CN105372510B - 一种四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置，用于对电子通讯产品进行在屏蔽环境下的测试作业，包括机柜、进料机构、四轴直交机械手、至少一个屏蔽测试单元、出料机构以及测试控制机构；所述进料机构一端伸进所述机柜内，将被测试产品从外部送至机柜内的指定位置待取；所述屏蔽测试单元并行电连接在所述测试控制机构上；所述四轴直交机械手抓取所述进料机构输送到指定位置的被测试产品送入所述屏蔽测试单元进行电磁屏蔽测试；屏蔽测试完成后，四轴直交机械手根据测试结果将被测试产品从屏蔽测试单元中取出送入所述出料机构的设定位置内；所述出料机构设置在与所述进料机构相对的另一侧，所述出料机构将完成测试的被测试产品送出机柜。

Description

一种四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置

技术领域

本发明涉及电子通讯产品测试装备，具体的，涉及一种电子通讯产品自动化屏蔽测试设备。

背景技术

电磁干扰(EMI)是伴随电子、电气技术发展而出现的，凡是电子、电气技术领域皆会存有电磁干扰。大量使用中的电子、电气系统或设备等所产生的电磁干扰会影响人体健康，同时也会对电子、电气系统或设备相互间的安全性和可靠性等产生影响和危害。恶劣的电磁环境往往使电子、电气系统或设备不能正常工作，甚至造成故障和事故，或者影响电子产品测试时的数据。

然而随着无线通信产品对于信号传输的精确性要求的提高，对于产品的抗电磁干扰性能要求越来越高，目前移动电话、PDA及相关主机电路板在开发完成阶段，都需进行相关电磁特性的测试，而在一般开放的环境中具有极复杂且严重的电磁干扰，容易影响测试的精确度。因此，上述大多数的测试皆必须在低电磁干扰(甚至是在无电磁波干扰)的环境中实施测试，以期达较佳的测试精确度。

目前传统提供低电磁干扰(无电磁干扰)测试环境的装置是一具信号屏蔽功能的屏蔽箱，其基本结构是以一箱体配合一可开启的盖体，借以提供一可容纳待测电子产品或者电子模块的容置空间，箱体与盖体皆具极佳的导磁特性，可充分隔离外界的各种电磁波噪声的干扰。

但是，一般在生产线上常用的屏蔽箱基本都是单台人工操作，使用手工进行测试产品的送入、取出以及根据测试结果进行分选，在分选过程中容易出错或者对产品造成二次损伤，整体测试工作效率极低且测试结果的人为干扰因素较大。为提高测试工作效率，目前常用的方法是将多台屏蔽箱放置在一起同时进行测试，但是单个测试人员能够兼顾的屏蔽箱数量有限，当测试需求极大的时候这种人工进行测试的方式需要耗费极大的人力物力，对企业是一个很大的成本支出。

发明内容

本发明的目的在于针对现有人工进行电子通讯产品的屏蔽测试过程中出现的测试效率低、设备利用率不高以及人力、设备成本高的问题提出一种能够有效提供测试效率以及设备利用率的四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置，降低人工、设备成本，并提高设备利用率和生产效率、保证产品在测试过程中的安全性，实现测试过程的自动化。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置，用于对电子通讯产品进行在屏蔽环境下的测试作业，包括机柜、进料机构、四轴直交机械手、至少一个屏蔽测试单元、出料机构以及测试控制机构，其中：所述四轴直交机械手、屏蔽测试单元以及测试控制机构安装在所述机柜内，所述四轴直交机械手安装在屏蔽测试单元的上部，且所述屏蔽测试单元并行电连接在所述测试控制机构上，每个所述屏蔽测试单元独立工作，相互之间互不干扰；

所述进料机构一端伸进所述机柜内，并用于将被测试产品从外部送至机柜内的指定位置待取；

所述出料机构设置在与所述进料机构相对的另一侧，并用于将完成测试的被测试产品送出机柜；

所述四轴直交机械手抓取所述送料机构输送到指定位置的被测试产品送入所述屏蔽测试单元进行电磁屏蔽测试并在屏蔽测试完成后，四轴直交机械手根据测试结果将被测试产品从屏蔽测试单元中取出送入所述出料机构的不同位置内，完成测试过程；其中，所述出料机构将通过测试的被测试产品送出、未通过测试的被测试产品留置。

所述屏蔽测试单元包括一个为进行测试提供屏蔽环境的屏蔽箱，为测试的基本单元，所述屏蔽箱直接或者通过安装架固定设置在机柜内。

在本发明中，所述屏蔽箱为抽屉式结构。

在本发明中，所述进料机构包括支架、设置在支架顶部的滑台以及设置在滑台上的物料架，所述滑台包括线性滑轨、轴向设置在所述线性滑轨内的丝杆、驱动所述丝杆旋转的伺服电机，所述物料架套设在所述丝杆上并在所述丝杆的驱动下沿所述线性滑轨往复运动，将被测试产品送至机柜内的指定位置待取。

在本发明中，所述出料机构包括用于收集未通过测试的被测试产品的NG收集盒和用于将通过测试的被测试产品送出四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置的传送带；所述传送带设置在架体上部，所述NG收集盒设置在所述架体的下部，所述架体上倾斜设置有用于将未通过测试的被测试产品导入所述NG收集盒的滑道。

在本发明中，所述四轴直交机械手包括第一滑台、与所述第一滑台水平垂直设置的第二滑台、与所述第二滑台竖直垂直设置的第三滑台、安装在所述第三滑台上的旋转轴以及安装所述旋转轴端部的抓手。

在本发明中，所述抓手包括两组对称布置的真空吸盘，形成两个抓取位，通过所述旋转轴旋转变换工位，可以同时抓取两个被测试产品完成对两个屏蔽箱的进料动作或者同时对一个屏蔽箱完成进出料动作。

在本发明中，所述屏蔽测试单元还包括同时与屏蔽箱及测试控制机构电连接的测试机，所述测试机将从所述屏蔽箱内采集的测试信号进行比对分析并将测试结果发送给所述测试控制机构。

在本发明中，所述四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置还设置有工业相机，对一些位置要求高的测试项目通过所述工业相机进行辅助定位，保证被测试产品的精确抓取。

在本发明中，将进行电子通讯产品的屏蔽测试的各个测试要素整合为一体形成自动化测试装置，通过测试控制机构控制整个测试流程，只需要将被测试产品通过进料机构送入自动化测试装置即可自动完成整个测试过程，中间无需人工干预，测试效率高；采用四轴直交机械手进行被测试产品的送入与取出分捡，控制简单，动作快速，行程位置精确；每个测试单元与测试控制机构之间是并行连接，每个测试单元的测试动作都是独立进行，互不干扰，即使其中有的测试单元出现故障也不影响其他测试单元的正常运作，最大程度上的保证了测试的连续性。

附图说明

图1为本发明一实施例中的整体结构示意图；

图2为本发明一实施例中的内部结构示意图；

图3为本发明一实施例中的屏蔽测试柜及四轴直交机械手结构示意图；

图4为本发明一实施例中的四轴直交机械手结构示意图；

图5为本发明一实施例中的进料机构结构示意图；

图6为本发明一实施例中的出料机构结构示意图；

图7为本发明一实施例中的抓手结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，以下结合附图及实施例，对本发明的技术方案进行进一步详细说明，显而易见地，下面描述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，还可以根据这些实施例获得其他的实施例。

针对目前电子通讯产品（电子芯片）的屏蔽测试领域还基本处在人工操作测试的情况，本实施例提供一种四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置，用于对电子通讯产品进行在屏蔽环境下的测试作业，通过将测试过程的各种测试要素集中整合到一台测试装备上并配设相应的运动控制机构，实现自动化测试，大幅度提高测试作业效率，该四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置包括机柜1、进料机构2、四轴直交机械手5、至少一个屏蔽测试单元6、出料机构3以及测试控制机构4。

机柜1底部装设有便于移动的万向轮7和用于辅助固定支撑且高度可调的撑脚8，机柜1前端设置有可对开的透明安全门11，通过安全门11可以实时查看机柜1内部各机构的运作情况；另外，机柜1上还设置有多个检修门12，方便对各机构的后期维护检修。

进料机构2一端伸进机柜1内，进料机构2的另一端设在机柜1的外部，通过传送结构将被测试产品从外部送至机柜1内的指定位置待取；测试时，将被测试产品置于进料机构相应的位置即可，进料机构2在测试控制机构4的控制下将被测试产品送至机柜1内的指定位置待取，整个过程人手不用进入到四轴直交机械手5的行程范围，保证绝对安全；也可以设置自动放料装置进行自动放料，或者与产品生产线对接起来，形成一个自动化生产测试线。

四轴直交机械手5、至少一组屏蔽测试单元6以及测试控制机构4安装在机柜1内；每组屏蔽测试单元6包括一个屏蔽箱61，为屏蔽测试的基本单元，屏蔽箱61直接或者通过安装架62固定设置在机柜1内；优选的，屏蔽箱61采用抽屉式结构，方便机械手的操作。屏蔽箱61一般并排堆叠布置在机柜1内，可以根据实际需要进行灵活配置，可以单侧单层布置，单侧多层堆叠布置，也可以双侧单层布置，双侧多层堆叠布置；在多层堆叠布置时，上一层的屏蔽箱61相对下一层的屏蔽箱61退后布置；在进行双侧布置时，两侧屏蔽箱61之间的距离要与四轴直交机械手5的行程范围向配套，否则与四轴直交机械手5发生干涉；优选的，考虑到机柜1的大小以及测试控制的难度，一般采用8个屏蔽箱61单侧双层堆叠的布置格局，最多不会超过24个屏蔽箱61。

针对目前很多自动化测试装备的多个工作单元同时进行测试作业时只要出现其中一个工作单元出现故障就必须整体停机将出现故障的工作单元检修恢复后才能继续测试作业，抗故障干扰性弱，使得整个测试装备的利用率和作业连续性差，综合效率低下。为解决此问题，本发明中，每个屏蔽测试单元6相互并行设置，每个屏蔽测试单元6相互之间并行电连接在测试控制机构4上，每个屏蔽测试单元6的测试作业都是独立进行的，相互之间互不干扰，即使其中的某些屏蔽测试单元6出现故障无法继续进行测试作业，测试控制机构4会将出现故障的屏蔽测试单元6停止作业，而剩下的正常的屏蔽测试单元6继续正常作业，直至完成相应的测试任务。

四轴直交机械手5抓取进料机构输送到指定位置的被测试产品送入屏蔽测试单元6进行电磁屏蔽测试；四轴直交机械手5安装在屏蔽测试单元6的上部；

出料机构3设置在与进料机构2相对的另一侧，出料机构3将完成测试的被测试产品送出机柜1；屏蔽测试完成后，四轴直交机械手5根据测试结果将被测试产品从屏蔽测试单元6中取出送入出料机构3的不同位置内，完成测试过程；其中，通过测试的被测试产品被出料机构3送出，未通过测试的被测试产品被留置在出料机构3内；

具体的，四轴直交机械手5包括第一滑台51、与第一滑台51水平垂直设置的第二滑台52、与第二滑台52竖直垂直设置的第三滑台53、安装在第三滑台53上的旋转轴55以及安装旋转轴55端部的抓手56，该抓手56采用真空吸盘562作为抓取动作的执行元件。

四轴直交机械手5的第一滑台51使用支撑架或者直接安装屏蔽箱61上，固定方向与屏蔽箱61的长中轴线垂直，配设在第一滑台51上的电机驱动第一滑台51内的皮带转动，驱动第二滑台52在第一滑台51上滑动；

第二滑台52的一端安装固定在第一滑台51的滑轨上，并沿着滑轨运动，第二滑台52沿轴向设置有滑轨，滑轨内配设有丝杆及驱动电机，第三滑台53竖直垂直地连接在第二滑台52上并可沿着滑轨运动，第二滑台52的驱动电机驱动丝杆转动，带动第三滑台53沿着第二滑台52的滑轨运动；

第三滑台53沿轴向设置有滑轨，滑轨内配设有丝杆和驱动电机，旋转轴55通过台架54连接在第三滑台53的滑轨内，驱动电机驱动丝杆转动，带动旋转轴55沿着第三滑台53的滑轨运动；

安装旋转轴55的台架54上配设有驱动旋转轴55旋转运动的伺服电机，使得安装在旋转轴55端部的抓手56能够通过转动变换位置；

由于第一滑台51、第二滑台52以及第三滑台53相互垂直连接在一起，构成一个完整的空间直角坐标，使得安装在四轴直交机械手5上的抓手56可以精准地定位在设定的空间位置上，完成相应的定位动作。

抓手56包括两组对称布置的真空吸盘562，形成两个抓取位561，通过旋转轴55旋转变换工位，可以同时抓取两个被测试产品完成对两个屏蔽箱61的进料动作或者同时对一个屏蔽箱61完成进出料动作。

抓手56包括两组以旋转轴55为中心对称布置的真空吸盘562，形成两个抓取位561，每组真空吸盘562的数量可以根据需要进行调整，一般每组设三个真空吸盘562，优选的，每个真空吸盘562的启闭都为单独控制，可以根据抓取物品的实际形状和重量灵活选择开启真空吸盘562的数量；由于抓手56具有两组真空吸盘562，即具有两个工位，可以同时抓取两个物料，再通过旋转轴55旋转变换工位，可以实现同时抓取两个被测试产品一次完成对两个屏蔽箱61的进料动作或者同时对一个屏蔽箱61完成进出料动作，减少四轴直交机械手5各个滑台的往复动作次数，有效提高四轴直交机械手5的工作效率。

在一具体实施例中，进料机构2包括支架21、设置在支架21顶部的滑台以及设置在滑台22上的物料架23，支架21底部安装有高度可调的撑脚8，滑台22包括线性滑轨、轴向设置在线性滑轨内的丝杆、驱动丝杆旋转的伺服电机，物料架23套设在丝杆上在丝杆的驱动下沿线性滑轨往复运动，将被测试产品送至机柜1内的指定位置待取。

在一具体实施例中，出料机构3包括用于收集未通过测试的被测试产品的NG收集盒34和用于将通过测试的被测试产品送出四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置的传送带32；传送带32设置在架体31顶部，NG收集盒34设置在架体31的底部，架体31底部安装有高度可调的撑脚8，架体31上倾斜设置有用于将未通过测试的被测试产品导入NG收集盒34的滑道33。

在一具体实施例中，屏蔽测试单元6还包括同时与屏蔽箱61及测试控制机构4电连接的测试机，该测试机内置有相应的测试软件，通过测试软件将从屏蔽箱61内采集的测试信号进行比对分析并将测试结果发送给测试控制机构4，测试控制机构4根据测试结果发出相对应的控制指令。

在一具体实施例中，有些产品对位置精度的要求很高，单纯依靠四轴直交机械手5的定位精度可能达不到精度要求，四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置还设置有用于机器视觉定位的工业相机（图中未示出），利用工业相机对四轴直交机械手进行辅助定位修正，根据工业相机采集的图像特征，与经过预处理的图像进行比对，分析出偏差量，从而得到正确的校正信息，测试控制机构4根据校正信息控制四轴直交机械手5进行位置补偿，保证四轴直交机械手5的抓取精度，满足一些位置要求高的测试项目的定位要求，保证被测试产品的精确抓取；具体的，该工业相机安装在四轴直交机械手的台架54上，使得工业相机的镜头能够对准抓手56所要抓取的对象，主要用于校正抓手56在进料和出料时对被测试产品的抓取位置精度；作业时，测试控制机构4通过预设程序引导四轴直交机械手将抓手56定位在被测试产品的预设抓取位上方，工业相机开启拍摄被测试产品的位置图像并将图像传输回测试控制机构4中与预处理的图像进行比对，分析得出偏差量，从而得到正确的校正信息，测试控制机构4根据校正信息控制四轴直交机械手对抓手56的位置进行修正，保证抓手56对被测试产品的精确抓取。

四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置的整个测试工作过程为测试控制机构4控制进料机构2将被测试产品送到机柜1内制定位置后，四轴直交机械手5在测试控制机构4的控制下运动到物料架23的位置并抓取被测试产品送入到评比测试箱内进行相应的测试项目，测试完成后，测试控制系统根据测试结果控制四轴直交机械手5将完成测试的被测试产品送入到出料机构3的传送带32上或者NG收集盒34中，完成屏蔽测试作业。

在本发明中，将进行电子通讯产品的屏蔽测试的各个测试要素整合为一体形成自动化测试装置，通过测试控制机构4控制整个测试流程，只需要将被测试产品通过进料机构送入自动化测试装置即可自动完成整个测试过程，中间无需人工干预，测试效率高；采用四轴直交机械手进行被测试产品的送入与取出分捡，控制简单，动作快速，行程位置精确，另外，在相同的行程范围内，四轴直交机械手所需要占用的空间远小于其他形式的机械手，可以大大压缩四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置的整机体积；每个测试单元与测试控制机构4之间是并行连接，每个测试单元的测试动作都是独立进行，互不干扰，即使其中有的测试单元出现故障也不影响其他测试单元的正常运作，最大程度上的保证了测试的连续性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置，用于对电子通讯产品进行在屏蔽环境下的测试作业，其特征在于，包括机柜（1）、进料机构（2）、四轴直交机械手（5）、至少一个屏蔽测试单元（6）、出料机构（3）以及测试控制机构（4）；

其中：所述四轴直交机械手（5）、屏蔽测试单元（6）以及测试控制机构（4）安装在所述机柜（1）内，所述四轴直交机械手（5）安装在屏蔽测试单元（6）的上部，且所述屏蔽测试单元（6）并行电连接在所述测试控制机构（4）上；所述进料机构（2）一端伸进所述机柜（1）内，并用于将被测试产品从外部送至机柜（1）内的指定位置待取；所述出料机构（3）设置在与所述进料机构（2）相对的另一侧，并用于将完成测试的被测试产品送出机柜（1）；

所述屏蔽测试单元（6）包括一个屏蔽箱（61），且所述屏蔽箱（61）直接或者通过安装架（62）固定设置在机柜（1）内；所有屏蔽测试单元（6）的屏蔽箱（61）采用单侧多层堆叠布置，且上一层的屏蔽箱（61）相对下一层的屏蔽箱（61）退后布置；

所述四轴直交机械手（5）抓取所述进料机构（2）输送到指定位置的被测试产品送入所述屏蔽测试单元（6）进行电磁屏蔽测试，并在屏蔽测试完成后，根据测试结果将被测试产品从屏蔽测试单元（6）中取出送入所述出料机构（3）的不同位置内，并由所述出料机构（3）将通过测试的被测试产品送出、未通过测试的被测试产品留置。

2.如权利要求1所述的一种四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置，其特征在于：所述屏蔽箱（61）为抽屉式结构。

3.如权利要求1所述的一种四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置，其特征在于：所述进料机构（2）包括支架（21）、设置在支架（21）顶部的滑台（22）以及设置在滑台（22）上的物料架（23），所述滑台（22）包括线性滑轨、轴向设置在所述线性滑轨内的丝杆、驱动所述丝杆旋转的伺服电机。

4.如权利要求1所述的一种四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置，其特征在于：所述出料机构（3）包括用于收集未通过测试的被测试产品的NG收集盒（34）和用于将通过测试的被测试产品送出四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置的传送带（32）；所述传送带（32）设置在架体（31）上部，所述NG收集盒（34）设置在所述架体（31）的下部，所述架体（31）上倾斜设置有用于将未通过测试的被测试产品导入所述NG收集盒（34）的滑道（33）。

5.如权利要求1所述的一种四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置，其特征在于：所述四轴直交机械手（5）包括第一滑台（51）、与所述第一滑台（51）水平垂直设置的第二滑台（52）、与所述第二滑台（52）竖直垂直设置的第三滑台（53）、安装在所述第三滑台（53）上的旋转轴（55）以及安装所述旋转轴（55）端部的抓手（56）。

6.如权利要求5所述的一种四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置，其特征在于：所述抓手（56）包括两组对称布置的真空吸盘（562），形成两个抓取位（561）。

7.如权利要求1所述的一种四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置，其特征在于：所述屏蔽测试单元（6）还包括同时与屏蔽箱（61）及测试控制机构（4）电连接的用于将从所述屏蔽箱（61）内采集的测试信号进行比对分析并将测试结果发送给所述测试控制机构测试机。

8.如权利要求1所述的一种四轴直交机械手自动化屏蔽测试装置，其特征在于：还设置有用于对四轴直交机械手进行辅助定位修正的工业相机，所述工业相机装设在所述四轴直交机械手的末端与所述四轴直交机械手同步移动。