CN112444729A - 一种轨道联动式自动化生产测试机构 - Google Patents

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丁世联
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Abstract

本发明公开了一种轨道联动式自动化生产测试机构，属于电路板生产测试技术领域，包括针床组件、流水线组件、下压组件；所述针床组件包括内设探针的针床箱、电路板仿形块、工装基板，所述针床箱设置在所述工装基板上，所述电路板仿形块设置在所述针床箱上；所述流水线组件包括测试轨道、电路板限位件、轨道升降件，所述电路板限位件设置在所述测试轨道上，所述轨道升降件与所述测试轨道连接。本发明解决了大规模生产中的电路板自动测试问题，通过流水线轨道水平运动、测试轨道垂直下沉、下压气缸垂直运动的轨道联动方式，保证电路板与测试探针平稳接触，能够有效的提高测试的效率和可靠性。

Description

一种轨道联动式自动化生产测试机构
技术领域
本发明涉及电路板生产测试技术领域，具体涉及一种轨道联动式自动化生产测试机构。
背景技术
随着电子技术的快速发展，电子产品越来越小型化、集成化，电路板功能越来越强大。为了在生产早期发现电路板不良件，避免流入下道工序造成浪费，电路板测试在实际生产中越来越受到重视。为了使电路板在生产过程中进行有效测试，电路设计师通常会在电路板上布置足够多的测试点，这些测试点为常规电性能、程序烧录及电路板功能等板级测试提供了极大便利。有了测试点，工艺设计师就可以设计针床机构来进行充分有效的测试工作。
在传统的人工作业方式中，由操作工人将电路板放入针床机构中，通过下压手柄带动上压板向下运动，当压合电路板后，在操作界面上点击测试按钮，开始测试。电路板自动化测试作业方式，目前主要有两种，一种是离线式，通过机械手从轨道上抓取电路板，移动到线边测试针床中，开始测试；另一种是在线式，轨道上电路板到达测试位置后，测试针床将电路板顶起，上压板下压到位后自动测试。显而易见，人工作业低效、质量状态不可控；离线式需使用机器人或机械手，硬件成本高，相对于在线式，机构运动耗时更多，生产节拍较慢，同时离线式需要在轨道旁边搭建针床，占用空间较多，导致设备占地面积更大；在线式是较为高效的生产测试手段，但目前采用了测试轨道保持静止，让针床机构上移的通行做法。由于针床在上行过程中，与导杆之间实际存在了间隙，从而使测试探针与电路板测试点之间产生非一致性偏离，该偏离会造成测试接触不良，导致误测。此外，为了保证接触可靠，探针与测试点之间要求具备较高的对位精度，而针床上行过程中有可能处于失稳状态，上压板频繁下压时，测试探针处于不正常的使用状态，探针使用寿命大大降低。特别在多通道测试条件下，测试针床内部接线复杂，向上运动时，探针损坏的可能性更大。为此，提出一种轨道联动式自动化生产测试机构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：如何解决电路板生产时的在线可靠测试问题，提供了一种轨道联动式自动化生产测试机构。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括针床组件、流水线组件、下压组件；所述针床组件包括内设探针的针床箱、电路板仿形块、工装基板，所述针床箱设置在所述工装基板上，所述电路板仿形块设置在所述针床箱上；所述流水线组件包括测试轨道、电路板限位件、轨道升降件，所述电路板限位件设置在所述测试轨道上，所述轨道升降件与所述测试轨道连接，所述轨道升降件设置在所述工装基板上；所述下压组件包括下压件、压块件与多个导杆，所述下压件设置在所述导杆上，所述压块件与所述下压件连接，并与所述导杆滑动连接，多个所述导杆设置在所述工装基板上。
更进一步地，所述针床组件还包括到位检测开关，所述到位检测开关设置在所述针床箱上。
更进一步地，所述针床组件还包括用于固定压紧所述针床箱的压紧固定模块，所述针床箱通过所述压紧固定模块与所述工装基板连接。
更进一步地，电路板上设置有定位孔，所述电路板仿形块上设置有与所述定位孔相匹配的定位销。
更进一步地，所述流水线组件还包括中间板，所述中间板与所述导杆滑动连接，所述测试轨道包括两条平行设置的测试导轨，所述轨道升降件通过所述中间板分别与两条所述测试导轨连接。
更进一步地，一侧的所述测试导轨与所述中间板固定连接，另一侧的所述测试导轨与所述中间板滑动连接。
更进一步地，另一侧的所述测试导轨与所述中间板之间设置有滑块导轨连接件，该侧所述测试导轨与所述中间板之间通过所述滑块导轨连接件滑动连接。
更进一步地，所述电路板限位件的数量至少为两组，分别设置在两条所述测试导轨上。
更进一步地，所述流水线组件还包括间距调节件，所述间距调节件包括驱动件、丝杠、丝杠螺母座，所述丝杠的一端贯穿一侧的所述测试导轨并与所述中间板转动连接，另一端贯穿所述丝杠螺母座并与所述驱动件连接，所述丝杠螺母座设置在另一侧的所述测试导轨上。
更进一步地，所述下压组件还包括连接固定板、活动压板，所述下压件通过所述连接固定板与所述导杆连接，所述压块件通过所述活动压板与所述下压件连接，同时通过所述活动压板与所述导杆滑动连接。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1、将流水线轨道由水平运动转化为垂直运动，通过测试轨道下降，电路板接触测试探针，下压气缸组件顺势压紧电路板等一连贯动作，实现了多轨联动，解决了电路板在线测试中的稳定生产问题。特别在测试点分布密集、测试通道数量较多的复杂情况下，该机构效果更加明显；
2、针床组件可快速更换，并可快速定位压紧，更换后同样适应其它产品大批量自动化生产，解决了多种产品兼容性柔性生产问题；
3、在电路板仿形块上增加了三个微动开关，在测试轨道下移，带动电路板放入仿形块，同时微动开关检测电路板放置状态准确、平稳后，多轨联动中的下压气缸组件才会向下运动，控制压块组件挤压电路板与探针接触，避免了因电路板放置不到位造成电路板被压坏的问题发生，降低了不良率。
附图说明
图1为本发明实施例中自动化生产测试机构的结构示意图；
图2为本发明实施例中针床组件的结构示意图；
图3为本发明实施例中流水线组件的结构示意图；
图4为本发明实施例中下压气缸组件的结构示意图；
图5为本发明实施例中流水线组件的测试轨道下降状态示意图；
图6为图2中A部放大示意图；
图7为图2中B部放大示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
结合图1～4、6、7说明，本实施方案的自动化生产测试机构包括针床组件1、流水线组件2和下压气缸组件3；
所述针床组件1包括工装基板101、针床箱102、两组针床箱安装块103、两组针床固定气缸104、两组第一气缸安装固定板105、两组气缸转接板106、两组针床箱固定压块107、电路板仿形块108、微动开关109(即本发明的到位检测开关)；
所述流水线组件2包括上一段工序流入轨道201、下一道工序流出轨道202、测试轨道203、轨道固定板204、两组皮带电机205、电机固定板206、四组电路板限位块207、四组限位气缸208、四组气缸安装板209、调宽电机210、电机安装固定板211、两组丝杠212、两组丝杠同步轮213、丝杠螺母座214、调宽同步带215、调宽导轨组件216(即本发明的滑块导轨连接件)、两组轨道升降气缸217、两组第二气缸安装固定板218、四组第一直线轴承219、轴承安装板220(即本发明的中间板)；
所述下压气缸组件3包括下压气缸301、下压气缸固定板302、四组第二直线轴承303、四组导杆304、活动压板305、压块组件306、两组L型压块安装块307、四组压紧旋钮308。
结合图2、6、7说明针床组件1的结构形式，L型针床箱安装块103通过螺栓与工装基板101固定，针床箱102装入针床箱安装块103与工装基板101形成的卡槽内，同时使用针床箱固定压块107压紧与工装基板101的配合；针床箱固定压块107通过螺栓固定在气缸转接板106上，气缸转接板106上铣有螺纹孔，针床固定气缸104的缸柱顶端带有螺纹，直接拧入气缸转接板106的螺纹孔内，从而通过缸柱带动气缸转接板106上的针床箱固定压块107压紧工装基板101与针床箱102侧边缘，针床固定气缸104的侧边有螺纹孔，通过螺栓固定在第一气缸安装固定板105上，第一气缸安装固定板105通过螺栓固定在工装基板101上；电路板仿形块108通过弹簧与导柱安装于针床箱102上，微动开关109装配在针床箱内部，针床箱102内测试时探针穿过电路板仿形块108上的过孔从而对电路板进行测试工作。
结合图1、3说明流水线组件2的结构形式，流水线组件2整体固定在针床组件1上，其中上一段工序流入轨道201、下一道工序流出轨道202通过轨道固定板204安装在工装基板101上，测试轨道203通过轨道固定板204安装在轴承安装板220上，轴承安装板220上通过螺栓固定连接有四组第一直线轴承219，第一直线轴承219套入导杆304中，测试轨道203上固定有电机固定板206，皮带电机205上预留有螺纹孔，通过螺栓锁紧于电机固定板206上，带动测试轨道203上的皮带运动，皮带通过摩擦力带动电路板传送，起到传送带的作用，测试轨道203中间位置两侧固定安装有气缸安装板209，限位气缸208通过螺栓固定在气缸安装板209上，限位气缸208上带有螺纹孔，用于固定电路板限位块207，通过电路板限位块207的升降，控制电路板在测试轨道203上的定位；轨道升降气缸217端面有螺纹孔，用于装配在第二气缸安装固定板218上，第二气缸安装固定板218上通过螺栓固定在工装基板101上，轨道升降气缸217的缸柱贯穿第二气缸安装固定板218，与轴承安装板220螺纹连接固定，从而带动轴承安装板220沿各导杆304运动，实现测试轨道203的升降；位于同侧的两个轴承安装板220的中间位置装配有电机安装固定板211，用于放置调宽电机210，调宽电机210的输出轴带动调宽同步带215转动，调宽同步带215套入装在丝杠螺母座214的丝杠同步轮213上，丝杠同步轮213内套有丝杠212，测试轨道203中的一条测试导轨通过调宽导轨组件216与轴承安装板220滑动连接，配合安装在轴承安装板220上的调宽导轨组件216调宽测试轨道203之间的间距(宽度)。
结合图4说明下压气缸组件3的结构形式，下压气缸组件3整体通过导杆304固定在工装基板101上，第二直线轴承303套在导杆304上，同时通过螺栓固定在活动压板305上，L型压块安装块307通过螺栓与活动压板305固定，压块组件306装入压块安装块307与活动压板305形成的卡槽内，再通过四组压紧旋钮308锁紧固定；下压气缸固定板302装配在导杆304上端，固定连接，下压气缸固定板302的中间位置装配有下压气缸301，下压气缸301的缸柱贯穿气缸固定板302与活动压板305连接，从而能够带动活动压板305沿导杆304运动，实现对电路板的压紧，并通过各导杆304与活动压板305滑动连接。
本机构的工作原理如下：
结合图1～7说明该机构工作原理，在该机构中，被测电路板由上一段工序流入轨道201传输到测试轨道203上，图3中测试轨道203之间的板体为被测电路板。测试轨道203上装有光电传感器，当被测电路板到达光电传感器的感应范围内时，光电传感器发送信号给该机构控制系统，PLC给限位气缸208发送动作信号，限位气缸208接收信号后缸柱下降，在被测电路板流转过来之前带动电路板限位块207下沉到位，中断电路板传送，实现电路板的限位。之后轨道升降气缸217控制测试轨道203下降至轨道内的电路板放置的电路板仿形块108及微动开关109上，电路板上的定位孔套入电路板仿形块108上的定位销中，微动开关109检测到电路板已经放置到位，下压气缸301启动，带动压块组件306下降，压住电路板，承托电路板的电路板仿形块108下方的弹簧受压变形，电路板仿形块108沿其下方设置的导柱向下移动，到达设定位置后针床箱102内探针与电路板上测试点接触，生产测试平台加电测试；测试完成后，下压气缸301的缸柱上行，带动压块组件306复位，等待下一次下压过程。电路板仿形块108下方的弹簧压力释放，带动电路板上升，同时，轨道升降气缸217的缸柱上行，带动测试轨道203上升，测试轨道203两侧皮带与电路板工艺边接触，使电路板上行回到初始传送位置，限位气缸208的缸柱上行，带动电路板限位块207上升，电路板在测试轨道203两侧皮带摩擦力作用下，传输到下一道工序流出轨道202上，电路板测试完成，所有设备回到初始状态，等待下一次测试过程。
结合图3说明该机构轨道调宽工作原理，为适应不同规格的被测电路板，轨道可通过调整两侧间距实现对电路板的支撑与传输。通过该机构控制系统，启动调宽电机210，调宽电机210的输出轴带动调宽同步带215转动，调宽同步带215带动装在丝杠螺母座214的丝杠同步轮213转动，丝杠同步轮213带动丝杠212旋转，丝杠212与测试轨道203中的一条测试导轨螺纹连接，该条测试导轨在丝杆212作用下，沿调宽导轨组件216中的滑轨前后移动，实现轨道宽度的调节。调宽电机210正向或反向转动，测试轨道203的宽度可以变大或变小。当被测电路板换型生产前，轨道调宽需一次调整到位。
综上所述，本实施例的轨道联动式自动化生产测试机构，将流水线轨道由水平运动转化为垂直运动，通过测试轨道下降，电路板接触测试探针，下压气缸组件顺势压紧电路板等一连贯动作，实现了多轨联动，解决了电路板在线测试中的稳定生产问题；特别在测试点分布密集、测试通道数量较多的复杂情况下，该机构效果更加明显；并且针床组件可快速更换，并可快速定位压紧，更换后同样适应其它产品大批量自动化生产，解决了多种产品兼容性柔性生产问题；还在电路板仿形块上增加了三个微动开关，在测试轨道下移，带动电路板放入仿形块，同时微动开关检测电路板放置状态准确、平稳后，多轨联动中的下压气缸组件才会向下运动，控制压块组件挤压电路板与探针接触，避免了因电路板放置不到位造成电路板被压坏的问题发生，降低了不良率，值得被推广使用。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种轨道联动式自动化生产测试机构，其特征在于：包括针床组件、流水线组件、下压组件；所述针床组件包括内设探针的针床箱、电路板仿形块、工装基板，所述针床箱设置在所述工装基板上，所述电路板仿形块设置在所述针床箱上；所述流水线组件包括测试轨道、电路板限位件、轨道升降件，所述电路板限位件设置在所述测试轨道上，所述轨道升降件与所述测试轨道连接，所述轨道升降件设置在所述工装基板上；所述下压组件包括下压件、压块件与多个导杆，所述下压件设置在所述导杆上，所述压块件与所述下压件连接，并与所述导杆滑动连接，多个所述导杆设置在所述工装基板上。
2.根据权利要求1所述的一种轨道联动式自动化生产测试机构，其特征在于：所述针床组件还包括到位检测开关，所述到位检测开关设置在所述针床箱上。
3.根据权利要求2所述的一种轨道联动式自动化生产测试机构，其特征在于：所述针床组件还包括用于固定压紧所述针床箱的压紧固定模块，所述针床箱通过所述压紧固定模块与所述工装基板连接。
4.根据权利要求3所述的一种轨道联动式自动化生产测试机构，其特征在于：电路板上设置有定位孔，所述电路板仿形块上设置有与所述定位孔相匹配的定位销。
5.根据权利要求1所述的一种轨道联动式自动化生产测试机构，其特征在于：所述流水线组件还包括中间板，所述中间板与所述导杆滑动连接，所述测试轨道包括两条平行设置的测试导轨，所述轨道升降件通过所述中间板分别与两条所述测试导轨连接。
6.根据权利要求5所述的一种轨道联动式自动化生产测试机构，其特征在于：一侧的所述测试导轨与所述中间板固定连接，另一侧的所述测试导轨与所述中间板滑动连接。
7.根据权利要求6所述的一种轨道联动式自动化生产测试机构，其特征在于：另一侧的所述测试导轨与所述中间板之间设置有滑块导轨连接件，该侧所述测试导轨与所述中间板之间通过所述滑块导轨连接件滑动连接。
8.根据权利要求7所述的一种轨道联动式自动化生产测试机构，其特征在于：所述电路板限位件的数量至少为两组，分别设置在两条所述测试导轨上。
9.根据权利要求8所述的一种轨道联动式自动化生产测试机构，其特征在于：所述流水线组件还包括间距调节件，所述间距调节件包括驱动件、丝杠、丝杠螺母座，所述丝杠的一端贯穿一侧的所述测试导轨并与所述中间板转动连接，另一端贯穿所述丝杠螺母座并与所述驱动件连接，所述丝杠螺母座设置在另一侧的所述测试导轨上。
10.根据权利要求1所述的一种轨道联动式自动化生产测试机构，其特征在于：所述下压组件还包括连接固定板、活动压板，所述下压件通过所述连接固定板与所述导杆连接，所述压块件通过所述活动压板与所述下压件连接，同时通过所述活动压板与所述导杆滑动连接。
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