CN112815992B - 一种探针性能全自动检测流水线及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了探针检测技术领域中的一种探针性能全自动检测流水线及实现方法，该流水线包括系统底板及位于系统底板上的振动机构、检测机构、取放料机构、旋转机构及测试机构，振动机构用于对其内部的探针进行振动、分料，检测机构用于检测出料后探针的极性，取放料机构用于将探针运转至旋转工位，旋转机构用于夹取探针并将其运转至测试工位，测试机构用于对探针的性能进行测试。本发明通过全自动的流水线设计，保证每个探针的性能得到准确测试，提高了测试的精度和准确度；同时，本发明增设了探针极性识别的装置，保证后期正常运转后能够准确的放置于测试机构的测试位，使得测试结果更加准确，避免反向击穿探针，影响探针的良率。

Description

一种探针性能全自动检测流水线及实现方法

技术领域

本发明涉及探针检测技术领域，具体的说，是涉及一种探针性能全自动检测流水线及实现方法。

背景技术

探针是高端精密型电子五金元器件，探针在制作完成后需要对其进行外观及性能测试，性能测试主要包括弹力测试和阻抗测试。传统的测试方法为人工抽检，通过按压测试探针的弹力性能，通过接入电路测试探针的阻抗，这种人工抽检的方式效率非常慢，且检测结果精确度低。

为此，业内提供一种对于探针性能进行自动测试的设备。探针自动测试设备包括物料供应区及检测区，物料供应区的探针被机械手运转至检测区，检测区的另一机械手需要对物料供应区的机械手内的探针物料进行夹取，并转移至测试工位进行检测。

在物料供应区，如何准确的进行探针物料的供应，以便机械手能够准确抓取探针成为一大难题；另外，探针存在正负极性的区别，如何能保证探针在供应时准确进行定位及方向识别也成为业内亟待解决的问题；另外现有的探针自动测试识别对探针进行检测时，其检测效率较低，准确率也低，造成了探针自动测试设备无法普及的鸿沟。

上述缺陷，值得解决。

发明内容

为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种探针性能全自动检测流水线及实现方法。

本发明技术方案如下所述：

一方面，本发明提供一种探针性能全自动检测流水线，其特征在于，包括系统底板及位于所述系统底板上的振动机构、检测机构、取放料机构、旋转机构及测试机构，

所述振动机构用于将位于其内部的探针振动至边缘位置；

所述检测机构用于检测位于所述振动机构边缘位置的探针的极性；

所述取放料机构上设有翻转机构，所述翻转机构用于夹取所述探针，并进行空间位置的翻转，且所述取放料机构设有用于带动所述翻转机构进行空间移动的移动机构；

所述旋转机构设于所述取放料机构的末端位置，所述旋转机构上设有多个旋转工位组件，且所述旋转机构带动所述旋转工位组件转动，所述旋转工位组件设有用于夹取所述取放料机构运送的探针；

所述测试机构位于所述旋转工位组件的后侧，用于对所述探针的性能进行测试。

另一方面，本发明提供一种探针性能全自动检测流水线的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、振动机构对位于其内部的探针原料进行振动、分料，分料后的探针位于所述振动机构的侧方出口处；

S2、取放料机构通过其上方的第一夹臂组件夹取分料后的探针，所述取放料机构带动所述探针运转至旋转机构的旋转工位处；

S3、所述旋转机构的第二夹臂组件夹取所述第一夹臂组件上的探针，所述旋转机构带动所述探针旋转并运送至测试工位；

S4、测试机构对位于测试工位的探针的性能进行测试；

S5、所述旋转机构将步骤S4测得的良品运转至摆盘工位并进行良品摆盘，将步骤S4测得的废品运转至回收工位并进行废品回收。

根据上述方案的本发明，其有益效果在于，本发明通过全自动的流水线设计，使得每个探针能够实现分料、测极性、运转、旋转接料、测试等过程，保证每个探针的性能得到准确测试，提高了测试的精度和准确度；同时，本发明增设了探针极性识别的装置，在探针运转过程前进行极性的确认，保证后期正常运转后能够准确的放置于测试机构的测试位，使得测试结果更加准确，避免反向击穿探针，影响探针的良率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明另一视角的示意图；

图3为本发明中振动机构的结构示意图；

图4为图3中虚线框部分的放大图；

图5为本发明中振动机构另一视角的示意图；

图6为本发明中检测机构的结构示意图；

图7为本发明中取放料机构的结构示意图；

图8为图7中虚线框部分的放大图；

图9为本发明中旋转机构的结构示意图；

图10为图9中虚线框部分的放大图；

图11为本发明中旋转机构另一视角的结构示意图；

图12为本发明中旋转机构第三视角的机构示意图；

图13为本发明中承托机构的结构示意图；

图14为本发明中下压机构的机构示意图；

图15为本发明的实现流程图。

在图中，101-主底板；102-副底板；103-底板连接架；111-摆盘工位；112-回收工位；121-测试限位架；131-工位支撑板；

20-振动机构；21-第一振动底座；22-振动立柱；23-第二振动底座；24-振动盘；25-出料器；251-出料位；252-斜坡；

30-检测机构；31-检测立杆；32-检测连接件；33-检测横杆；34-检测固定件；

40-取放料机构；41-取放料立柱；42-横向移动轨道；43-横向轴杆；44-横向驱动器；45-横向滑块；46-纵向移动轨道；47-纵向驱动器；48-纵向滑块；49-翻转固定架；

50-翻转机构；51-翻转驱动器；52-翻转支架；53-第一夹臂组件；

60-旋转机构；61-旋转底座；62-旋转立柱；63-转盘；64-旋转驱动器；65-旋转平台；66-旋转工位组件；661-工位固定架；662-工位支架；663-夹臂支撑件；664-第二夹臂组件；67-转动台；

70-承托机构；71-承托底板；711-第一滑孔；72-承托立板；721-第二滑孔；73-承托支架；74-承托板；75-移动滑块；

80-下压机构；81-下压支架；82-下压驱动器；

90-测试机构；91-测试位。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述：

如图1至图14所示，一种探针性能全自动检测流水线，包括系统底板及位于系统底板上的振动机构20、检测机构30、取放料机构40、旋转机构60及测试机构90，振动机构20用于对其内部的探针进行振动、分料，检测机构30用于检测出料后探针的极性，取放料机构40用于将探针运转至旋转工位，旋转机构60用于夹取探针并将其运转至测试工位，测试机构90用于对探针的性能进行测试。

该探针性能全自动检测流水线还包括用于对系统功能进行总控的控制器（图中未示出，下同），控制器分别与振动机构20、检测机构30、取放料机构40、旋转机构60及测试机构90连接，分别实现各个机构组件的功能控制。

如图1、图2所示，系统底板包括主底板101和副底板102，振动机构20和检测机构30固定于副底板102上，取放料机构40、旋转机构60以及测试机构90均固定于主底板101上。优选的，副底板102通过底板连接架103固定于主底板101的侧边，且副底板102的高度高于主底板101，使得振动机构20和检测机构30能够适配旋转机构60等的高度。

1、振动机构

如图1至图5所示，振动机构20位于副底板102的前侧，其用于将位于其内部的探针振动并分料至边缘位置。

振动机构20包括振动底座和位于振动底座上侧的振动盘24，振动盘24的侧边设有缺口（图中未示出，下同），缺口处设有用于摆放出料的探针的出料器25。振动盘24与控制器连接，受到控制器的控制而振动。探针在受到振动盘24振动的时候不会越过振动盘24边缘，在此基础上还能够滑动至出料器25上进行分料。出料器25上设有用于摆放探针的出料位251，出料位251为向下凹陷的圆弧状，分料后的探针摆放于出料位251上，便于后续的取放料机构40进行夹取。

优选的，出料位251的内侧设有向内倾斜的斜坡252，振动盘24振动分料后的探针可以沿着斜坡252向上滑动至出料位251，避免探针因振动而越过出料位，影响分料的效率。

优选的，出料器25的一侧边与振动盘24的轴心位于同一竖直平面，使得出料器25偏向于振动盘24的一侧，可以使得振动盘24振动分料后的探针能够准确落入出料位251上。

优选的，振动底座包括第一振动底座21和位于第一振动底座21上方的第二振动底座23，第一振动底座21与第二振动底座23之间通过振动立柱22连接。通过将振动盘24设于上下两侧的振动底座上，使得振动盘24在工作过程中不会对其他结构部件造成功能影响。

2、检测机构

如图1、图2、图6所示，检测机构30位于振动机构20的出料位251的一侧，其用于检测位于振动机构20的出料位251的探针的极性。检测机构30包括检测主体及位于检测主体上的相机（图中未示出，下同），相机位于振动机构20的出料位251的正上方，相机与控制器连接，用于受控于控制器进行拍照，并将拍摄的照片发送至控制器进行识别和处理。优选的，相机选用CCD相机，数据采集准确度更高。

在本实施例中，检测主体包括检测立杆31和检测横杆33，检测立杆31的上端通过检测连接件32与检测横杆33连接，相机通过检测固定件34固定于检测横杆33上。并且，检测连接件32可以绕检测立杆31所在轴转动，转动到位后通过螺栓固定；检测横杆33可以在检测连接件32上绕其自身所在轴转动，实现相机拍照方向的调节，转动到位后通过螺栓进行固定。

3、取放料机构

如图1、图2、图7、图8所示，取放料机构40固定于主底板101的后侧，其上端延伸至副底板102的后侧（位于检测机构30的后侧）。取放料机构40上设有翻转机构50，用于夹取振动机构20分料后的探针，并在取放料机构40的带动下将探针运转至旋转工位。

取放料机构40包括取放料立柱41及位于取放料立柱41上的横向移动轨道42、纵向移动轨道46，取放料立柱41的下端固定于主底板101上，其上端用于对其他组件进行支撑。

横向移动轨道42固定于取放料立柱41的顶部，其端部设有横向驱动器44，横向驱动器44与横向移动轨道42内的横向轴杆43连接，纵向移动轨道46套于横向移动轨道42内。横向驱动器44与控制器连接，控制器控制横向驱动器44运转，并通过横向轴杆43带动纵向移动轨道46进行横向滑动。具体的，横向移动轨道42上套有横向滑块45，横向滑块45套在横向轴杆43内，并与横向移动轨道42限位连接，纵向移动轨道46固定于横向滑块45上，使得横向驱动器44驱动横向轴杆43转动时，横向滑块45受限于横向移动轨道42而不会转动，仅在水平方向产生位移，实现纵向移动轨道46的横向驱动。

纵向移动轨道46设于横向滑块45的侧面，其端部（上端部）设有纵向驱动器47，纵向驱动器47与纵向移动轨道46内的纵向轴杆（图中未示出，下同）连接，翻转机构50套于纵向移动轨道46内。纵向驱动器47与控制器连接，控制器控制纵向驱动器47运转，并通过纵向轴杆带动翻转机构50进行纵向滑动。具体的，纵向移动轨道46上设有纵向滑块48，纵向滑块48套在纵向轴杆内，并与纵向移动轨道46限位连接，翻转机构50固定于纵向滑块48上，使得纵向驱动器47驱动纵向轴杆转动时，纵向滑块48受限于纵向移动轨道46而不会转动，仅在竖直方向上产生位移，实现翻转机构50的纵向驱动。

翻转机构50通过翻转固定架49固定于取放料机构40上，其用于夹取探针，并进行空间位置的翻转。具体的，翻转机构50包括翻转支架52及固定于翻转支架52上的翻转驱动器51，翻转驱动器51的输出轴与用于夹取探针的第一夹臂组件53连接。翻转驱动器51与控制器连接，在控制器接收检测机构30拍摄的照片后，若确定该探针为反向探针，则通过翻转驱动器51驱动翻转机构50进行翻转，使得探针翻转并调整方向。

上述的反向与“定义”的正向相反，该“定义”的正向是指探针在正向摆放时，不会被翻转机构50进行翻转，在经过后续运转流程过，运送至测试工位时与测试工位内部的检测电路连接方向为正，能够正常识别探针的正向阻抗性能。若探针在分料的时候为“反向”，若没有经过翻转机构的反转，经过一系列运转之后，在测试工位接通电路后可能发生反向击穿等情况。

本实施例通过设置翻转机构50，使其与检测机构30相配合，实现“反向”的探针能够翻转成正向，并适配与后续的测试过程。

本实施例中的第一夹臂组件53包括两个相对应的第一夹臂，两个第一夹臂之间形成用于容纳探针的第一夹取空间。

在本实施例中，横向驱动器44、纵向驱动器47均为驱动电机，翻转驱动器51为步进电机。

4、旋转机构

如图1、图2、图9至图12所示，旋转机构60固定于主底板101上，并设于取放料机构40的末端位置，其上设有多个旋转工位组件66，且旋转机构60带动旋转工位组件66转动，旋转工位组件66设有用于夹取取放料机构40运送的探针。旋转机构60用于接收取放料机构40运送来的探针物料，并将其运转至检测工位，检测完成后再运转至摆盘工位111或回收工位112。

旋转机构60包括旋转底座61、旋转平台65、转动台67以及转盘63，旋转底座61的上端通过旋转立柱62与旋转平台65连接，旋转平台65上设有转动台67，转盘63置于转动台67上，并绕着转动台67的转动。具体的，转盘63上固定有旋转驱动器64，旋转驱动器64的下端穿过转盘63与旋转平台65连接，旋转驱动器64转动时带动转盘63绕着旋转平台65转动。在本实施例中，旋转驱动器64为步进电机，其与控制器连接，接收控制器控制信号后，带动转盘63进行旋转。

转盘63上固定有多个旋转工位组件66，旋转工位组件66用于夹取取放料机构40运送来的探针，并随着旋转机构60转动至检测位置。

旋转工位组件66包括工位固定架661、工位支架662、夹臂支撑件663以及第二夹臂组件664，工位固定架661固定于转盘63上，工位支架662设于工位固定架661内并沿着工位固定架661上下滑动，夹臂支撑件663设于工位支架662的下端，第二夹臂组件664设于夹臂支撑件663的前端。

优选的，工位固定架661的外侧呈C字形，其内部设有工位滑轨（图中未示出，下同），工位支架662套在该工位滑轨上，可以实现工位支架662、夹臂支撑件663以及第二夹臂组件664的上下位置调整。第二夹臂组件664包括两个相匹配的第二夹臂，其后端套在夹臂支撑件663上，其前端分别设有相对应的凹口。两个凹口相对应，用于提供夹取探针的第二夹取空间。

本发明中的旋转机构60用于提供多个探针同时运转的基础，使得一个旋转工位组件66用于进行检测的同时，其他旋转工位组件66可以同时进行其他功能运转，保证了探针检测过程的高效率。

5、测试机构

如图1、图2、图14所示，测试机构90位于旋转机构60的后侧，其用于对探针的性能进行测试。

测试机构90包括测试外框、设于测试外框内的测试控制器（测试外框、测试控制器均未示出），测试控制器的测试位91向上伸出测试外框，测试位91接触旋转工位组件66上的探针后，可以对探针的阻抗性能进行测试。测试机构90的上方设有下压机构80，下压机构80包括下压支架81及固定于下压支架81上的下压驱动器82，该下压驱动器82位于检测位的正上方，使得下压驱动器82进行转动时可以抵住探针，用于对其弹性进行测试。

在本实施例中，系统底板（即主底板101）上设有若干个测试限位架121，测试外框设于测试限位架121围成的空间内，通过测试限位架121对测试机构进行空间限位，保证了机构的稳定性。

优选的，下压驱动器为驱动电机。

6、承托机构

如图1、图2、图13所示，旋转机构60承接取放料机构40运送探针的位置下端还设有承托机构70，用于承托取放料机构40与旋转工位组件66未准确对接而掉落的探针，避免探针落入设备内部，而造成探针丢失，甚至影响设备的正常运转。

承托机构70包括承托底板71、承托立板72、承托支架73及位于承托支架73顶部的承托板74。承托底板71固定于系统底板上，承托立板72固定于承托底板71的侧面，承托支架73设于承托立板72的侧面。

优选的，承托底板71上设有第一滑孔711，第一螺栓（图中未示出，下同）穿过第一滑孔711后与系统底板固定，在需要调节承托机构70横向位置时，拧松第一螺栓，使得承托底板71与系统底板分离，调节承托底板71的位置后，再拧紧第一螺栓，使得承托底板71与系统底板紧固。

优选的，承托立板72上设有第二滑孔721，第二螺栓（图中未示出，下同）依次穿过承托支架73、第二滑孔821后与移动滑块75固定，在需要调节承托的纵向位置时，拧松第二螺栓，使得承托支架73与承托立板72分离，调节承托支架73的位置后，再拧紧第二螺栓，使得承托支架73与承托立板72紧固。

如图1、图2所示，系统底板上还设有摆盘工位111和回收工位112，沿着旋转机构30的运转方向，摆盘工位111和回收工位112位于测试机构90的后侧。在本发明中，旋转机构60上设有4组旋转工位组件66，其中沿着旋转机构60的运转方向，位于最右侧的旋转工位组件66用于接收取放料机构40运送来的探针，位于最后侧的旋转工位组件66用于将夹取到的探针摆放于测试工位上方进行性能测试；位于最左侧的旋转工位组件66用于将测试后得到的良品探针摆放于摆盘工位111上，位于最前侧的旋转工位组件66用于将测试后的废品探针放置于回收工位112的回收箱内。

在本实施例中，系统底板（即主底板101）上设有工位支撑板131，摆盘工位111、回收工位112以及承托机构70均设于工位支撑板131上。优选的，工位支撑板131呈U字形，旋转机构60位于U字形的中空位置，使得旋转工位组件66的高度与其他机构部件相适应。

如图15所示，上述的探针性能全自动检测流水线的实现方法，包括了探针的振动分料、运转、旋转、测试、摆盘/回收等过程。具体包括以下步骤：

S1、振动机构对位于其内部的探针原料进行振动、分料，分料后的探针位于振动机构的侧方出口处。

S2、取放料机构通过其上方的第一夹臂组件夹取分料后的探针，取放料机构带动探针运转至旋转机构的旋转工位处。

S3、旋转机构的第二夹臂组件夹取第一夹臂组件上的探针，旋转机构带动探针旋转并运送至测试工位。

S4、测试机构对位于测试工位的探针的性能进行测试。

S5、若步骤S4检测到该探针为良品，则旋转机构将良品运转至摆盘工位并进行良品摆盘；若步骤S4检测到该探针为废品，则旋转机构将废品运转至回收工位并进行废品回收。

探针振动至振动机构的出口处时，检测机构对探针的极性进行检测，若该探针的极性与定义正向相反，则取放料组件夹取探针后，翻转机构带动第一夹臂组件翻转。此处的“定义”、“正向”等含义与上述相同，此处不再赘述。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种探针性能全自动检测流水线，其特征在于，包括系统底板及位于所述系统底板上的振动机构、检测机构、取放料机构、旋转机构及测试机构，

所述振动机构用于将位于其内部的探针振动至边缘位置；所述振动机构包括振动底座和位于所述振动底座上侧的振动盘，所述振动盘的侧边设有缺口，所述缺口处设有用于摆放出料的探针的出料器；

所述出料器上设有用于摆放探针的出料位，所述出料位为向下凹陷的圆弧状，所述出料位的内侧设有向内倾斜的斜坡；

所述检测机构用于检测位于所述振动机构边缘位置的探针的极性；

所述取放料机构上设有翻转机构，所述翻转机构用于夹取所述探针，并进行空间位置的翻转，且所述取放料机构设有用于带动所述翻转机构进行空间移动的移动机构；

所述翻转机构包括翻转支架及固定于所述翻转支架上的翻转驱动器，所述翻转驱动器的输出轴与用于夹取探针的第一夹臂组件连接；

所述取放料机构包括横向移动轨道、纵向移动轨道，横向移动轨道上套有横向滑块，横向滑块套在横向轴杆内，并与横向移动轨道限位连接，纵向移动轨道固定于横向滑块上；

纵向移动轨道上设有纵向滑块，纵向滑块套在纵向轴杆内，并与纵向移动轨道限位连接，翻转机构固定于纵向滑块上；

所述旋转机构设于所述取放料机构的末端位置，所述旋转机构上设有多个旋转工位组件，且所述旋转机构带动所述旋转工位组件转动，所述旋转工位组件设有用于夹取所述取放料机构运送的探针；

所述测试机构位于所述旋转工位组件的后侧，用于对所述探针的性能进行测试；

所述探针振动至所述振动机构的出口处时，检测机构对所述探针的极性进行检测，若该探针的极性与定义正向相反，则所述取放料机构夹取探针后，翻转机构带动所述第一夹臂组件翻转。

2.根据权利要求1所述的探针性能全自动检测流水线，其特征在于，所述系统底板包括主底板和副底板，所述振动机构和所述检测机构固定于所述副底板上，所述取放料机构、所述旋转机构以及所述测试机构均固定于所述主底板上。

3.根据权利要求1所述的探针性能全自动检测流水线，其特征在于，所述检测机构包括检测主体及位于所述检测主体上的相机，所述相机位于所述振动机构出料位置的正上方。

4.根据权利要求1所述的探针性能全自动检测流水线，其特征在于，所述取放料机构包括取放料立柱及位于所述取放料立柱上的横向移动轨道、纵向移动轨道；

所述横向移动轨道的端部设有横向驱动器，所述横向驱动器与所述横向移动轨道内的横向轴杆连接，所述纵向移动轨道套于所述横向移动轨道内，所述横向驱动器通过所述横向轴杆带动所述纵向移动轨道进行横向滑动；

所述纵向移动轨道的端部设有纵向驱动器，所述纵向驱动器与所述纵向移动轨道内的纵向轴杆连接，所述翻转机构套于所述纵向移动轨道内，所述纵向驱动器通过所述纵向轴杆带动所述翻转机构进行纵向滑动。

5.根据权利要求1所述的探针性能全自动检测流水线，其特征在于，所述旋转机构承接所述取放料机构运送探针的位置下端设有承托机构，所述承托机构包括承托支架及位于所述承托支架顶部的承托板。

6.根据权利要求1所述的探针性能全自动检测流水线，其特征在于，所述测试机构的上方设有下压驱动器，所述下压驱动器通过下压支架固定于系统底板上。

7.一种根据权利要求1-6任一项所述的探针性能全自动检测流水线的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、振动机构对位于其内部的探针原料进行振动、分料，分料后的探针位于所述振动机构的侧方出口处；

S2、取放料机构通过其上方的第一夹臂组件夹取分料后的探针，所述取放料机构带动所述探针运转至旋转机构的旋转工位处；

S3、所述旋转机构的第二夹臂组件夹取所述第一夹臂组件上的探针，所述旋转机构带动所述探针旋转并运送至测试工位；

S4、测试机构对位于测试工位的探针的性能进行测试；

S5、所述旋转机构将步骤S4测得的良品运转至摆盘工位并进行良品摆盘，将步骤S4测得的废品运转至回收工位并进行废品回收。