CN113514755B - 一种pcb板围框电性能自动检测装置及方法 - Google Patents

一种pcb板围框电性能自动检测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种PCB板围框电性能自动检测装置及方法，包括上层测试压板机构、下层承载机构和气动控制机构，所述上层测试压板机构包括上层测试压板、支撑架和第一测试柱；所述下层承载机构包括前面板、后面板和第二测试柱；所述气动控制机构包括气动管和气动伸缩装置；所述支撑架和气动管为绝缘材料加工制成，其他结构件为导电材料加工制成，测试时，第一测试柱和第二测试柱连接绝缘测试仪，支撑架支撑气动伸缩装置，气动伸缩装置带动上层测试压板压紧下层承载机构中的PCB板围框。本发明提供的PCB板围框电性能自动检测装置及方法，可以减轻操作人员劳动强度的同时提高检测效率和检测精度，达到提高检测质量的同时降本增效的目的。

Description

一种PCB板围框电性能自动检测装置及方法
技术领域
本发明属于PCB板功能性检测技术领域，特别涉及一种PCB板围框电性能自动检测装置及方法。
背景技术
PCB板围框按照设计要求，应具有绝缘性能。如图1中标号13所示为PCB板围框(以下简称围框)，该PCB板围框电性能的导通检测装置如图1所示，该检测装置为铝板铣削加工并螺装而成。进行测试时，首先测试人员需要将测试工装搬运到测试台上，将PCB板围框13放入测试工装的测试平台11上，再利用杠杆原理压动按压杆14，将测试工装检测压板12压紧，此处需要人工压紧，将测试工装连接绝缘测试仪表后进行测试。绝缘测试仪表档位调节至绝缘测试档位，将一端测试表笔触及在测试平台11上，另外一端测试表笔触及检测压板12上，进行测试。测试完成后，抬起检测压板12，取出PCB板围框13。重复上述步骤进行下一个PCB板围框的测试。如此反复，费时费力，还会因操作人员的操作力度和经验等原因影响测试的准确度。
基于此，提供一种PCB板围框电性能自动检测装置及方法，用以减轻操作人员劳动强度的同时提高检测效率和检测精度，达到提高检测质量的同时降本增效的有益效果是必要的。
发明内容
针对现有检测装置存在的不足，本发明拟解决的目的在于，提供一种PCB板围框电性能自动检测装置及方法，以减轻操作人员劳动强度的同时提高检测效率和检测精度，达到提高检测质量的同时降本增效。
本发明提供的技术方案如下：
第一方面，一种PCB板围框电性能自动检测装置，包括上层测试压板机构、下层承载机构和气动控制机构，所述上层测试压板机构包括上层测试压板、支撑架和第一测试柱；所述下层承载机构包括前面板、后面板和第二测试柱；所述气动控制机构包括气动管和气动伸缩装置；所述支撑架和气动管为绝缘材料加工制成，其他结构件为导电材料加工制成；
所述上层测试压板与气动伸缩装置固定连接，用于在气动伸缩装置的驱动下垂直于PCB板围框运动，测试时压紧位于下层承载机构中的PCB板围框；所述第一测试柱螺接在所述上层测试压板的板面上，作为接线端子外接绝缘测试仪；所述支撑架固定在下层承载机构的前面板上，其上固定有气动伸缩装置，用于支撑气动伸缩装置及上层测试压板；
所述前面板与后面板固定连接，两板之间形成斜向下贯通的测试通道，测试通道的进料口位置高于出料口，测试通道的下滑道面喷涂绝缘漆或铺设绝缘材料；所述前面板的板面上开设有测试通孔，测试通孔与测试通道重叠部分形成有效测试区域，有效测试区域与上层测试压板的垂直投影面对应，PCB板围框由进料口进入测试通道后停留在有效测试区域中；所述第二测试柱与前面板或后面板电连接，作为另一接线端子与绝缘测试仪连接；
所述气动控制机构中气动管用于外部气源至气动伸缩装置间的气体传输，使气动伸缩装置驱动上层测试压板移动。
第二方面，一种PCB板围框电性能自动检测方法，包括如下步骤：
测试开始时，接通外部气源如压缩空气气源，将绝缘测试仪的接线端连接至第一检测柱和第二检测柱；
在进料口处放入PCB板围框，使其滑入有效测试区域内；
启动气动控制按钮，使上层测试压板压紧被测PCB板围框，并在气动作用下充分贴合；
启动绝缘测试仪上的测试按钮进行测试，若测试结果指示合格，再次点击气动按钮，使上层测试压板离开PCB板围框，PCB板围框滑出出料口；若测试结果指示不合格，再重复测试至少一次，测试结果均指示合格，则判定为合格产品，若仍然存在至少一次不合格，则判定为不合格产品；
如此往复进行测试，直至PCB板围框全部测试完成。
根据本发明提供的一种PCB板围框电性能自动检测装置及方法，具有以下有益效果：
(1)本发明提供的一种PCB板围框电性能自动检测装置及方法，采用气动控制方式实施检测，气动控制比操作人员手动按压测试更精准，保证每次按压的力度均匀而有力，使PCB板围框充分贴合测试装置，不会出现因为操作人员连续操作导致疲劳，造成按压力度过小，PCB板围框不能充分贴近测试装置的现象；
(2)本发明提供的一种PCB板围框电性能自动检测装置及方法，倾斜进料的设计，在充分计算倾斜角度后，既可保证了送料可以精准到达有效测试区域，又保证了测试完成后围框可以在自身重力的作用下滑出出料口，只需将围框送入进料口，测试完成在出料口取出即可，全过程中无需在手动取围框，加快整个测试过程，减少因操作者的经验问题对测试造成的误差；
(3)本发明提供的一种PCB板围框电性能自动检测装置及方法，采用测试鳄鱼夹夹持测试柱的方式进行测试，规范了测试夹持的位置，避免了传统的测试装置中操作人员因用力不均、接触不良等原因导致的测试不准确的现象；
(4)本发明提供的一种PCB板围框电性能自动检测装置及方法，自动检测装置可以固定在车间有压缩空气的管道旁，无需来回搬动，接上压缩空气就可以使用，测试方便。
附图说明
图1为现有PCB板围框电性能的导通检测装置；
图2为本发明提供的一种PCB板围框电性能自动检测装置的正面示意图；
图3为PCB板围框的测试通道示意图；
图4为本发明提供的一种PCB板围框电性能自动检测装置的背面示意图；
图5为本发明提供的一种PCB板围框电性能自动检测方法的流程图。
附图标号说明
11-测试平台；12-检测压板；13-PCB板围框；14-按压杆；221-气动管；222-上层测试压板；223-支撑架；224-第一测试柱；225-气动伸缩装置；231-前面板；2311-测试通孔；241-底座；242-第二测试柱；251-后面板；261-测试开关定位块；31-进料口；32-出料口；41-测试开关；42-进气接口。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
根据本发明的第一方面，如图2至图4所示，提供了一种PCB板围框电性能自动检测装置，包括上层测试压板机构、下层承载机构和气动控制机构，所述上层测试压板机构包括上层测试压板222、支撑架223和第一测试柱224；所述下层承载机构包括前面板231、后面板251和第二测试柱242；所述气动控制机构包括气动管221和气动伸缩装置225；所述支撑架223和气动管221为绝缘材料如聚四氟乙烯加工制成，其他结构件为导电材料如铝合金材料加工制成；
所述上层测试压板222与气动伸缩装置225固定连接，用于在气动伸缩装置225的驱动下垂直于PCB板围框运动，测试时压紧位于下层承载机构中的PCB板围框；所述第一测试柱224螺接在所述上层测试压板222的板面上，作为接线端子外接绝缘测试仪；所述支撑架223固定在下层承载机构的前面板231上，其上固定有气动伸缩装置225，用于支撑气动伸缩装置225及上层测试压板222；
所述前面板231与后面板251固定连接，两板之间形成斜向下贯通的测试通道，测试通道的进料口31位置高于出料口32，测试通道的下滑道面喷涂绝缘漆或铺设绝缘材料；所述前面板231的板面上开设有测试通孔2311，测试通孔2311与测试通道重叠部分形成有效测试区域，有效测试区域与上层测试压板222的垂直投影面对应，PCB板围框由进料口31进入测试通道后停留在有效测试区域中，下压上层测试压板222后开启电性能测试；优选地，所述有效测试区域面积为PCB板围框面积的1.2～1.5倍，以得到最佳测试效果；所述第二测试柱242与前面板231或后面板251电连接，作为另一接线端子与绝缘测试仪连接；
所述气动控制机构中气动管221用于外部气源至气动伸缩装置225间的气体传输，使气动伸缩装置225驱动上层测试压板222移动。
在一种优选的实施方式中，如图2所示，所述支撑架223为带有横梁的框架结构，所述气动伸缩装置225螺接在支撑架223的横梁上，其气动伸缩端螺接在上层测试压板222上。即上层测试压板222与支撑架223的横梁之间由于安装了气动伸缩装置225存在一定距离，如45mm。当然，所述支撑架223还可以为固定气动伸缩装置225的其他结构，高度满足气动伸缩装置225的气动伸缩端能够带动上层测试压板222压紧PCB板围框即可。
在一种优选的实施方式中，所述下层承载机构的前面板231与后面板251为螺接固定，前面板231相对于后面板251的内侧板面上加工有块体结构，或者后面板251相对于前面板231的内侧板面上加工有块体结构，块体结构与前面板231及后面板251的内侧板面围成测试通道；前面板231与后面板251的顶部螺装有上盖板232，以更稳定地连接前面板231和后面板251。
如图3所示，给出了测试通道截面及尺寸示意图，其中，L1为测试通道的宽度，L2为PCB板围框在测试通道下滑道上的有效进料长度，L3为PCB板围框在测试通道上边沿方向上的进料长度，L4为进料口长度，L5为进料口至前面板231顶部的距离；对于6u的PCB板围框，尺寸举例如下，L1＝207mm，L2＝308mm，L3＝L4sinθ+L2＝478mm(θ为测试通道的倾斜角度)，L4＝261.5mm，L5＝30.5mm，进料口31及出料口32的宽度为4mm。
在一种优选的实施方式中，所述测试通道的倾斜角度θ和动摩擦因数μ满足以下条件：
PCB板围框滑落条件：Wsinθ>μWcosθ，即tanθ>μ；
PCB板围框尺寸条件：tanθ＝H/L，H>Lμ。
式中，W为测试通道上PCB板围框的质量；θ为测试通道的倾斜角度；μ为PCB板围框在下滑道上的动摩擦因数；H为PCB板围框滑落停止时的初始高度，L为PCB板围框滑落停止时的水平距离。
对于6u的PCB板围框，测试装置选用斜进料的方式时，动摩擦因数μ为0.2～0.25时，测试通道的倾斜角度成42°～45°。这个角度是进过大量计算和试验得出的，以保证倾斜角度可以达到使被测试PCB板围框克服与测试滑道间的摩擦阻力。这种倾斜流道式进料的形式，在通常情况下被测PCB板围框会被赋予一定的输送动力，这样进料还可以借助重力做功，而重力是垂直向下的，与被测PCB板围框的质量成正比关系。
当满足倾斜角度θ为42°～45°时，可以使PCB板围框在上层测试压板222的压力作用下与测试通道中的有效测试区域完全贴合，并且当测试完成后可以快速滑出出料口。当倾斜角度大于45°时，送入PCB板围框后，因所受重力较倾斜角度等于45°时大，会使PCB板围框超出有效测试区域，当倾斜角度小于42°时，送入PCB板围框后，因所受重力较倾斜角等于42°时小，会使PCB板围框未送达有效测试区域。
在一种优选的实施方式中，如图2和图4所示，所述前面板231与后面板251在出料口侧分别加工有测试开关半定位块，测试开关半定位块上加工半圆柱形通槽，半圆柱形通槽与测试通道连通，前面板231与后面板251固定后两测试开关半定位块对接，形成带圆柱形定位孔的测试开关定位块261；所述测试开关定位块261的圆柱形定位孔内插入有测试开关41，所述测试开关41为半圆柱形绝缘棒，长度延伸至测试通道内，通过旋转测试开关41调整其对在测试通道姿态，阻挡或允许PCB板围框滑出测试通道。当旋转测试开关41至半圆柱形绝缘棒的位置可以挡住PCB板围框时，保持测试状态，测试完成，再次旋转测试开关将半圆柱形绝缘棒旋开，PCB板围框可以滑出测试通道。
优选地，所述测试开关定位块261的圆柱形定位孔的半径R2＝R1+(0.1～0.2)mm，其中，R1为测试开关41的半径。
优选地，所述测试开关41与测试通道垂直，与水平方向夹角ψ为90-θ。
在一种优选的实施方式中，如图2所示，所述下层承载机构还包括底座241，所述底座241为平板结构，其上螺接固定有前面板231与后面板251，便于前面板231与后面板251的竖直固定。
进一步地，所述第二测试柱242螺接固定在底座241上，利于第二测试柱242的安装。
在一种优选的实施方式中，如图4所示，所述后面板251上安装有气动管221的进气接口42，进气接口另一端连接外部气源。
根据本发明的第二方面，提供了一种PCB板围框电性能自动检测方法，如图5所示，包括如下步骤：
测试开始时，接通外部气源如压缩空气气源，将绝缘测试仪的接线端连接至第一检测柱224和第二检测柱242；
在进料口处放入PCB板围框，使其滑入有效测试区域内；
启动气动控制按钮，使上层测试压板222压紧被测PCB板围框，并在气动作用下充分贴合；
启动绝缘测试仪上的测试按钮进行测试，若测试结果指示合格，再次点击气动按钮，使上层测试压板222离开PCB板围框，PCB板围框滑出出料口，放置于合格品区；若测试结果指示不合格，则再重复测试至少一次，测试结果均指示合格，则判定为合格产品，若仍然存在至少一次不合格，则判定为不合格产品，报质量部门研判；
如此往复进行测试，直至一个批次的PCB板围框测试全部完成。
在一种优选的实施方式中，测试开始时，将绝缘测试仪的接线端如测试表笔换成测试用鳄鱼夹，夹持第一检测柱224和第二检测柱242。较以前用测试表笔触及测试部件，本发明采用鳄鱼夹夹持测试柱的方式，规范了测试夹持的位置，避免了操作人员因用力不均接触不良等原因导致的测试不准确的现象。
本发明提供的一种PCB板围框电性能自动检测装置及方法，采用气动控制方式实施检测，气动控制比操作人员手动按压测试更精准，保证每次按压的力度均匀而有力，使PCB板围框充分贴合测试装置，不会出现因为操作人员连续操作导致疲劳，造成按压力度过小，PCB板围框不能充分贴近测试装置的现象。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种PCB板围框电性能自动检测装置，其特征在于，包括上层测试压板机构、下层承载机构和气动控制机构，所述上层测试压板机构包括上层测试压板(222)、支撑架(223)和第一测试柱(224)；所述下层承载机构包括前面板(231)、后面板(251)和第二测试柱(242)；所述气动控制机构包括气动管(221)和气动伸缩装置(225)；所述支撑架(223)和气动管(221)为绝缘材料加工制成，其他结构件为导电材料加工制成；
所述上层测试压板(222)与气动伸缩装置(225)固定连接，用于在气动伸缩装置(225)的驱动下垂直于PCB板围框运动，测试时压紧位于下层承载机构中的PCB板围框；所述第一测试柱(224)螺接在所述上层测试压板(222)的板面上，作为接线端子外接绝缘测试仪；所述支撑架(223)固定在下层承载机构的前面板(231)上，其上固定有气动伸缩装置(225)，用于支撑气动伸缩装置(225)及上层测试压板(222)；
所述前面板(231)与后面板(251)固定连接，两板之间形成斜向下贯通的测试通道，测试通道的进料口(31)位置高于出料口(32)，测试通道的下滑道面喷涂绝缘漆或铺设绝缘材料；所述前面板(231)的板面上开设有测试通孔(2311)，测试通孔(2311)与测试通道重叠部分形成有效测试区域，有效测试区域与上层测试压板(222)的垂直投影面对应，PCB板围框由进料口(31)进入测试通道后停留在有效测试区域中；所述第二测试柱(242)与前面板(231)或后面板(251)电连接，作为另一接线端子与绝缘测试仪连接；
所述前面板(231)与后面板(251)在出料口侧分别加工有测试开关半定位块，测试开关半定位块上加工半圆柱形通槽，半圆柱形通槽与测试通道连通，前面板(231)与后面板(251)固定后两测试开关半定位块对接，形成带圆柱形定位孔的测试开关定位块(261)；所述测试开关定位块(261)的圆柱形定位孔内插入有测试开关(41)，所述测试开关(41)为半圆柱形绝缘棒，长度延伸至测试通道内，通过旋转测试开关(41)调整其对在测试通道姿态，阻挡或允许PCB板围框滑出测试通道；
所述气动控制机构中气动管(221)用于外部气源至气动伸缩装置(225)间的气体传输，使气动伸缩装置(225)驱动上层测试压板(222)移动。
2.根据权利要求1所述的PCB板围框电性能自动检测装置，其特征在于，所述支撑架(223)为带有横梁的框架结构，所述气动伸缩装置(225)螺接在支撑架(223)的横梁上，其气动伸缩端螺接在上层测试压板(222)上。
3.根据权利要求1所述的PCB板围框电性能自动检测装置，其特征在于，所述测试通道的倾斜角度θ和动摩擦因数μ满足以下条件：
PCB板围框滑落条件：tanθ>μ；
PCB板围框尺寸条件：tanθ＝H/L，H>Lμ；
式中，W为测试通道上PCB板围框的质量；θ为测试通道的倾斜角度；μ为PCB板围框在下滑道上的动摩擦因数；H为PCB板围框滑落停止时的初始高度，L为PCB板围框滑落停止时的水平距离。
4.根据权利要求1所述的PCB板围框电性能自动检测装置，其特征在于，所述测试开关定位块(261)的圆柱形定位孔的半径R2＝R1+(0.1～0.2)mm，其中，R1为测试开关(41)的半径。
5.根据权利要求1所述的PCB板围框电性能自动检测装置，其特征在于，所述测试开关(41)与测试通道垂直，与水平方向夹角ψ为90-θ，θ为测试通道的倾斜角度。
6.根据权利要求1所述的PCB板围框电性能自动检测装置，其特征在于，所述下层承载机构还包括底座(241)，所述底座(241)为平板结构，其上螺接固定有前面板(231)与后面板(251)。
7.根据权利要求1所述的PCB板围框电性能自动检测装置，其特征在于，所述后面板(251)上安装有气动管(221)的进气接口(42)，进气接口另一端连接外部气源。
8.一种PCB板围框电性能自动检测方法，其特征在于，采用权利要求1至7之一所述的PCB板围框电性能自动检测装置，包括如下步骤：
测试开始时，接通压缩空气气源，将绝缘测试仪的接线端连接至第一检测柱(224)和第二检测柱(242)；
在进料口处放入PCB板围框，使其滑入有效测试区域内；
启动气动控制按钮，使上层测试压板(222)压紧被测PCB板围框，并在气动作用下充分贴合；
启动绝缘测试仪上的测试按钮进行测试，若测试结果指示合格，再次点击气动按钮，使上层测试压板(222)离开PCB板围框，PCB板围框滑出出料口；若测试结果指示不合格，再重复测试至少一次，测试结果均指示合格，则判定为合格产品，若仍然存在至少一次不合格，则判定为不合格产品；
如此往复进行测试，直至PCB板围框全部测试完成。
9.根据权利要求8所述的PCB板围框电性能自动检测方法，其特征在于，测试开始时，绝缘测试仪的接线端采用测试用鳄鱼夹，用于夹持第一检测柱(224)和第二检测柱(242)。
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