng)該為：X00153Y001555，程序省略了X00153。程序中第3行至第7行表示主軸拿上第一把刀徑為3.153的刀后，先后鉆完該刀號(hào)所需要鉆的四個(gè)孔。接下來(lái)第8行表示主軸將刀換為第二把刀，然后依次鉆完第二把刀所需要鉆的所有孔，然后換上
6、第三把刀，鉆完第三把刀所需要鉆的所有孔，······，直到所有孔鉆完。2.2模擬圖從上圖右邊模擬圖中可以看到：【（-234.470，-0.445）T1版次：0單節(jié)：6孔數(shù)3刀徑：3.153】其中參數(shù)代表如下；【（-234.470，-0.445）】:紅點(diǎn)處所鉆孔對(duì)應(yīng)的模擬坐標(biāo)（模擬坐標(biāo)系將在下節(jié)介紹）；【T1】：主軸拿的第一把刀；【單節(jié)：6】:機(jī)器執(zhí)行程序第六行Y001555；【孔數(shù)：3】:實(shí)際鉆的第三個(gè)孔；【刀徑：3.153】:用刀徑為3.153的鉆咀。鉆孔機(jī)拿的第一把刀徑為3.153的刀，該刀號(hào)總共鉆4個(gè)孔。模擬圖中紅點(diǎn)處的孔是整個(gè)鉆孔
7、過(guò)程中鉆的第3個(gè)孔，也是刀徑為3.153的刀號(hào)所鉆的第三個(gè)孔。綜上可知：17①程序執(zhí)行順序即模擬鉆孔順序，也就是在鉆孔機(jī)在銅板上鉆孔的順序。②模擬圖上紅點(diǎn)處的點(diǎn)與程序第6行對(duì)應(yīng)，兩個(gè)圖聯(lián)系的紐帶是模擬圖中顯示的【單節(jié)：6】。3模擬坐標(biāo)和程序坐標(biāo)3.1模擬坐標(biāo)系從圖2可知，模擬圖上每個(gè)點(diǎn)都有一個(gè)坐標(biāo)，模擬圖必然在一個(gè)坐標(biāo)系內(nèi)，我將該坐標(biāo)系稱之為模擬坐標(biāo)系。如圖3上邊四幅小圖所示，在模擬圖四個(gè)角落各取一點(diǎn)，得其坐標(biāo)如圖3下邊所示，根據(jù)圖3，在模擬圖上繪出模擬坐標(biāo)系如下圖4所示。銅板上鉆的每一個(gè)孔在模擬坐標(biāo)上有且只有一個(gè)坐標(biāo)與之對(duì)應(yīng)。模擬坐標(biāo)系
8、單位為。圖3模擬圖四個(gè)角落取點(diǎn)和對(duì)應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)17圖4模擬圖坐標(biāo)系示意圖3.2程序坐標(biāo)系圖5程序代碼截圖和程序坐標(biāo)系示意圖機(jī)器讀取鉆孔文件后，程序代碼顯示如圖5左邊所示。程序代碼大多以坐標(biāo)形式體現(xiàn)
