劈刀内孔研磨装置的制作方法

本技术涉及劈刀，尤其涉及一种劈刀内孔研磨装置。

背景技术：

1、劈刀作为一种具有垂直方向孔的轴对称的工具，属于精密微结构陶瓷部件，是微电子加工领域引线键合过程中使用的焊线工具，在封装技术中发挥了极其重要的作用，适用于二极管、三极管、可控硅、led、声表面波、ic芯片等线路的焊接上及封装领域。

2、然而，由于目前对劈刀的内孔加工容易出现同批次劈刀的内孔孔径的一致性较差（内孔孔径公差通常≤±1um）、以及每个劈刀内孔的同心度误差较大的问题，从而影响劈刀的使用性能。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种劈刀内孔研磨装置，能最大程度地保证各个劈刀内孔加工的质量一致性，提高各个劈刀的使用性能，同时能提高对数量较多的劈刀的研磨加工效率。

2、为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、劈刀内孔研磨装置，包括：

4、研磨针，所述研磨针能够沿x轴、y轴和z轴移动，所述研磨针的下方设有待研磨的劈刀，所述研磨针用于沿z轴向下伸入所述劈刀内研磨；

5、ccd视觉模块，所述ccd视觉模块间隔设于所述研磨针的一侧，所述ccd视觉模块用于识别所述劈刀的劈刀尾端的圆形孔轮廓并获取所述圆形孔的圆心坐标，且所述ccd视觉模块还用于测量所述研磨针的针尖分别在x轴和y轴上相对于所述圆心坐标的偏移量，以使所述研磨针根据所述偏移量移动至使所述针尖与所述圆形孔的圆心同轴；

6、力传感器，所述力传感器靠近所述研磨针安装，所述力传感器用于检测所述针尖与所述劈刀之间的接触阻力；所述力传感器检测到初始受力信号时，对应的加工位置标记为研磨加工开始点；所述力传感器检测到受力数值减小为零时，对应的加工位置标记为研磨加工结束点。

7、作为可选，所述针尖与所述劈刀尾端的所述圆形孔的所述圆心的同轴偏差量≤2um。

8、作为可选，所述研磨针沿z轴向下依次每秒步进第一移动距离和每秒步进第二移动距离以达到所述研磨加工开始点，所述第一移动距离为1mm~2mm，所述第二移动距离为0.009mm~0.011mm；且所述研磨针沿z轴向下每秒步进所述第一移动距离直至所述针尖至所述圆形孔的间距为0.9mm~1.1mm时，所述研磨针沿z轴向下每秒步进所述第二移动距离。

9、作为可选，所述ccd视觉模块还用于检测所述针尖开始接触所述劈刀时的瞬间形变临界点，所述ccd视觉模块检测到所述瞬间形变临界点时，对应的加工位置标记为所述研磨加工开始点。

10、作为可选，所述研磨针包括：

11、圆柱杆；

12、所述针尖，所述针尖连接于所述圆柱杆的底端，所述针尖呈倒锥体结构，沿z轴且靠近所述圆柱杆的方向上，所述针尖的外径逐渐增大。

13、作为可选，所述劈刀内孔研磨装置还包括：

14、振动台，所述振动台上定位放置有所述劈刀，所述振动台用于沿z轴上下振动所述劈刀，所述振动台与所述ccd视觉模块和所述力传感器信号连接；

15、旋转电机，所述旋转电机与所述振动台驱动连接，所述旋转电机用于驱动所述振动台绕z轴旋转，所述旋转电机与所述ccd视觉模块和所述力传感器信号连接。

16、作为可选，所述劈刀内预设有直径为d的初始孔，所述初始孔沿z轴贯穿所述劈刀，所述初始孔在所述劈刀尾端上的形状轮廓为所述圆形孔；所述研磨针用于研磨所述初始孔至直径为d的内孔，对所述劈刀的扩孔量△d=d-d，所述研磨针沿z轴向下的研磨距离a与△d数字相关，所述振动台振动所述劈刀在z轴上的振幅为a，自所述研磨加工开始点，所述研磨针沿z轴向下的总步进距离z=a+a。

17、作为可选，所述劈刀在z轴上的最低点与最高点之间的间距为所述振幅a，所述内孔的直径研磨至d时，所述劈刀位于所述最低点，所述针尖不受力，所述力传感器检测到的受力数值为零。

18、作为可选，所述劈刀内孔研磨装置还包括：

19、第一三轴移动模组；

20、支撑架，所述支撑架的一端连接于所述第一三轴移动模组，所述第一三轴移动模组用于驱动所述支撑架沿x轴、y轴和z轴移动；

21、夹头，所述夹头连接于所述支撑架的另一端，所述夹头夹设于所述研磨针远离所述针尖的顶端，且所述力传感器安装于所述夹头。

22、作为可选，所述劈刀内孔研磨装置还包括：

23、第二三轴移动模组，所述ccd视觉模块连接于所述第二三轴移动模组，所述第二三轴移动模组用于驱动所述ccd视觉模块沿x轴、y轴和z轴移动。

24、本实用新型的有益效果：

25、本实用新型中的劈刀内孔研磨装置，通过设置相互协同配合的研磨针、ccd视觉模块和力传感器；在需要研磨针沿z轴向下伸入劈刀内进行研磨时：先使ccd视觉模块识别劈刀的劈刀尾端的圆形孔轮廓并获取圆形孔的圆心坐标（作为基准原点坐标），再使ccd视觉模块测量获取研磨针的针尖分别在x轴和y轴上相对于圆心坐标的偏移量，并使研磨针根据获取到的偏移量分别沿x轴和y轴准确移动，直至针尖与圆形孔的圆心同轴；此时，能够保证针尖准确位于圆形孔的正上方，以能够保证研磨加工之前的位置同轴度修正；然后，再使研磨针沿z轴向下步进靠近劈刀，在此过程中，当力传感器检测到针尖与劈刀之间的接触阻力由零开始变化，即力传感器检测到初始受力信号时，则将对应的加工位置标记为研磨加工开始点；最后，再使研磨针沿z轴向下步进入劈刀内开始进行研磨，在此过程中，当力传感器检测到受力数值减小为零时，则将对应的加工位置标记为研磨加工结束点，此时，已经将劈刀的内孔研磨至所需直径了，研磨针的针尖处于完全伸直状态不再对劈刀进行研磨（劈刀处于振动最低点）；上述能够在研磨加工之前对研磨针的位置进行准确修正以保证同轴度、准确确定研磨加工开始点、以及准确确定研磨加工结束点（研磨加工结束的准确判断），从而能够实现整个研磨加工过程中的高度标准化、准确性和无差异化，当依次对各个劈刀进行加工时，能够保证加工后的各个劈刀的内孔孔径的一致性较好，保证各个劈刀的内孔孔径公差均≤±1um；以及能够保证每个劈刀内孔的同心度误差较小，即保证每个劈刀内孔的同心度均在预设范围内，从而能够最大程度地保证各个劈刀内孔加工的质量一致性，以提高各个劈刀的使用性能；同时，由于整个研磨加工过程均是自动化模式进行，且加工的标准化程度较高，从而能够基于类似于流水线作业模式依次在各个劈刀内快速准确地研磨加工出所需直径的内孔，进而能够提高对数量较多的劈刀的研磨加工效率。

1.劈刀内孔研磨装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的劈刀内孔研磨装置，其特征在于，所述针尖（12）与所述劈刀尾端（102）的所述圆形孔的所述圆心的同轴偏差量≤2um。

3.根据权利要求1所述的劈刀内孔研磨装置，其特征在于，所述研磨针（1）沿z轴向下依次每秒步进第一移动距离和每秒步进第二移动距离以达到所述研磨加工开始点，所述第一移动距离为1mm~2mm，所述第二移动距离为0.009mm~0.011mm；且所述研磨针（1）沿z轴向下每秒步进所述第一移动距离直至所述针尖（12）至所述圆形孔的间距为0.9mm~1.1mm时，所述研磨针（1）沿z轴向下每秒步进所述第二移动距离。

4.根据权利要求1所述的劈刀内孔研磨装置，其特征在于，所述ccd视觉模块（2）还用于检测所述针尖（12）开始接触所述劈刀（10）时的瞬间形变临界点，所述ccd视觉模块（2）检测到所述瞬间形变临界点时，对应的加工位置标记为所述研磨加工开始点。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的劈刀内孔研磨装置，其特征在于，所述研磨针（1）包括：

6.根据权利要求5所述的劈刀内孔研磨装置，其特征在于，所述劈刀内孔研磨装置还包括：

7.根据权利要求6所述的劈刀内孔研磨装置，其特征在于，所述劈刀（10）内预设有直径为d的初始孔，所述初始孔沿z轴贯穿所述劈刀（10），所述初始孔在所述劈刀尾端（102）上的形状轮廓为所述圆形孔；所述研磨针（1）用于研磨所述初始孔至直径为d的内孔（101），对所述劈刀（10）的扩孔量△d=d-d，所述研磨针（1）沿z轴向下的研磨距离a与△d数字相关，所述振动台振动所述劈刀（10）在z轴上的振幅为a，自所述研磨加工开始点，所述研磨针（1）沿z轴向下的总步进距离z=a+a。

8.根据权利要求7所述的劈刀内孔研磨装置，其特征在于，所述劈刀（10）在z轴上的最低点与最高点之间的间距为所述振幅a，所述内孔（101）的直径研磨至d时，所述劈刀（10）位于所述最低点，所述针尖（12）不受力，所述力传感器（3）检测到的受力数值为零。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的劈刀内孔研磨装置，其特征在于，所述劈刀内孔研磨装置还包括：

10.根据权利要求1-4中任一项所述的劈刀内孔研磨装置，其特征在于，所述劈刀内孔研磨装置还包括：