專利名稱：電磁式通孔檢測器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電磁檢測儀器。
目前多用手工操作臺式鉆床來加工印刷電路板上的元器件引線孔，這種孔的直徑小、孔數多，通常把若干相同規(guī)格的印刷電路板疊在一起進行鉆孔，以提高工效。在印刷電路板手工鉆孔的過程中不但要注意避免鉆偏孔位，還要隨時查看有無漏鉆孔及未鉆透孔，因此降低了工作效率。帶有疏漏鉆孔缺陷的印刷電路板在鉆孔工序中往往不易被及時發(fā)現，這樣會顯著影響其產品質量的保證程度。為了便于鉆孔工序的操作人員能及時發(fā)現和補鉆疏漏的鉆孔，已有的技術中采用在臺鉆上設置機械式計數器的方法將操作移動量作為計數值自動檢出，并由計數器上的數字盤顯示印刷電路板上被鉆通的孔的累計數目。由于機械式計數器用以獲得信號的機械接點與伴隨鉆頭軸向運動相對位移的鉆床部件相互關聯，其檢測精度受到鉆頭在鉆軋頭中軸向裝夾位置變化的影響，容易漏檢未鉆透孔的數目。采用機械式計數器檢測印刷電路板被鉆通孔數的方法還有以下缺點計數用機械構易磨損；計數器內無數字預置功能因此無法產生監(jiān)控訊號；機械式計數器的數字盤不能自動回零，這些缺點給使用者帶來不便。
本實用新型目的是提供一種使用方便，使檢測精度提高的電磁式通孔檢測器，可以無接觸地檢出信號，能自動檢測印刷電路板等非鐵磁質材料被鉆通孔的數目，檢測結果用發(fā)光數字管和音頻監(jiān)控訊號指示。
本實用新型的構思如下，參看


圖1和圖3，一個磁通量轉換成電信號的部件［21］按裝在鉆床工作臺面板［13］的底部，上述的部件［21］中裝有一個反映被測鉆頭［20］軸向位置變化的線圈繞組［1］，它的信號輸出端與監(jiān)測裝置［19］中的小信號放大－－－－抗干擾電路［22］相聯接。當鉆孔過程中鐵磁質的鉆頭［20］以適當的軸向運動速度接近置于永磁鐵芯上的線圈繞組［1］時會使穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈兩端即產生一個電信號。轉動上述的部件［21］上的螺套［10］可以調整被鉆孔件底面與線圈繞組［1］之間的距離，使線圈繞組［1］在被測鉆頭穿透孔之后檢出電信號，這種通孔檢測信號的正確性不受被測鉆頭在鉆軋頭中軸向裝夾位置變化的影響。由線圈繞組［1］產生的電信號經過傳導線路送至通孔數目監(jiān)測裝置［19］，由上述監(jiān)測裝置中的小信號放大－－－－抗干擾電路［22］進行放大和鑒別。上述的小信號放大－－－－抗干擾電路［22］分別與上述的監(jiān)測裝置［19］中的音頻電路［23］以及計數及數字顯示電路［25］相聯接得到反映被測通孔的數量變化的數字以及音頻監(jiān)控訊號。
本實用新型的技術解決方法是這樣的，參看
圖1、圖2和圖3，
圖1中的線圈繞組［1］兩端的引出線［15］通過聯結導線［18］分別與圖2中的集成電路做成的電壓比較器［IC］的同相輸入端［S1］和反相輸入端［S2］相聯，在輸入端［S2］接入由電位器［W］和固定電阻［R1］分壓后提供的參考直流電源。線圈繞組［1］的一個端點輸出的電信號使［IC］的同相輸入端電位高于反相輸入端的設定電位，［IC］的輸出端即輸出信號電壓，由此得到放大了的通孔檢測信號。由于鉆床電機運轉時會產生交變電磁場，因此形成了干擾脈沖，為防止這種脈沖干擾正常的電信號，采用了以電容器［C1］、［C2］、［C3］和固定電阻［R2］、［R3］構成的可鑒別脈沖寬度的抗干擾電路。［IC］輸出的脈沖信號電壓經過集成電路做成的非門［F1］、［F2］整形以后一方面通過計數脈沖信號輸出端［S3］與計數及數字顯示電路相聯接，記下并顯示鉆通孔的數目，另一方面經過一個二極管［D1］以及一個選擇音頻監(jiān)控訊號指示方式的開關［K］與音頻電路相聯接。上述的音頻電路中有一個集成電路做成的與非門［YF1］，它的一個輸入端與上述的開關［K］的一端相聯，另一個輸入端與集成電路做成的非門［F3］以及固定電阻［R5］、電容［C4］構成一個音頻振蕩器，當脈沖信號電壓送至音頻電路時，音頻振蕩器產生振蕩，由晶體管［BG］放大音頻功率并通過輸出變壓器［B］驅動揚聲器［Y］發(fā)出音頻訊號。設置耳機插座［CZ］是為了可外接耳機來監(jiān)聽音頻訊號，這樣能利用耳機遮蔽掉一部分鉆床運轉噪聲。一個置于上述的監(jiān)測裝置［19］中的單穩(wěn)延時脈沖電路［27］分別與上述的音頻電路［23］以及計數及數字顯示電路［25］相聯接。采用撥盤開關［24］來預置欲檢測孔的額定數，當計數電路累計的鉆通孔數滿足額定數目時，從門控脈沖信號輸入端［S4］引入控制脈沖至集成電路做成的與非門［YF2］的一個輸入端，［YF2］的另一個輸入端與集成電路做成的非門［F4］以及固定電阻［R6］、電容器［C5］構成單穩(wěn)延時脈沖電路［27］，它的輸出信號一方面通過固定電阻［R7］和復位脈沖信號輸出端［S5］與計數及數字顯示電路相聯接，使預置的額定計數值自動復位，另一方面經過一個集成電路做成的非門［F5］以及一個二極管［D2］與音頻電路相聯接，使音頻振蕩器維持較長的振蕩時間以示鉆通孔數滿足定額。按鈕開關［AN］用于預置鉆孔定額數的手動復位。
圖1是本實用新型的磁通量轉換成電信號的部件的結構示意圖。1－－－－漆包圓銅線繞制的線圈繞組，2－－－－低碳鋼材料做成的導磁鐵芯，3－－－－強磁性鐵氧體材料做成的環(huán)形永磁體，4－－－－鋁或塑料制成的殼體，5－－－－粘結材料，6－－－－鋁或塑料制成的導向圓柱，7－－－－平鍵，8－－－－彈性擋圈，9－－－－螺釘，10－－－－鋁或塑料制成的螺套，11－－－－鋁或塑料制成的出屑管，12－－－－粘結材料，13－－－－鋁或塑料做成的鉆床工作臺面板，14－－－－螺釘，15－－－－線圈繞組引出線，16－－－－絕緣管，17－－－－接線柱，18－－－－聯結導線，19－－－－通孔數目監(jiān)測裝置，20－－－－鉆頭。
圖2是本實用新型的小信號放大－－－－抗干擾電路和音頻電路以及單穩(wěn)延時脈沖電路示意圖。S1－－－－電壓比較器的同相輸入端，S2－－－－電壓比較器的反相輸入端，S3－－－－計數脈沖信號輸出端，S4－－－－門控脈沖信號輸入端，S5－－－－復位脈沖信號輸出端，S6－－－－直流供電電源的正端，S7－－－－直流供電電源的負端，IC－－－－電壓比較器，W－－－－電位器，R1～R7－－－－固定電阻，C1～C5－－－－電容器，F1～F5－－－－集成電路做成的非門，YF1、YF2－－－－集成電路做成的與非門，D1、D2－－－－二極管，K－－－－選擇音頻監(jiān)控訊號指示方式的開關，BG－－－－晶體三極管，B－－－－輸出變壓器，Y－－－－揚聲器，CZ－－－－耳機插座，AN－－－－按鈕開關。
圖3是本實用新型的方框圖。21－－－－磁通量轉換成電信號的部件，22－－－－小信號放大－－－－抗干擾電路，23－－－－音頻電路，24－－－－預置欲檢測孔額定數目的撥盤開關，25－－－－計數及數字顯示電路，26－－－－門控脈沖電路，27－－－－單穩(wěn)延時脈沖電路。
實現本實用新型的一個具體方案。參看
圖1、圖2和圖3，在臺式鉆床的工作臺面板［13］中間開一個直徑稍大于線圈繞組［1］外徑的通孔，把這個通孔的頂端做成沉孔，用粘結材料［12］把一個圓柱形出屑管［11］固定聯結在上述的沉孔內，把中間有孔的導磁鐵芯［2］和導向圓柱［6］套在出屑管［11］的外壁上并與外壁保持一定的間隙，在用低碳鋼材料做成的導磁鐵芯［2］的圓柱面上用漆包圓銅線繞制線圈繞組［1］，上述線圈繞組［1］的引出線［15］焊接在穿過絕緣管［16］的接線柱［17］的一端。用粘結材料［5］把一個用強磁性鐵氧體材料做成的環(huán)形永磁體［3］固定聯結在上述的導磁鐵芯［2］底部圓盤的一側以獲得固定的強磁場，圓盤的另一側面與導向圓柱［6］的頂端做成凸緣聯接，用螺釘［9］把上述的導磁鐵芯［2］與導向圓柱［6］固定聯結在一起。導向圓柱［6］可以沿殼體［4］中間的導向圓孔滑動，導向圓柱［6］底部軸頸穿過螺套［10］中間的圓孔，導向圓柱［6］的軸肩部分與嵌入軸頸外圓槽內的彈性擋圈［8］之間支承了上述的螺套［10］。這個螺套與上述的殼體［4］之間用螺紋連接，在殼體［4］和導向圓柱［6］的鍵槽內嵌入一個平鍵［7］，使上述的線圈繞組［1］保持沿其軸向移動。線圈繞組［1］的引出線［15］通過接線柱［17］由聯結導線［18］與監(jiān)測裝置［19］相聯。采用鋁或塑料做成鉆床工作臺面板［13］和出屑管［11］、導向圓柱［6］、螺套［10］以及殼體［4］是由于其良好的無磁性能，可以有效地防止永磁鐵芯漏磁。用螺釘［14］把上述的磁通量轉換成電信號的部件［21］固定在面板［13］的底部，用支架將面板［13］支撐固定后成為鉆床工作臺，并使面板［13］上的出屑管［11］的內孔軸線與鉆頭［20］的軸線對正。與上述磁通量轉換成電信號的部件［21］相聯的監(jiān)測裝置［19］具有以下功能放大和鑒別由線圈繞組［1］檢出的電信號；可預置鉆孔定額數目；自動累計鉆通孔的數目；輸出反映被測通孔數值變化的數字量信號和音頻監(jiān)控訊號。在本實用新型的一個應用實例中采用了四個撥盤開關、四個集成電路做成的二－－－－十進制可逆計數器、四個集成電路做成的譯碼器以及四位發(fā)光數字管構成上述的計數及數字顯示電路［25］。圖2所示的計數脈沖信號輸出端［S3］與上述的可逆計數器的計數輸入端CPD相聯，可逆計數器的另一個計數輸入端CPU與直流電源的正端相聯，可逆計數器的置數選通端與圖2所示的復位脈沖信號輸出端［S5］相聯。采用逆計數方式是為了直觀地顯示漏鉆孔及未鉆透孔的數量，使讀數方便。采用了兩個集成電路做成的雙四輸入端或非門和一個八輸入端多功能門構成上述的門控脈沖電路［26］。圖2所示的門控脈沖信號輸入端［S4］與上述的八輸入端多功能門的輸出端相聯。以上的計數及數字顯示電路［25］和門控脈沖電路［26］的電原理圖參照《無線電》雜志一九八二年第一期第三十頁至第三十二頁中所載《定額－－－－超產自動計數儀》一文。電磁式通孔檢測器由小型電源變壓器降壓，半導體二極管整流，阻容濾波獲得直流工作電源，圖2所示直流供電電源的正端［S6］，直流供電電源的負端［S7］。
本實用新型所取得的效果與現有技術比較具有檢測精度高，無機械運動部件，能夠用數字和音頻訊號監(jiān)控鉆孔操作過程。由于加工印刷電路板元器件引線孔所用的鉆頭直徑一般在0.6毫米至1毫米之間，其質量相當，因此被測鉆頭與永磁鐵芯線圈繞組之間的有效檢測距離可一次調定，使用方便。依據本實用新型所提出的方案，可以設計制造出一種新穎的電磁式通孔檢測器，適用于檢測印刷電路板以及非鐵磁質材料的被鉆通孔數，克服目前光憑肉眼檢查疏漏鉆孔缺陷的現象，可以提高工作效率和產品質量。
權利要求1.電磁式通孔檢測器，其特征在于是由下列部件組合構成(A)一個磁通量轉換成電信號的部件[21]，它的信號輸出端與監(jiān)測裝置[19]中的小信號放大----抗干擾電路[22]相聯接。(B)上述的小信號放大----抗干擾電路[22]，它分別與上述的監(jiān)測裝置[19]中的音頻電路[23]以及計數及數字顯示電路[25]相聯接。(C)一個置于上述的監(jiān)測裝置[19]中的單穩(wěn)延時脈沖電路[27]，它分別與上述的音頻電路[23]以及計數及數字顯示電路[25]相聯接。
2.據權利要求1所述的電磁式通孔檢測器，其特征在于所述的一個磁通量轉換成電信號的部件［21］有一個反映被測鉆頭［20］軸向位置變化的線圈繞組［1］按裝在鉆床工作臺面板［13］的底部，上述的線圈繞組［1］的一個端點作為電信號輸出端。
3.據權利要求1所述的電磁式通孔檢測器，其特征在于所述的小信號放大－－－－抗干擾電路由一個集成電路電壓比較器和兩個門電路通過電氣連接組成，以放大和鑒別來自所述線圈繞組［1］的電信號，上述的小信號放大－－－－抗干擾電路的輸出信號一方面與計數及數字顯示電路相聯接，另一方面經過一個二極管［D1］以及一個選擇音頻監(jiān)控訊號指示方式的開關［K］與音頻電路相聯接。
4.據權利要求1所述的電磁式通孔檢測器，其特征在于所述的單穩(wěn)延時脈沖電路由兩個集成電路做成的門電路通過電氣連接組成，它的輸入信號和門控脈沖電路［26］相聯接，上述的單穩(wěn)延時脈沖電路的輸出信號一方面與計數及數字顯示電路相聯接，另一方面經過一個集成電路做成的門電路［F5］以及一個二極管［D2］與音頻電路相聯接。
5.據權利要求1或2所述的電磁式通孔檢測器，其特征在于所述的一個磁通量轉換成電信號的部件由以下構件做成用鋁或塑料做成鉆床工作臺面板［13］，在上述面板的中間開一個直徑稍大于上述線圈繞組［1］外徑的通孔，把上述通孔的頂端做成沉孔，用粘結材料［12］把一個圓柱形出屑管［11］固定聯結在上述的沉孔內，把中間有孔的導磁鐵芯［2］和導向圓柱［6］套在上述出屑管［11］的外壁上并與外壁保持一定的間隙，在用低碳鋼材料做成的導磁鐵芯［2］的圓柱面上用漆包圓銅線繞制線圈繞組［1］。上述線圈繞組［1］的引出線［15］焊接在穿過絕緣管［16］的接線柱［17］的一端，用粘結材料［5］把一個用強磁性鐵氧體材料做成的環(huán)形永磁體［3］固定聯結在上述的導磁鐵芯［2］底部圓盤的一側以獲得固定的強磁場，用螺釘［9］把上述的導磁鐵芯［2］與導向圓柱［6］固定聯接在一起，上述的導向圓柱［6］可以沿殼體［4］中間的導向圓孔滑動，導向圓柱［6］底部軸頸穿過螺套［10］中間的圓孔，導向圓柱［6］的軸肩部分與嵌入軸頸外圓槽內的彈性擋圈［8］之間支承了上述的螺套［10］，這個螺套與上述的殼體［4］之間用螺紋連接，在殼體［4］和上述的導向圓柱［6］的鍵槽內嵌入一個平鍵［7］，使上述的線圈繞組［1］保持沿其軸向移動，線圈繞組［1］的引出線［15］通過接線柱［17］由聯結導線［18］與上述的監(jiān)測裝置［19］相聯。
6.據權利要求5所述的電磁式通孔檢測器，其特征在于所述的殼體［4］、導向圓柱［6］、螺套［10］以及出屑管［11］由鋁或塑料制成。
專利摘要一種電磁式通孔檢測器，采用置于鉆床工作臺面板底部的永磁鐵芯線圈獲取信號。調整被鉆孔件底面與檢測線圈之間的距離可以使線圈在被測鉆頭穿透孔之后檢出電信號，具有小信號放大——抗干擾電路和數值監(jiān)控電路。檢測精度高，無機械運動部件，能夠用數字和音頻訊號監(jiān)控鉆孔操作過程，使用方便，適用于檢測印刷電路板等非鐵磁質材料的被鉆通孔數，可以提高工作效率和產品質量。
文檔編號B23B49/00GK2034487SQ8820228
公開日1989年3月22日 申請日期1988年3月25日 優(yōu)先權日1988年3月25日
發(fā)明者龔堅 申請人:龔堅