CN102830343B - 一种电路板测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路板测试系统，包括：测试柜；物料取放机构；控制系统，包括PC处理器和PLC控制系统，所述箱式测试机包括：箱体，设为一侧敞开式；抽屉式夹具，自所述箱体的敞开一侧承插设于所述箱体内部；夹具驱动部件，与所述抽屉式夹具连接，用于驱动所述抽屉式夹具自箱体的敞开侧弹出和收回；测试装置，设于所述箱体内部，与所述待测电路板通讯连接，通过本发明可以实现电路板测试系统的自动化。

Description

一种电路板测试系统

技术领域

本发明涉及一种电路板测试系统，具体涉及一种用于电子产品主板测试的电路板测试系统。

背景技术

在电路板组装（PCBA）生产线上，测试是自动化程度最为薄弱的一个环节，对于电路板的装配而言，从刷锡膏到回流焊都是在自动线上完成，唯有到了测试环节，其自动化的过程中止，目前在大部分产线上，测试都是由操作员手工来完成的，如果我们去观察一条生产线，我们可以看到占用操作员最多的工位往往是测试工位。

分析测试自动化程度不高的原因，其主要原因应该为：

1）测试时间相对于产品的线速很慢，测试的Cycle time 在一两分钟的量级，而线速却在十几秒的量级，意味着一条线需要多台测试机。

2）测试设备定制化程度高，体积比较大，测试设备的传统的搭建方法是用仪表进行堆叠，往往体积都比较大。

由于上述的两个限制，意味着一条生产线需要多个测试机，也就需要多个机械手，一个机械手最多只能替代一个人工，在投资的角度是不合算的。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种自动化程度高的电路板测试系统。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种电路板测试系统，包括：

测试柜，用于检测电路板；

物料取放机构，用于将待测电路板放入所述测试柜和从所述测试柜取出已测电路板；

控制系统，包括PC处理器和PLC控制系统，所述测试柜将测试数据通讯连接至所述PC处理器，所述PC处理器通讯连接所述PLC控制系统，所述PLC控制系统分别控制连接所述测试柜和物料取放机构；

所述测试柜包括多个箱式测试机，所述箱式测试机包括：

箱体，设为一侧敞开式；

抽屉式夹具，自所述箱体的敞开一侧承插设于所述箱体内部；

夹具驱动部件，与所述抽屉式夹具连接，用于驱动所述抽屉式夹具自箱体的敞开侧弹出和收回；

测试装置，设于所述所述箱体内部，与所述待测电路板通讯连接。

优选的，所述测试柜还包括网格型柜架，所述多个箱式测试机设于所述网格型柜架的网格内。

优选的，所述测试柜还包括一个仪表或多个仪表；所述多个箱式测试机的多个测试装置并联连接至所述一个仪表或者一一对应连接至所述多个仪表。

优选的，所述物料取放机构为上下料机械手，所述上下料机械手包括X-Y-Z三轴机械手和上下料吸盘机构，所述上下料吸盘机构抓取所述待测电路板和已测电路板沿所述X-Y-Z三轴机械手运动。

优选的，所述电路板测试系统还包括条码扫描枪，所述条码扫描枪扫描所述待测电路板的条码并且通讯连接至所述PC处理器。

优选的，所述控制系统包括至少一个PLC控制系统，所述PLC控制系统包括：

测试控制模块，分别与所述夹具驱动部件和测试装置通讯连接，用于控制所述夹具驱动部件驱动所述抽屉式夹具的弹出和收回以及控制所述测试装置开始测试和停止测试；

物料取放控制模块，分别与所述双轴运动平台和抓取机构通讯连接，用于控制所述抓取机构的运动以及所述待测电路板和已测电路板的取放；

条码通信控制模块，与所述条码扫描枪通讯连接，用于控制条码扫描枪扫描所述待测电路板的条码。

优选的，所述电路板测试系统还包括物料传送机构，所述物料传送机构包括：

上料传送带，设于所述抽屉式夹具的弹出侧，用于传送待测电路板；

下料传送带，设于所述抽屉式夹具的弹出侧，用于传送已测电路板。

所述上料传送带和下料传送带并列设置。

优选的，所述物料传送机构还包括上料定位台，所述上料定位台与所述抽屉式夹具设于同一水平面内，所述上料定位台包括平台、设于所述平台上的挡板以及相对于所述挡板设置的推动气缸，所述推动气缸推动所述待检测电路板使之紧靠所述挡板。

优选的，所述物料传送机构还包括下料升降台，所述下料升降台设于所述下料传送带的一端，用于放置所述已测电路板。

采用以上技术方案的有益效果是：一、本发明将电路板测试系统小型化到箱形测试机内，此箱形测试机将测试夹具和测试装置集成为一体，实现了电路板测试系统的集约化和自动化， 节省了测试占用厂房面积和人工，避免测试过程中人工干预的不确定性，提高产品质量，降低成本；二、本发明的升降台和上下料机械手的节拍时间小于最快线速，可以适应不同的产品生产线的节拍和测试时间的要求，多个依据本发明设计的电路板测试系统可以级联起来，可以适应很长测试时间系统配置要求，系统柔性好；三、本发明将待测电路板和已测电路板分别分开至上料传送带和下料传送带，消除了未测电路板和已测电路板的可能，提高了可靠性。

附图说明

图1为本发明一种电路板测试系统实施例1中电路板测试系统结构示意图；

图2为本发明一种电路板测试系统实施例1中抽屉式夹具收回状态示意图；

图3为本发明一种电路板测试系统实施例1中抽屉式夹具弹出状态示意图；

图4为本发明一种电路板测试系统实施例1中上下料机械手结构示意图；

图5为本发明一种电路板测试系统实施例1中PLC控制系统工作原理方框图；

图6为本发明一种电路板测试系统实施例2中电路板测试系统结构示意图；

图7为本发明一种电路板测试系统实施例2中物料传送机构结构示意图。

其中，1.网格型柜架  2.箱式测试机  21.箱体  22.抽屉式夹具  23.夹具驱动部件  24.测试装置  3.上下料机械手  311.X轴机械手  312.Y轴机械手  313.Z轴机械手  32.上下料吸盘机构  41.待测电路板  42.已测电路板  5.PC处理器  6.PLC控制系统  61.测试控制模块 62.物料取放控制模块 63.条码通信控制模块 7.条码扫描枪 81.上料传送带 82.下料传送带 9.上料定位台 10.下料升降台。    

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

实施例1

参见图1，如其中的图例所示，一种电路板测试系统，包括：

一网格型柜架1；所述网格设置为水平排放四个，垂直叠放三个；

十二个箱式测试机2，放置于所述网格型柜架1的十二个网格内，；

一上下料机械手3，用于将电路板4放入所述箱式测试机2和从所述箱式测试机2取出电路板4；

一控制系统，包括一PC处理器5和一PLC控制系统6，所述箱式测试机通讯连接至所述PC处理器，所述PC处理器5通讯连接至所述PLC控制系统6，所述PLC控制系统6分别与所述十二个箱式测试机2和上下料机械手3通讯连接。

一条码扫描枪7，所述条码扫描枪7扫描所述待测电路板41的条码并且通讯连接至所述PC处理器5。

参见图2或图3，所述箱式测试机2包括：

一箱体21，设为一侧敞开式；

一抽屉式夹具22，自所述箱体的敞开一侧承插设于所述箱体内部；

一夹具驱动部件23，与所述抽屉式夹具22连接，用于驱动所述抽屉式夹具22自箱体的敞开侧弹出和收回；

一测试装置24，设于所述所述箱体21内部，并且分别与所述电路板4和PC处理器5通讯连接。

一个仪表，所述十二个箱式测试机2的十二个测试装置24并联连接至所述一个仪表上。

所述箱式测试机2采用TIF（Ｔｅｓｔｅｒ　ｉｎｆｉｘｔｕｒｅ）的概念，其前部为抽屉式夹具22部分，后部分为仪表和测试装置24，仪表可用的形式为：

１）        ＳＢＲＩＯ

２）        Ｃｏｍｐａｃｔ　ＲＩＯ

３）        ＰＸＩ仪表

所述箱式测试机2需要传送下面状态信息给所述PLC控制系统6：

１）      抽屉式夹具22空；

２）      抽屉式夹具22内电路板是否可以被拿走；

３）      抽屉式夹具22是否打开的位置；

加上PLC 控制系统6控制抽屉动作的控制位，每个抽屉TIF 至少要占用4 位PLC的ＩＯ；

所述箱式测试机2自己需要检测待测电路板41是否已放入抽屉式夹具22中，检测抽屉式夹具22目前的状态，并且从网络扫描条码，下压夹具，开始测试，测试结束后设置抽屉式夹具内电路板可以拿走的状态位，并且将测试的数据通过网络上传到PC处理器5。

所述箱式测试机2内需要各种传感器，如抽屉是否打开，电路板（ＰＣＢ板）是否存在，电路板的放置是否到位，夹具是否下压等状态；

图2为所述抽屉式夹具收回状态示意图；图3为所述抽屉式夹具弹出状态示意图。

参见图4，所述上下料机械手3包括一X 轴机械手311、一Y轴机械手312、一Z轴机械手313以及一上下料吸盘机构32，所述上下料吸盘机构32抓取待测电路板41或已测电路板42，并带动其沿所述Y轴机械手312运动；所述Y轴机械手32沿所述Z轴机械手313运动；所述Z轴机械手313沿所述X轴机械手311运动；所述上下料吸盘机构32在抓取过程中通过导向套定位。

所述十二个箱式测试机2的抽屉式夹具22的弹出方向均为Y轴方向且弹出距离相同。

参见图5，所述控制系统包括一个PLC控制系统6，所述PLC控制系统6包括：

一测试控制模块61，分别与所述夹具驱动部件23和测试装置24通讯连接，用于控制所述夹具驱动部件23驱动所述抽屉式夹具22的弹出和收回以及控制所述测试装置24开始测试和停止测试，所述箱式测试机2设有用于感知夹具式抽屉22是否打开，待测电路板（PCB板）41是否存在，待测电路板（PCB板）41的放置是否到位，夹具是否下压等状态的多个传感器，所述传感器将感知到的信号发送至所述PC处理器5，所述PC处理器5经过处理后通讯连接所述测试控制模块61，所述测试控制模块61控制所述夹具驱动部件23的控制方式和所述测试装置24开始测试或停止测试；

一物料取放控制模块62，分别与所述X轴机械手311、Y轴机械手312、Z轴机械手313以及上下料吸盘机构32通讯连接，用于控制所述上下料吸盘机构32的运动和所述待测电路板41和已测电路板42的取放，所述PC处理器5根据设在所述X轴机械手311、Y轴机械手312以及上下料吸盘机构32上的传感器感知到的信号，将控制指令发送到所述PLC控制系统6上；

一条码通信控制模块63，与所述PC处理器5通讯连接，用于控制条码扫描枪7扫描所述待测电路板41的条码；所述条码扫描枪7将扫描到的条码通讯连接到所述PC处理器5上；并且与所述测试装置24上传到PC处理器5的检测信息形成一一对应的关系，同时要保证条码和数据记录之间的关系和现实中发生的情形一致。

下面介绍本发明的工作原理。

一、开始工作时，PC处理器5根据传感器判断哪一个箱式测试机2处于空闲的状态，并且形成一定的控制指令发送到PLC控制系统6的物料取放模块62和条码通信控制模块63，物料取放模块62控制抓取机构32抓取待检测电路板41，所述条码通信控制模块63控制条码扫描枪7对所述待检测电路板41的条码进行扫描，所述物料取放控制模块62然后控制X-Y-Z三轴机械手带动上下料吸盘机构32至所述空闲的箱式测试机的上方；

二、PC处理器5根据传感器判断所述空闲的箱式测试机2的抽屉式夹具22是处于收回状态还是弹出状态，并且形成一定的控制指令发送到PLC控制系统6的测试控制模块61，若是处于收回状态，则测试控制模块61控制夹具驱动部件23将所述抽屉式夹具弹出；若是处于弹出状态，则进入下一步；

三、PC处理器5向所述PLC控制系统6的物料取放模块62发送控制指令，所述物料取放模块62控制所述X-Y-Z三轴机械手和上下料吸盘机构32将所述待检测电路板41放入所述抽屉式夹具22中；

四、PC处理器5根据传感器判断所述抽屉式夹具22中是否已有待检测电路板41，并且形成一定的控制指令发送到PLC控制系统的测试控制模块61，所述测试控制模块61控制夹具驱动部件23将所述抽屉式夹具收回；所述测试控制模块61控制所述测试装置24对所述待检测电路板41进行检测；

五、PC处理器5根据传感器判断所述测试装置24的检测是否完成，并且形成一定的控制指令发送至所述PLC控制系统6的测试控制模块61，所述测试控制模块61控制所述夹具驱动部件23将所述抽屉式夹具22弹出；

六、PC处理器5根据传感器判断所述抽屉式夹具22是否已弹出，并且形成一定的控制指令发送至所述PLC控制系统的物料取放控制模块62，所述物料取放控制模块62控制所述X-Y-Z三轴机械手和上下料吸盘机构32将已检测电路板42取出归位。

实施例2

参见图1-图7，其余与所述实施例1相同，不同之处在于，所述电路板测试系统还包括一物料传送机构，所述物料传送机构包括：

一上料传送带81，设于所述抽屉式夹具22的弹出侧，用于传送待测电路板41；

一下料传送带82，设于所述抽屉式夹具22的弹出侧，用于传送已测电路板42，所述下料传送带82设于所述上料传送带81的上方；

一上料定位台9，设于所述上料传送带81的一端并且与抽屉式夹具22位于同一个水平面内，所述条码扫描枪7设于所述上料定位台9上,所述上料定位台9包括平台、设于所述平台上的挡板以及相对于所述挡板设置的推动气缸，所述推动气缸推动所述待检测电路板使之紧靠所述挡板；

一下料升降台10，所述下料升降台10设于所述下料传送带82的一端；所述下料升降台9承接已测电路板42，并且将其送至所述下料传送带82上。

所述上料定位台9上设有传感器，当传感器感应到待测电路板41时，所述条码扫描枪7对所述待测电路板41进行条码扫描，并且将扫描到的条码通讯连接至所述PC处理器5，与所述测试装置24的检测结果形成一一对应的关系。

实施例3

其余与所述实施例2相同，不同之处在于，所述物料传送机构包括多条上料传送带81、多条下料传送带82以及多个回形连接机构，所述多条上料传送带81通过所述上料升降台9连接；所述多条下料传送带82之间通过所述回形连接机构连接。

实施例4

其余与所述实施例2相同，不同之处在于，所述仪表为十二个，所述十二个箱式测试机2的十二个测试装置24与所述十二个仪表一一对应。

采用以上技术方案的有益效果是：一、本发明将电路板测试系统小型化到箱形测试机内，此箱形测试机将测试夹具和测试装置集成为一体，实现了电路板测试系统的集约化和自动化， 节省了测试占用厂房面积和人工，避免测试过程中人工干预的不确定性，提高产品质量，降低成本；二、本发明的升降台和上下料机械手的节拍时间小于最快线速，可以适应不同的产品生产线的节拍和测试时间的要求，多个依据本发明设计的电路板测试系统可以级联起来，可以适应很长测试时间系统配置要求，系统柔性好；三、本发明将待测电路板和已测电路板分别分开至上料传送带和下料传送带，消除了未测电路板和已测电路板的可能，提高了可靠性。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电路板测试系统，包括：

测试柜，用于检测电路板；

物料取放机构，用于将待测电路板放入所述测试柜和从所述测试柜取出已测电路板；

控制系统，包括PC处理器和PLC控制系统，所述测试柜将测试数据通讯连接至所述PC处理器，所述PC处理器通讯连接所述PLC控制系统，所述PLC控制系统分别控制连接所述测试柜和物料取放机构；

其特征在于，所述测试柜包括多个箱式测试机和网格型柜架，所述多个箱式测试机设于所述网格型柜架的网格内，所述箱式测试机包括：

箱体，设为一侧敞开式；

抽屉式夹具，自所述箱体的敞开一侧承插设于所述箱体内部；

夹具驱动部件，与所述抽屉式夹具连接，用于驱动所述抽屉式夹具自箱体的敞开侧弹出和收回；

测试装置，设于所述箱体内部，与所述待测电路板通讯连接；

所述物料取放机构为上下料机械手，所述上下料机械手包括X-Y-Z三轴机械手和上下料吸盘机构，所述上下料吸盘机构抓取所述待测电路板和已测电路板沿所述X-Y-Z三轴机械手运动；

所述电路板测试系统还包括物料传送机构，所述物料传送机构包括：

上料传送带，设于所述抽屉式夹具的弹出侧，用于传送待测电路板；

下料传送带，设于所述抽屉式夹具的弹出侧，用于传送已测电路板；

所述上料传送带和下料传送带并列设置；所述控制系统包括至少一个PLC控制系统，所述PLC控制系统包括：

   测试控制模块，分别与所述夹具驱动部件和测试装置通讯连接，用于控制所述夹具驱动部件驱动所述抽屉式夹具的弹出和收回以及控制所述测试装置开始测试和停止测试；

   物料取放控制模块，分别与双轴运动平台和抓取机构通讯连接，用于控制所述抓取机构的运动以及所述待测电路板和已测电路板的取放；

条码通信控制模块，与所述条码扫描枪通讯连接，用于控制条码扫描枪扫描所述待测电路板的条码。

2.根据权利要求1所述的电路板测试系统，其特征在于，所述测试柜还包括一个仪表或多个仪表；所述多个箱式测试机的多个测试装置并联连接至所述一个仪表或者一一对应连接至所述多个仪表。

3.根据权利要求1所述的电路板测试系统，其特征在于，所述电路板测试系统还包括条码扫描枪，所述条码扫描枪扫描所述待测电路板的条码并且通讯连接至所述PC处理器。

4.根据权利要求1所述的电路板测试系统，其特征在于，所述物料传送机构还包括上料定位台，所述上料定位台与所述抽屉式夹具设于同一水平面内，所述上料定位台包括平台、设于所述平台上的挡板以及相对于所述挡板设置的推动气缸，所述推动气缸推动待检测电路板使之紧靠所述挡板。

5.根据权利要求4所述的电路板测试系统，其特征在于，所述物料传送机构还包括下料升降台，所述下料升降台设于所述下料传送带的一端，用于放置所述已测电路板。