CN104084382A - 一种转盘式麦克风并行测试分选设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转盘式麦克风并行测试分选设备，包括机架，以及设置在机架上的转盘模块、上料模块、视觉检测模块、测试模块、下料分选模块及控制器，控制器设置在机架的内部。该转盘式麦克风并行测试分选设备针对目前麦克风测试工艺的需求，采用转盘式测试设备结构，将上料和视觉检测、测试、下料分选工作分配在转盘不同工位，各个工位并行操作，大大提高了测试效率。同时设计了双测试针组，麦克风不需方位校正即可实现测试，减少作业工序的同时可避免麦克风的损坏，进一步提高测试效率，另外由于有充足的麦克风静态图像处理时间，可提高测试精度。

Description

一种转盘式麦克风并行测试分选设备

技术领域

本发明涉及声学产品测试技术领域，具体涉及一种转盘式麦克风并行测试分选设备。

背景技术

目前，MEMS麦克风的一致性比驻极体电容器麦克风的一致性好四倍以上，所以MEMS麦克风特别适合高性价比的麦克风阵列应用。微麦克风的电声测试经过多年发展，已经普遍采用基于计算机的技术进行测试。目前测试软件比较成熟，但配套的自动化测试设备还没有成熟的产品。实现高效率、多品种、低成本的MEMS麦克风后端生产，研发模块化柔性的MEMS麦克风的终测工艺设备，将有助于推动MEMS麦克风产业化的进程，带动相关产业发展。

MEMS麦克风的特点是体积微小、产量大，测试过程中对测试探针的定位精度要求很高，因此测试效率也是产业化必须解决的问题。MEMS麦克风封装后测试焊盘的位置呈非对称位置，因此测试前还需要对器件进行方位的校正。目前的测试设备通常采用飞行视觉技术在抓取移动器件过程中进行图像摄取和处理，然后通过旋转操作手实现器件方位校正，对视觉系统要求高，难以保证精度。另一方面，目前普遍采用多个真空吸头实现麦克风拾取、摆放。麦克风在多个真空吸头下顺序传递，包括麦克风上料、视觉检测、测试、下料等多个步骤，由于传递过程顺序执行，生产效率低。

发明内容

为解决上述技术问题，我们提出了一种转盘式麦克风并行测试分选设备，其目的：并行完成麦克风上料、视觉检测、测试、下料等动作，提高麦克风的测试效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种转盘式麦克风并行测试分选设备，包括机架，以及设置在机架上的转盘模块、上料模块、视觉检测模块、测试模块、下料分选模块及控制器，控制器设置在机架的内部；

转盘模块包括转盘和设置在转盘下方的分度转台，转盘上设置有麦克风夹具；

上料模块包括振动盘、单个麦克风放置架和上料机械手，单个麦克风放置架和上料机械手均通过底座设置在机架的面板上，振动盘与单个麦克风放置架之间通过轨道相接；

视觉检测模块与上料模块位于转盘的同一角度位置处，视觉检测模块设置在转盘的下方，通过支座设置在机架的面板上，视觉检测模块从上到下依次包括有环形光源、显微镜和工业CCD相机；

测试模块包括声学测试装置和探针测试装置，声学测试装置位于转盘的下方，且设置在机架的面板上，探针测试装置与声学测试装置位于转盘的同一角度位置处，且位于声学测试装置外侧，探针测试装置包括底座、设置在底座上的水平气动滑台以及并列设置在水平气动滑台上的两个竖直气动滑台，两个竖直气动滑台上通过测试针组安装座分别设置有第一测试针组和第二测试针组；

下料分选模块包括收料箱组件和收料机械手组件，所述收料箱组件包括设置在机架面板上的电缸和料管，料管至少有三个，通过料管架设置在电缸上。

优选的，麦克风夹具至少有八个，且为四的整数倍，沿转盘圆周均布分布。

优选的，上料模块与视觉检测模块、测试模块、下料分选模块的分别位于转盘沿逆时针方向的0度、90度及270度位置处。

优选的，所述单个麦克风放置架上设置有微型检测到位传感器。

优选的，所述上料机械手包括设置在底座上的竖直气缸，设置在竖直气缸顶端的水平气缸，以及与水平气缸连接的真空吸附手。

优选的，支座上设置有滑槽，工业CCD相机活动设置在滑槽内，并通过挡板锁紧。

优选的，第一测试针组和第二测试针组均包括四根测试针，分别与控制器上的电源正极、电源负极、信号输入端、信号输出端相接，第一测试针组的输入、输出接线端和第二测试针组的输入、输出接线端相反。

优选的，收料机械手组件结构与上料机械手结构相同。

优选的，机架上设置有显示器及键盘鼠标。

优选的，机架的面板上设置有按钮控制盒。

本发明的有益效果：该转盘式麦克风并行测试分选设备针对目前麦克风测试工艺的需求，采用转盘式测试设备结构，将上料和视觉检测、测试、下料分选工作分配在转盘的不同工位，各个工位并行操作，大大提高了测试效率。同时设计了双测试针组，麦克风不需方位校正即可实现测试，减少作业工序的同时可避免麦克风的损坏，进一步提高测试效率，另外由于有充足的麦克风静态图像处理时间，可提高测试精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种转盘式麦克风并行测试分选设备结构示意图；

图2为本发明一种转盘式麦克风并行测试分选设备结构布置示意图；

图3为本发明一种转盘式麦克风并行测试分选设备中转盘模块结构示意图；

图4为本发明一种转盘式麦克风并行测试分选设备中上料模块结构示意图；

图5为图4中A处局部放大示意图；

图6为本发明一种转盘式麦克风并行测试分选设备中单个麦克风放置架和上料机械手结构示意图；

图7为本发明一种转盘式麦克风并行测试分选设备中视觉检测模块位置放置示意图；

图8为本发明一种转盘式麦克风并行测试分选设备中视觉检测模块结构示意图；

图9为本发明一种转盘式麦克风并行测试分选设备中声学测试装结构示意图；

图10为本发明一种转盘式麦克风并行测试分选设备中探针测试装置结构示意图；

图11为本发明一种转盘式麦克风并行测试分选设备中收料箱组件结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1.机架  2.转盘模块  21.转盘  22.分度转台  23.麦克风夹具3.上料模块  31.振动盘  32.单个麦克风放置架  33.上料机械手331.竖直气缸  332.水平气缸  333.真空吸附手  334.支臂  34.底座  35.轨道  36.微型检测到位传感器  4.视觉检测模块  41.支座42.环形光源  43.显微镜  44.工业CCD相机  45.挡板  5.测试模块51.声学测试装置  52.探针测试装置  521.底座  522.水平气动滑台  523.竖直气动滑台  524.测试针组安装座  525.第一测试针组526.第二测试针组  6.下料分选模块  61.收料箱组件  611.电缸612.料管  613.料管架  62.收料机械手组件  7.显示器  8.键盘鼠标  9.按钮控制盒

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合示意图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1和图2所示的一种转盘式麦克风并行测试分选设备，包括机架1，以及设置在机架1上的转盘模块2、上料模块3、视觉检测模块4、测试模块5、下料分选模块6及控制器，控制器设置在机架1的内部。

如图3所示，转盘模块2包括转盘21和分度转台22，转盘21活动设置在分度转台22的上方，在分度转台22的作用下，转盘21可顺时针或逆时针旋转一定的角度。转盘21上设置有三个工位，三个工位逆时针间隔90度设置。转盘21上设置有麦克风夹具23，麦克风夹具23至少有八个，且为四的整数倍，以保证转盘21旋转90度后每个工位的位置处均设置有麦克风夹具23，保证该测试设备的并行操作。

上料模块3位于转盘的0度位置处，如图4、图5和图6所示，上料模块3包括振动盘31、单个麦克风放置架32和上料机械手33。振动盘31设置在机架1内部并穿过机架1的面板，单个麦克风放置架32和上料机械手33均通过底座34设置在机架1的面板上。振动盘31的输出口通过轨道35通向单个麦克风放置架32。上料机械手33包括设置在底座34上的竖直气缸331，设置在竖直气缸331顶端的水平气缸332及真空吸附手333，真空吸附手333通过支臂334设置在水平气缸332的顶板上，使得真空吸附手333在水平气缸332的作用下向转盘2内或外运动以及在竖直气缸331的作用下上下运动。

上料模块的工作过程为：首先在振动盘31底部放置测试用的多个麦克风，振动盘31开始工作，在振动盘的作用下，使得麦克风逐渐沿振动盘31内部的螺旋轨道上升，在麦克风螺旋上升的过程中同时可调整麦克风位置使得麦克风具有四个检测孔的端面朝上顺序排列，当麦克风被输送到振动盘31的出口位置时，麦克风通过轨道35进入到单个麦克风放置架32上，在单个麦克风放置架32上设置有微型检测到位传感器36，可检测麦克风是否放置到位，检测到麦克风放置到位的信号号，上料机械手动作，真空吸附手333通过水平及竖直运动将麦克风从单个麦克风放置架32抓取到转盘2上的麦克风夹具23位置处，此为转盘21的第一个工位。

如图7和图8所示，视觉检测模块4与上料模块3位于转盘2的同一角度位置处，视觉检测模块4设置在转盘2的下方，通过支座41设置在机架1的面板上，视觉检测模块4从上到下依次包括有环形光源42、显微镜43和工业CCD相机44，支座41上设置有滑槽，工业CCD相机44活动设置在滑槽内，视觉检测模块4在初始安装时，需要调整工业CCD相机在滑槽内的安装位置，从而调整工业CCD相机44与放置在麦克风夹具23内的麦克风之间的距离，以调整焦距的长短，保证得到清晰的图像，工业CCD相机调整到位后通过挡板45锁紧位置。视觉检测模块4主要用于检测初始上料到转盘21上麦克风背面(与四个检测孔所在端面相对的端面)的孔在麦克风的哪一边，以为后续测试工作提供依据。

测试模块5位于转盘2沿逆时针方向的90度位置处，如图9和图10所示，测试模块5包括声学测试装置51和探针测试装置52，声学测试装置51位于转盘2的下方，且设置在机架1的面板上，探针测试装置52与声学测试装置51位于转盘2的同一角度位置处，且位于声学测试装置51的外侧，探针测试装置52包括底座521、设置在底座521上的水平气动滑台522以及并列设置在水平气动滑台522上的两个竖直气动滑台523，两个竖直气动滑台523上通过测试针组安装座524分别设置有第一测试针组525和第二测试针组526，第一测试针组525和第二测试针组526均包括四根测试针，分别与控制器上的电源正极、电源负极、信号输入端、信号输出端相接，第一测试针组525的输入、输出接线端和第二测试针组526的输入、输出接线端相反。

测试模块5的工作过程为：完成转盘21第一个工位的操作后，转盘21逆时针旋转90度，麦克风位于转盘21的第二工位处，探针测试装置52根据视觉检测模块4所测麦克风背面(与四个检测孔所在端面相对的端面)的孔在麦克风的哪一边来确定第一测试针组525或第二测试针组526的的动作，当麦克风背面的孔位于麦克风的左侧时，第一测试针组525移动到转盘21上合适的位置后，第一测试针组525下压，四根测试针分别插到麦克风的四个检测孔中，声学测试装置51启动，为麦克风进行声学测试提供声源，完成麦克风的声学测试，并通过输出端将测试结果反馈到控制器中，反之，第二测试针组526下压，对麦克风进行声学测试。

下料分选模块6位于转盘2沿逆时针方向的270度位置处，下料分选模块6包括收料箱组件61和收料机械手组件62，如图11所示，收料箱组件61包括设置在机架1面板上的电缸611和料管612，料管612至少三个，通过料管架613设置在电缸611上。收料机械手组件62结构与上料机械手33结构及工作原理均相同，在此不再赘述，在电缸611的作用下，料管架613可相对机架1的面板移动，以方便收料机械手组件将测试后的麦克风放到料管612中，料管612用于分类收集经过测试后的麦克风，根据麦克风的声学测试结果将麦克风分类收集在料管612中，以便于识别。

下料分选模块6的工作过程为：麦克风完成声学测试后，转盘21再逆时针旋转90度，麦克风处于转盘21的第三工位处，收料机械手组件612根据声学测试结果将转盘21上的麦克风分类收集到料管612中，在收料机械手组件612夹取麦克风的过程中，料管612可在电缸611的作用下移动，以方便放置麦克风。

该转盘式麦克风并行测试分选设备采用转盘式的结构，将上料、测试及下料分布在不同的工位，且各个工位可并行工作，互不干扰，可提高测试效率，另外，麦克风在第一工位上料后，由于要等待第二工位的麦克风测试结束，因此有充分的时间采集麦克风放置的静态图像进行图像处理，大大降低图像识别难度并提高测量精度。探针测试装置52上设计了两组测试探针，根据第一工位的图像识别结果，通过探针测试装置52中气动滑台的动作，实现两组测试针组的选择。这种方式避免了视觉图像的采集和处理难题，而且麦克风无须旋转，避免了对麦克风的损伤。

机架1上设置有显示器7及键盘鼠标8，以用于显示测试结果。机架1的面板上同时设置有按钮控制盒9，按钮盒上设置有电源开关、检测、启动及急停等按钮，以控制该转盘式麦克风并行测试分选设备的动作。

以上就是一种转盘式麦克风并行测试分选设备的结构和作用效果，其优点是：可并行实现上料、测试及下料动作，提高麦克风的测试效率，且测试过程中麦克风不需旋转，可避免麦克风的损伤。

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 (10)

1.一种转盘式麦克风并行测试分选设备，其特征在于，包括机架(1)，以及设置在机架(1)上的转盘模块(2)、上料模块(3)、视觉检测模块(4)、测试模块(5)、下料分选模块(6)及控制器，控制器设置在机架(1)的内部；

转盘模块(2)包括转盘(21)和设置在转盘下方的分度转台(22)，转盘(21)上设置有麦克风夹具(23)；

上料模块(3)包括振动盘(31)、单个麦克风放置架(32)和上料机械手(33)，单个麦克风放置架(32)和上料机械手(33)均通过底座(34)设置在机架(1)的面板上，振动盘(31)与单个麦克风放置架(32)之间通过轨道(35)相接；

视觉检测模块(4)与上料模块(3)位于转盘(2)的同一角度位置处，视觉检测模块(4)设置在转盘(2)的下方，通过支座(41)设置在机架(1)的面板上，视觉检测模块(4)从上到下依次包括有环形光源(42)、显微镜(43)和工业CCD相机(44)；

测试模块(5)包括声学测试装置(51)和探针测试装置(52)，声学测试装置(51)位于转盘(2)的下方，且设置在机架(1)的面板上，探针测试装置(52)与声学测试装置(51)位于转盘(2)的同一角度位置处，且位于声学测试装置(51)外侧，探针测试装置(52)包括底座(521)、设置在底座(521)上的水平气动滑台(522)以及并列设置在水平气动滑台(522)上的两个竖直气动滑台(523)，两个竖直气动滑台(523)上通过测试针组安装座(524)分别设置有第一测试针组(525)和第二测试针组(526)；

下料分选模块(6)包括收料箱组件(61)和收料机械手组件(62)，所述收料箱组件(61)包括设置在机架(1)面板上的电缸(611)和料管(612)，料管(612)至少有三个，通过料管架(613)设置在电缸(611)上。

2.根据权利要求1所述的一种转盘式麦克风并行测试分选设备，其特征在于，麦克风夹具(23)至少有八个，且为四的整数倍，沿转盘(21)圆周均布分布。

3.根据权利要求1所述的一种转盘式麦克风并行测试分选设备，其特征在于，上料模块(3)与视觉检测模块(4)、测试模块(5)、下料分选模块(6)分别位于转盘(21)沿逆时针方向的0度、90度及270度位置处。

4.根据权利要求1所述的一种转盘式麦克风并行测试分选设备，其特征在于，所述单个麦克风放置架(32)上设置有微型检测到位传感器(36)。

5.根据权利要求1所述的一种转盘式麦克风并行测试分选设备，其特征在于，所述上料机械手(33)包括设置在底座(34)上的竖直气缸(331)，设置在竖直气缸(331)顶端的水平气缸(332)，以及与水平气缸(332)连接的真空吸附手(333)。

6.根据权利要求1所述的一种转盘式麦克风并行测试分选设备，其特征在于，支座(41)上设置有滑槽，工业CCD相机(44)活动设置在滑槽内，并通过挡板(45)锁紧。

7.根据权利要求1所述的一种转盘式麦克风并行测试分选设备，其特征在于，第一测试针组(525)和第二测试针组(526)均包括四根测试针，分别与控制器上的电源正极、电源负极、信号输入端、信号输出端相接，第一测试针组(525)的输入、输出接线端和第二测试针组(526)的输入、输出接线端相反。

8.根据权利要求1或5所述的一种转盘式麦克风并行测试分选设备，其特征在于，收料机械手组件(62)结构与上料机械手(33)结构相同。

9.根据权利要求1所述的一种转盘式麦克风并行测试分选设备，其特征在于，机架(1)上设置有显示器(7)及键盘鼠标(8)。

10.根据权利要求1所述的一种转盘式麦克风并行测试分选设备，其特征在于，机架(1)的面板上设置有按钮控制盒(9)。