CN108037323A - 一种电路板治具测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电路板治具测试系统。电路板治具测试系统包括测试平台、龙门架结构及设于龙门架结构上的可伸缩探头，龙门架结构包括设于测试平台上的固定架、支撑于固定架并位于测试平台上方的第一导向装置、连接于第一导向装置并可沿第一方向运动的滑动架及连接于滑动架并可沿第二方向运动的第一滑块，可伸缩探头连接于第一滑块且可沿第三方向运动，以通过可伸缩探头的伸缩量来实现对电路板治具的测量，第一方向、第二方向及第三方向相互垂直。本发明提供的电路板治具测试系统通过设于测试平台上的龙门架结构及设于龙门架结构上的可伸缩探头来测试电路板治具，测量结构全面准确，提高了电路板治具的测试效率，进而提高了电路板生产的效率。

Description

一种电路板治具测试系统

技术领域

本发明涉及电路板治具生产技术领域，尤其涉及一种电路板治具测试系统。

背景技术

电路板又称为PCB（Printed Circuit Board）板，主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、接插件、填充及电气边界等组成。电路板是现代电子设备中必不可少的配件，凡是电子设备，无论是大型机械或是个人电脑、通信基站或手机、家用电器或电子玩具均会用到电路板，因此，电路板在电子设备中起着举足轻重的地位，它的性能稳定与否，直接影响到电子设备的使用性能。通常，为了提高电路板的各项性能，要经过反复的测试，电路板测试时的治具的好坏直接关系到电路板测试的稳定性，通过提高测试治具的稳定性来提高电路板的测试准确率，是一个提高电路板质量的良好途径。

在 PCB 制造电测工序中，需要用到各种的测试治具，制作测试治具特别是高密度高精度对治具表面平整度要求严格，只有平整度高，精度高才能保证所有测试针与PCB板面接触良好，测试才能通过率高。但是目前，因为缺少专用厚度测量工具，仅能用卡尺测量治具四个角厚度，测试结果比较局限，往往治具中间厚度不均等问题无法查验出，从而影响测试效果。且手工测量，误差大，效率低，每测试四个角还需要挪动测试架，增大了撞弯针的几率。

因此，有必要提供一种新的电路板治具测试系统解决上述技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种测量全面、精确的电路板治具测试系统。

为解决上述技术问题，本发明提供的电路板治具测试系统包括测试平台、设于所述测试平台上的龙门架结构及设于所述龙门架结构上的可伸缩探头，所述龙门架结构包括设于所述测试平台上的固定架、支撑于所述固定架并位于所述测试平台上方的第一导向装置、滑动连接于所述第一导向装置并可沿第一方向运动的滑动架及滑动连接于所述滑动架并可沿第二方向运动的第一滑块，其中，所述可伸缩探头连接于所述第一滑块且可沿第三方向运动，以通过所述可伸缩探头的伸缩量来实现对电路板治具的测量，所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向相互垂直。

进一步地，所述第一导向装置包括固定连接于所述固定架的固定部、自所述固定部的两侧边弯折延伸的折弯部及自两个所述折弯部朝相互靠近的方向弯折延伸的阻挡部，其中，所述折弯部与所述固定部基本垂直，所述阻挡部与所述固定部基本平行。

进一步地，所述滑动架包括与所述测试平台平行间隔设置的滑轨及设于所述滑轨两端的第二滑块，所述第二滑块滑动连接于所述第一导向装置并分别与所述固定部、所述折弯部和所述阻挡部形成间隙配合。

进一步地，所述固定部、所述折弯部及所述阻挡部围合形成容纳空间，所述第一导向装置还包括设于所述容纳空间内的辊动体，所述第二滑块通过所述辊动体与所述折弯部连接。

进一步地，所述滑轨包括导轨本体、沿所述导轨本体的长度方向设置的导向体及连接所述导轨本体和所述导向体的连接部，所述第一滑块包括自其外表面向内凹陷形成的配合槽，所述配合槽与所述导向体和所述连接部通过间隙配合。

进一步地，所述电路板治具测试系统还包括驱动装置，所述驱动装置分别与所述第一滑块和所述第二滑块连接，用于驱动所述第一滑块和所述第二滑块运动。

进一步地，所述可伸缩探头包括具有收容空间且一端具有开口的套接部、收容于所述套接部内的弹性部和导向部、连接于所述导向部的伸缩部、以及与所述弹性部连接用于测量所述弹性部的伸缩量的感应器，所述弹性部的一端抵接所述套接部内壁，所述伸缩部通过所述导向部与所述弹性部连接。

进一步地，所述感应器位移感应器。

进一步地，所述弹性件为弹簧。

进一步地，所述电路板治具测试系统还包括控制主机，所述控制主机包括控制箱及与所述控制箱电连接的显示器，所述控制箱与所述驱动装置电连接用于控制所述驱动装置动作，所述控制箱与所述感应器电性连接。

与相关技术相比较，本发明提供的电路板治具测试系统具有如下有益效果：

本发明提供一种电路板治具测试系统通过设于测试平台上的龙门架结构及设于所述龙门架结构上的可伸缩探头来测试电路板治具，其中，所述龙门架结构包括设于所述测试平台上的固定架、支撑于所述固定架并位于所述测试平台上方的第一导向装置、滑动连接于所述第一导向装置并可沿第一方向运动的滑动架及滑动连接于所述滑动架并可沿第二方向运动的第一滑块，其中，所述可伸缩探头连接于所述第一滑块且可沿第三方向运动，以通过所述可伸缩探头的伸缩量来实现对电路板治具的测量，所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向相互垂直，通过所述滑动架沿第一方向运动，带动所述第一滑块沿第一方向运动，从而使得所述可伸缩探头可沿都第一方向运动，通过所述第一滑块沿所述滑动架在第二方向上运动，使得所述可伸缩探头可沿第二方向运动，并通过所述可伸缩探头本身可沿第三方向运动，来实现所述可伸缩探头可同时沿第一方向、第二方向和第三方向运动，从而实现测量电路板治具的各个位置，这样，测量结构全面准确，提高了电路板治具的测试效率，进而提高了电路板生产的效率。

附图说明

图1为本发明提供的电路板治具测试系统的结构示意图；

图2为图1所示的龙门架结构的结构示意图；

图3为图2所示的第一导向装置的部分结构示意图；

图4为图2所示的第一导向装置的另一实施例的结构示意图；

图5为图1所示的滑轨与第一滑块配合的结构示意图；

图6为图1所示可伸缩探头的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请参阅图1，为本发明提供的电路板治具测试系统的结构示意图。本发明提供的电路板治具测试系统100用于测量电路板测试时所用的电路板夹具200，所述电路板治具测试系统100包括测试平台1、设于所述测试平台1上的龙门架结构3、设于所述龙门架结构3上的可伸缩探头5、用于驱动所述龙门架结构3运动的驱动装置、控制所述驱动装置运动的控制主机8及与所述控制主机8电连接的警示器9。

所述测试平台1为长方形大理石台面，其上表面采用打磨以及抛光工艺磨制光滑，所述测试平台1的厚度在8mm~15mm，即所述测试平台1的厚度可以为8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或者15mm，当然还可以为其他尺寸，在此不再一一陈述，具体的，在本实施例中，所述测试平台1的厚度为10mm。大理石是一种石灰岩，广泛应用于建筑和工业中，用于加工成各种型材或者板材。

请参阅图2，为图1所示的龙门架结构的结构示意图。需要说明的是，定义图示中X所示的方向为第二方向，Y所示的方向为第一方向，Z所示的方向为第三方向，其中，所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向相互垂直。所述龙门架结构3包括设于所述测试平台1上的固定架11、支撑于所述固定架11并位于所述测试平台1正上方的第一导向装置13、滑动连接于所述第一导向装置13并可沿第一方向Y运动的滑动架15及滑动连接于所述滑动架15并可沿第二方向X运动的第一滑块17。

所述固定架11由两相对平行间隔设置的竖梁组成，所述竖梁呈中空结构，具体的，在本实施例中，所述固定架11的断截面为口字型，当然，所述固定架11的断截面还可以是圆形、椭圆形或者其他异形结构。

所述固定架11的壁厚为5~8mm，即所述固定架11的壁厚可以为5mm、6mm、7mm或者8mm，且其壁厚不限于此，在此不再一一陈述。具体的，在本实施例中，所述固定架11的壁厚为6mm，以保证所述固定架11的支撑力，能够足以支撑所述龙门架结构3的重量，提高使用时间，并使得减少维修次数。

所述固定架11的材料为合金钢，合金钢是钢里除铁和碳外，再加入其他的合金元素，同时根据元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。在本实施例中，所述固定架11采用合金工具钢，合金工具钢是高碳型合金钢，合金元素含量较低，具有高的硬度和耐磨性，机加工性能好，稳定性好等特点。

请参阅图3，为图2所示的第一导向装置的部分结构示意图。所述第一导向装置13与所述测试平台1平行间隔设置，其包括固定连接于所述固定架11的固定部131、自所述固定部131的两侧边弯折延伸的折弯部133及自两个所述折弯部133朝相互靠近的方向弯折延伸的阻挡部135，其中，所述折弯部133与所述固定部131基本垂直，所述阻挡部135与所述固定部131基本平行。

所述固定部131为长方形板状结构，通过焊接工艺与所述固定架11固定连接。具体的，所述固定架11焊接在所述固定部131的中部，这样，使所述固定架11的受力更加均匀，提高稳定性。焊接工艺也称为熔接或者镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料，如塑料的制造工艺及技术。两个部件通过焊接方式是相较于其他工艺更为稳定的连接方式，焊接的强度最高可达到材料本身的连接性能的百分七十，因此，所述固定部131和所述固定部131通过焊接工艺，能有效的提高其连接稳定性。

当然，在其他实施例中，所述固定架11和所述固定部131还可以通过其他的方式连接固定：比如螺栓或者销钉，采用此种方式需要在所述固定架11和所述固定部131上同时打孔，再采用螺栓或者销钉穿过两者相对应设置的孔来加以固定，这样设置的好处在于，所述固定架11和所述第一导向装置13能够拆卸，方便维修和组装。但是，采用螺栓和销钉的固定方式，其固定效果没有焊接的效果好，在实际操作过程中，容易产生松动，降低测试精度。

所述折弯部133由所述固定部131的长度方向上的两条相对侧边垂直延伸而成，也就是说，所述折弯部133为两部分组成，两部分相对平行且共面。

所述阻挡部135自两个所述折弯部133朝相互靠近的方向垂直延伸形成，两个所述阻挡部135与所述固定部131基本平行，两个所述阻挡部135之间形成间隙。

所述固定部131、所述折弯部133和所述阻挡部135围合形成容纳空间，具体的，所述滑动架15连接于所述第一导向装置13，并与所述第一导向装置13形成 “工”字型。

所述滑动架15包括与所述测试平台1平行间隔设置的滑轨151及设于所述滑轨151两端的第二滑块153，所述第二滑块153收容于所述容纳空间内并可沿所述第一导向装置13在所述第一方向Y上滑动，同时，所述第二滑块153收容于分别与所述固定部131、所述折弯部133和所述阻挡部135形成间隙配合，，使所述滑动架15可沿所述第一导向装置13在所述第一方向Y上滑动，这样，可以使所述第二滑块153顺利的在所述容纳空间内滑动，并减少零部件之间的磨损，提高使用寿命。

请参阅图4，为图2所示的第一导向装置的另一实施例的结构示意图。另一实施例中，所述第一导向装置13还包括设于所述容纳空间内的辊动体137，所述第二滑块153通过所述辊动体137与所述折弯部133连接，即所述辊动体137设于所述折弯部133与所述第二滑块153之间，通过所述辊动体137使所述第二滑块153与所述第一导向装置13之间的滑动连接变成滚动连接，从而使所述第二滑块153与所述第一导向装置13之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，以减少两者的摩擦损失，进而使得零部件之间的连接精度持续时间增长，减少了运动时的驱动力，同时也减少了各零部件之间的维护时间。

所述辊动体137为不锈钢制成的钢珠，不锈钢是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢，不锈钢制成的钢珠与普通钢珠相比，有更强的防锈、防腐蚀性，而且其硬度高，摩擦损失率少。

所述辊动体137的直径为3~5mm，即所述辊动体137的直径可以为3mm、4mm、4.5mm或者5mm，但不限于此，在此不再一一陈述，在本实施例中，所述辊动体137的直径为3mm。其中，所述辊动体137的直径可根据所述折弯部133与所述第二滑块153之间的设置间隙而定。

请参阅图5，为图1所示的滑轨与第一滑块配合的结构示意图。所述滑轨151包括导轨本体1511、沿所述导轨本体1511的长度方向设置的导向体1513及连接所述导轨本体1511和所述导向体1513的连接部1515。

所述第一滑块17与所述滑轨151配合连接并在沿第二方向X上沿所述滑轨151滑动。所述第一滑块17包括自其外表面向内凹陷形成的配合槽171，所述配合槽171与所述导向体1513和所述连接部1515通过间隙配合。所述驱动装置驱动所述第一滑块17沿所述滑轨151在第二方向X上运动。

具体的，在本实施例中，所述第一滑块17为长方形块状结构，所述配合槽171的截面呈“凸”字型，也就是说，所述配合槽171呈阶梯型设置，即所述配合槽171的一端的两相对侧面之间的距离小于另一端两相对侧面之间距离。

请参阅图6，为图1所示可伸缩探头的结构示意图。所述可伸缩探头5连接于所述第一滑块17且可沿第三方向上下运动，所述可伸缩探头5包括具有收容空间且一端具有开口的套接部51、收容于所述套接部51内的弹性部53和导向部55、连接于所述导向部55的伸缩部57以及测量所述弹性部53的位移量的感应器59，所述弹性部53的一端抵接所述套接部51内壁，所述伸缩部57通过所述导向部55与所述弹性部53连接。

所述套接部51的外部形状呈圆柱型，所述套接部51的上端面与所述第一滑块17远离所述配合槽171的一端连接，两者的配合方式可以是通过螺栓形成可拆卸连接，也可以是两者通过焊接固定连接。当两者通过螺栓连接时，可以在所述套接部51的上端焊接一开设有螺纹孔的连接板，这样通过连接板将所述套接部51固定在所述第一滑块17上。

所述弹性部53收容于所述套接部51内，且一端抵接所述套接部51的上端的内表面，另一端连接所述导向部55。具体的，在本实施例中，所述弹性部53为弹簧，弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件，用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。当然在其他实施例中，所述伸缩部57还可以是弹性大的橡胶材料制成的柱状结构。

所述导向部55为一具有一定厚度的圆柱体，其周侧与所述套接部51的内壁相抵接，所述弹性部53在所述导向部55的作用下可沿着所述套接部51移动，所述导向部55还起连接所述弹性部53和所述伸缩部57的作用，所述伸缩部57通过所述导向部55由所述弹性部53带动其移动，进而带动所述伸缩部57移动，所述弹性部53的弹力使所述伸缩部57始终抵接电路板治具200，从所述弹性部53的位移量来得出实现对电路板治具200上表面平整度的测量。

所述伸缩部57的端部为半球形，这样使得所述伸缩部57与电路板治具200的上表面接触时，实现点接触，这样使测量的结果更为精准。

所述感应器59与所述弹性部53连接用于测量所述弹性部53的位移量，进而得出所述可伸缩探头5的位移量，同时所述感应器59与所述控制主机8电性连接，所述感应器59将所述弹性部53的物理位移量转换为电量，再将电量的变化值传递给所述控制主机8，再通过所述控制主机8将数据反应出来，以实现对电路板治具200上表面平整度的测量。

当然，在其他实施例中，所述感应器59还可以与所述伸缩部57连接用于测量所述伸缩部57上下移动的位移量，同样可实现测量对所述可伸缩探头5在第三方向上的位移量。

当然，在其他实施例中，所述感应器59还可以与所述导向部55连接用于测量所述导向部55上下移动的位移量，同样可实现测量对所述可伸缩探头5在第三方向上的位移量。

具体的，在本实施例中，所述感应器59为位移感应器，位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。按被测变量变换的形式不同，位移传感器可分为模拟式和数字式两种。模拟式又可分为物性型和结构型两种。常用位移传感器以模拟式结构型居多，包括电位器式位移传感器、电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器、霍尔式位移传感器等。在数字式位移传感器的一个重要优点是便于将信号直接送入计算机系统，计算机系统即本实施例中的所述控制主机8。

所述驱动装置分别与所述第一滑块17和所述第二滑块153连接用于驱动所述第一滑块17和所述第二滑块153运动。具体的，在本实施例中，所述驱动装置为气缸，气缸工作时，带动所述第二滑块153沿第一方向Y做往复运动，从而所述第一导向装置13整个沿第一方向Y 运动，此时，设于所述第一导向装置13上的所述第一滑块17也被带动沿第一方向Y运动，所述第一滑块17再带动所述可伸缩探头5沿第一方向Y运动。需要说明的是，气缸是将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动机构作直线往复运动、摆动和旋转运动，在本实施例中，气缸作直线往复运动。气缸广泛应用于半自动、全自动控制设备中。

当然，在其他实施例中，所述驱动装置还可以为电机，其将电能转换为机械能，可实现对所述第一滑块17和所述第二滑块153的驱动。电机运转通过皮带带动所述第一滑块17和所述第二滑块153运动。

所述控制主机8包括控制箱81及与所述控制箱81电连接的显示器83，所述显示器83用于输入电路板治具的规格和钻带，如电路板治具的长度、宽度以及厚度。其中，钻带是指在PCB工业生产中，用于钻孔工序的一种程序性文件，主要为钻机提供生产中数控钻需要坐标文件，指示钻头在程式的标记位置进行钻孔，完成PCB成孔的过程的文件。

所述控制箱81与所述驱动装置电性连接，所述控制箱81与所述感应器59电性连接，来分别控制所述驱动装置和所述感应器59。

所述警示器9与所述控制箱81电连接，所述控制箱81将测量数据通过所述警示器9发出信号作为测量提示。具体的，在本实施例中，所述警示器9为三色LED灯，分别为红色、绿色和黄色。

具体工作时，通过所述显示器83输入电路板治具200的规格和钻带至所述控制箱81，并设定测量平整度允许的偏差范围值，所述驱动装置驱动所述第一导向装置13和第二滑块153运动，实现所述可伸缩探头5在第一方向Y和第二方向X的运动，来测量电路板治具200上的不同位置，再通过所述可伸缩探头5测量第三方向Z上的位移量。通过输入所述控制箱81内的规格和钻带，使所述可伸缩探头5能够避开电路板治具上的开孔位置，通过对电路板治具上均匀的分布的十个以上的测量点，与预设的允许偏差值进行对比分析，当所测的测量点的测量数字在允许偏差值范围内时，该测量点通过，所述警示器9量亮绿灯，当所测的测量点的测量数字在允许偏差值范围内时，该测量点不通过，所述警示器9量红灯。

与相关技术相比较，本发明提供的电路板治具测试系统具有如下有益效果：

本发明提供一种电路板治具测试系统通过设于测试平台上的龙门架结构及设于所述龙门架结构上的可伸缩探头来测试电路板治具，其中，所述龙门架结构包括设于所述测试平台上的固定架、支撑于所述固定架并位于所述测试平台上方的第一导向装置、滑动连接于所述第一导向装置并可沿第一方向运动的滑动架及滑动连接于所述滑动架并可沿第二方向运动的第一滑块，其中，所述可伸缩探头连接于所述第一滑块且可沿第三方向运动，以通过所述可伸缩探头的伸缩量来实现对电路板治具的测量，所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向相互垂直，通过所述滑动架沿第一方向运动，带动所述第一滑块沿第一方向运动，从而使得所述可伸缩探头可沿都第一方向运动，通过所述第一滑块沿所述滑动架在第二方向上运动，使得所述可伸缩探头可沿第二方向运动，并通过所述可伸缩探头本身可沿第三方向运动，来实现所述可伸缩探头可同时沿第一方向、第二方向和第三方向运动，从而实现测量电路板治具的各个位置，这样，测量结构全面准确，提高了电路板治具的测试效率，进而提高了电路板生产的效率。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电路板治具测试系统，其特征在于，包括测试平台、设于所述测试平台上的龙门架结构及设于所述龙门架结构上的可伸缩探头，所述龙门架结构包括设于所述测试平台上的固定架、支撑于所述固定架并位于所述测试平台上方的第一导向装置、滑动连接于所述第一导向装置并可沿第一方向运动的滑动架及滑动连接于所述滑动架并可沿第二方向运动的第一滑块，其中，所述可伸缩探头连接于所述第一滑块且可沿第三方向运动，以通过所述可伸缩探头的伸缩量来实现对电路板治具的测量，所述第一方向、所述第二方向及所述第三方向相互垂直。

2.根据权利要求1所述的电路板治具测试系统，其特征在于，所述第一导向装置包括固定连接于所述固定架的固定部、自所述固定部的两侧边弯折延伸的折弯部及自两个所述折弯部朝相互靠近的方向弯折延伸的阻挡部，其中，所述折弯部与所述固定部基本垂直，所述阻挡部与所述固定部基本平行。

3.根据权利要求2所述的电路板治具测试系统，其特征在于，所述滑动架包括与所述测试平台平行间隔设置的滑轨及设于所述滑轨两端的第二滑块，所述第二滑块滑动连接于所述第一导向装置并分别与所述固定部、所述折弯部和所述阻挡部形成间隙配合。

4.根据权利要求3所述的电路板治具测试系统，其特征在于，所述固定部、所述折弯部及所述阻挡部围合形成容纳空间，所述第一导向装置还包括设于所述容纳空间内的辊动体，所述第二滑块通过所述辊动体与所述折弯部连接。

5.根据权利要求3所述的电路板治具测试系统，其特征在于，所述滑轨包括导轨本体、沿所述导轨本体的长度方向设置的导向体及连接所述导轨本体和所述导向体的连接部，所述第一滑块包括自其外表面向内凹陷形成的配合槽，所述配合槽与所述导向体和所述连接部通过间隙配合。

6.根据权利要求3所述的电路板治具测试系统，其特征在于，所述电路板治具测试系统还包括驱动装置，所述驱动装置分别与所述第一滑块和所述第二滑块连接，用于驱动所述第一滑块和所述第二滑块运动。

7.根据权利要求6所述的电路板治具测试系统，其特征在于，所述可伸缩探头包括具有收容空间且一端具有开口的套接部、收容于所述套接部内的弹性部和导向部、连接于所述导向部的伸缩部、以及与所述弹性部连接用于测量所述弹性部的伸缩量的感应器，所述弹性部的一端抵接所述套接部内壁，所述伸缩部通过所述导向部与所述弹性部连接。

8.根据权利要求7所述的电路板治具测试系统，其特征在于，所述感应器位移感应器。

9.根据权利要求7所述的电路板治具测试系统，其特征在于，所述弹性件为弹簧。

10.根据权利要求7所述的电路板治具测试系统，其特征在于，所述电路板治具测试系统还包括控制主机，所述控制主机包括控制箱及与所述控制箱电连接的显示器，所述控制箱与所述驱动装置电连接用于控制所述驱动装置动作，所述控制箱与所述感应器电性连接。