CN107621601B - 飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统及其方法。上述的飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统包括激光器组件、转角镜组、反射镜组以及单分光镜组。激光器组件产生激光束；转角镜组传播激光束；反射镜组用于反射激光束，使激光束反射回激光器组件；单分光镜组传播激光束；上述的飞针测试机的运动轴的控制方法及定位精度的补偿方法，保证了飞针测试机具有较高的测试精度，解决了飞针测试机的测试精度较低的问题；此外，上述的飞针测试机的运动轴的定位精度的补偿方法容易操作实施且成本较低。

Description

飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统及其测试方法

技术领域

本发明涉及印刷线路板的测试的技术领域，特别是涉及一种飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统及其测试方法。

背景技术

飞针测试机包括X轴运动轴和Y轴运动轴，在X轴运动轴和Y轴运动轴上均安装有由电机驱动的探针，探针经相应的电机的驱动在Z轴方向上移动以与印刷线路板上的焊点进行接触，从而对印刷线路板进行电气测量。由于飞针测试机的功能要求，Y轴运动轴的两端分别架设于两个X轴运动轴上，且Y轴运动轴的两端的距离较大，Y轴运动轴由两个安装于X轴运动轴的电机进行驱动或由单个安装于X轴运动轴的电机进行驱动。

为了提高飞针测试机的测试效率，飞针测试机有多个探针，相应的X轴运动轴和Y轴运动轴的数量也在增加。由于飞针测试机的运动轴的数量的增加，Y轴运动轴采用两个安装于X轴运动轴进行驱动的方案的成本较高。受飞针测试机的成本和安装空间的限制，Y轴运动轴考虑采用单个安装于X轴运动轴的电机进行驱动的方案。在采用单个安装于X轴运动轴的电机进行驱动的同时提高相应的定位精度，需要对运动轴的定位精度进行补偿。

在对运动轴的定位精度进行补偿之前，需对运动轴的定位精度进行测试。传统的飞针测试机的运动轴的定位精度采用激光干涉仪进行测量，使飞针测试机的运动轴的定位精度的测试效率和测试精度均较低。

发明内容

基于此，有必要针对飞针测试机的运动轴的定位精度的测试效率和测试精度均较低的问题，提供一种飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统及其测试方法。

一种飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统，所述测试系统包括：

激光器组件，所述激光器组件产生激光束；

转角镜组，所述转角镜组传播所述激光束；

反射镜组，所述反射镜组用于反射所述激光束，使所述激光束反射回所述激光器组件；以及

单分光镜组，所述单分光镜组传播所述激光束；

其中，飞针测试机的X轴包括待测试的X1轴以及与所述X1轴相邻的X2轴；当测试所述X1轴时，所述反射镜组用于设于所述X1轴的Z轴固定板上，所述单分光镜组用于设于所述X2轴的Z轴固定板上，通过所述激光器组件、所述转角镜组、所述反射镜组和所述单分光镜组进行测试所述飞针测试机的X1轴；

当测试所述飞针测试机的Y轴时，所述反射镜组用于设于所述Y轴的Z轴固定板上，所述单分光镜组、所述反射镜组和所述激光器组件呈线性设置，且所述单分光镜组用于设于与所述Y轴不干涉的位置，通过所述激光器组件、所述反射镜组和所述单分光镜组进行测试所述飞针测试机的Y轴。

在其中一个实施例中，所述激光器组件包括激光头和支撑架，所述激光头产生激光束，所述支撑架支撑所述激光头。

在其中一个实施例中，所述反射镜组包括反射镜和第一安装支架，所述反射镜用于反射所述激光束，所述第一安装支架支撑所述反射镜。

在其中一个实施例中，所述转角镜组包括固定转向镜、准直辅助镜和第二安装支架，所述固定转向镜用于将所述激光束偏转第一预定角度，所述准直辅助镜用于调整所述激光束，所述准直辅助镜与所述固定转向镜相对设置，使所述激光束经过所述固定转向镜和所述准直辅助镜，所述第二安装支架支撑所述固定转向镜和所述准直辅助镜；增设准直辅助镜可以保证两次90°转向光路改变一定的传播方向，保证两条90°转向的光路能够交汇于一起，进而提高调光效率和测试效率，保证测试系统的可操作性；由于该测试系统的飞针运动轴为飞针测试机自带的运动轴，且X1轴的Y轴和X2轴的Y轴相互平行，测试过程中，测试系统根据补偿图逐行测试时两个Y轴同时移动相同的距离，使测试系统的光路保持正常，无需再调试光路或人工移动相关镜组的位置，提高了飞针测试机的X轴的定位精度的测试效率，从而提高了飞针测试机的运动轴的定位精度的测试效率。

在其中一个实施例中，所述第一预定角度为90°。

在其中一个实施例中，所述单分光镜组包括单分光镜和第三安装支架，所述单分光镜用于将所述激光束偏转第二预定角度，所述第三安装支架支撑所述单分光镜。

在其中一个实施例中，所述第二预定角度为90°或180°；当测试所述Y轴时，所述第二预定角度为180°，使激光器组件、单分光镜组和反射镜组呈线性设置；当测试所述X1轴时，所述第二预定角度为90°。

一种飞针测试机的运动轴的定位精度的测试方法，应用上述的飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统进行测试，所述测试方法包括：

根据所述飞针测试机的测试区域设定矩阵区域；

根据测试对象设计相应的测试系统相关的安装板；

应用所述测试系统测试所述Y轴运动的定位精度数据；以及

应用所述测试系统测试所述X轴运动的定位精度数据；

其中，所述矩阵区域为网格状的测试点矩阵，所述测试点矩阵的四个顶点分别为测试点A、测试点B、测试点C和测试点D，所述测试点A和所述测试点B的连线方向为X轴的运动方向，所述测试点A和所述测试点C的连线方向为Y轴的运动方向；所述测试对象为所述飞针测试机的X轴或Y轴；当测试所述X轴时，使用所述激光器组件、所述转角镜组、所述反射镜组和所述单分光镜组进行测试；当测试所述Y轴时，使用所述激光器组件、所述反射镜组和所述单分光镜组进行测试。

在其中一个实施例中，应用所述测试系统测试所述Y轴的定位精度的步骤具体为：

将所述X轴运动至所述测试点A与所述测试点B之间连线的中点；

对所述激光器组件、所述反射镜组和所述单分光镜组之间的光路进行调试；以及

应用所述测试系统沿所述Y轴的运动方向运动，以测试所述Y轴的定位精度数据。

在其中一个实施例中，应用所述测试系统测试所述X轴运动的定位精度数据的步骤具体为：

将所述Y轴运动至所述测试点A与所述测试点B其中之一；

安装所述转角镜组、所述反射镜组、所述单分光镜组和所述激光器组件；

对所述激光器组件、所述转角镜组、所述反射镜组和所述单分光镜组之间的光路进行调试；

应用所述测试系统测试所述X轴位于AB行的每个测试点的定位精度数据；以及

应用所述测试系统逐行测试所述X轴位于剩余行的每个测试点的定位精度数据；其中，所述AB行为所述测试点A和所述测试点B所在的行。

上述的飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统及其测试方法，当测试Y轴时，需使用激光器组件、单分光镜组和反射镜组进行测试，此时反射镜组设于待测试的Y轴的Z轴固定板上，单分光镜组设于与飞针测试机的Y轴不干涉的位置，且单分光镜组、反射镜组和激光器组件呈线性设置，激光器组件产生的激光束经过单分光镜组后入射至反射镜组上，然后再经过反射镜组反射回激光器组件，以测得Y轴的定位精度数据；当测试X轴时，需使用激光器组件、转角镜组、单分光镜组和反射镜组进行测试，此时反射镜组设于X1轴的Z轴的固定板上，转角镜组设于飞针测试机的X2轴的Z轴固定板上，单分光镜组设于X2轴的Z轴固定板上；激光器组件产生的激光束先经过转角镜组后入射至单分光镜组，然后在再经过单分光镜组入射至反射镜组，由反射镜组反射回激光器组件，以测得X轴的定位精度数据。

测试X轴时，增加转角镜组使测试系统的光路经过两次90°转向的光路中间改变一定的传播方向，保证两次90°转向的光路能够交汇于一起，进而提高调光效率和测试效率，保证测试系统的可操作性；由于该测试系统的飞针运动轴为飞针测试机自带的运动轴，且X1轴的Y轴和X2轴的Y轴相互平行，测试过程中，测试系统根据补偿图逐行测试时两个Y轴同时移动相同的距离，使测试系统的光路保持正常，无需再调试光路或人工移动相关镜组的位置，提高了飞针测试机的X轴的定位精度的测试效率，从而提高了飞针测试机的运动轴的定位精度的测试效率；由于上述的测试系统对飞针测试机的XY轴的整个平面进行测试，防止定位误差的累积，提高了飞针测试机的测试精度。

附图说明

图1为飞针测试机的示意图；

图2为一实施例的飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统测试飞针测试机的X轴的示意图；

图3为一实施例的飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统测试飞针测试机的Y轴的示意图；

图4为应用测试系统测试飞针测试机的运动轴的定位精度的测试方法的一流程图；

图5为飞针测试机的测试区域的设定矩阵区域；

图6为应用测试系统测试飞针测试机的运动轴的定位精度的测试方法的另一流程图；

图7为应用测试系统测试飞针测试机的运动轴的定位精度的测试方法的又一流程图；

图8为应用测试系统测试所述Y轴运动的定位精度数据的流程图；

图9为应用测试系统测试所述X轴运动的定位精度数据的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统及其测试方法进行更全面的描述。附图中给出了飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统及其测试方法的首选实施例。但是，飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统及其测试方法可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统及其测试方法的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统及其测试方法的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

例如，一种飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统包括激光器组件、转角镜组、反射镜组以及单分光镜组。所述激光器组件产生激光束；例如，所述转角镜组传播所述激光束；例如，所述反射镜组用于反射所述激光束，使所述激光束反射回所述激光器组件；例如，所述单分光镜组传播所述激光束；其中，飞针测试机的X轴包括待测试的X1轴以及与所述X1轴相邻的X2轴；例如，当测试所述X1轴时，所述反射镜组用于设于所述X1轴的Z轴固定板上，所述单分光镜组用于设于所述X2轴的Z轴固定板上，通过所述激光器组件、所述转角镜组、所述反射镜组和所述单分光镜组进行测试飞针测试机的X1轴；例如，当测试所述飞针测试机的Y轴时，所述反射镜组用于设于所述Y轴的Z轴固定板上，所述单分光镜组、所述反射镜组和所述激光器组件呈线性设置，且所述单分光镜组用于设于与所述Y轴不干涉的位置，通过所述激光器组件、所述反射镜组和所述单分光镜组进行测试所述飞针测试机的Y轴。例如，一种飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统包括激光器组件、转角镜组、反射镜组以及单分光镜组。所述激光器组件产生激光束所述转角镜组传播所述激光束；所述反射镜组用于反射所述激光束，使所述激光束反射回所述激光器组件；所述单分光镜组传播所述激光束；其中，飞针测试机的X轴包括待测试的X1轴以及与所述X1轴相邻的X2轴；当测试所述X1轴时，所述反射镜组用于设于所述X1轴的Z轴固定板上，所述单分光镜组用于设于所述X2轴的Z轴固定板上，通过所述激光器组件、所述转角镜组、所述反射镜组和所述单分光镜组进行测试所述飞针测试机的X1轴；当测试所述飞针测试机的Y轴时，所述反射镜组用于设于所述Y轴的Z轴固定板上，所述单分光镜组、所述反射镜组和所述激光器组件呈线性设置，且所述单分光镜组用于设于与所述Y轴不干涉的位置，通过所述激光器组件、所述反射镜组和所述单分光镜组进行测试所述飞针测试机的Y轴。

如图1所示，一实施例的飞针测试机10的运动轴的定位精度的测试系统20用于测试飞针测试机10的X轴100和Y轴200的定位精度数据。如图2和图3所示，所述测试系统20包括激光器组件300、转角镜组400、反射镜组500以及单分光镜组600。所述激光器组件300产生激光束。如图2所示，当测试飞针测试机10的X轴100时，通过激光器组件300、转角镜组400、反射镜组500以及单分光镜组600进行测试。如图3所示，当测试飞针测试机10的Y轴200时，通过激光器组件300、反射镜组500以及单分光镜组600进行测试。

所述转角镜组400传播所述激光束；所述反射镜组500用于反射所述激光束，使所述激光束反射回所述激光器组件300；所述单分光镜组600传播所述激光束。

其中，飞针测试机10的X轴100包括待测试的X1轴130以及与与所述X1轴130相邻的X2轴140。当测试所述X1轴130时，所述反射镜组500用于设于所述X1轴的Z轴固定板上，所述单分光镜组用于设于所述X2轴的Z轴固定板上，通过所述激光器组件300、所述转角镜组400、所述反射镜组500和所述单分光镜组600进行测试飞针测试机10的X1轴130。当测试所述飞针测试机10的Y轴200时，所述反射镜组500用于设于待测试的所述Y轴200的Z轴固定板上，所述单分光镜组600、所述反射镜组500和所述激光器组件300呈线性设置，且所述单分光镜组用于设于与待测试所述Y轴200不干涉的位置，通过所述激光器组件300、所述反射镜组500和所述单分光镜组600进行测试所述飞针测试机10的Y轴200。在测试X轴和Y轴时，因激光器组件300的体积较大，故将激光器组件300设于飞针测试机10之外，仅需使激光器组件300不干涉待测X轴或Y轴的移动即可。在测试X轴时，所述单分光镜组600、所述反射镜组500和所述激光器组件300呈线性设置。在测试Y轴时，所述激光器组件300与所述转角组件400相对设置，使激光器组件300产生的激光束经过转角组件400。又如，所述单分光镜组用于设于所述X2轴的主动端的Z轴固定板上。例如，所述转角镜组用于设于所述飞针测试机的X2轴主动端上。

如图2所示，在其中一个实施例中，所述激光器组件300包括激光头310和支撑架320，所述激光头310产生激光束，所述支撑架320支撑所述激光头310。例如，支撑架320为三角架。又如，激光头310通过螺栓固定于支撑架320上。例如，激光头310通过焊接或胶接固定于支撑架320上。在其中一个实施例中，所述反射镜组500包括反射镜(图未示)和第一安装支架(图未示)，所述反射镜用于反射所述激光束，所述第一安装支架支撑所述反射镜。例如，反射镜通过焊接或胶接固定于第一安装支架上。又如，反射镜通过螺钉固定于第一安装支架上。

在其中一个实施例中，所述转角镜组400包括固定转向镜410、准直辅助镜420和第二安装支架(图未示)，所述固定转向镜410用于将所述激光束偏转第一预定角度，所述准直辅助镜420用于调整所述激光束，所述准直辅助镜420与所述固定转向镜410相对设置，使所述激光束经过所述固定转向镜410和所述准直辅助镜420，所述第二安装支架支撑所述固定转向镜410和所述准直辅助镜420；增设准直辅助镜420可以保证两次90°转向的光路中间改变一定的传播方向，保证两次90°转向的光路能够交汇于一起，进而提高调光效率和测试效率，保证测试系统20的可操作性。

由于该测试系统20的飞针运动轴为飞针测试机10自带的运动轴，且X1轴的Y轴200和X2轴的Y轴200相互平行，测试过程中，测试系统20根据补偿图逐行测试时两个Y轴200同时移动相同的距离，使测试系统20的光路保持正常，无需再调试光路或人工移动相关镜组的位置，提高了飞针测试机10的X轴100的定位精度的测试效率，从而提高了飞针测试机10的运动轴的定位精度的测试效率。例如，所述第一预定角度为90°，使经过固定转向镜410转向的光线与经过单分光镜组600的光线能够交汇于一起，实现两次90°转向。

在其中一个实施例中，所述单分光镜组600包括单分光镜(图未示)和第三安装支架(图未示)，所述单分光镜用于将所述激光束偏转第二预定角度，所述第三安装支架支撑所述单分光镜。例如，单分光镜焊接或胶接于第三安装支架上。又如，单分光镜通过螺钉连接于第三安装支架上

在其中一个实施例中，所述第二预定角度为90°或180°。如图3所示，当测试所述Y轴200时，所述第二预定角度为180°，使激光器组件300、单分光镜组600和反射镜组500呈线性设置，即激光器组件300、单分光镜组600和反射镜组500在同一直线上。如图2所示，当测试所述X1轴130时，所述第二预定角度为90°，使经过固定转向镜410转向的光线与经过单分光镜组600的光线能够交汇于一起，实现两次90°转向。

如图4所示，本发明还提供一种飞针测试机10的运动轴的定位精度的测试方法。应用上述的飞针测试机10的运动轴的定位精度的测试系统20进行测试。

所述测试方法包括：

S104，根据所述飞针测试机10的测试区域10a设定矩阵区域。

其中，同时参见图5，所述矩阵区域为网格状的测试点矩阵，所述测试点矩阵的四个顶点分别为测试点A、测试点B、测试点C和测试点D，所述测试点A和所述测试点B的连线方向为X轴100方向，所述测试点A和所述测试点C的连线方向为Y轴200方向。在本实施例中，飞针测试机10为平面式飞针测试机。测试点A、测试点B、测试点C和测试点D围成矩阵区域ABCD。矩阵区域ABCD为网格状的测试点矩阵。测试点矩阵包括多个测试点，多个测试点呈网格状排布。AB为测试点矩阵的行，AC为测试点矩阵的列。测试时，在校正板的AB行与AC列的交汇处定义于校正板的零点，AB行为校正板的x轴，AB列为校正板的y轴。

例如，所述矩阵区域的面积大于或等于所述测试区域10a的面积，以保证运动轴的定位精度的补偿精度即为测试时的运动精度。在本实施例中，所述矩阵区域的面积大于所述测试区域10a的面积。

再次参见图1，飞针测试机10的X轴100固定于机架700上，飞针测试机10的Y轴200的两端分别架设于两个飞针测试机10的X轴100上，用于驱动飞针测试机10的Y轴200滑动的驱动电机800设于其中一个飞针测试机10的X轴100上，并将此飞针测试机10的X轴100定义为飞针测试机10的X轴100的主动端100a，而另外一个飞针测试机10的X轴100定义为飞针测试机10的X轴100的从动端100b。飞针测试机10的X轴100的从动端100b仅对飞针测试机10的Y轴200进行导向，使飞针测试机10的X轴100的从动端100b的定位精度与飞针测试机10的X轴的主动端100a的定位精度差距较大，从而使飞针测试机10的XY轴的单纯单点补偿不能解决XY轴的运动精度，需进行整个平面的定位精度的补偿，以保证飞针测试机10的X轴100在整个平面的运动精度。每个飞针测试机10的X轴100上架设有两个飞针测试机10的Y轴200的端部。飞针测试机10的Z轴300固定于飞针测试机10的Y轴200的滑块上。

由于飞针测试机10的Y轴200的单点定位精度和整个平面定位精度差别较小，为了提高测试效率，飞针测试机10的Y轴200采用单点定位精度的补偿作为整个平面定位精度的补偿。其中，单点定位精度的补偿是指将飞针测试机10的X轴100或Y轴200固定于一位置处，仅让飞针测试机10的Y轴200或X轴100运动，以测试出飞针测试机10的Y轴200或X轴100位于X轴100或Y轴200的定位误差来进行该点的精度补偿。整个平面定位精度的补偿是指飞针测试机10的X轴100和Y轴200均不固定，对飞针测试机10的X轴100和Y轴200在测试区域10a的每个测试点均进行定位误差的测试，进而获取飞针测试机10的X轴100和Y轴200在测试区域10a的每个测试点的补偿数据，保证测试过程中测试区域10a的运动精度。

S106，根据测试对象设计相应的测试系统20相关的安装板。

其中，所述测试对象为所述飞针测试机10的X轴100或Y轴200；当测试所述X轴100时，使用所述激光器组件300、所述转角镜组400、所述反射镜组500和所述单分光镜组600进行测试，此时设计所述激光器组件300、所述转角镜组400、所述反射镜组500和所述单分光镜组600对应的安装板。

当测试所述Y轴200时，使用所述激光器组件300、所述反射镜组500和所述单分光镜组600进行测试，此时设计所述激光器组件300、所述反射镜组500和所述单分光镜组600对应的安装板。

S108，应用所述测试系统20测试所述Y轴200运动的定位精度数据。

S112，应用所述测试系统20测试所述X轴100运动的定位精度数据；

如图6所示，在其一个实施例中，在应用所述测试系统20测试所述Y轴200运动的定位精度数据的步骤S108之前还包括：S107，设定所述测试点矩阵在X轴100方向和在Y轴200方向的定位误差的允许值。在本实施例中，设定测试点矩阵在X轴100方向和在Y轴200方向的定位误差的允许值，即在飞针测试机10的X轴100和Y轴200分别在各自方向上从一测试点移动至相邻的测试点时产生的定位误差能够忽略不计且不影响飞针测试机10的测试精度。

如图7所示，在其中一个实施例中，应用所述测试系统20测试所述Y轴200的定位精度的步骤S108具体为：

S108A，将所述X轴100运动至所述测试点A与所述测试点B之间连线的中点；将所述X轴100运动至所述测试点A与所述测试点B之间连线的中点的步骤S108A之后还包括：将X2轴140运动至飞针测试机的其他位置并固定，只要不影响待测试Y轴的运动即可，由于X2轴与相应的Y轴为一体结构，当X2轴被固定时，使与X2轴相应的Y轴也被固定。

S108B，对所述激光器组件300、所述反射镜组500和所述单分光镜组600之间的光路进行调试；以及

S108C，应用所述测试系统20沿所述Y轴200的运动方向运动，以测试所述Y轴200的定位精度数据。

例如，先将飞针测试机10的X轴100移动至测试点A和测试点B之间连线的中点，然后采用Y轴200测试系统20根据飞针测试机10的Y轴200按预定步距测出Y轴200方向每个测试点的实际坐标，然后将每个测试点的实际坐标与理论坐标进行比较，以得出飞针测试机10的Y轴200在校正板的y轴方向的每个测试点的绝对误差值，进而测试出飞针测试机10的Y轴200的定位精度误差。由于飞针测试机10的Y轴200采用单点定位精度的补偿作为整个平面定位精度的补偿，使飞针测试机10的X轴100位于测试点A和测试点B之间连线的中点位置时飞针测试机10的Y轴200的误差可以代表飞针测试机10的Y轴200在整个XY平面的误差，即每一行测试点的飞针测试机10的Y轴200的定位误差均相同。最后完成了飞针测试机10的Y轴200定位精度的测试。

应用所述测试系统20测试所述Y轴200的定位精度的步骤S108包括：应用所述测试系统20测试飞针测试机的Y1轴210的定位精度和应用所述测试系统20测试飞针测试机的Y2轴220的定位精度，其中，飞针测试机的Y1轴210为飞针测试机的其中一个Y轴200，飞针测试机的Y2轴220为飞针测试机的另外一个Y轴200。下面以测试飞针测试机的Y1轴210的为例进行介绍：

将所述X1轴130运动至所述测试点A与所述测试点B之间连线的中点；当所述X1轴130运动至所述测试点A与所述测试点B之间连线的中点时，固定所述X1轴140。对所述激光器组件300、所述反射镜组500和所述单分光镜组600之间的光路进行调试；应用所述测试系统20沿所述Y1轴210的运动方向运动，以测试所述Y1轴200的定位精度数据。

例如，先将飞针测试机10的X1轴130移动至测试点A和测试点B之间连线的中点，然后采用测试系统20根据飞针测试机10的Y1轴210按预定步距测出Y1轴210方向每个测试点的实际坐标，然后将每个测试点的实际坐标与理论坐标进行比较，以得出飞针测试机10的Y1轴210在校正板的y轴方向的每个测试点的绝对误差值，进而测试出飞针测试机10的Y1轴210的定位精度误差。由于飞针测试机10的Y1轴210采用单点定位精度的补偿作为整个平面定位精度的补偿，使飞针测试机10的X1轴110位于测试点A和测试点B之间连线的中点位置时飞针测试机10的Y1轴210的误差可以代表飞针测试机10的Y1轴在整个XY平面的误差，即每一行测试点的飞针测试机10的Y1轴210的定位误差均相同。最后完成了飞针测试机10的Y1轴210定位精度的测试。

飞针测试机10的Y2轴的定位精度的测试步骤与飞针测试机10的Y1轴210的定位精度的测试步骤相同。

如图8所示，在其中一个实施例中，应用所述测试系统20测试所述X轴100运动的定位精度数据的步骤S112具体为：

S112A，将所述Y轴200运动至所述测试点A与所述测试点B其中之一，此时Y1轴和Y2轴都处于校正板的Y方向的零点位置，即Y1轴和Y2轴的端部均位于校正板的x轴上；

对于X1轴的定位精度数据的测试，步骤S112A为：将所述Y1轴210运动至所述测试点A并将Y1轴210固定。步骤S112A之后还包括：将所述Y2轴220运动至矩阵区域ABCD之外，使X2轴140不影响X1轴在x轴方向的移动。

对于对于X2轴的定位精度数据的测试，步骤S112A为：将所述Y2轴220运动至所述测试点B并将Y2轴220固定。将步骤S112A之后还包括：将所述Y1轴210运动至矩阵区域ABCD之外，使X1轴130不影响X2轴在x轴方向的移动。

S112B，安装所述转角镜组400、所述反射镜组、所述单分光镜组600和所述激光器组件300；例如，对于X1轴的定位精度数据的测试，将转角镜组安装于X1轴的主动端，将所述反射镜组安装于X1轴的Z轴固定板上，将单分光镜组安装于X2轴的Z轴固定板上。又如，对于对于X2轴的定位精度数据的测试，将转角镜组安装于X2轴的主动端，将所述反射镜组安装于X2轴的Z轴固定板上，将单分光镜组安装于X1轴的Z轴固定板上。

S112C，对所述激光器组件300、所述转角镜组400、所述反射镜组500和所述单分光镜组600之间的光路进行调试；

S112E，应用所述测试系统20测试所述X轴100位于AB行的每个测试点的定位精度数据；

对于X1轴的定位精度数据的测试，步骤S112E具体为：首先，应用所述测试系统20测试所述X1轴位于所述测试点A的定位精度数据；然后将X1轴沿校正板x轴方向移动至下一个测试点，使所述测试系统20测试所述X1轴位于该测试点的定位精度数据；如此，最后将X1轴沿校正板x轴方向移动至测试点B的定位精度数据。

对于X2轴的定位精度数据的测试，步骤S112E具体为：首先，应用所述测试系统20测试所述X2轴位于所述测试点B的定位精度数据；然后将X2轴沿校正板x轴方向移动至下一个测试点，使所述测试系统20测试所述X2轴位于该测试点的定位精度数据；如此，最后将X2轴沿校正板x轴方向移动至测试点A的定位精度数据。

S112F，应用所述测试系统20逐行测试所述X轴100位于剩余行的每个测试点的定位精度数据；其中，所述AB行为所述测试点A和所述测试点B所在的行，剩余行为与AB行平行的行。

对于X1轴的定位精度数据的测试，步骤S112F具体为：首先将所述Y1轴210从测试点A沿校正板y轴方向移动至下一行；然后固定所述Y1轴；然后，应用所述测试系统20测试所述X1轴位于该行的第一个测试点的定位精度数据；然后将X1轴沿校正板x轴的正方向移动至第二个测试点，使所述测试系统20测试所述X1轴位于第二个测试点的定位精度数据；如此，最后将X1轴沿校正板x轴的正方向移动至该行的最后一个测试点，以对该行最后一个测试点的定位精度数据进行测试；最后以与该行的测试步骤相同的步骤对其他行进行测试。

对于X2轴的定位精度数据的测试，步骤S112F具体为：首先将所述Y2轴220从测试点B沿校正板y轴方向移动至下一行；然后固定所述Y2轴；然后，应用所述测试系统20测试所述X2轴位于该行的第一个测试点的定位精度数据；然后将X2轴沿校正板x轴的负方向移动至第二个测试点，使所述测试系统20测试所述X2轴位于第二个测试点的定位精度数据；如此，最后将X2轴沿校正板x轴的负方向移动至该行的最后一个测试点，以对该行最后一个测试点的定位精度数据进行测试；最后以与该行的测试步骤相同的步骤对其他行进行测试。

如图9所示，例如，在应用所述测试系统20测试所述X轴100位于AB行的每个测试点的定位精度数据的步骤S112E之前还包括：S112D，将所述飞针测试机10的Y轴200进行固定，使Y轴始终定位于测试点A或测试点B，保证测试系统20测试飞针测试机10的X轴100运动的定位精度数据的准确性。

例如，应用所述测试系统20测试所述飞针测试机10的X轴100运动的定位精度数据包括应用所述测试系统20分别测试两个所述飞针测试机10的X轴100运动的定位精度数据。

其中，应用所述测试系统20测试其中一个所述飞针测试机10的X轴100(即左侧的飞针测试机10的X轴100)运动的定位精度数据从测试点A开始测试，需先将所述飞针测试机10的Y轴200(即右侧的飞针测试机10的X轴100)运动至所述测试点A处。应用所述测试系统20测试另外一个所述飞针测试机10的X轴100运动的定位精度数据从测试点B开始测试，需先将所述飞针测试机10的Y轴200运动至所述测试点B处。下面以应用所述测试系统20测试左侧的所述飞针测试机10的X轴100运动的定位精度数据为例进行步骤介绍：

首先将飞针测试机10的Y轴200移动至测试点A上；然后将飞针测试机10的X轴100从测试点A运动至测试点B，飞针测试机10的X轴100按预定步距进行运动，以得到飞针测试机10的Y轴200在测试点A处时飞针测试机10的X轴100的定位精度数据；当测试完成AB行后，将飞针测试机10的Y轴200从测试点A运动至下一行，即图中的FG行，此时飞针测试机10的X轴100位于最左侧，即AC列，飞针测试机10的X轴100按预定步距在FG行进行运动，以得到飞针测试机10的Y轴200在FG行时飞针测试机10的X轴100的定位精度数据；依次类推，得到飞针测试机10的Y轴200在其他行时飞针测试机10的X轴100的定位精度数据。

应用所述测试系统20测试左侧的所述飞针测试机10的X轴100运动的定位精度数据与应用所述测试系统20测试右侧的所述飞针测试机10的X轴100运动的定位精度数据的流程步骤相同。

又如，测试系统与计算机通信连接，且计算机系统安装有与测试系统相应的测试软件。测试系统将测量后的数据传输至计算机上经相应的测试软件进行处理得到相应的测试数据。在测试飞针测试机的X轴的定位精度数据时，需要配合测试软件来完成。Y轴位于该位置时X轴的定位精度误差测试，在逐行移动Y轴的过程中，操作者可以根据测试数据判定光路是否需要微调，如果不需要，则继续测试。如果需要，则微调准直辅助镜的位置。然而，对于上述的测试系统，由于飞针测试机的两个Y轴相互平行，使测试系统的光路基本上不用调试。对于X轴的定位精度测试而言，如果采用传统的测试方法，则按照补偿图进行逐行测试，需将测试系统的各个组件均要逐行移动，每次移动均需重新对光、移动相应镜组、及固定相应的支架等准备工作，因此，本发明的测试系统的测试效率较高。

在其中一个实施例中，所述测试点矩阵在X轴100运动的方向上的相邻两个测试点的距离为K，所述测试点矩阵在Y轴200运动的方向上的相邻两个测试点的距离为J。在本实施例中，所述测试点矩阵在X轴100运动的方向上的相邻两个测试点的距离为K，即采用测试系统20根据飞针测试机10的Y轴200按预定步距K测出每个测试点的实际坐标。所述测试点矩阵在Y轴200运动的方向上的相邻两个测试点的距离为J，即飞针测试机10的X轴100按预定步距K进行运动，以得到飞针测试机10的Y轴200在测试点A处时飞针测试机10的X轴100的定位精度数据，即飞针测试机10的X轴100的实际坐标。当相邻两个测试点的相对误差值分别大于所述测试点矩阵在X轴方向和在Y轴200方向的定位误差的允许值时，减小K值或J值，以提高飞针测试机10的运动轴的定位精度的补偿精度。其中，所述相邻两个测试点的相对误差值为相邻两个所述测试点的绝对误差值的差值。例如，所述K值与所述J值相等。当然，所述K值与所述J值也可以不相等，如所述K值大于所述J值。

在其中一个实施例中，在所述测试点矩阵上与所述飞针测试机10的X轴100的主动端100a对应的相邻两个测试点的距离K大于或等于从动端100b对应的相邻两个测试点的距离K，由于飞针测试机10的X轴100的主动端100a定位精度大于从动端100b定位精度，将测试点矩阵上与飞针测试机10的X轴100的主动端100a对应的相邻两个测试点的距离K大于从动端100b对应的相邻两个测试点的距离K，使主动端100a对应的测试点的布置密度小于从动端100b对应的测试点的布置密度，以提高从动端100b对应的测试点的补偿精度，在保证飞针测试机10的测试精度的前提下，提高飞针测试机10的运动轴的定位精度的补偿效率。补偿时，可以根据主动端100a和从动端100b的定位精度的差值调节相应的测试点的布置密度。

上述的飞针测试机10的运动轴的定位精度的测试系统20及其测试方法，当测试Y轴200时，需使用激光器组件300、单分光镜组600和反射镜组500进行测试，此时反射镜组500设于待测试的Y轴200的Z轴固定板上，单分光镜组600设于与飞针测试机10的Y轴200不干涉的位置，且单分光镜组600、反射镜组500和激光器组件300呈线性设置，激光器组件300产生的激光束经过单分光镜组600后入射至反射镜组500上，然后再经过反射镜组500反射回激光器组件300，以测得Y轴200的定位精度数据；当测试X轴100时，需使用激光器组件300、转角镜组400、单分光镜组600和反射镜组500进行测试，此时反射镜组500设于X1轴的Z轴的固定板上，转角镜组400设于飞针测试机10的X2轴的Z轴固定板上，单分光镜组600设于X2轴的Z轴固定板上；激光器组件300产生的激光束先经过转角镜组400后入射至单分光镜组600，然后在再经过单分光镜组600入射至反射镜组500，由反射镜组500反射回激光器组件300，以测得X轴100的定位精度数据。

对于Y轴200的测试，从整个平面来看，单点定位精度和整个平面定位精度差别不是很大，采用Y轴200的测试采用单点定位精度作为整个平面的Y轴200的定位精度；测试X轴100时，增加转角镜组400使测试系统20的光路经过两次90°转向的光路中间改变一定的传播方向，保证两次90°转向的光路能够交汇于一起，进而提高调光效率和测试效率，保证测试系统20的可操作性。

传统的飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统采用激光干涉仪进行测试时，需按照补偿图进行逐行移动整套测试系统，每次移动均要进行激光干涉仪的调试准备工作进行重新调试，使测试机的运动轴的定位精度的测试效率较低。由于该测试系统20的飞针运动轴为飞针测试机10自带的运动轴，且X1轴的Y轴200和X2轴的Y轴200相互平行，测试过程中，该测试系统20根据补偿图逐行测试时两个Y轴200同时移动相同的距离，使测试系统20的光路保持正常，无需再调试光路或人工移动相关镜组的位置，提高了飞针测试机10的X轴100的定位精度的测试效率，从而提高了飞针测试机10的运动轴的定位精度的测试效率；由于上述的测试系统20对飞针测试机10的XY轴的整个平面进行测试，防止定位误差的累积，提高了飞针测试机10的测试精度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统，其特征在于，所述测试系统包括：

激光器组件，所述激光器组件产生激光束；

转角镜组，所述转角镜组传播所述激光束；

反射镜组，所述反射镜组用于反射所述激光束，使所述激光束反射回所述激光器组件；以及

单分光镜组，所述单分光镜组传播所述激光束；

其中，飞针测试机的X轴包括待测试的X1轴以及与所述X1轴相邻的X2轴；当测试所述X1轴时，所述反射镜组用于设于所述X1轴的Z轴固定板上，所述单分光镜组用于设于所述X2轴的Z轴固定板上，通过所述激光器组件、所述转角镜组、所述反射镜组和所述单分光镜组进行测试所述飞针测试机的X1轴；

当测试所述飞针测试机的Y轴时，所述反射镜组用于设于所述Y轴的Z轴固定板上，所述单分光镜组、所述反射镜组和所述激光器组件呈线性设置，且所述单分光镜组用于设于与所述Y轴不干涉的位置，通过所述激光器组件、所述反射镜组和所述单分光镜组进行测试所述飞针测试机的Y轴。

2.根据权利要求1所述的飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统，其特征在于，所述激光器组件包括激光头和支撑架，所述激光头产生激光束，所述支撑架支撑所述激光头。

3.根据权利要求1所述的飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统，其特征在于，所述反射镜组包括反射镜和第一安装支架，所述反射镜用于反射所述激光束，所述第一安装支架支撑所述反射镜。

4.根据权利要求1所述的飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统，其特征在于，所述转角镜组包括固定转向镜、准直辅助镜和第二安装支架，所述固定转向镜用于将所述激光束偏转第一预定角度，所述准直辅助镜用于调整所述激光束，所述准直辅助镜与所述固定转向镜相对设置，使所述激光束经过所述固定转向镜和所述准直辅助镜，所述第二安装支架支撑所述固定转向镜和所述准直辅助镜。

5.根据权利要求4所述的飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统，其特征在于，所述第一预定角度为90°。

6.根据权利要求1所述的飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统，其特征在于，所述单分光镜组包括单分光镜和第三安装支架，所述单分光镜用于将所述激光束偏转第二预定角度，所述第三安装支架支撑所述单分光镜。

7.根据权利要求6所述的飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统，其特征在于，所述第二预定角度为90°或180°；当测试所述Y轴时，所述第二预定角度为180°；当测试所述X1轴时，所述第二预定角度为90°。

8.一种飞针测试机的运动轴的定位精度的测试方法，其特征在于，应用权利要求1至7中任一项所述的飞针测试机的运动轴的定位精度的测试系统进行测试，所述测试方法包括：

根据所述飞针测试机的测试区域设定矩阵区域；

根据测试对象设计相应的测试系统相关的安装板；

应用所述测试系统测试所述Y轴运动的定位精度数据；以及

应用所述测试系统测试所述X轴运动的定位精度数据；

其中，所述矩阵区域为网格状的测试点矩阵，所述测试点矩阵的四个顶点分别为测试点A、测试点B、测试点C和测试点D，所述测试点A和所述测试点B的连线方向为X轴的运动方向，所述测试点A和所述测试点C的连线方向为Y轴的运动方向；所述测试对象为所述飞针测试机的X轴或Y轴；当测试所述X轴时，使用所述激光器组件、所述转角镜组、所述反射镜组和所述单分光镜组进行测试；当测试所述Y轴时，使用所述激光器组件、所述反射镜组和所述单分光镜组进行测试。

9.根据权利要求8所述的飞针测试机的运动轴的定位精度的测试方法，其特征在于，应用所述测试系统测试所述Y轴的定位精度的步骤具体为：

将所述X轴运动至所述测试点A与所述测试点B之间连线的中点；

对所述激光器组件、所述反射镜组和所述单分光镜组之间的光路进行调试；以及

应用所述测试系统沿所述Y轴的运动方向运动，以测试所述Y轴的定位精度数据。

10.根据权利要求8所述的飞针测试机的运动轴的定位精度的测试方法，其特征在于，应用所述测试系统测试所述X轴运动的定位精度数据的步骤具体为：

将所述Y轴运动至所述测试点A与所述测试点B其中之一；

安装所述转角镜组、所述反射镜组、所述单分光镜组和所述激光器组件；

对所述激光器组件、所述转角镜组、所述反射镜组和所述单分光镜组之间的光路进行调试；

应用所述测试系统测试所述X轴位于AB行的每个测试点的定位精度数据；以及

应用所述测试系统逐行测试所述X轴位于剩余行的每个测试点的定位精度数据；其中，所述AB行为所述测试点A和所述测试点B所在的行。

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