CN103063677A

CN103063677A - 多功能pcb测试系统

Info

Publication number: CN103063677A
Application number: CN2012105681397A
Authority: CN
Inventors: 郑谦; 顾岗; 张�荣; 许兵兵
Original assignee: SHANGHAI JDT PRECISION MACHINERY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI JDT PRECISION MACHINERY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-12-24
Filing date: 2012-12-24
Publication date: 2013-04-24

Abstract

本发明公开了一种多功能PCB测试系统，包括机械臂、测试台、CCD镜头和分析控制模块。CCD镜头通过数据线连接到分析控制模块，分析控制模块与机械臂相连以向其发送控制信号。CCD镜头获取PCB板的数字图像并将该数字图像传送到分析控制模块，分析控制模块将该数字图像与标准图像进行比较以获取PCB板的视觉检测结果，分析控制模块将该数字图像与标准图像进行比较以获取PBC板上各个单片的位置信息并根据该位置信息控制机械臂将所述PCB板放置在测试台上的位置。本发明通过在对PCB板进行视觉检测的同时获得PCB板上各单片的位置，实现了对PCB板进行视觉检测的同时进行电测试，节约了PCB板测试的硬件投入和测试时间。

Description

多功能PCB测试系统

技术领域

本发明涉及一种PCB测试系统，尤其涉及一种多功能PCB测试系统。

背景技术

PCB(Printed Circuit Board)即印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间的电气互连，都要使用印制板。目前，单个的PCB板上往往包括多个单片(单元)，这些单片具有相同的结构和图案，以在完成PCB板的制作和测试后可以分成多个单片使用，从而实现规模化的生产。

在PCB板的生产过程中，为了验证PCB板的质量，需要对PCB板进行各种检测试验，通常需要对PCB板的外观缺陷、开路/短路、IC等元器件的功能等进行测试。其中，对PCB板的外观缺陷的测试通过对PCB板的视觉检测进行，对PCB板的开路/短路、IC等元器件的功能测试通过对PCB板的电测试进行。

目前对PCB板的视觉检测和对PCB板的电测试是分开的，分别在两台设备上进行。其中，对PCB板的视觉检测大多采用自动光学检查(AOI)的方法，即通过模式识别的方法对PCB板扫描，通过高清的CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)镜头对PCB板拍照，然后和标准样品的照片(标准图像)进行比较，从而发现是否有漏装、短路、开路、贴反、器件位置不正、极性错误等缺陷。而对PCB板的电测试系统如图1所示，包括八个如单片21的单片的PCB板2由PCB电测试系统1的机械臂13抓取放置在PCB电测试系统1的测试台14上的合适位置，PCB电测试系统1的上治具11和PCB电测试系统1的下治具12对PCB板2上的一个单片进行电测试。例如对单片21进行电测试时，机械臂13抓取PCB板2放置在测试台14上的合适位置，以使上治具11和下治具12上的多个探针能分别对准压在单片21的两个表面上的各个电极位置，从而对单片21上的各个电极施加电压或电流以进行包括开路/短路、IC等元器件的功能等的测试。由于，PCB板2上具有多个单片，在对每个单片进行电测试时，都需要机械臂13抓取PCB板2放置在测试台14上的合适位置，而各单片在PCB板2上的位置可能并不是精确地按阵列分布的，即机械臂13在每次放置PCB板2时，都需要检测待测单片的位置以做相应的位置调整，从而使上治具11和下治具12上的多个探针能分别对准压在待测单片上、下表面的各个电极上。这个检测待测单片的位置的过程为：通过一个CCD镜头对PCB板2上的待测单片进行高清拍摄，将所获得的图像和标准样品的照片(标准图像)进行比较，从而获得待测单片的精确位置。由此可见，目前对PCB板的视觉检测和对PCB板的电测试都用到了高清的CCD镜头，也都包括对PCB板拍照的过程，如果能将二者统一，即设计既可对PCB板进行视觉检测又可对其进行电测试的PCB测试系统，将既节约对PCB板测试的硬件投入又节省对PCB板测试的时间。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种多功能PCB测试系统，其既可对PCB板进行视觉检测又可对PCB板进行电测试。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种多功能PCB测试系统，在对PCB板进行视觉检测的同时获得PCB板上各单片的位置以用于在对该PCB板的各单片的电测试时的定位。

为实现上述目的，本发明提供了一种多功能PCB测试系统，其特征在于，包括机械臂、测试台、CCD镜头和分析控制模块；所述CCD镜头通过数据线连接到所述分析控制模块，所述分析控制模块与所述机械臂相连以向所述机械臂发送控制信号；所述CCD镜头获取PCB板的数字图像并将所述数字图像传送到所述分析控制模块，所述分析控制模块将所述数字图像与标准图像进行比较以获取所述PCB板的视觉检测结果，所述分析控制模块将所述数字图像与所述标准图像进行比较以获取所述PBC板上各个单片的位置信息并根据所述位置信息控制所述机械臂将所述PCB板放置在测试台上的位置。

可选地，所述测试台上具有一个测试工位。

可选地，所述测试台上具有多个测试工位。

进一步地，多功能PCB测试系统还包括上治具，所述机械臂将所述PCB板放置在测试台上的所述位置时，所述上治具的各个探针与所述PCB板上的一个单片的上表面的电极对准。

进一步地，多功能PCB测试系统还包括下治具，所述机械臂将所述PCB板放置在测试台上的所述位置时，所述下治具的各个探针与所述PCB板上的所述单片的下表面的电极对准。

可选地，所述CCD镜头是CCD相机镜头。

可选地，所述CCD镜头是CCD摄像头。

进一步地，所述CCD镜头的放大倍数不小于25倍，所述CCD镜头的分辨率不小于1600像素×1200像素。

进一步地，所述分析控制模块包括CPU和存储器，所述标准图像存储在所述存储器中。

在本发明的一个较佳实施方式中，提供了一种具有一个工位的多功能PCB测试系统，包括机械臂、测试台、CCD镜头和分析控制模块。其中，测试台上具有一个工位，PCB板在该工位接受上、下治具对其上的各个单片的电测试。CCD镜头是高清CCD相机镜头，其通过数据线连接到分析控制模块。分析控制模块包括CPU和存储器，其与机械臂相连以向机械臂发送控制信号，存储器中存储PCB板的标准样品的图像(即标准图像)。在使用该多功能PCB测试系统时，CCD镜头获取PCB板的数字图像并将数字图像传送到分析控制模块；分析控制模块接收该数字图像后，将其与标准图像进行比较以获取PCB板的视觉检测结果，并且分析控制模块将数字图像与标准图像进行比较以获取PBC板上各个单片的位置信息；分析控制模块根据所获得的位置信息控制机械臂将PCB板放置在测试台上工位的位置。

在本发明的另一个较佳实施方式中，提供了一种具有多个工位的多功能PCB测试系统，包括多个机械臂、测试台、CCD镜头和分析控制模块。其中，测试台上具有多个工位，PCB板在依次在各个工位接受各对上、下治具(或其他测试装置)对其上的各个单片的电测试(或其他测试)。CCD镜头是高清CCD相机镜头，其通过数据线连接到分析控制模块。分析控制模块包括CPU和存储器，其与各个机械臂相连以向各个机械臂发送控制信号，存储器中存储PCB板的标准样品的图像(即标准图像)。在使用该多功能PCB测试系统时，CCD镜头获取PCB板的数字图像并将数字图像传送到分析控制模块；分析控制模块接收该数字图像后，将其与标准图像进行比较以获取PCB板的视觉检测结果，并且分析控制模块将数字图像与标准图像进行比较以获取PBC板上各个单片的位置信息；分析控制模块根据所获得的位置信息控制各个机械臂将PCB板放置在测试台上各个工位的位置。

由此可见，本发明多功能PCB测试系统通过在对PCB板进行视觉检测的同时获得PCB板上各单片的位置以用于在对该PCB板的各单片的电测试时的定位，实现了在对PCB板进行视觉检测的同时对其进行电测试，简化了测试步骤并减少了测试设备的数量，由此既能节约对PCB板测试的硬件投入，又能节省对PCB板测试的时间。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是现有技术的对PCB板的电测试系统的结构示意图。

图2是测试台上具有一个工位的本发明的多功能PCB测试系统的结构示意图。

图3是测试台上具有多个工位的本发明的多功能PCB测试系统的结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，测试台上具有一个工位的本发明的多功能PCB测试系统100包括机械臂130、测试台140、CCD镜头150和分析控制模块160。其中，测试台140上具有一个工位141，工位141的上下方设置一对治具，即上治具110和下治具120，PCB板2在工位141处接受上、下治具110和120对其上的各个单片的电测试。CCD镜头150是一个高清CCD相机镜头，放大倍数为25倍，分辨率为1600像素×1200像素，其通过数据线连接到分析控制模块160。分析控制模块160包括CPU和存储器，其与机械臂130相连以向机械臂130发送控制信号，存储器中存储PCB板2的标准样品的图像(即标准图像)。

在使用多功能PCB测试系统100时，首先通过CCD镜头150获取PCB板2的数字图像，这可以通过CCD镜头150对PCB板2扫描拍照的方式完成。然后CCD镜头150通过数据线将该数字图像传送到分析控制模块160。分析控制模块160接收该数字图像后，将其与存储在存储器中的标准图像进行比较，获取PCB板2的视觉检测结果。并且分析控制模块160将该数字图像与标准图像进行比较，获取PBC板2上各个单片的位置信息。分析控制模块160根据所获得的位置信息控制机械臂130将PCB板2放置在工位141的位置，以使上治具110的各个探针与PCB板2上的一个单片的上表面的电极对准，以及使下治具120的各个探针与PCB板2上的这个单片的下表面的电极对准。

由于分析控制模块160将该数字图像与标准图像进行比较以获取PCB板2的视觉检测结果的过程需要对数字图像上各个特征皆进行对比，费时较长，而分析控制模块160将该数字图像与标准图像进行比较以获取PBC板2上各个单片的位置信息的过程仅需要对数字图像上的单片的定位标记进行对比，费时较少，因此分析控制模块160可以先获取PBC板2上各个单片的位置信息，在控制机械臂130将PCB板2放置在工位141的位置以及对PCB板2进行电测试的同时进行对比分析以获取PCB板2的视觉检测结果。这样可以进一步减少需要的测试时间。

如图3所示，测试台上具有多个工位的本发明的多功能PCB测试系统200包括机械臂230、测试台240、CCD镜头250和分析控制模块260。其中，测试台240上具有两个工位241和242，工位241的上下方设置一对治具，即上治具210和下治具220，工位242的上下方设置一对治具，即上治具211和下治具221。需要说明的是，在本发明的其他实施例中，本发明的多功能PCB测试系统的测试台上可以具有超过两个工位，并且多个工位的排列方式并没有限制。在本发明的其他实施例中，本发明的多功能PCB测试系统的测试台上的工位处也可以不设置治具(或治具对)，而设置其他的测试装置，例如弯折治具、贴片装置等。

如图3所示，PCB板2被机械臂230抓取，在工位241处接受上、下治具210和220对其上的各个单片的电测试，继而被机械臂231抓取，在工位242处接受上、下治具211和221对其上的各个单片的其他的电测试。CCD镜头250是一个高清CCD相机镜头，放大倍数为25倍，分辨率为1600像素×1200像素，其通过数据线连接到分析控制模块260。分析控制模块260包括CPU和存储器，其与机械臂230和231相连以向机械臂230和231发送控制信号，存储器中存储PCB板2的标准样品的图像(即标准图像)。

在使用多功能PCB测试系统200时，首先通过CCD镜头250获取PCB板2的数字图像，这可以通过CCD镜头250对PCB板2扫描拍照的方式完成。然后CCD镜头250通过数据线将该数字图像传送到分析控制模块260。分析控制模块260接收该数字图像后，将其与存储在存储器中的标准图像进行比较，获取PCB板2的视觉检测结果。并且分析控制模块260将该数字图像与标准图像进行比较，获取PBC板2上各个单片的位置信息。分析控制模块260根据所获得的位置信息控制机械臂230将PCB板2放置在工位241的位置，以使上治具210的各个探针与PCB板2上的一个单片的上表面的电极对准，以及使下治具220的各个探针与PCB板2上的这个单片的下表面的电极对准。继而分析控制模块260根据所获得的位置信息控制机械臂231将PCB板2放置在工位242的位置，以使上治具211的各个探针与PCB板2上的一个单片的上表面的电极对准，以及使下治具221的各个探针与PCB板2上的这个单片的下表面的电极对准。

由于分析控制模块260将该数字图像与标准图像进行比较以获取PCB板2的视觉检测结果的过程需要对数字图像上各个特征皆进行对比，费时较长，而分析控制模块260将该数字图像与标准图像进行比较以获取PBC板2上各个单片的位置信息的过程仅需要对数字图像上的单片的定位标记进行对比，费时较少，因此分析控制模块260可以先获取PBC板2上各个单片的位置信息，在控制机械臂230和231将PCB板2放置在工位241和242的位置以及对PCB板2进行电测试的同时进行对比分析以获取PCB板2的视觉检测结果。这样可以进一步减少需要的测试时间。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域的技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种多功能PCB测试系统，其特征在于，包括机械臂、测试台、CCD镜头和分析控制模块；所述CCD镜头通过数据线连接到所述分析控制模块，所述分析控制模块与所述机械臂相连以向所述机械臂发送控制信号；所述CCD镜头获取PCB板的数字图像并将所述数字图像传送到所述分析控制模块，所述分析控制模块将所述数字图像与标准图像进行比较以获取所述PCB板的视觉检测结果，所述分析控制模块将所述数字图像与所述标准图像进行比较以获取所述PBC板上各个单片的位置信息并根据所述位置信息控制所述机械臂将所述PCB板放置在测试台上的位置。

2.如权利要求1所述的多功能PCB测试系统，其中所述测试台上具有一个测试工位。

3.如权利要求1所述的多功能PCB测试系统，其中所述测试台上具有多个测试工位。

4.如权利要求2或3所述的多功能PCB测试系统，其中还包括上治具，所述机械臂将所述PCB板放置在测试台上的所述位置时，所述上治具的各个探针与所述PCB板上的一个单片的上表面的电极对准。

5.如权利要求4所述的多功能PCB测试系统，其中还包括下治具，所述机械臂将所述PCB板放置在测试台上的所述位置时，所述下治具的各个探针与所述PCB板上的所述单片的下表面的电极对准。

6.如权利要求5所述的多功能PCB测试系统，其中所述CCD镜头是CCD相机镜头。

7.如权利要求5所述的多功能PCB测试系统，其中所述CCD镜头是CCD摄像头。

8.如权利要求6或7所述的多功能PCB测试系统，其中所述CCD镜头的放大倍数不小于25倍，所述CCD镜头的分辨率不小于1600像素×1200像素。

9.如权利要求8所述的多功能PCB测试系统，其中所述分析控制模块包括CPU和存储器，所述标准图像存储在所述存储器中。