CN106019122A - 基于测点距离的飞针测试机运动的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种基于测点距离的飞针测试机运动的控制方法及装置，包括：确定测试头预下针所用的时间Δt；确定测试头开始运动到进入某一误差范围内所需时间t；确定测试头开始下针的时间t‑Δt。本发明能够很好地兼顾更快的定位速度和更高的定位精度。

Description

基于测点距离的飞针测试机运动的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及飞针测试技术，尤其涉及到一种飞针测试机运动的控制技术。

背景技术

飞针测试机是进行PCB电气测量的重要设备。其是通过与多台电机和丝杆或其它传动构件的技术耦合，带动测试头的快速移动，来实现探针同焊盘或器件引脚接触并进行电气测量。其中，单个测试头需要三个电机带动，以实现三个方向的定位。随着电子产业的不断发展，电子产品的尺寸不断减小，PCB板的线路尺寸也越来越小，密度越来越高。这对测试设备的性能提出了更高的要求：更快的定位速度，和，更高的定位精度。

飞针测试机在完成某一线路测试后，测试探针将从一个测试点移动到另一个测点，以完成另一组线路的测量。测试头的运动分为三个方向，即：水平面上的X、Y两个方向上的运动，以及竖直面上的Z方向上的下针动作。

现有的飞针测试机运动的控制方法，一般是测试头在X、Y方向上运动到位后，开始下针，进而完成电气测量。由于测试头的移动属于点到点的运动方式，在快速定位过程中会产生振动，因此需要一定长度的整定时间，来使测试头的定位能够进入到允许的误差范围之内，以确保测试探针能够与测点焊盘可靠接触。这种的控制方法，从一个测试点转移到另一个测试点，需要较高的定位精度，就需要设定较长的整定时间，从而影响到运动效率，需要较快的定位速度，又需要设定较短的整定时间，从而影响到定位速度。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种基于测点距离的飞针测试机运动的控制方法及装置，能够很好地兼顾更快的定位速度和更高的定位精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于测点距离的飞针测试机运动的控制方法，其包括：确定测试头预下针所用的时间Δt；确定测试头开始运动到进入某一误差范围内所需时间t；确定测试头开始下针的时间t-Δt。

在一些实施例中，测试头预下针所用的时间Δt的确定方式为：

$\mathrm{\Δ}t=\left\{\begin{array}{cc}\sqrt{\frac{2\mathrm{\Δ}h}{a}}& \mathrm{\Δ}h\≤\frac{v^2}{2a}\\ \frac{\mathrm{\Δ}h}{v}+\frac{v}{2a}& \mathrm{\Δ}h>\frac{v^2}{2a}\end{array}\right.$

其中，Δh为测试头下针的距离，v为测试头下针最大速度，a为测试头下针的加速度。

在一些实施例中，所述的测试头下针的距离Δh，是根据实际待测PCB板的翘曲程度来设置的，如果PCB板的翘曲程度越大，则测试头下针的距离为Δh设置得越小，反之则可以设置得越大。

在一些实施例中，测试头开始运动到进入某一误差范围内所需时间t的确定方式为：函数t＝f(s)，其中，s为当前测试点与下一个测试点之间的运动距离。

在一些实施例中，所述函数t＝f(s)通过理论建模分析、实验建模分析或两者相结合的方法得到。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案还是：提供一种基于测点距离的飞针测试机运动的控制装置，其包括：第一单元，用于确定测试头预下针所用的时间Δt；第二单元，用于确定测试头开始运动到进入某一误差范围内所需时间t；第三单元，用于确定测试头开始下针的时间t-Δt。

本发明的有益效果在于，通过根据测点距离与测试头在X、Y方向上的运动及整定时间之间的关系，确定测试头的下针时间，以优化测试头的下针时间，在保证定位精度的前提下，实现测试头运动时间的最优化，进而提高运动效率，能够很好地兼顾更快的定位速度和更高的定位精度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明基于测点距离的飞针测试机运动的控制方法的原理示意。

图2为本发明基于测点距离的飞针测试机运动的控制方法的流程示意。

图3为本发明基于测点距离的飞针测试机运动的控制装置的框图示意。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

考虑到飞针测试机从当前测试点到下一测试点的运动，当运动距离不同时，测试头的振动位移也将不同。因此，进入某一误差范围内所需要的整定时间也不相同。测试头从开始运动到进入某一误差范围内所需要的时间与运动距离之间存在一定的关系。

本发明提出三轴联动工艺以提高测试头的运动效率。应用三轴联动时，需要确定测试头的下针时间，而测试头下针时间的确定与定位误差的要求有关。测试头定位过程中进入某一误差范围内所用的时间与运动距离有关。结合测试点之间的距离来确定测试头的下针时间，可以在保证定位精度的前提下实现测试头运动时间的最优化，尽可能的提高运动效率。

参见图1，图1为本发明基于测点距离的飞针测试机运动的控制方法的原理示意。其中，测试头从测试点P1运动到测试点P2所用的时间为t，测试点P1运动到测试点P2运动距离为s，测试头完成下针所用的时间为t_Z，测试头在t-Δt时刻开始下针，完成预下针所用的时间为Δt。本发明在三轴联动的基础上，根据PCB板测试点距离与定位误差的关系，动态调整测试头下针的时间。这种的运动控制方法，可以在提高测试效率的同时保证测试头的定位精度。

参见图2，图2为本发明基于测点距离的飞针测试机运动的控制方法的流程示意。本发明的控制方法包括：

步骤201、确定测试头预下针所用的时间Δt。结合参见图1，测试头将在Δt内完成预下针，在此时间内，测试头下针的距离为Δh，而这一距离是根据实际待测PCB板的翘曲程度来设置的，如果PCB板的翘曲程度越大，则测试头下针的距离为Δh应设置得越小，反之则可以设置得越大。结合测试头下针最大速度v、加速度a，可以计算得到预下针所用的时间

$\mathrm{\Δ}t=\left\{\begin{array}{cc}\sqrt{\frac{2\mathrm{\Δ}h}{a}}& \mathrm{\Δ}h\≤\frac{v^2}{2a}\\ \frac{\mathrm{\Δ}h}{v}+\frac{v}{2a}& \mathrm{\Δ}h>\frac{v^2}{2a}\end{array}\right.$

步骤202、确定测试头开始运动到进入某一误差范围内所需时间与运动距离的关系。结合参见图1，从测试点P1运动到测试点P2的距离为s，当机械结构确定之后，测试头从开始运动到进入某一误差范围内所需的时间也运动距离的关系是确定的，这一关系可以用一函数来表示t＝f(s)。通过理论建模分析、实验建模分析或两者相结合的方法可以获得这一关系。

步骤203、确定测试头开始下针的时间。当获得测试头预下针所用的时间Δt以及测试头运动t之后，测试头开始下针的时间为t-Δt。

参见图3，图3为本发明基于测点距离的飞针测试机运动的控制装置的框图示意。本发明的控制装置包括：

第一单元301、用于确定测试头预下针所用的时间Δt。结合参见图1，测试头将在Δt内完成预下针，在此时间内，测试头下针的距离为Δh，而这一距离是根据实际待测PCB板的翘曲程度来设置的，如果PCB板的翘曲程度越大，则测试头下针的距离为Δh应设置得越小，反之则可以设置得越大。结合测试头下针最大速度v、加速度a，可以计算得到预下针所用的时间

$\mathrm{\Δ}t=\left\{\begin{array}{cc}\sqrt{\frac{2\mathrm{\Δ}h}{a}}& \mathrm{\Δ}h\≤\frac{v^2}{2a}\\ \frac{\mathrm{\Δ}h}{v}+\frac{v}{2a}& \mathrm{\Δ}h>\frac{v^2}{2a}\end{array}\right.$

第二单元302、用于确定测试头开始运动到进入某一误差范围内所需时间与运动距离的关系。结合参见图1，从测试点P1运动到测试点P2的距离为s，当机械结构确定之后，测试头从开始运动到进入某一误差范围内所需的时间也运动距离的关系是确定的，这一关系可以用一函数来表示t＝f(s)。通过理论建模分析、实验建模分析或两者相结合的方法可以获得这一关系。

第三单元303、用于确定测试头开始下针的时间。当获得测试头预下针所用的时间Δt以及测试头运动t之后，测试头开始下针的时间为t-Δt。

本发明的有益效果在于，通过根据测点距离与测试头在X、Y方向上的运动及整定时间之间的关系，确定测试头的下针时间，以优化测试头的下针时间，在保证定位精度的前提下，实现测试头运动时间的最优化，进而提高运动效率，能够很好地兼顾更快的定位速度和更高的定位精度。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于测点距离的飞针测试机运动的控制方法，其特征在于，包括：确定测试头预下针所用的时间Δt；确定测试头开始运动到进入某一误差范围内所需时间t；确定测试头开始下针的时间t-Δt。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：测试头预下针所用的时间Δt的确定方式为：

$\mathrm{\Δ}t=\left\{\begin{array}{cc}\sqrt{\frac{2\mathrm{\Δ}h}{a}}& \mathrm{\Δ}h\≤\frac{v^2}{2a}\\ \frac{\mathrm{\Δ}h}{v}+\frac{v}{2a}& \mathrm{\Δ}h>\frac{v^2}{2a}\end{array}\right.$

其中，Δh为测试头下针的距离，v为测试头下针最大速度，a为测试头下针的加速度。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于：所述的测试头下针的距离Δh，是根据实际待测PCB板的翘曲程度来设置的，如果PCB板的翘曲程度越大，则测试头下针的距离为Δh设置得越小，反之则可以设置得越大。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：测试头开始运动到进入某一误差范围内所需时间t的确定方式为：函数t＝f(s)，其中，s为当前测试点与下一个测试点之间的运动距离。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：所述函数t＝f(s)通过理论建模分析、实验建模分析或两者相结合的方法得到。

6.一种基于测点距离的飞针测试机运动的控制装置，其特征在于：包括：第一单元，用于确定测试头预下针所用的时间Δt；第二单元，用于确定测试头开始运动到进入某一误差范围内所需时间t；第三单元，用于确定测试头开始下针的时间t-Δt。

7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于：测试头预下针所用的时间Δt的确定方式为：

$\mathrm{\Δ}t=\left\{\begin{array}{cc}\sqrt{\frac{2\mathrm{\Δ}h}{a}}& \mathrm{\Δ}h\≤\frac{v^2}{2a}\\ \frac{\mathrm{\Δ}h}{v}+\frac{v}{2a}& \mathrm{\Δ}h>\frac{v^2}{2a}\end{array}\right.$

其中，Δh为测试头下针的距离，v为测试头下针最大速度，a为测试头下针的加速度。

8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于：所述的测试头下针的距离Δh，是根据实际待测PCB板的翘曲程度来设置的，如果PCB板的翘曲程度越大，则测试头下针的距离为Δh设置得越小，反之则可以设置得越大。

9.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于：测试头开始运动到进入某一误差范围内所需时间t的确定方式为：函数t＝f(s)，其中，s为当前测试点与下一个测试点之间的运动距离。

10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于：所述函数t＝f(s)通过理论建模分析、实验建模分析或两者相结合的方法得到。