一种全自动钻针研磨机控制方法与流程

本技术涉及钻针自动研磨控制，尤其是涉及一种全自动钻针研磨机控制方法。

背景技术：

1、pcb钻针研磨机是实现pcb钻针刃口成型加工、磨损钻针修复翻新的专用精密设备，广泛应用于各类pcb电子制造的规模化生产场景中。该类设备依靠多工位机构协同完成钻针上料、研磨、清洁、检测全流程作业，刃面研磨精度、表面光洁度与缺陷检测准确度是保障钻针成品品质的核心指标，一旦出现研磨精度不足、刃面缺陷漏检，将直接导致后续pcb钻孔出现孔壁粗糙、孔位偏移、断针等不良问题，严重影响pcb产品的加工质量与生产效率。

2、相关技术中，公开号为cn109732446a的中国发明专利公开了一种pcb钻针研磨设备及研磨方法，该方案采用传送带与机械手配合的物料流转架构，通过钻针调整夹紧翻转装置实现钻针姿态切换与多工位衔接，依次集成钻针方向检测、砂轮研磨、清洁轮清洁、刀面视觉检测与长度补偿单元，可自动完成钻针上料定位、研磨加工、表面清洁、外观检测及长度补偿的全流程流转作业，在一定程度上降低了人工操作强度，提升了研磨工序的自动化程度。但该类方案的清洁与检测环节功能较为单一，清洁仅依靠清洁轮做表面除尘处理，检测仅采用常规可见光视觉成像，未针对钻针微观缺陷识别与刃面精整需求做专项优化，与高端pcb钻针的高精度研磨生产需求匹配度较低。

3、针对上述的相关技术，一方面，现有清洁机构采用清洁轮接触式清洁方式，仅能去除钻针刀面表层的大颗粒研磨粉尘，无法对刃面细微划痕、排屑槽深部的研磨残留进行精细化抛磨处理，刃面光洁度提升有限；另一方面，现有刀面检测采用普通光学相机配合常规光源成像，仅能识别尺寸超差、明显崩刃等宏观缺陷，对于亚微米级划痕、微崩刃等隐性缺陷成像对比度低、特征辨识度弱，容易出现漏检、误检，难以满足高端pcb精密钻孔加工对钻针品质的严苛管控要求。

技术实现思路

1、为了提高现有pcb钻针研磨设备对刃面精整效果和微观检测缺陷精度，本技术提供一种全自动钻针研磨机控制方法。

2、第一方面，本技术提供一种全自动钻针研磨机控制方法：

3、一种全自动钻针研磨机控制方法，包括：

4、参数预设步骤，配置有多规格参数库调用策略，用于对选定的目标钻针规格进行参数匹配，调取对应研磨工艺参数并完成整机各工位机构初始调试；

5、上料定位步骤，配置有视觉定位抓取策略，用于调度机械臂抓取待研磨钻针完成自动化上料，通过视觉采集钻针坐标数据；

6、精密研磨步骤，配置有实时研磨调控策略，用于接收钻针坐标数据和调取的研磨参数驱动研磨机构完成钻针切削刃精密研磨，同步采集研磨运行数据动态微调研磨状态；

7、腔体精抛步骤，配置有模拟钻孔挤出精抛策略，用于控制钻针插入填充有研磨挤出料的模拟钻孔腔体，通过挤压挤出料实现刃面二次抛光与表面研磨粉尘清除及荧光介质附着，并采集腔体工况数据并分析生成研磨粗略缺陷信息；

8、微观缺陷检测步骤，配置有荧光缺陷识别策略，基于研磨挤出料内混合的荧光介质进行挤出精抛的钻针视觉成像，以确定刃面微观缺陷信息；

9、分拣下料步骤，配置有分仓分拣控制策略，用于分析研磨粗略缺陷信息和微观缺陷信息并生成钻针研磨检测结果，并对钻针进行分区下料。

10、通过采用上述技术方案，针对现有设备刃面精整效果差的问题，采用腔体挤出精抛方式，借助柔性挤出料与钻针刃面、排屑槽的全域贴合，同步实现表面粉尘清除与刃面二次抛光，同时完成荧光介质均匀附着，为后续检测提供洁净的被测基础，并利用荧光成像的亮度差异凸显细小划痕、微崩刃等隐性缺陷，提升缺陷识别的准确度。

11、可选的，所述模拟钻孔挤出精抛策略包括：

12、设定模拟钻孔腔体的内径大于钻针外径、整体尺寸略大于钻针外形轮廓，在腔体内部填充与钻针外形适配的柔性可形变研磨挤出料；

13、控制机械臂将研磨后的钻针沿定位轴线插入腔体内部，通过钻针挤压研磨挤出料，使挤出料与钻针切削刃、排屑槽全域贴合接触，同步完成刃面二次抛光与表面研磨粉尘清除；

14、单次钻针插入挤出作业完成后，驱动腔体补料机构补充定量研磨挤出料，使腔体内部填充量恢复至预设的初始标准状态。

15、通过采用上述技术方案，模拟钻孔腔体配合柔性可形变研磨挤出料，使挤出料与钻针切削刃、排屑槽形成全域贴合接触，有助于同步实现刃面二次抛光与表面研磨粉尘清除，提升刃面光洁度与清洁的彻底性，定量补料使腔体内部挤出料填充量恢复至初始标准状态，有助于维持批量加工过程中精抛品质的一致性，延长工位连续作业的时长。

16、可选的，所述腔体精抛步骤中还配置有粗略缺陷分析策略，用于分析生成研磨粗略缺陷信息，包括：

17、根据钻针缺陷类型进行分析并构建粗略缺陷对应的工况数据采集模型，以采集钻针插入腔体过程中的粗略缺陷工况数据；

18、基于粗略缺陷工况数据进行相应标准加工阈值比对分析，以确定不符合加工标准的粗略缺陷工件；

19、基于粗略缺陷工件以设定的动态标记子策略采集粗略缺陷工件坐标数据，以生成分拣触发信号输出至分拣下料机构并同步跳过微观缺陷检测。

20、通过采用上述技术方案，粗略缺陷分析策略通过构建工况数据采集模型获取对应加工数据，结合标准加工阈值比对识别粗略缺陷工件，有助于提前筛除严重不合格工件，减少后续无效的检测工序，同时，对缺陷工件动态标记并触发分拣、跳过微观检测的设计，可加快严重缺陷工件的分流速度，有助于提升整体产线的运行效率。

21、可选的，所述动态标记子策略包括：

22、根据粗略缺陷工件的标记记录进行统计分析，以获取当前批次粗略缺陷工件的累计数量；

23、基于粗略缺陷工件累计数量与预设的最佳分拣数量进行比对分析，当累计数量达到最佳分拣数量时，生成分拣执行指令输出至分拣下料机构，驱动机构完成对应缺陷工件的分仓下料；

24、同步统计当前批次剩余待加工工件数量，当剩余待加工工件数量低于最佳分拣数量时，触发实时分拣待机状态。

25、通过采用上述技术方案，动态标记子策略通过统计粗略缺陷工件的累计数量，与预设最佳分拣数量比对后批量执行分拣，有助于减少分拣机构的频繁启停动作，提升分拣作业的运行效率。剩余待加工工件数量不足时触发实时分拣待机，待批次结束后统一分拣尾料，可适配批次尾段的加工场景，有助于保障分拣逻辑的完整性与合理性。

26、可选的，所述荧光缺陷识别策略包括：

27、基于钻针刃面视觉成像进行特征提取，以确定荧光亮度分布特征并进行识别分析生成不同缺陷类型，包括划痕、细微崩刃和尺寸偏差缺陷类型；

28、根据不同缺陷类型标记对应缺陷等级，并输出包含缺陷类型、缺陷等级的细分检测数据。

29、通过采用上述技术方案，荧光缺陷识别策略通过提取荧光亮度分布特征，划分多类缺陷类型并标记对应缺陷等级，输出细分检测数据，有助于精准区分不同类别的刃面缺陷，为后续分级处理提供明确的数据支撑，提升缺陷判定的细致程度与准确性。

30、可选的，所述微观缺陷检测步骤还配置有闭环自适应调节策略，包括：

31、根据微观缺陷信息分析缺陷类型与缺陷程度，划分可修复缺陷与不可修复缺陷；

32、针对不可修复缺陷生成不合格分拣信号，输出至分拣下料步骤执行分仓下料；

33、针对可修复缺陷匹配对应的研磨参数修正量，生成参数调节指令反馈至精密研磨步骤，驱动研磨机构对缺陷钻针执行二次复磨，复磨完成后重新移送至腔体精抛步骤进行复检。

34、通过采用上述技术方案，闭环自适应调节策略对微观缺陷进行可修复性分级，针对不同等级缺陷匹配对应处理路径，不可修复缺陷直接输出分拣信号下料，可修复缺陷反馈参数调节指令返回复磨并复检，有助于提升可修复缺陷的物料利用率，减少合格物料的浪费，形成检测与研磨的闭环管控，提升整体加工良品率。

35、可选的，所述闭环自适应调节策略还配置有缺陷参数修正子策略，用于匹配可修复缺陷对应的研磨参数修正量，包括：

36、若识别为划痕类可修复缺陷，生成增大抛光段研磨时长、小幅缩小研磨进给距离的参数调节指令；

37、若识别为微崩刃类可修复缺陷，生成下调研磨转速、降低单次研磨切削量的参数调节指令；

38、若识别为尺寸偏差类可修复缺陷，生成调整基准研磨进给量的参数调节指令，并同步更新多规格参数库内对应规格的工艺参数。

39、通过采用上述技术方案，缺陷参数修正子策略针对不同类型的可修复缺陷匹配对应的参数调节方向，有助于提升二次复磨的针对性，保障缺陷修复的实际效果。尺寸偏差类缺陷同步更新参数库内对应规格工艺参数的设计，可将修正经验应用于同规格后续工件，有助于逐步优化批量加工的工艺稳定性。

40、可选的，实时研磨调控策略配置有研磨参数动态微调计算模型，用于基于运行数据实时修正研磨进给参数，包括：

41、根据钻针材质属性、砂轮磨损特性与负载波动规律进行分析，构建研磨进给量动态反馈计算模型，以设定负载基准区间与微调步长系数；

42、实时采集研磨过程中的主轴负载、进给位移与砂轮转速运行数据，将其输入研磨进给量动态反馈计算模型，计算得到实时进给修正量；

43、基于实时进给修正量对当前研磨进给距离进行动态微调，以抵消负载波动与砂轮磨损带来的研磨误差，维持钻针研磨尺寸精度稳定。

44、通过采用上述技术方案，研磨参数动态微调计算模型结合钻针材质属性、砂轮磨损特性与负载波动规律构建，实时采集运行数据并计算实时进给修正量，对当前研磨进给距离进行动态微调，有助于抵消加工过程中负载波动与砂轮磨损带来的尺寸误差，维持钻针研磨尺寸精度的稳定性，提升单次研磨的合格率。

45、可选的，所述缺陷可修复性评价计算模型采用如下公式计算缺陷修复余量占比系数：

46、；

47、其中，为缺陷修复余量占比系数；为当前钻针刃面微观缺陷的最大深度值；为当前钻针刃面微观缺陷的轴向延伸长度值；k1、k2分别为预设的深度维度权重系数、长度维度权重系数；为当前规格钻针预设的单边允许最大研磨余量值；

48、当缺陷修复余量占比系数小于等于可修复判定基准阈值时，输出可修复缺陷信号；

49、当缺陷修复余量占比系数大于可修复判定基准阈值时，输出不可修复缺陷信号。

50、通过采用上述技术方案，缺陷可修复性评价计算模型通过量化公式计算缺陷修复余量占比系数，结合可修复判定基准阈值输出对应缺陷信号，有助于实现可修复性判定的量化执行，减少定性判断带来的主观误差，提升缺陷分级的准确性与一致性，为后续分流处理提供可靠的量化依据。

51、可选的，所述规格参数调用策略包括：

52、在数据库内存储不同直径、刃长、槽型钻针匹配的研磨转速、研磨距离、研磨时长、腔体插入深度标准参数；

53、当获取到切换钻针信号时，自动调取对应钻针规格的全流程工艺参数。

54、通过采用上述技术方案，规格参数调用策略在数据库内存储多维度的钻针工艺参数，获取切换信号时自动调取对应规格的全流程工艺参数，有助于缩短设备换型调试的周期，降低人工参数设置的操作量，提升设备对多规格钻针加工的适配能力，适配混线批量生产的应用需求。

55、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

56、1.针对现有设备刃面精整效果差的问题，采用腔体挤出精抛方式，借助柔性挤出料与钻针刃面、排屑槽的全域贴合，同步实现表面粉尘清除与刃面二次抛光，同时完成荧光介质均匀附着，为后续检测提供洁净的被测基础，并利用荧光成像的亮度差异凸显细小划痕、微崩刃等隐性缺陷，提升缺陷识别的准确度；

57、2.粗略缺陷分析策略通过构建工况数据采集模型获取对应加工数据，结合标准加工阈值比对识别粗略缺陷工件，有助于提前筛除严重不合格工件，减少后续无效的检测工序，同时，对缺陷工件动态标记并触发分拣、跳过微观检测的设计，可加快严重缺陷工件的分流速度，有助于提升整体产线的运行效率；

58、3.缺陷可修复性评价计算模型通过量化公式计算缺陷修复余量占比系数，结合可修复判定基准阈值输出对应缺陷信号，有助于实现可修复性判定的量化执行，减少定性判断带来的主观误差，提升缺陷分级的准确性与一致性，为后续分流处理提供可靠的量化依据。