CN115041429A - 一种通信模块类产品多品种混线测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信模块类产品多品种混线测试装置及方法，该装置包括治具、传输单元、运动抓取单元、第一测试单元和第二测试单元；治具用于装载被测通信模块；传输单元用于将治具从上一道工序位置转移到下一道工序位置，并对目标治具执行档停操作；运动抓取单元用于将被测通信模块移动至第一测试单元或第二测试单元执行通信模块测试。本发明通过对不同接口和不同形态通信模块的批量混线测试和自动化测试，以及多品种通信模块测试的快速换线，解决了目前通信模块批量生产中存在的测试自动化程度低、换线时间长、测试效率低、质量一致性差、自动化测试线建设成本高、无法快速响应并满足通信模块类产品快速增长产能需求的技术问题。

Description

一种通信模块类产品多品种混线测试装置及方法

技术领域

本发明涉及通信模块测试技术领域，尤其涉及到一种通信模块类产品多品种混线测试装置及方法。

背景技术

通信模块类产品一般用于插入通信设备专用接口，或安装于通信设备内部，为设备提供特定功能。如USB接口通信模块、串口通信模块、同步口通信模块、min-PCIE接口通信模块、PCIE接口通信模块等。这种类型通信模块的特点是小批量、多品种，且接口类型不同、形态各异。通信模块生产厂家在进行生产测试时，无法采用固定的测试线，而是根据模块的接口和形态不同单独设计自动化测试线，但这样带来的问题是自动化测试线建设成本非常高，且单条测试线的利用率低，成本回收周期长。

因此，目前通信模块生产厂家主要采用人工测试，测试效率低、质量一致性差、人力成本高，无法快速响应并满足通信模块类产品快速增长的产能需求。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种通信模块类产品多品种混线测试装置及方法，旨在解决目前通信模块自动化测试线建设成本高、测试效率低、质量一致性差、人力成本高，无法快速响应并满足通信模块类产品快速增长的产能需求的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种通信模块类产品多品种混线测试装置，所述装置包括治具、传输单元、运动抓取单元、第一测试单元和第二测试单元；其中：

所述治具用于装载被测通信模块；

所述传输单元用于将所述治具从上一道工序位置转移到下一道工序位置，并在上一道工序位置和下一道工序位置之间，对目标治具执行档停操作；

所述运动抓取单元，用于在目标治具被档停时，将目标治具上装载的被测通信模块移动至第一测试单元或第二测试单元执行通信模块测试。

可选的，所述治具设有定位销孔和若干个装载通信模块的槽位，所述槽位的形状与通信模块的形状相匹配，所述定位销孔为运动抓取单元执行通信模块移动操作时提供定位。

可选的，所述治具设有二维码标记槽，所述二维码标记槽粘贴用于记录被测通信模块型号信息的二维码，以使第一测试单元或第二测试单元执行通信模块测试时，加载所述型号信息对应的测试用例，以及运动抓取单元加载对应的抓取坐标参数。

可选的，所述传输单元包括治具传输带和档停定位机构；其中：

所述治具传输带的上料口与上一道工序连接，所述治具传输带的出料口与下一道工序连接；

所述档停定位机构包括档停气缸和治具定位机构，所述档停气缸将治具传输带上的治具档停在治具定位机构作用区域内，所述治具定位机构将档停的治具脱离治具传输带，为通信模块的抓取提供精准坐标。

可选的，所述治具定位机构包括提升气缸、定位销钉板和限位机构；其中：

所述提升气缸用于上下移动定位销钉板，所述定位销钉板上设有销钉，所述销钉的位置与治具的定位销孔相对应；

所述提升气缸与定位销钉板组合上下移动将档停的治具脱离治具传输带，所述定位销钉板上的销钉插入治具的定位销孔；

所述限位机构在定位销钉板上的销钉插入治具的定位销孔时，为定位销钉板提供插入推力。

可选的，所述运动抓取单元包括三轴机械臂和多功能机械手；其中：

所述三轴机械臂为所述多功能机械手提供XYZ三个轴向运动；

所述多功能机械手包括视觉识别设备、抓取组件和吸取组件，所述视觉识别设备识别治具的二维码和被测通信模块的编号，所述抓取组件将治具上的被测通信模块抓取移动至第一测试单元或第二测试单元，所述吸取组件将治具上的被测通信模块吸取移动至第一测试单元或第二测试单元。

可选的，所述第一测试单元包括直插式测试设备和第一固定机构，所述直插式测试设备设有与抓取的被测通信模块对插连接的测试接口，所述第一固定机构对测试接口进行加固。

可选的，所述第二测试单元包括探针式测试设备和第二固定机构，所述探针式测试设备设有与抓取的被测通信模块探针连接的测试接口，所述第二固定机构对被测通信模块和探针进行压紧接触。

可选的，所述第二固定机构包括压接气缸部件和横移气缸部件；其中：

所述压接气缸部件包括压接气缸、下压导轨、支撑架和压板，所述压接气缸提供向下行程，所述下压导轨固定所述压板的下压方向，所述支撑架固定所述压接气缸和所述下压导轨；

所述横移气缸部件包括横移气缸和横向导轨，所述横移气缸提供横向行程，所述横向导轨保证压接气缸部件的水平方向移动。

此外，为了实现上述目的，本申请还提供一种通信模块类产品多品种混线测试方法，用于所述的通信模块类产品多品种混线测试装置，所述方法包括如下步骤：

S1：上一道工序将通信模块依次放入治具中的产品槽位后，将治具传输到测试装置的治具传输带上料口；

S2：治具传输带将治具自动传输至档停定位机构，档停定位机构将治具提升，并精确定位固定，脱离治具传输带；

S3：三轴机械臂将多功能机械手中的视觉识别设备移动至治具二维码正上方，扫描治具二维码，获得被测通信模块的型号信息；

S4：根据型号自动选择夹爪或吸盘抓取方式，自动选择使用第一测试单元或第二测试单元，自动加载运动抓取单元的抓取坐标参数，自动加载被测通信模块的测试用例；

S5：三轴机械臂将多功能机械手中的视觉识别设备移动至每一个通信模块正上方，依次拍照获得每一个通信模块的编号，用于后续测试过程中检测电子编号和物理编号是否一致或写入电子编号，同时检测通信模块的位置是否准确放置到槽位；

S6：多功能机械手自动将被测通信模块依次抓取放置到测试设备的测试接口；如果是直插式测试设备，多功能机械手直接将通信模块插入测试设备；如果是探针式测试设备，多功能机械手先将通信模块放入测试设备上的产品槽位，再控制模块固定机构将通信模块压紧，保证通信模块接口与探针接触良好；

S7：通信模块与测试设备良好接触后测试设备开始自动测试；

S8：完成测试后，多功能机械手自动将不合格品抓出，放置到不合格品放置位，合格品由机械手取出放回治具原位；

S9：档停定位机构中的提升气缸关闭，将治具下放至治具传输带，同时档停气缸关闭，将治具传输至治具传输带出料口，流传至下一道工序。

本申请具有以下有益效果：

实现不同接口、不同形态通信模块的混线测试，提高测试线利用率，满足了对不同产品测试线的快速建设需求，有效降低了企业生产线建设与改造成本。

采用模块化设计思想，既可以独立运行，又可与其他前后工序良好集成，如与装配工序、包装工序等，实现装、调、检、包一体化生产运行。

具备无人值守测试能力，可实现全天24小时运作，消除人为主观判断影响因素，提高测试的一致性有效提高产品质量，降低人力成本，提高测试效率。

支持快速换线：通过采用统一治具与测试设备外形、扫描二维码自动加载测试用例、多功能机械手自动切换抓取方式、定位销精准定位放置等措施，有效降低换线操作难度，缩短测试换线时间。

附图说明

图1为本发明通信模块类产品多品种混线测试装置的结构示意图；

图2为本发明中某USB通信模块治具结构示意图；

图3为本发明中某串口通信模块治具结构示意图；

图4为本发明中通信模块装、调、检、包一体化运行示意图；

图5为本发明中测试装置独立运行示意图；

图6为本发明中治具定位机构工位结构示意图；

图7为本发明中多功能机械手结构示意图；

图8为第二测试单元结构示意图；

图9为通信模块类产品多品种混线测试方法的流程示意图；

图10为测试装置换线流程示意图。

附图标号说明：

1-治具；2-传输单元；21-治具传输带；22-档停定位机构；221-档停气缸；222-提升气缸；223-限位机构；224-定位销钉板；3-运动抓取单元；31-视觉识别设备；32-夹爪；33-夹爪选取气缸；34-吸盘；35-吸盘选取气缸；4-第一测试单元；5-第二测试单元；511-压接气缸；512-下压导轨；513-支撑架；514-压板；521-横移气缸；522-横向导轨；523-空气弹簧；524-探针式测试设备。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释发明，并不用于限定发明。

下面将结合发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。

需要说明，发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在发明要求的保护范围之内。

目前，在相关技术领域中，通信模块测试效率低、质量一致性差、人力成本高，无法快速响应并满足通信模块类产品快速增长的产能需求。

为了解决这一问题，提出本发明的通信模块类产品多品种混线测试装置及方法的各个实施例。本发明提供的通信模块类产品多品种混线测试装置及方法通过对不同接口和不同形态通信模块的批量混线测试和自动化测试，以及多品种通信模块测试的快速换线，解决了目前通信模块批量生产中存在的测试自动化程度低、换线时间长、测试效率低、质量一致性差、自动化测试线建设成本高、无法快速响应并满足通信模块类产品快速增长产能需求的技术问题。

本实施例提供一种通信模块类产品多品种混线测试装置，包括：治具1、传输单元、运动抓取单元、第一测试单元、第二测试单元。如图1所示。

所述的治具1如图2、图3所示，用于放置被测通信模块，治具1外形尺寸固定为长260mm×宽250mm，治具1宽度与传输单元的传输线保持统一；治具1上有多个通信模块放置槽位，槽位的外形根据被测通信模块的外形定制设计；治具1上设计有定位销孔，开孔位置固定，用于通信模块自动抓取时的精准定位；治具1在固定位置设计有二维码标记槽，可粘贴二维码用于记录被测通信模块的型号信息，自动测试过程中，视觉识别设备通过识别二维码上的型号信息实现测试用例的自动加载。

所述的传输单元2，包括治具传输带21和档停定位机构22。治具传输带21用于带动治具1水平方向运转。治具传输带21的上料口与上一道工序连接，治具传输带21的出料口与下一道工序连接。当上一道工序为治具自动上料设备，下一道工序为治具自动收料设备时，测试装置独立运行，由治具自动上料设备逐一将治具1推送至治具传输带21，测试完成后，治具自动收料设备将测试完成的治具逐一回收。当上一道工序是装配工序，下一道工序是包装工序时，装配完成的通信模块可立刻送入测试装置，完成功能性能测试。再送入包装工序即可包装，实现装、调、检、包一体化生产。如图4和图5所示。

所述的档停定位机构22，位于治具传输带21的中间位置，由档停气缸221和治具定位机构组成。档停气缸221将治具传输带21上的治具1档停在治具定位机构22作用区域内。治具定位机构包括提升气缸222、定位销钉板224和限位机构223。提升气缸222用于上下移动定位销钉板224。定位销钉板224上设计有两个销钉，销钉的位置与治具1上两个销钉孔位置对应。提升气缸222与定位销钉板224组合上下移动可以将档停的治具1脱离治具传输带21，同时定位销钉板224上的销钉准确插入治具1，可以为通信模块的抓取提供精准坐标。限位机构223为定位销钉板224插入治具1提供向下的力，便于定位销钉板224准确插入治具。如图6所示。

所述的运动抓取单元3包括三轴机械臂和多功能机械手。三轴机械臂提供XYZ三个轴向运动。多功能机械手设计有夹爪32、吸盘34、夹爪选取气缸33、吸盘选取气缸35、视觉识别设备31等。其中夹爪32和吸盘34用于通信模块的抓取，根据通信模块的外形特征，选用相应的抓取方式。夹爪选取气缸33和吸盘选取气缸35用于夹爪32和吸盘34的选择，当通信模块需要抓取时，夹爪选取气缸33打开，弹出夹爪32。吸盘选取气缸35关闭，吸盘34退回。当通信模块需要吸取时，夹爪选取气缸33关闭，夹爪32退回。吸盘选取气缸35打开，弹出吸盘34。视觉识别设备31用于识别通信模块的编号和治具二维码，以及通信模块放置位置异常的报警等。如图7所示。

所述的第一测试单元4，包括直插式测试设备和固定机构组成。直插式测试设备用于部分通信模块功能性能测试，直插式测试设备的测试接口可直接引出，与被测通信模块对插。主要适用于夹爪抓取的通信模块，由夹爪直接将被测通信模块直接抓起插入测试接口中进行测试。直插式测试设备与被测通信模块一一对应，换线时同步更换。固定机构用于加固测试接口。

所述的第二测试单元5由探针式测试设备和模块固定机构组成。探针式测试设备的测试接口由弹簧探针引出，通过探针与被测通信模块的接口连接，将被测通信模块的接口信号引入测试设备中进行功能性能测试。适用于被测通信模块接口无法直接与测试设备接口连接的模块。同样探针式测试设备与被测通信模块也是一一对应，换线时同步更换。所有探针式测试设备设计相同外形尺寸。探针式测试设备外壳底部设计有四个定位销钉孔。与之对应的模块固定机构上设计有四个定位销钉。如图8所示。

模块固定机构由压接气缸部件和横移气缸部件组成，主要用于将通信模块压紧与弹簧探针接触紧密，防止信号接触不良。压接气缸部件给与通信模块向下的压力，将通信模块压紧。由压接气缸511、下压导轨512、支撑架513和压板514组成。压接气缸511提供向下行程，下压轨道512保证垂直方向，支撑架513用于支持压接气缸511和下压导轨512，压板514下方贴有橡胶，一方面保证与通信模块接触紧密，另一方面放置将通信模块划伤。横移气缸部件用于在测试前抓取模块放置到探针式测试设备524上时，将压接气缸部件移开，防止干扰机械手行程。横移气缸部件由横移气缸521、横向导轨522、空气弹簧523组成，横移气缸521提供横向行程，横向轨道522保证水平方向移动，空气弹簧523用于横向移动时的缓冲，减小振动强度。模块抓取过程中，横移气缸部件需要将压接气缸部件移走，防止机械手与压接气缸部件相互干扰。

第一测试单元4和第二测试单元5只能同时进行两种通信模块的测试，如测试另外的通信模块需要更换测试单元内部的测试设备。为适配不同通信模块的混线测试，所有测试设备设计相同外形尺寸。为保证快速换线和定位精度，探针式测试设备外壳底部设计有四个定位销钉孔。与之对应的模块固定机构上设计有四个定位销钉。只需将原测试设备从定位销钉中取出，将新的测试设备插入定位销钉即可。有效缩短换线时间和降低换线难度。

本实施例中，一种通信模块类产品多品种混线测试装置内设置有不合格品放置位。测试完成后，多功能机械手自动将不合格品抓出，放置到不合格品放置位，合格品由机械手取出放回治具原位。

本发明提供一种通信模块类产品多品种混线测试装置控制方法的技术方案，该控制方法的步骤为：

A：上一个工序将通信模块依次放入治具中的产品槽位后，将治具传输到测试装置的治具传输带上料口。所述的上一个工序，可以是通信模块装配工位，也可以是治具的存储料框。

B：治具传输带将治具自动传输至档停定位机构，档停定位机构将治具提升，并精确定位固定，脱离治具传输带。

C：三轴机械臂将多功能机械手中的视觉识别设备移动至治具二维码正上方，扫描治具二维码。从而获得被测通信模块的型号信息。

D：测试装置根据型号自动选择夹爪或吸盘抓取方式，自动选择使用第一测试单元或第二测试单元，自动加载运动抓取单元的抓取坐标参数，自动加载被测通信模块的测试用例。

E：三轴机械臂将多功能机械手中的视觉识别设备移动至每一个通信模块正上方，依次拍照获得每一个通信模块的编号，用于后续测试过程中检测电子编号和物理编号是否一致或写入电子编号。同时检测通信模块的位置是否准确放置到槽位。

F： 多功能机械手自动将被测通信模块依次抓取放置到测试设备的测试接口。如果是直插式测试设备，多功能机械手直接将通信模块插入测试设备。如果是探针式测试设备，多功能机械手先将通信模块放入测试设备上的产品槽位，再控制模块固定机构将通信模块压紧，保证通信模块接口与探针接触良好。

G： 通信模块与测试设备良好接触后后测试设备开始自动测试。

H：完成测试后，多功能机械手自动将不合格品抓出，放置到不合格品放置位，合格品由机械手取出放回治具原位。

i：档停定位机构中的提升气缸关闭，将治具下放至治具传输带，同时档停气缸关闭，将治具传输至治具传输带出料口，流传至下一个工序。所述的下一个工序，可以是通信模块包装工位，也可以是治具的存储料框。如图9所示。

如图10所示，混线测试时，需要将另一种装满通信模块的治具传输至步骤A中所述的上料口，后续按照BCDEF步骤完成即可。在步骤C中根据该通信模块治具上的二维码信息，测试装置自动选择夹爪或吸盘抓取方式，自动选择使用第一测试单元或第二测试单元，自动加载运动抓取单元的抓取坐标参数，自动加载相关通信模块的测试用例，不需要人工干预。如果第一测试单元或第二测试单元中没有该通信模块对应的测试设备，则首先需要更换第一测试单元或第二测试单元中的测试设备。测试设备底部设计定位销钉，换线时间短，操作简单。

以上仅为发明的优选实施例，并非因此限制发明的专利范围，凡是利用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他相关的技术领域，均同理包括在发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种通信模块类产品多品种混线测试装置，其特征在于，所述装置包括治具、传输单元、运动抓取单元、第一测试单元和第二测试单元；其中：

所述治具用于装载被测通信模块；

所述传输单元用于将所述治具从上一道工序位置转移到下一道工序位置，并在上一道工序位置和下一道工序位置之间，对目标治具执行档停操作；

所述运动抓取单元用于在目标治具被档停时，将目标治具上装载的被测通信模块移动至第一测试单元或第二测试单元执行通信模块测试。

2.如权利要求1所述的通信模块类产品多品种混线测试装置，其特征在于，所述治具设有定位销孔和若干个装载通信模块的槽位，所述槽位的形状与通信模块的形状相匹配，所述定位销孔为运动抓取单元执行通信模块移动操作时提供定位。

3.如权利要求2所述的通信模块类产品多品种混线测试装置，其特征在于，所述治具设有二维码标记槽，所述二维码标记槽粘贴用于记录被测通信模块型号信息的二维码，以使第一测试单元或第二测试单元执行通信模块测试时，加载所述型号信息对应的测试用例，以及运动抓取单元加载对应的抓取坐标参数。

4.如权利要求3所述的通信模块类产品多品种混线测试装置，其特征在于，所述传输单元包括治具传输带和档停定位机构；其中：

所述治具传输带的上料口与上一道工序连接，所述治具传输带的出料口与下一道工序连接；

所述档停定位机构包括档停气缸和治具定位机构，所述档停气缸将治具传输带上的治具档停在治具定位机构作用区域内，所述治具定位机构将档停的治具脱离治具传输带，为通信模块的抓取提供精准坐标。

5.如权利要求4所述的通信模块类产品多品种混线测试装置，其特征在于，所述治具定位机构包括提升气缸、定位销钉板和限位机构；其中：

所述提升气缸用于上下移动定位销钉板，所述定位销钉板上设有销钉，所述销钉的位置与治具的定位销孔相对应；

所述提升气缸与定位销钉板组合上下移动将档停的治具脱离治具传输带，所述定位销钉板上的销钉插入治具的定位销孔；

所述限位机构在定位销钉板上的销钉插入治具的定位销孔时，为定位销钉板提供插入推力。

6.如权利要求5所述的通信模块类产品多品种混线测试装置，其特征在于，所述运动抓取单元包括三轴机械臂和多功能机械手；其中：

所述三轴机械臂为所述多功能机械手提供XYZ三个轴向运动；

所述多功能机械手包括视觉识别设备、抓取组件和吸取组件，所述视觉识别设备识别治具的二维码和被测通信模块的编号，所述抓取组件将治具上的被测通信模块抓取移动至第一测试单元或第二测试单元，所述吸取组件将治具上的被测通信模块吸取移动至第一测试单元或第二测试单元。

7.如权利要求6所述的通信模块类产品多品种混线测试装置，其特征在于，所述第一测试单元包括直插式测试设备和第一固定机构，所述直插式测试设备设有与抓取的被测通信模块对插连接的测试接口，所述第一固定机构对测试接口进行加固。

8.如权利要求7所述的通信模块类产品多品种混线测试装置，其特征在于，所述第二测试单元包括探针式测试设备和第二固定机构，所述探针式测试设备设有与抓取的被测通信模块探针连接的测试接口，所述第二固定机构对被测通信模块和探针进行压紧接触。

9.如权利要求8所述的通信模块类产品多品种混线测试装置，其特征在于，所述第二固定机构包括压接气缸部件和横移气缸部件；其中：

所述压接气缸部件包括压接气缸、下压导轨、支撑架和压板，所述压接气缸提供向下行程，所述下压导轨固定所述压板的下压方向，所述支撑架固定所述压接气缸和所述下压导轨；

所述横移气缸部件包括横移气缸和横向导轨，所述横移气缸提供横向行程，所述横向导轨保证压接气缸部件的水平方向移动。

10.一种通信模块类产品多品种混线测试方法，其特征在于，用于如权利要求9所述的通信模块类产品多品种混线测试装置，所述方法包括如下步骤：

S1：上一道工序将通信模块依次放入治具中的产品槽位后，将治具传输到测试装置的治具传输带上料口；

S2：治具传输带将治具自动传输至档停定位机构，档停定位机构将治具提升，并精确定位固定，脱离治具传输带；

S3：三轴机械臂将多功能机械手中的视觉识别设备移动至治具二维码正上方，扫描治具二维码，获得被测通信模块的型号信息；

S4：根据型号自动选择夹爪或吸盘抓取方式，自动选择使用第一测试单元或第二测试单元，自动加载运动抓取单元的抓取坐标参数，自动加载被测通信模块的测试用例；

S5：三轴机械臂将多功能机械手中的视觉识别设备移动至每一个通信模块正上方，依次拍照获得每一个通信模块的编号，用于后续测试过程中检测电子编号和物理编号是否一致或写入电子编号，同时检测通信模块的位置是否准确放置到槽位；

S6：多功能机械手自动将被测通信模块依次抓取放置到测试设备的测试接口；如果是直插式测试设备，多功能机械手直接将通信模块插入测试设备；如果是探针式测试设备，多功能机械手先将通信模块放入测试设备上的产品槽位，再控制模块固定机构将通信模块压紧，保证通信模块接口与探针接触良好；

S7：通信模块与测试设备良好接触后测试设备开始自动测试；

S8：完成测试后，多功能机械手自动将不合格品抓出，放置到不合格品放置位，合格品由机械手取出放回治具原位；

S9：档停定位机构中的提升气缸关闭，将治具下放至治具传输带，同时档停气缸关闭，将治具传输至治具传输带出料口，流传至下一道工序。

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