CN113835018A - 一种基于激光多点定位的pcba单板测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于测试设备领域，具体涉及一种基于激光多点定位的PCBA单板测试系统。该系统安装在一个输送机构上，PCBA单板测试系统包括测试机台、前挡停组件、后挡停组件、扫码组件、测试针床机构、激光定位组件以及上位机。其中，前挡停组件安装在测试机台的入口处；后挡停组件安装在测试机台的出口处；扫码组件的扫描位置对应挡停组件中靠近输送机构来向的一侧。测试针床机构安装在测试机台内。测试针床机构包括相对设置的上针床、下针床，以及至少一个顶升气缸。激光定位组件用于检测各个PCBA单板是否到达预定的测试工位处。上位机用于控制测试任务的执行。本发明解决了定制化PCBA单板功能测试效率低，没有专门的测试设备，测试过程需要依赖人工的问题。

Description

一种基于激光多点定位的PCBA单板测试系统

技术领域

本发明属于测试设备领域，具体涉及一种基于激光多点定位的PCBA单板测试系统。

背景技术

PCBA(Printed Circuit Board Assembly)即印制电路板装配，即指印制电路板PCB(Printed Circuit Board)经过SMT贴片，再经过DIP插件的整个过程，简称PCBA。由于加工厂家的制程能力参差不齐，加工后的PCBA单板问题较多。考虑到PCBA单板的功能和结构多样性较大，目前市场上还没有专门的PCBA单板的自动化测试设备。

各个厂家在针对PCBA单板进行FCT(Functional Circuit Test)单板功能测试时，主要还是以人工手动测试为主。这种落后的测试方法的测试速度慢，生产效率低。而且需要将PCBA单板放置在特殊的测试夹具进行检测，长期工作容易对测试人员身体不同部分如颈部、腰部造成损伤。传统测试方法中使用的测试治具仅靠挖出的凹槽定位，长时间使用后，治具容易出现定位不准，进而导致误测，降低了测试结果的可靠性。测试治具的变形还可能会导致待测试的PCBA单板局部受压，造成产品损坏，进而影响了厂商的生产效益。

发明内容

为了解决现有的定制化PCBA单板功能测试效率低，没有专门的测试设备，需要依赖人工测试的问题，本发明提供了一种基于激光多点定位的PCBA单板测试系统。

本发明采用以下技术方案实现：

本发明针对的每个待测试的PCBA单板中均包括若干通孔。其中，本发明提供的一种基于激光多点定位的PCBA单板测试系统安装在一个输送机构上，输送机构用于输送待测试的PCBA单板，输送机构包括两条同步传送带以及两条侧栏。两条同步传送带沿水平面平行布设，且彼此之间含有间隙。两条侧栏分别安装在两条同步传送带的两侧；两条侧栏之间的间距可调。

本发明提供的基于激光多点定位的PCBA单板测试系统包括测试机台、前挡停组件、后挡停组件、扫码组件、测试针床机构、激光定位组件以及上位机。

其中，测试机台安装在输送机构的中段，测试机台上设置入口和出口，输送机构沿着入口和出口贯穿测试机台。

前挡停组件安装在测试机台的入口处；前挡停组件用于阻拦或放行送机构上的PCBA单板进入到测试机台内。

后挡停组件安装在测试机台的出口处；后挡停组件用于阻拦或放行送机构上的PCBA单板离开测试机台。

扫码组件位于输送机构上方，且扫码组件的扫描位置对应挡停组件中靠近输送机构来向的一侧。扫码组件用于在每个PCBA单板到达前挡停组件时，读取该PCBA单板的ID信息；扫码组件读取的信息发送给一个上位机。

测试针床机构安装在测试机台内。测试针床机构包括相对设置的上针床、下针床，以及至少一个顶升气缸；每组测试针床机构中沿输送机构的输送方向上依次分布有多个测试工位，每个测试工位对应一个待测试的PCBA单板。下针床位于输送机构下方。下针床上表面排列有若干弹出式的限位销，限位销与测试工位处待测试的PCBA单板中选作限位孔的部分通孔位置对应。顶升气缸安装在下针床下方，顶升气缸用于将下针床向上顶起。上针床位于输送机构上方，上针床的下表面分布有若干测试探针，测试探针与测试工位处待测试的PCBA单板中测试位点的位置对应；测试探针与上位机通讯连接。

激光定位组件位于测试机床中，激光定位组件用于以PCBA单板上的某个或某些特定位置的通孔作为定位孔，检测各个PCBA单板是否到达预定的测试工位处。激光定位组件的检测结果发送到上位机。

上位机运行有一个测试软件，并在测试软件运行过程中依次并循环执行如下过程：

(1)驱动输送机构运行，并驱动后挡停组件工作，执行挡停动作。

(2)获取扫码组件扫描到的各个PCBA单板的ID信息，并依次填充到每个测试工位处；当测试工位填满时，驱动后挡停组件工作，执行挡停动作。

(3)激光定位组件的检测信号，判断测试机台内的每个待测试的PCBA单板是否均处于预设的测试工位处：

是则驱动限位销弹出，同时驱动顶升气缸抬升下针床。

否则针对出现位置错误的PCBA单板发出错误警报。

(4)顶升气缸达到预定的顶升高度后，上位机执行测试程序，并在程序执行过程中获取通过测试探针采集的PCBA单板的反馈信号，进而对PCBA单板的性能进行评估。

(5)测试程序执行完毕后，驱动限位销、顶升气缸和后挡停装置复位。将各个PCBA单板送出测试机台。

(6)测试机台内的所有PCBA单板均离开测试机台后，驱动前挡停装置复位，重新接收输送机构输入的PCBA单板。

作为本发明进一步地改进，测试针床机构中，上针床和下针床均为可更换的部件；每组上针床和下针床适用于一类或若干类PCBA单板产品。本发明将上针床和下针床设计为可更换的部件，进而可以在针对不同的PCBA单板执行不同任务的测试。

作为本发明进一步地改进，PCBA单板测试过程中，当每轮测试过程的PCBA单板类型改变时，除对上位机中测试程序、激光定位组件和测试针床机构中的上针床和下针床进行调整之外；还调整输送机构中两条侧栏的间距，使该间距符合当前测试的PCBA单板的尺寸。以保证PCBA单板在输送机构上进入到测试机台后，PCBA单板的实际位置与预设的测试工位的水平位置偏差小于±0.8mm。

作为本发明进一步地改进，前挡停组件和后挡停组件均为一组顶杆机构，两组顶杆机构均安装在输送机构下方，顶杆机构包括顶杆组和升降气缸；升降气缸驱动顶杆组从两条同步传送带之间的位置竖直升起或降下。

作为本发明进一步地改进，激光定位组件包括位置对应的多个激光发射器和激光接收器，激光发射器和激光接收器分别安装在上针床和下针床上；且激光发射器和激光接收器的安装位置与各个测试位置处的PCBA单板中选作定位孔的通孔的位置相对应。

作为本发明进一步地改进，各个测试工位处对应的各组激光定位组件的感应信号还用于统计进入到测试机台内的PCBA单板的数量值，以该数量值作为是否驱动前挡停组件执行挡停动作的判据。

作为本发明进一步地改进，每个PCBA单板中选定的定位孔的数量不少于两个，每个定位孔处对应一组激光发射器和激光接收器。且PCBA单板中的任意通孔不同时作为定位孔和限位孔。

作为本发明进一步地改进，下针床底部设置支撑架，顶升气缸位于支撑架下方。顶升气缸通过支撑架驱动下针床的各部分同步顶升或下降，下针床顶升过程中，限位销对各个PCBA单板的定位误差小于±0.3mm。

作为本发明进一步地改进，PCBA单板测试系统还包括或连接有一个显示器；显示器用于显示测试软件运行过程中设备的状态信息，以及各个PCBA单板的测试结果。PCBA单板测试系统还包括或连接有一个报警器。报警器用于在测试过程出现需要人工处理的故障时，发出相应的警报信号。

作为本发明进一步地改进，本发明提供的PCBA单板测试系统还包括一个分拣机构，或与一个分拣机构对接。该分拣机构位于靠近测试机台出口一端的输送机构上；输送机构上靠近分拣机构位置的一侧还设置有一条暂存流水线。上位机根据每个测试工位处PCBA单板的测试结果向分拣机构下达不同的操作指令，驱动分拣机构将不合格品送入到暂存流水线，合格品沿输送机构输出到后道工序。

本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：

1、本发明提供的一种基于激光多点定位的PCBA单板测试系统可以针对多种不同类型的PCBA单板进行个性化的功能测试，因为非常适合电子设备厂商根据自身的产品性能对PCBA单板进行功能测试，使用本发明提供的PCBA单板测试系统可以大大提升电子设备生产商的测试效率；降低测试过程的设备安装成本和人力成本。

2、本发明提供的PCBA单板测试系统经过简单的部件更换和调试后。可以针对不同类型的PCBA单板执行不同的测试任务，也可以针对同一类型的PCBA单板执行不同的功能测试。既针对不同PCBA单板具有很好的通用性，也针对不同测试任务具有良好的定制化功能，实用价值较高。

3、本发明提供的PCBA单板测试系统可以自动执行测试任务，测试过程中大大减少操作人员的介入，具有较高的自动化程度。该系统还可以对测试后的PCBA单板进行智能分拣。

附图说明

图1为本发明实施例1中一种基于激光多点定位的PCBA单板测试系统的的整体结构示意图；

图2为本发明实施例1中的PCBA单板测试系统中测试机台和测试针床机构的装配示意图；

图3为本发明实施例1中PCBA单板测试系统中测试机台内部的多个功能组件的结构示意图；

图4为本发明实施例1的PCBA单板测试系统中上针床和下针床与PCBA单板的结构示意图；

图5为本发明实施例1中上位机与其它功能组件的模块连接图；

图6为本发明实施例1的PCBA单板测试系统中下针床和顶升气缸的装配示意图。

图中标记为：1、PCBA单板；2、输送机构；3、测试机台；4、测试针床机构；5、显示器；6、前挡停组件；7、扫码组件；8、后挡停组件；9、激光定位组件；10、报警器；11、定位孔；12、限位孔；41、上针床；42、下针床；43、顶升气缸；100、上位机；411、测试探针；421、限位销；431、支撑架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步地详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例提供了一种基于激光多点定位的PCBA单板测试系统，该系统可以同时完成多个同类型PCBA单板1的个性化测试仍任务。具体的，该系统对PCBA单板1的测试过程可以进一步细分为“产品输入—定位夹持—上电测试—分类输出”四大工序。其中定位夹持过程时测试过程的其中一个核心。为了解决PCBA单板1的精准定位问题，本实施巧妙利用PCBA单板1的板身上原有的多个通孔。选择其中的部分通孔作为对PCB板进行精准定位的定位孔11，同时选择另外一些通孔作为对PCB板进行位置限定的限位孔12。

具体地，如图1和图2所示，本实施例提供的一种基于激光多点定位的PCBA单板测试系统安装在一个输送机构2上，输送机构2用于输送待测试的PCBA单板1，输送机构2包括两条同步传送带以及两条侧栏。两条同步传送带沿水平面平行布设，且彼此之间含有间隙。两条侧栏分别安装在两条同步传送带的两侧；两条侧栏之间的间距可调。

在本实施例的测试任务中，待测试的PCBA单板1通过输送机构2自动输入到测试设备中，并在测试设备中完成测试任务后，由输送机构2将PCBA单板1送输送机构2送出。本实施例的的输送机构2是一种根据PCBA单板1测试任务设计的一种专用输送带。输送机构2中的两条同步传送带为输送皮带，输送皮带为薄型细皮带。待测试的PCBA单板1的两侧分别放置在两条同步传送带上。同步传送带两侧的侧栏用于对PCBA单板1进行限位，避免PCBA单板1在输送过程中发生位置偏移。当执行不同尺寸规格的PCBA单板1的测试任务时，只需要调节两条侧栏之间的间距即可。侧栏的设置可以在PCBA单板1进入到测试设备中时，对PCBA单板1的位置进行初级控制，保障PCBA单板1到达预设的位置。通常来说，PCBA单板1在到达输送机构2上时，其方向、角度等已经被正确放置，输送机构2只需要保证PCBA单板1在输送过程中不发生过大偏移即可。侧栏的间距设置即用于保证PCBA单板1按照目标角度进入到预设的位置，防止PCBA单板1进入测试设备内部时发生位置偏移。

本实施例提供的基于激光多点定位的PCBA单板测试系统包括测试机台3、前挡停组件6、后挡停组件8、扫码组件7、测试针床机构4、激光定位组件9以及上位机100。

其中，测试机台3安装在输送机构2的中段，测试机台3上设置入口和出口，输送机构2沿着入口和出口贯穿测试机台3。测试机台3时PCBA单板1执行测试任务的场所，测试机台3有铝型材或角钢等构件搭建而成，其上安装有执行测试任务的不同的功能组件。为了提高测试机台3运行过程中安全性和防护性能，在测试机台3上还可以安装侧板，考虑到部分区域需要管理人员进行观察和操作，还可以在特定位置采用可开合的门板或透明门板进行安装。

如图3所示，前挡停组件6安装在测试机台3的入口处；前挡停组件6用于阻拦或放行送机构上的PCBA单板1进入到测试机台3内。后挡停组件8安装在测试机台3的出口处；后挡停组件8用于阻拦或放行送机构上的PCBA单板1离开测试机台3。

前挡停组件6和后挡停组件8均为一组顶杆机构，两组顶杆机构均安装在输送机构2下方，顶杆机构包括顶杆组和升降气缸；升降气缸驱动顶杆组从两条同步传送带之间的位置竖直升起或降下。本实施例中，考虑到采用分体式的同步输送带进行PCBA单板1的运输，因此可以安装如上的顶杆机构作为挡停组件。挡停组件的工作原理相对简单，当需要将PCBA单板1停留在特定位置时，升降气缸将顶杆组从同步传送带下方升起，PCBA单板1的前方方向被顶杆组阻挡，因而PCBA单板1只能停留在该位置。当需要放行相应的PCBA单板1时，只需要将顶杆组复位，降低到同步传送带的输送面以下即可。

扫码组件7位于输送机构2上方，且扫码组件7的扫描位置对应挡停组件中靠近输送机构2来向的一侧。扫码组件7用于在每个PCBA单板1到达前挡停组件6时，读取该PCBA单板1的ID信息；扫码组件7读取的信息发送给一个上位机100。

在电子设备的生产组装过程中，为了追溯每个PCBA单板1的生产和测试信息，需要为每个PCBA单板1赋予一个专属的ID编号，并为具有相应ID编号的PCBA单板1添加生产过程的ID信息。本实施在测试过程中，利用该ID信息对不同的PCBA单板1进行识别和区分。在每个PCB单板进入到测试机台3之前，先获取该PCBA单板1的ID信息，在测试结束后，再将每块板的测试结果进一步补充记录到该PCBA单板1的ID信息中。每个PCBA单板1的ID编号通过扫码获取，相应的条形码、二维码或其它形式的身份识别码位于PCBA单板1表面，当PCBA单板1经过后，扫码组件7自动读取相应的ID信息。并将获取的ID信息发生给上位机100。

测试针床机构4安装在测试机台3内。测试针床机构4包括相对设置的上针床41、下针床42，以及至少一个顶升气缸43；每组测试针床机构4中沿输送机构2的输送方向上依次分布有多个测试工位，每个测试工位对应一个待测试的PCBA单板1。下针床42位于输送机构2下方。下针床42上表面排列有若干弹出式的限位销421，限位销421与测试工位处待测试的PCBA单板1中选作限位孔12的部分通孔位置对应。顶升气缸43安装在下针床42下方，顶升气缸43用于将下针床42向上顶起。上针床41位于输送机构2上方，上针床41的下表面分布有若干测试探针411，测试探针411与测试工位处待测试的PCBA单板1中测试位点的位置对应；测试探针411与上位机100通讯连接。

如图4所示，本实施的测试针床机构4即为PCBA单板1执行测试任务的机构。具体的测试针床机构4在PCBA单板1到到预定位置(即对应测试针床中各个测试工位的位置)时，通过抬升下针状将PCBA单板1夹紧，PCBA单板1夹紧后，上针床41上的测试探针411可以和PCBA单板1上的测试位点紧密接触。此时，再利用测试探针411向PCBA单板1施加测试信号后，通过接收PCBA单板1的反馈信号即可确定PCBA单板1的实际性能。为了避免下针床42向上顶升过程中PCBA单板1发生位置偏移，进而导致测试探针411和测试位点之间接触不良，本实施还在下针床42上设置了特殊的弹出式限位销421。通常状态下，下针床42上的限位销421处于回缩状态，当各个PCBA单板1均到达预设位置时，限位销421弹出，并插入到PCBA单板1中对应的限位孔12内。此时，限位销421通过限位孔12对PCBA单板1进行锁紧。接下来，在顶升气缸43对下针床42进行抬升的过程中，PCBA单板1从输送机构2中的同步传送带上脱离。并且由于PCBA单板1与下针床42之间已经完成位置锁定，所述PCBA单板1在下针床42表面不会在发生任意水平方向的偏移。保证测试探针411和PCBA单板1准确且稳定地物理接触。

激光定位组件9位于测试机床中，激光定位组件9用于以PCBA单板1上的某个或某些特定位置的通孔作为定位孔11，检测各个PCBA单板1是否到达预定的测试工位处。如图5所示，激光定位组件9的检测结果发送到上位机100。

在测试针床机构4对PCBA单板1进行夹持中之前，需要确保各个PCBA单板1，已经准确达到对应的测试工位处。本实施例中通过激光定位组件9确定PCBA单板1的准确位置。激光定位组件9包括位置对应的多个激光发射器和激光接收器，激光发射器和激光接收器分别安装在上针床41和下针床42上；且激光发射器和激光接收器的安装位置与各个测试位置处的PCBA单板1中选作定位孔11的通孔的位置相对应。这里的激光定位组件9属于激光对射组件，且激光的对射分析沿竖直方向，当某个PCBA单板1到达预设的位置时，激光发射器发生的激光恰好穿过PCBA单板1上的定位孔11，并被激光接收器接收。如果激光接收器无法准确接收到相应的信号，则判定为PCBA单板1未到达预设位置。

本实施例中的上位机100是整个PCBA单板测试系统的控制模块，上位机100的主要任务包括两个部分，一是将待检测的PCBA单板1送入到测试机台3，并完成位置调节和夹持，并在结束测试后将PCBA单板1输出到测试机台3以外。二是在完成PCBA单板1与测试探针411物理接触(连接)之后，根据测试程序向PCBA单板1输入不同的测试信号，并接受PCBA单板1的反馈信息，进而完成性能测试过程。

具体的上位机100运行有一个测试软件，并在测试软件运行过程中依次并循环执行如下过程：

1、驱动输送机构2运行，并驱动后挡停组件8工作，执行挡停动作。

2、获取扫码组件7扫描到的各个PCBA单板1的ID信息，并依次填充到每个测试工位处；当测试工位填满时，驱动后挡停组件8工作，执行挡停动作。

3、激光定位组件9的检测信号，判断测试机台3内的每个待测试的PCBA单板1是否均处于预设的测试工位处：

(1)是则驱动限位销421弹出，同时驱动顶升气缸43抬升下针床42。

(2)否则针对出现位置错误的PCBA单板1发出错误警报。

4、顶升气缸43达到预定的顶升高度后，上位机100执行测试程序，并在程序执行过程中获取通过测试探针411采集的PCBA单板1的反馈信号，进而对PCBA单板1的性能进行评估。

5、测试程序执行完毕后，驱动限位销421、顶升气缸43和后挡停装置复位。将各个PCBA单板1送出测试机台3。

6、测试机台3内的所有PCBA单板1均离开测试机台3后，驱动前挡停装置复位，重新接收输送机构2输入的PCBA单板1。

在本实施例中，测试针床机构4中，上针床41和下针床42均为可更换的部件；每组上针床41和下针床42适用于一类或若干类PCBA单板1产品。本实施例提供的PCBA单板测试系统支持对不同型号的PCBA单板1产品进行测试。在测试过程中，每一组上针床41和下针床42与一种或一个系列PCBA单板1适配。当需要测试其它系列的PCBA单板1产品时，则需要对上针床41和下针床42进行更换。

在PCBA单板1测试过程中，当每轮测试过程的PCBA单板1类型改变时，除对上位机100中测试程序、激光定位组件9和测试针床机构4中的上针床41和下针床42进行调整之外；还调整输送机构2中两条侧栏的间距，使该间距符合当前测试的PCBA单板1的尺寸。以保证PCBA单板1在输送机构2上进入到测试机台3后，PCBA单板1的实际位置与预设的测试工位的水平位置偏差小于±0.8mm。

在本实施例中，各个测试工位处对应的各组激光发射器的感应信号还用于统计进入到测试机台3内的PCBA单板1的数量值，以该数量值作为是否驱动前挡停组件6执行挡停动作的判据。本实施例中，后挡停装置在每轮测试任务开始时执行挡停动作，并在测试任务完成自动复位。因此后挡停装置的状态调整的时机相对明确。而对于前挡停装置来说，其在每轮测试任务开始时复位，放行PCBA单板1进入到测试机台3内，并在测试机台3内的测试工位被占满时执行挡停动作。本实施例中，以每轮测试任务中具有五个测试工位为例，判断每轮测试任务时测试机台3内的测试工位被占满，并控制进入到测试机台3中PCBA单板1数量可以采用两种方式：

(一)在扫码组件7扫码时，每完成五个PCB单板扫码识别后，将前挡停装置升起。

(二)通过最接近测试机台3入口处的激光定位组件9对PCBA单板1是否进入进行检测，每进入一个完成一次计数，直到检测到有五个PCBA单板1到达，将前挡停装置升起。两种判据可以针对不同产线的具体工况择一使用，也可以综合考虑两个判据的结果进行判断，并控制前挡停装置的动作。

本实施例中，每个PCBA单板1中选定的定位孔11的数量不少于两个，每个定位孔11处对应一组激光发射器和激光接收器。且PCBA单板1中的任意通孔不同时作为定位孔11和限位孔12。考虑到本实施例中的PCBA单板1在输送到测试机台3时，会受到输送机构2中侧栏的限位，PCBA单板1不会发生翻转或水平旋转，因此最少只需要采集两个点即可准确定位。同时，为了保持对PCBA单板1进行准确限位，限位孔12和限位销421的数量通常不少于三个。定位孔11和限位孔12的功能不同，且需要依赖其它组件实现功能，因此原则上本实施例中不将一个通孔同时作为定位孔11和限位孔12，以免发生相互干扰。

本实施例中，如图6所示，下针床42底部设置支撑架431，顶升气缸43位于支撑架431下方。限位销421安装在支撑架431上，下针床42和支撑架431通过弹性件连接。下针床42和支撑架431在自然状态下含有间隙，且使得限位销421位于下针床42内部。当顶升气缸43向上抬升下针床42时，弹性件被压缩，此时限位销421从下针床42中弹出，并插入到PCBA单板1上的限位孔12内。当顶升气缸43复位后，限位销421重新回缩到下针床42内。其中，顶升气缸43通过支撑架431驱动下针床42的各部分同步顶升或下降，下针床42顶升过程中，限位销421对各个PCBA单板1的定位误差小于±0.3mm。

本实施例中，PCBA单板测试系统还连接有一个显示器5；显示器5用于显示测试软件运行过程中设备的状态信息，以及各个PCBA单板1的测试结果。在PCBA单板测试系统运行过程中，管理人员可以通过显示器5直观了解到各个PCBA单板1的测试进度和测试结果，同时还可以对历史数据进行查询，方便管理PCBA单板测试系统的工作过程。

PCBA单板测试系统还包括一个报警器10。报警器10用于在测试过程出现需要人工处理的故障时，发出相应的警报信号。在本实施例中，当测试机台3内的PCBA单板1定位过程出现错误，如出现叠板、压板故障时，需要进行人工处理。这时，为了使得操作人员可以及时了解并处理故障状态，可以设置相应的报警器10。在报警器10发出警报时，PCBA单板1中的所有组件和机构停止运行，等待操作人员排除故障，故障排除后操作人员人工解除警报后，警报解除后，设备才能重新恢复运行。

在本实施中，本发明提供的PCBA单板测试系统还包括一个分拣机构。该分拣机构位于靠近测试机台3出口一端的输送机构2上；输送机构2上靠近分拣机构位置的一侧还设置有一条暂存流水线。上位机100根据每个测试工位处PCBA单板1的测试结果向分拣机构下达不同的操作指令，驱动分拣机构将不合格品送入到暂存流水线，合格品沿输送机构2输出到后道工序。

为了使得本实施提供的PCBA单板测试系统的工作原理和设备性能更加清楚，以下结合该测试系统执行测试任务的全过程，并以五工位测试系统(即系统内具有五个测试工位，每次同步完成五个PCBA单板1的测试任务)为例，对该PCBA单板测试系统进行进一步的说明。

在完成前端产线任务后，每个PCB被准确放置在输送机构2上。初始状态下，输送机构2自动运行，且前挡停装置、后挡停装置均处于非挡停装置。输送机构2将PCBA单板1依次沿测试机台3的入口送入到测试机台3内，当第一块PCBA单板1接近前挡停装置并被扫码组件7识别后，该PCB单板的ID信息会被上传到上位机100中，并填充于对应的测试工位处。同时，挡停装置立刻升起，执行挡停动作。当第一块PCBA单板1被挡停装置挡停时，其恰好位于第一测试工位处。接下来第二块PCB单板紧接着进入到测试机台3内，并被第一块PCBA单板1阻挡，停留在第二测试工位处，依次类推，直到测试工位上的五个测试工位均被占满。当第五块PCBA单板1越过前挡停装置后，前挡停装置升起，执行挡停动作。

此时，测试机台3内恰好有五块PCBA单板1，且各个PCBA单板1位于各个测试工位处，在每个PCBA单板1进入到测试工位处时，激光定位组件9会通过各个测试工位处的其中一个定位孔11确定是否存在PCBA单板1，在确定存在PCBA单板1后再通过另外一个定位孔11验证PCBA单板1是否位于测试工位的正确位置，是则执行下一个动作，否则向管理人员发出警报，提醒管理人员及时处理，将各个PCBA单板1调整到预定的位置。通常来说，每块PCBA单板1均可以准确停留在预设位置，只有出现意外情况或系统组件功能异常时才会发生故障，出现需要人工应对的故障的几率非常小。

当经过定位组件定位各个PCBA单板1均位于预设位置时，上位机100控制下针床42上的限位销421弹出，限位销421恰好插入到PCBA单板1中被选定为限位孔12的通孔处。这时各个PCBA单板1与下针板之间的位置关系被锁定。然后上位机100驱动顶升气缸43将下针床42顶起，下针床42将PCBA单板1抬离输送机构2，并与上针床41靠近，上针床41从上方对PCBA单板1施加压力，从而使得PCBA单板1与上针床41上的测试探针411紧密接触。

顶升气缸43到达预设高度后，上位机100先通过测试探针411特向PCBA单板1中的不同测试位点发出测试信号，确定各个测试位点出测试探针411是否连接正常。确认无误后，上位机100执行对应的测试程序，检测PCBA单板1的性能，同时将测试结果记录到预先获取的ID信息中。

完成PCBA单板1的测试任务中，顶升气缸43将下针床42降下，同时将限位销421复位，并将后挡停装置恢复在输送轨道以下，输送机构2将完成测试后的PCBA单板1从测试机台3的出口送出。同时从测试机台3的入口处接收新一批待测试的PCBA单板1，执行相同的测试流程。

完成测试任务的PCBA单板1从测试机台3的出口处流出后，会经过分拣机台，分拣机台接收上位机100发送的测试结果，对不同的PCBA单板1进行分拣。测试合格的PCBA单板1会被输送机构2被送到后段的生产线上，而测试不合格的PCBA单板1则会被分拣机构送入到另外一条暂存流水线上，等待后续的报废或维修处理。

具体的本实施中分拣机构既可以采用人工进行分拣，PCBA单板测试系统通过相应的显示器5或指示灯等组件对每个电能表的测试结果进行指示，然后由操作人员根据指示结果将不合格的PCBA单板1挑选出来。当然在其它生产线中，还可以通过机械臂或机器人自动化完成分拣工作。或者在输送轨道上安装一个电动推杆作为执行部件，将不合格的PCBA单板1从输送机构2上推开，落入到暂存流水线上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于激光多点定位的PCBA单板测试系统，每个待测试的PCBA单板中均包括若干通孔，其特征在于：

所述PCBA单板测试系统安装在一个输送机构上，所述输送机构用于输送待测试的PCBA单板，所述输送机构包括两条同步传送带以及两条侧栏；两条所述同步传送带沿水平面平行布设，且彼此之间含有间隙；两条侧栏分别安装在两条同步传送带的两侧；两条所述侧栏之间的间距可调；

所述PCBA单板测试系统包括：

测试机台，其安装在所述输送机构的中段，所述测试机台上设置入口和出口，所述输送机构沿着所述入口和出口贯穿所述测试机台；

前挡停组件，其安装在所述测试机台的入口处；所述前挡停组件用于阻拦或放行所述输送机构上的PCBA单板进入到测试机台内；

后挡停组件，其安装在所述测试机台的出口处；所述后挡停组件用于阻拦或放行所述输送机构上的PCBA单板离开所述测试机台；

扫码组件，其位于所述输送机构上方，且扫码组件的扫描位置对应挡停组件中靠近输送机构来向的一侧；所述扫码组件用于在每个PCBA单板到达前挡停组件时，读取该PCBA单板的ID信息；所述扫码组件读取的信息发送给一个上位机；

测试针床机构，其安装在所述测试机台内；所述测试针床机构包括相对设置的上针床、下针床，以及至少一个顶升气缸；每组所述测试针床机构中沿输送机构的输送方向依次分布有多个测试工位，每个测试工位对应一个待测试的PCBA单板；所述下针床位于所述输送机构下方；所述下针床上表面排列有若干弹出式的限位销，所述限位销与测试工位处待测试的PCBA单板中选作限位孔的部分通孔位置对应；所述顶升气缸安装在所述下针床下方，所述顶升气缸用于将所述下针床向上顶起；所述上针床位于所述输送机构上方，所述上针床的下表面分布有若干测试探针，所述测试探针与测试工位处待测试的PCB单板中测试位点的位置对应；所述测试探针与所述上位机通讯连接；

激光定位组件，其位于所述测试机床中，所述激光定位组件用于通过PCBA单板上的某个或某些特定位置的通孔作为定位孔，检测所述PCBA单板是否到达预定的测试工位处；所述激光定位组件的检测结果发送到所述上位机；以及上位机，其运行有一个测试软件，并在所述测试软件运行过程中依次并循环执行如下过程：(1)驱动所述输送机构运行，并驱动所述后挡停组件工作，执行挡停动作；(2)获取扫码组件扫描到的各个PCBA单板的ID信息，并依次填充到每个测试工位处；当测试工位填满时，驱动所述后挡停组件工作，执行挡停动作；(3)获取激光定位组件的检测信号，判断测试机台内的每个待测试的PCBA单板是否均处于预设的测试工位处：是则驱动所述限位销弹出，同时驱动所述顶升气缸抬升所述下针床；否则针对出现位置错误的PCBA单板发出错误警报；(4)顶升气缸达到预定顶升高度后，上位机执行测试程序，并在程序执行过程中获取通过测试探针采集的PCBA单板的反馈信号，进而对PCBA单板的性能进行评估；(5)测试程序执行完毕后，驱动所述限位销、顶升气缸和后挡停装置复位；将各个PCBA单板送出所述测试机台；(6)测试机台内的所有PCBA单板均离开所述测试机台后，驱动所述前挡停装置复位，重新接收输送机构输入的PCBA单板。

2.如权利要求1所述的基于激光多点定位的PCBA单板测试系统，其特征在于：所述测试针床机构中，所述上针床和所述下针床均为可更换的部件；每组上针床和下针床适用于一类或若干类PCBA单板。

3.如权利要求2所述的基于激光多点定位的PCBA单板测试系统，其特征在于：PCBA单板测试过程中，当每轮测试过程的PCBA单板类型改变时，除对上位机中测试程序、所述激光定位组件和所述测试针床机构中的上针床和下针床进行调整之外；还调整所述输送机构中两条侧栏的间距，使该间距符合当前测试的PCBA单板的尺寸，以保证所述PCBA单板在输送机构上进入到测试机台后，PCBA单板的实际位置与预设的测试工位的水平位置偏差小于±0.8mm。

4.如权利要求3所述的基于激光多点定位的PCBA单板测试系统，其特征在于：所述前挡停组件和后挡停组件均为一组顶杆机构，两组所述顶杆机构均安装在所述输送机构下方，所述顶杆机构包括顶杆组和升降气缸；所述升降气缸驱动所述顶杆组从两条所述同步传送带之间的位置竖直升起或降下。

5.如权利要求1所述的基于激光多点定位的PCBA单板测试系统，其特征在于：所述激光定位组件包括位置对应的多个激光发射器和激光接收器，所述激光发射器和激光接收器分别安装在所述上针床和下针床上；且所述激光发射器和所述激光接收器的安装位置与各个测试位置处的PCBA单板中选作定位孔的通孔的位置相对应。

6.如权利要求5所述的基于激光多点定位的PCBA单板测试系统，其特征在于：每个PCBA单板中选定的定位孔的数量不少于两个，且每个定位孔处对应一组激光发射器和激光接收器；且所述PCBA单板中的任意通孔不同时作为定位孔和限位孔。

7.如权利要求1所述的基于激光多点定位的PCBA单板测试系统，其特征在于：各个测试工位处对应的激光定位组件的感应信号还用于统计进入到测试机台内的PCBA单板的数量值，以该数量值作为是否驱动所述前挡停组件执行挡停动作的判据。

8.如权利要求1所述的基于激光多点定位的PCBA单板测试系统，其特征在于：所述下针床底部设置支撑架，所述顶升气缸位于所述支撑架下方；所述顶升气缸通过支撑架驱动所述下针床的各部分同步顶升或下降，所述下针床顶升过程中，所述限位销对各个PCBA单板的定位误差小于±0.3mm。

9.如权利要求8所述的基于激光多点定位的PCBA单板测试系统，其特征在于：所述PCBA单板测试系统还包括或连接有一个显示器；所述显示器用于显示所述测试软件运行过程中设备的状态信息，以及各个PCBA单板的测试结果；所述PCBA单板测试系统还包括或连接有一个报警器；所述报警器用于在测试过程出现需要人工处理的故障时，发出相应的警报信号。

10.如权利要求1所述的基于激光多点定位的PCBA单板测试系统，其特征在于：所述PCBA单板测试系统还包括一个分拣机构或与一个分拣机构对接；所述分拣机构位于靠近所述测试机台出口一端的所述输送机构上；所述输送机构上靠近所述分拣机构位置的一侧还设置有一条暂存流水线；所述上位机根据每个测试工位处PCBA单板的测试结果向所述分拣机构下达不同的操作指令，驱动所述分拣机构将不合格品送入到暂存流水线，合格品沿所述输送机构输出到后道工序。

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