CN105407703A - 用于pcb半成品的测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于PCB半成品的测试装置及其测试方法，测试装置包括底板、支撑板和设于支撑板上的支撑柱；底板上设和支撑板底端连接的水平横向移动机构；包括压块，压块上设和PCB半成品上的测试点接触的探针；压块上连接有实现压块垂直于水平方向移动的竖向移动机构；竖向移动机构和水平竖向移动机构连接；还包括设于PCB半成品上方的CCD摄像头和与CCD摄像头连接的PLC控制器；水平横向移动机构、水平竖向移动机构及竖向移动机构分别和PLC控制器连接；底板上位于水平横向移动机构的两侧分别设有导向板，导向板上设有导向块和支撑板底端所设导向槽配合，或者导向板上设有导向槽和支撑板底端所设导向块配合；本发明能实现产品测试的自动化、高效和准确性。

Description

用于PCB半成品的测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及PCB半成品的测试技术，具体涉及用于PCB半成品的测试装置及其测试方法。

背景技术

传统的PCB半成品在组装测试过程中，往往是通过人为的频繁插拔接插件，以接通检测电路，人为按键测试，检测PCB半成品的各项性能。此测试方法，不仅效率低下，测试风险也相应的提升，接插件也会作为易损件频繁的更换，影响生产质量。这种现象的出现是因为无法避免装配时带来的装配误差，导致无法实现探针点对点的测试方法。

以汽车音响为例，随着社会的发展，汽车的普及，新技术的运用，人们对汽车音响的使用功能要求越来越高，而音响使用功能的提升与添加又会产生功能的检测难题；若通过接插件的老检测方式，不仅生产效率低下，还容易导致检测结果的偏差。在现有的检测技术上，很难进行快速的功能检测，也不利于产品的更新升级检测以及寿命的保证，同时音响的使用功能寿命也直接影响着音响的质量与品牌效应。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供实现点对点的接触方式，模拟人为的按键测试，快速的检测以及减少人为检测带来的测试风险的用于PCB半成品的测试装置及其测试方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

该种用于PCB半成品的测试装置，包括底板、支撑板和设于所述支撑板上用于定位支撑所述PCB半成品的支撑柱；所述底板上设有和所述支撑板底端连接实现所述支撑板水平横向移动的水平横向移动机构；包括压块，所述压块上设有和所述PCB半成品上的测试点接触的探针；所述压块上连接有实现所述压块垂直于水平方向移动的竖向移动机构；所述竖向移动机构和实现所述压块水平竖向移动的水平竖向移动机构相连接；还包括设于所述PCB半成品上方的CCD摄像头和与所述CCD摄像头连接的PLC控制器；水平横向移动机构、水平竖向移动机构及竖向移动机构分别和所述PLC控制器连接；所述底板上位于所述水平横向移动机构的两侧分别设有导向板，所述导向板上设有导向块和所述支撑板底端所设导向槽配合，或者所述导向板上设有导向槽和所设支撑板底端所述导向块配合。

所述水平横向移动机构包括固定在所述底板上的电缸Ⅰ，所述电缸Ⅰ的滑块和所述支撑板底端连接；所述电缸Ⅰ的电机和所述PLC控制器连接；所述竖向移动机构包括电缸Ⅱ，所述电缸Ⅱ的滑块和所述压块连接；所述电缸Ⅱ的电机和所述PLC控制器连接；所述水平竖向移动机构包括电缸Ⅲ，所述电缸Ⅲ的滑块和所述电缸Ⅱ连接；所述电缸Ⅲ的电机和所述PLC控制器连接。

所述电缸Ⅰ上和滑块配合的丝杠的两端上分别设有和PLC控制器连接的位置传感器；所述电缸Ⅲ上和滑块配合的丝杠的两端上分别设有和PLC控制器连接的位置传感器；所述压块上设有和PLC控制器连接的压力传感器。

该种用于PCB半成品的测试方法，利用上述的用于PCB半成品的测试装置来实现，具体为：

(1)PCB半成品移动至检测区域；

(2)CCD摄像头采集PCB半成品位置影像特征上传，与标准影像特征相对比，确定是否存在因装配或部件制作公差引起的偏差；

(3)对步骤(2)确定的偏差进行补偿；

(4)接通PCB半成品测试电路；

(5)通过和测试电路连接的功能显示仪表显示PCB半成品各项功能是否正常，实现PCB半成品的测试。

所述步骤(1)中，打开电缸Ⅰ的电源控制开关，电缸Ⅰ的滑块带动支撑板和支撑柱上的PCB半成品移动至检测区域，关闭电源控制开关。

所述PLC控制器的存储器存储有标准PCB半成品测试位置的标准影像特征。

所述步骤(2)中，CCD摄像头将采集到的PCB半成品位置影像上传到PLC控制器，PLC控制器将采集的PCB半成品位置影像特征与数据库中的标准影像特征相对比，确定是否存在因装配或部件制作公差引起的偏差。

所述步骤(3)中，PLC控制器根据确定的偏差，发工作指令给电缸Ⅰ的电机，使PCB半成品到达设定位置，发工作指令给电缸Ⅲ的电机，使压块运动到设定位置，对步骤(2)确定的偏差进行补偿。

所述步骤(4)中，PLC控制器发工作指令给电缸Ⅱ的电机，使探针和PCB半成品上的测试点接触，接通PCB半成品的测试电路。

所述步骤(3)中，PCB半成品的测试电路中的电阻采用不同搭配，模拟出不同的输出模拟量。

本发明的优点在于：该用于PCB半成品的测试装置及其测试方法，打开水平横向移动机构的电源开关，将支撑柱上的PCB半成品移动到检测区域；CCD摄像头摄取PCB半成品的影像特征，PLC控制器根据CCD摄像头采集的影像特征和标准影像特征进行比较，确定偏差；PLC控制器再根据偏差控制水平横向移动机构和水平竖向移动机构，实现PCB半成品位置偏差补偿，PCB半成品达到设定位置；PLC控制器再控制竖向移动机构移动，使压块上的探针和PCB半成品上的测试点接触，导通PCB半成品测试电路；通过和测试电路连接的功能显示仪表显示PCB半成品各项功能是否正常，实现PCB半成品的测试；本发明采用CCD影像采集识别技术，通过X轴、Y轴和Z轴方向运动弥补装配带来的误差，从而满足探针与PCB板点对点的测试采集工作，实现产品测试的自动化、高效和准确性。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明用于PCB半成品的测试装置的结构简图。

上述图中的标记均为：

1、底板，2、支撑板，3、支撑柱，4、水平横向移动机构，5、水平竖向移动机构，6、竖向移动机构，7、压块，8、PCB半成品，9、导向板。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，该种用于PCB半成品的测试装置，包括底板1、支撑板2和设于支撑板2上用于定位支撑PCB半成品8的支撑柱3；底板1上设有和支撑板2底端连接实现支撑板2水平横向移动的水平横向移动机构4，水平横向移动机构4实现PCB半成品8的X轴方向移动；包括压块7，压块7上设有和PCB半成品8上的测试点接触的探针；压块7上连接有实现压块7垂直于水平方向移动的竖向移动机构6，竖向移动机构6实现PCB半成品8的Z轴方向移动；竖向移动机构6和实现压块7水平竖向移动的水平竖向移动机构5相连接，水平竖向移动机构5实现PCB半成品8的Y轴方向移动；还包括设于PCB半成品8上方用于摄取PCB半成品8影像特征的CCD摄像头和与CCD摄像头连接的PLC控制器；水平横向移动机构4、水平竖向移动机构5及竖向移动机构6分别和PLC控制器连接；底板1上位于水平横向移动机构4的两侧分别设有导向板9，导向板9上设有导向块和支撑板2底端所设导向槽配合，或者导向板9上设有导向槽和支撑板2底端所设导向块配合；导向块和导向槽的配合，使得支撑板2的移动平稳，进而使PCB半成品8的移动平稳，进一步地提高检测定位的准确性，提高检测的准确性。

打开水平横向移动机构4的电源开关，将支撑柱3上的PCB半成品8移动到检测区域；CCD摄像头摄取PCB半成品8的影像特征，PLC控制器根据CCD摄像头采集的影像特征和标准影像特征进行比较，确定偏差；PLC控制器再根据偏差控制水平横向移动机构4和水平竖向移动机构5，实现PCB半成品8位置偏差补偿，PCB半成品8达到设定位置；PLC控制器再控制竖向移动机构6移动，使压块7上的探针和PCB半成品8上的测试点接触，导通PCB半成品8测试电路；通过和测试电路连接的功能显示仪表显示PCB半成品8各项功能是否正常，实现PCB半成品8的测试；本发明采用CCD影像采集识别技术，通过X轴、Y轴和Z轴方向运动弥补装配带来的误差，从而满足探针与PCB板点对点的测试采集工作，实现产品测试的自动化、高效和准确。

水平横向移动机构4包括固定在底板1上的电缸Ⅰ，电缸Ⅰ的滑块和支撑板2底端连接；电缸Ⅰ的电机和PLC控制器连接。PLC控制器发工作指令给电缸Ⅰ的电机，电机工作，将电缸Ⅰ的电机旋转运动转换成滑块的直线运动，实现PCB半成品8的X轴方向的运动。

竖向移动机构6包括电缸Ⅱ，电缸Ⅱ的滑块和压块7连接；电缸Ⅱ的电机和PLC控制器连接。PLC控制器发工作指令给电缸Ⅱ的电机，电机工作，将电缸Ⅱ的电机旋转运动转换成滑块的直线运动，实现PCB半成品8的Z轴方向的运动。

水平竖向移动机构5包括电缸Ⅲ，电缸Ⅲ的滑块和电缸Ⅱ连接；电缸Ⅲ的电机和PLC控制器连接。PLC控制器发工作指令给电缸Ⅲ的电机，电机工作，将电缸Ⅲ的电机旋转运动转换成滑块的直线运动，实现电缸Ⅱ的Y轴方向移动，进而实现PCB半成品8的Y轴方向的运动。

电缸Ⅰ上和滑块配合的丝杠的两端上分别设有和PLC控制器连接的位置传感器；电缸Ⅲ上和滑块配合的丝杠的两端上分别设有和PLC控制器连接的位置传感器；压块7上设有和PLC控制器连接的压力传感器。

底板1安装在工作台上，水平竖向移动机构5通过支架连接在工作台上，CCD摄像头通过连接在工作台上的摄像头支架进行支撑。

作为优选方案，位于支撑板2上的支撑柱3为两组，每组支撑柱3上均设置有PCB半成品8，水平竖向移动机构5及竖向移动机构6为和PCB半成品8配套的两套，相应的，CCD摄像头为两个。PLC控制器对水平横向移动机构4及两套水平竖向移动机构5及竖向移动机构6分别控制，能够实现PCB半成品8的轮流检测，进一步地提高检测效率。

该用于PCB半成品的测试方法，利用上述的用于PCB半成品的测试装置来实现，具体为：

(1)PCB半成品8移动至检测区域；以电源开关控制水平横向移动机构4(X轴方向)的形式，将PCB半成品8移动到检测区域；

(2)CCD摄像头采集PCB半成品8位置影像特征上传，与数据库中的标准影像特征相对比，确定是否存在因装配或部件制作公差引起的偏差；在PCB半成品8达到测试区域后，CCD摄像头将实时采集到的PCB影像特征上传，通过对比PLC控制器的电脑中存储器的标准影像特征资料，进行影像校正；通过CCD的采集分析，与存储器中的标准影像特征相对比，确定是否存在因装配或者制作公差引起的偏差；

(3)对步骤(2)确定的偏差进行补偿；通过控制水平横向移动机构4(X轴方向)和水平竖向移动机构5(Y轴方向)的相互配合偏移，以使PCB半成品到达满足于标准影像特征的影像位置；

(4)接通PCB半成品8测试电路；将偏差补偿后，控制竖向移动机构6(Z轴方向)的运动，使探针和PCB半成品8测试触头接触，达到测试的位置需求；

(5)通过和测试电路连接的功能显示仪表显示PCB半成品8各项功能是否正常，实现PCB半成品8的测试。

步骤(1)中，打开电缸Ⅰ的电源控制开关，电缸Ⅰ的滑块带动支撑板2和支撑柱3上的PCB半成品8移动至检测区域，关闭电源控制开关。

PLC控制器的存储器存储有标准PCB半成品8测试位置的标准影像特征。

步骤(2)中，CCD摄像头将采集到的PCB半成品8位置影像上传到PLC控制器，PLC控制器将采集的PCB半成品8位置影像特征与数据库中的标准影像特征相对比，确定是否存在因装配或部件制作公差引起的偏差。

步骤(3)中，PLC控制器根据确定的偏差，发工作指令给电缸Ⅰ的电机，使PCB半成品8到达设定位置，发工作指令给电缸Ⅲ的电机，使压块7运动到设定位置，对步骤(2)确定的偏差进行补偿。

步骤(3)和步骤(2)具体为：CCD摄像头实时采集PCB半成品8的位置影像特征，并实时反馈给PLC控制器，PLC控制器将实时采集的PCB半成品8的位置影像特征和标准影像特征进行比较；只要采集的PCB半成品8的位置影像特征和标准影像特征不符合，PLC控制器即算出PCB半成品8的位置影像特征和标准影像特征之间存在偏差；此时PLC控制器即控制水平横向移动机构4和水平竖向移动机构5相互配合偏移，直到CCD摄像头采集的PCB半成品的位置影像特征和标准影像特征相同，PCB半成品即到达满足于标准影像特征的影像位置，实现了偏差补偿，此时PLC控制器控制水平横向移动机构4和水平竖向移动机构5停止移动。

电缸Ⅰ上和滑块配合的丝杠的两端上分别设有位置传感器，PLC控制器控制电缸Ⅰ的工作，将电缸Ⅰ的电机旋转运动转换成滑块的直线运动，实现PCB半成品8的X轴方向的运动；电缸Ⅰ的滑块滑动到丝杠的两端时，位置传感器将滑块到位信号反馈给PLC控制器，PLC控制器根据到位信号控制电机反向转动，使滑块向相反方向移动，直至水平横向移动机构4带动PCB半成品8到达设定位置，PLC控制器控制电缸Ⅰ的电机停止工作。

电缸Ⅲ上和滑块配合的丝杠的两端上分别设有位置传感器，PLC控制器控制电缸Ⅲ的工作，将电缸Ⅲ的电机旋转运动转换成滑块的直线运动，实现电缸Ⅱ的Y轴方向移动，进而实现PCB半成品8的Y轴方向的运动；电缸Ⅲ的滑块滑动到丝杠的两端时，位置传感器将滑块到位信号反馈给PLC控制器，PLC控制器根据到位信号控制电机反向转动，使滑块向相反方向移动，直至水平竖向移动机构5带动压块7到达设定位置，PLC控制器控制电缸Ⅲ的电机停止工作。

PCB半成品8和压块7到达设定位置时，CCD摄像头采集的PCB半成品的位置影像特征和标准影像特征相同，此时PLC控制器控制水平横向移动机构4和水平竖向移动机构5停止移动。

步骤(4)中，PLC控制器发工作指令给电缸Ⅱ的电机，电缸Ⅱ的滑块带动压块7向下运动，使探针和PCB半成品8上的测试点接触，接通PCB半成品8的测试电路。压块7上设有和PLC控制器连接的压力传感器，探针和PCB半成品8上的测试点接触时，压力传感器将到位信号输入给PLC控制器，PLC控制器输出指令控制电缸Ⅱ的电机停止工作。

步骤(3)中，PCB半成品8的测试电路中的电阻采用不同搭配，模拟出不同的输出模拟量。

PLC控制器通过控制水平横向移动机构4、水平竖向移动机构5和竖向移动机构6的运动来实现X、Y和Z轴的影像偏移补偿，最终达到测试的位置需求，实现点对点的接触方式，采用不同输入模拟电压，模拟人为的按键测试，快速的检测以及减少人为按键检测带来的测试风险。同时采用电阻的不同组合搭配出不同的输出模拟，满足不同按键的测试输入，从而达到PCB半成品8集成化，快速化，自动化。同时将测试胎具设计统一化，在更换胎具的基础上，可以做到一套影像校准测试系统，多种产品的快速测试。

本发明有效地解决了PCB产品装配产生的误差，从而导致的产品测试合格率低下问题，确保了产品的出厂合格率，返工风险，测试需要以及使用寿命的需求。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于PCB半成品的测试装置，其特征在于：包括底板、支撑板和设于所述支撑板上用于定位支撑所述PCB半成品的支撑柱；所述底板上设有和所述支撑板底端连接实现所述支撑板水平横向移动的水平横向移动机构；包括压块，所述压块上设有和所述PCB半成品上的测试点接触的探针；所述压块上连接有实现所述压块垂直于水平方向移动的竖向移动机构；所述竖向移动机构和实现所述压块水平竖向移动的水平竖向移动机构相连接；还包括设于所述PCB半成品上方的CCD摄像头和与所述CCD摄像头连接的PLC控制器；水平横向移动机构、水平竖向移动机构及竖向移动机构分别和所述PLC控制器连接；所述底板上位于所述水平横向移动机构的两侧分别设有导向板，所述导向板上设有导向块和所述支撑板底端所设导向槽配合，或者所述导向板上设有导向槽和所述支撑板底端所设导向块配合。

2.如权利要求1所述的用于PCB半成品的测试装置，其特征在于：所述水平横向移动机构包括固定在所述底板上的电缸Ⅰ，所述电缸Ⅰ的滑块和所述支撑板底端连接；所述电缸Ⅰ的电机和所述PLC控制器连接；所述竖向移动机构包括电缸Ⅱ，所述电缸Ⅱ的滑块和所述压块连接；所述电缸Ⅱ的电机和所述PLC控制器连接；所述水平竖向移动机构包括电缸Ⅲ，所述电缸Ⅲ的滑块和所述电缸Ⅱ连接；所述电缸Ⅲ的电机和所述PLC控制器连接。

3.如权利要求2所述的用于PCB半成品的测试装置，其特征在于：所述电缸Ⅰ上和滑块配合的丝杠的两端上分别设有和PLC控制器连接的位置传感器；所述电缸Ⅲ上和滑块配合的丝杠的两端上分别设有和PLC控制器连接的位置传感器；所述压块上设有和PLC控制器连接的压力传感器。

4.用于PCB半成品的测试方法，利用权利要求1-3任一项所述的用于PCB半成品的测试装置来实现，其特征在于：具体为：

(1)PCB半成品移动至检测区域；

(2)CCD摄像头采集PCB半成品位置影像特征上传，与标准影像特征相对比，确定是否存在因装配或部件制作公差引起的偏差；

(3)对步骤(2)确定的偏差进行补偿；

(4)接通PCB半成品测试电路；

(5)通过和测试电路连接的功能显示仪表显示PCB半成品各项功能是否正常，实现PCB半成品的测试。

5.如权利要求4所述的用于PCB半成品的测试方法，其特征在于：所述步骤(1)中，打开电缸Ⅰ的电源控制开关，电缸Ⅰ的滑块带动支撑板和支撑柱上的PCB半成品移动至检测区域，关闭电源控制开关。

6.如权利要求4所述的用于PCB半成品的测试方法，其特征在于：所述PLC控制器的存储器存储有标准PCB半成品测试位置的标准影像特征。

7.如权利要求6所述的用于PCB半成品的测试方法，其特征在于：所述步骤(2)中，CCD摄像头将实时采集到的PCB半成品位置影像上传到PLC控制器，PLC控制器将采集的PCB半成品位置影像特征与数据库中的标准影像特征相对比，确定是否存在因装配或部件制作公差引起的偏差。

8.如权利要求4所述的用于PCB半成品的测试方法，其特征在于：所述步骤(3)中，PLC控制器根据确定的偏差，发工作指令给电缸Ⅰ的电机，使PCB半成品到达设定位置，发工作指令给电缸Ⅲ的电机，使压块运动到设定位置，对步骤(2)确定的偏差进行补偿。

9.如权利要求4所述的用于PCB半成品的测试方法，其特征在于：所述步骤(4)中，PLC控制器发工作指令给电缸Ⅱ的电机，使探针和PCB半成品上的测试点接触，接通PCB半成品的测试电路。

10.如权利要求4所述的用于PCB半成品的测试装置，其特征在于：所述步骤(3)中，PCB半成品的测试电路中的电阻采用不同搭配，模拟出不同的输出模拟量。