CN115877178A - 一种陀螺电路板自动化测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种陀螺电路板自动化测试系统，属于测试领域。本发明设计了一种陀螺电路板自动化测试系统，包括：测试工装模块、操作台模块、软件模块和线缆模块，可同时实现多块陀螺电路板的测试，可满足陀螺电路板(检测电路板、光源电路板)自动化测试的需求；本发明可实现对电压、电流、纹波等测试项测试，实现参数自动判读、生成报告的能力；本发明可实现电路板自动化测试、数据自动采集、存储，并具备上传接口；本发明测试过程中测试系统连接便利，电路板放置在工装模块上，工装模块与测试台使用航空线缆对接，无需人为校准等操作；本发明可适应同种多块电路板进行测量。

Description

一种陀螺电路板自动化测试系统

技术领域

本发明属于测试领域，具体涉及一种陀螺电路板自动化测试系统。

背景技术

陀螺电路板自动化测试系统是为了提高电路板调、测试效率，减少人为造成的设备重复装拆、数据记录不全等问题。现阶段有的电路板测试系统，测量项目有限，对于电路板有源测试项有一定的局限性，目前常见的电路板测试系统的缺点：1、对于有源测试项目(纹波测量、电源特性测试)，自动测试后需要人为查看示波器结果、计算、判读并手动录入电脑，最终生成报表；2、使用ISE软件进行烧写，使用多个烧写器或者人为手动更替电路板。现有的测试系统是用于简单印制板无源测量，有源测量仅限于电流、电压直接测量，数据读取等，无法按照试验任务书要求实现电路板测试。

因此，如何提出一种陀螺电路板自动化测试系统，以满足试验任务书要求前提下，满足电路板测试、数据提取、自动判读、最终生成报表，且降低设备原因、人为因素造成的误差、人力重复操作的目的，是本领域需解决的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提供一种陀螺电路板自动化测试系统，以解决现阶段有的电路板测试系统，测量项目有限，对于电路板有源测试项有一定的局限性的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种陀螺电路板自动化测试系统，该系统包括测试工装模块、操作台模块、软件模块和线缆模块；

测试工装模块根据两个电路板不同的测试项目，分成两种，工装模块-光源板和工装模块-检测板；

测试工装模块-光源板包括针床模块、工装框架和阻值旋钮；测试工装模块-检测板包括针床模块、工装框架、烧写器和烧写驱动电路；针床模块包括：针床、压板、压针和定位销；工装框架包括：工装供电盒、电机正反控制器、导线、印制板插头对接、BNC插头和电源开关；

测试工装模块用于连接印制板上的测试点；将印制板放在针床上，通过定位销固定，启动测试工装后，压板与定位销将印制板固定在针床上，通过压在焊点上的压针采集印制板上需要测量的信号点，压针一端与信号点相连另一端与导线相连，导线另一端与印制板插头对接，其中需要测量纹波、采集波形的测量线与BNC插头对接，导线存放在工装框架中；烧写器与烧写驱动电路使用排线相连；

操作台模块包括台面框架、文件存放处、闲置工装存放处、设备存放区、钮臂、显示器和电源开关；设备存放区包括：PXI主机、继电器板卡、万用表、程控电源、多路复用开关、操作台供电盒、端子板卡和示波器；

软件模块控制着整个陀螺电路板自动化测试系统，在labview2015上进行开发，采用模块化、平台化的软件设计，软件系统包括：测试模块、统计模块和驱动模块，软件使用密码控制两级权限；

线缆模块有三部分，第一部分在于测试工装部分，探针与航空插头的走线；第二部分为操作台模块与测试工装模块航插对接的走线；第三部分在于测试台内部供电、电气连接部分的走线。

(三)有益效果

本发明提出一种陀螺电路板自动化测试系统，本发明设计了一种陀螺电路板自动化测试系统，主要有测试工装模块、操作台模块、软件模块、线缆模块组成，可同时实现多块陀螺电路板的测试，可满足陀螺电路板(检测电路板、光源电路板)自动化测试的需求；

本发明可实现对电压、电流、纹波等测试项测试，实现参数自动判读、生成报告的能力；

本发明可实现电路板自动化测试、数据自动采集、存储，并具备上传接口；

本发明测试过程中测试系统连接便利，电路板放置在工装模块上，工装模块与测试台使用航空线缆对接，无需人为校准等操作；

本发明可适应同种多块电路板进行测量。

本发明的效果

本发明设计了一种陀螺电路板自动化测试系统，可同时实现多块电路板同时进行自动化测试的需求，可满足数据自动采集、判读、存储、上传等功能；

避免了印制板焊接测试线的操作流程；

适应批产效率，提高电路板测试效率，可以减少仪器、人为等因素造成的误差。

附图说明

图1为本发明陀螺电路板通用测试台模型示意图；

图2(a)为光源板工装模块正面示意图1；(b)为检测板工装模块正面示意图1；(c)为针床模块示意图；(d)为工装框架示意图1；(e)为工装模块背面示意图2；

图3为工装探针下压后示意图；

图4为操作台模块俯视图示意图；

图5为操作台功能区示意图1；

图6为操作台外形示意图2；

图7为设备存放区正反示意图；

图8(a)为操作台面示意图，(b)为操作台面示意图2；

图9为软件配置示意图；

图10为软件界面示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明设计一种陀螺电路板自动化测试系统，涉及陀螺电路板全自动化测量系统，电路板自动化测试、自动校准、自动判读，符合法规要求、节约成本、提高效率的测试系统。

本发明的目的是设计一种陀螺电路板自动化测试系统，用于实现多块陀螺电路板(检测电路板、光源电路板)的自动化测试，能够实现覆盖陀螺电路板的所有功能(阻值、电压、电流、通信、软件、纹波等功能)的测量，数据的自动采集、对测试结果的判读及生成相应的测试报告，显著提高测试效率，测试过程中无需更换场地、测试设备、挪动印制板，避免了设备差异、人为因素造成的误差隐患，确保测试结果准确性。

一种陀螺电路板自动化测试系统，包括：测试工装模块、操作台模块、软件模块和线缆模块。整体的模型见附图1所示。

操作台模块为各型号通用化测试台，测试工装模块依据型号专门定制而成，测试软件中包含可自动选择模块，涵盖了陀螺电路板所有的测试项。

陀螺电路板分为检测电路板和光源驱动板，测试工装模块根据两个电路板不同的测试项目，分成两种，工装模块-光源板和工装模块-检测板，工装模块见附图2所示。

测试工装模块-光源板，包括针床模块、工装框架和阻值旋钮，见附图2(a)所示，针床模块见附图2(c)所示，工装框架见附图2(d)所示。针床模块包括：针床、压板、压针和定位销。工装框架包括：工装供电盒、电机正反控制器、导线、印制板插头对接、BNC插头、电源开关。

测试工装模块-检测板。包括针床模块、工装框架、烧写器和烧写驱动电路。见附图2(b)所示，针床模块见附图2(c)所示，工装框架见附图2(d)所示。针床模块包括：针床、压板、压针、定位销。工装框架包括：工装供电盒、电机正反控制器、导线、印制板插头对接、BNC插头和电源开关。

每个测试工装模块对应一种电路板，电路板可以通过拼板的方式实现多块电路板同时测试，可以在针床处转换定位销的方式，实现适应多类型(单块板、两拼板、四拼板等)电路板测试要求，印制电路板上的测试点与工装模块上的的定位点一一对应。

测试工装模块主要的功能在于连接印制板上的测试点。将印制板放在针床上，通过定位销固定(确认方向为唯一方向)，启动测试工装后，压板与定位销将印制板固定在针床上。通过压在焊点上的压针(压针使用需注意不要损伤芯片焊点和通孔焊盘)采集印制板上需要测量的信号点(+5V、-5V、GND、FB等信号)，压针一端与信号点相连另一端与导线相连，导线另一端与印制板插头对接，其中需要测量纹波、采集波形的测量线与BNC插头对接，导线存放在工装框架中。烧写器与烧写驱动电路使用排线相连，增强烧写信号，确保多块电路板烧写信号接收正常。测试工装针板下压后，见附图3所示。阻值旋钮是测试过程中，应测试项需要增加的。

工装供电盒中有供电控制，测试工装模块通过线缆模块与操作台模块对接，打开电源后，通过线缆模块，将220V电压引入工装供电盒中，工装供电盒给测试工装供电220V，工装供电盒有转换模块，识别程控电源上的电压给印制板和烧写驱动电路供电。

操作台模块包括台面框架、文件存放处、闲置工装存放处、设备存放区、钮臂、显示器和电源开关，设备存放区见附图7所示。设备存放区包括：PXI主机、继电器板卡、万用表、程控电源、多路复用开关、操作台供电盒、端子板卡和示波器。

程控电源控制测试工装上的电路板供电；操作台供电盒转换220V电源给多路复用开关供电；继电器板卡与探针工装通过线缆组件相连接，控制每组电阻、电压、电流的通断；多路复用开关控制继电器板上的继电器通断，实现继电器板卡最大化的使用，PXI主机与端子板使用导线相连接，实现电路板板间的切换功能。

示波器斜上方45°放置，台面内嵌使用高清钢化玻璃，便于示波器观看，对排故过程提供便利，同时节省了内部空间。

放置测试工装的操作台面设置防静电桌垫且接地，桌垫下方设有防静电手环连接口，实现印制板防静电保护的功能，具备操作防静电能力。

软件模块控制着整个陀螺电路板自动化测试系统，本功能测试系统软件在labview2015上进行开发，采用模块化、平台化的软件设计，便于操作。

通用功能系统软件，是一个具有良好的Windows图形界面，便于操作使用，实现动静态功能测试的软件群。软件系统主要有测试模块、统计模块、驱动模块组成，软件使用密码控制两级权限，便于分级管理。

软件界面配置应符合附图10所示，登录界面后进入型号选择-产品选择-工序选择后出现相应的测试时序，产品的型号、产品类型、工序可以自行配置，测试时序可依照测试要求进行选择，本软件模块已经涵盖所有陀螺电路板测试项。

为了实现操作台模块的通用性，操作台模块的航空插头定义不变，待测印制板若无专用工装，则需制作点号相应的线缆，或者使用导线连接即可。

陀螺电路板测试中包括恒流源测试、通信测试等，需要在工装端增加相应的阻值与算法进行操作(见表1所示)，测试模块控制开关板卡、开关盒、探针工装、万用表、滤波器等设备，使测试点号与测试项对应；统计模块将测试过程中的数据进行整理、算法操作和判读，形成报表等；驱动模块是满足多块电路板实现自动烧写功能；由于一台烧写器不满足在一台机器上多块电路板同时使用，所以在测试工装模块-检测板上增加驱动电路形成菊花链，增强烧写信号使用一个烧写器依次对电路板进行烧写。

表1

电路板测试计算项：

其他事项说明：

1、关于恒流源测试中I₀的数值，I₀＝(10μA×(R9+R16)/2.4)；其中(R9+R16)的值会有变化，(R9+R16)的值在90％情况下都一致，若有变化则是批次性更替。

线缆模块有三部分，第一部分在于测试工装部分，探针与航空插头的走线；第二部分为操作台模块与测试工装模块航插对接的走线；第三部分在于测试台内部供电、电气连接部分的走线。

具体操作方式：

测试工装模块正面有四个按钮，包括急停、上升、两个下压，操作中双手同时按“下压”1-2s，测试工装模块与印制板接触。测试工装模块与印制板对接做了防插错功能，只有唯一的安装方向，防止因点号不对造成的电路板损伤。“急停”按钮作用于测试工装模块，在下压过程中，或者发现印制板未放平等，需要急停按钮给测试工装断电。

将测试台开关处的电源接通后，将使用的测试工装放置在上操作台面上，将闲置工装放置在闲置工装存放区处。使用对接线缆，线缆一段与工装模块后的印制板插头对接处对接，另一端与操作台面上的连接器处对接，BNC端口一一对应，线缆对接完成无误后，将印制板放置在测试针板上，确认放置方向正确后，打开工装模块的开关，单击“下压”按钮。印制板被固定后见附图3所示。

打开操作台模块上的操作台面上的开关按钮，显示器、万用表、PXI主机直接开机，使用操作台面上键盘旁的滚轮控制显示器，打开测试软件，选择需要的功能。

本发明设计了一种陀螺电路板自动化测试系统，主要有测试工装模块、操作台模块、软件模块、线缆模块组成，可同时实现多块陀螺电路板的测试，可满足陀螺电路板(检测电路板、光源电路板)自动化测试的需求；

本发明可实现对电压、电流、纹波等测试项测试，实现参数自动判读、生成报告的能力；

本发明可实现电路板自动化测试、数据自动采集、存储，并具备上传接口；

本发明测试过程中测试系统连接便利，电路板放置在工装模块上，工装模块与测试台使用航空线缆对接，无需人为校准等操作；

本发明可适应同种多块电路板进行测量。

本发明的效果：

本发明设计了一种陀螺电路板自动化测试系统，可同时实现多块电路板同时进行自动化测试的需求，可满足数据自动采集、判读、存储、上传等功能；

避免了印制板焊接测试线的操作流程；

适应批产效率，提高电路板测试效率，可以减少仪器、人为等因素造成的误差。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种陀螺电路板自动化测试系统，其特征在于，该系统包括测试工装模块、操作台模块、软件模块和线缆模块；

测试工装模块根据两个电路板不同的测试项目，分成两种，工装模块-光源板和工装模块-检测板；

测试工装模块-光源板包括针床模块、工装框架和阻值旋钮；测试工装模块-检测板包括针床模块、工装框架、烧写器和烧写驱动电路；针床模块包括：针床、压板、压针和定位销；工装框架包括：工装供电盒、电机正反控制器、导线、印制板插头对接、BNC插头和电源开关；

测试工装模块用于连接印制板上的测试点；将印制板放在针床上，通过定位销固定，启动测试工装后，压板与定位销将印制板固定在针床上，通过压在焊点上的压针采集印制板上需要测量的信号点，压针一端与信号点相连另一端与导线相连，导线另一端与印制板插头对接，其中需要测量纹波、采集波形的测量线与BNC插头对接，导线存放在工装框架中；烧写器与烧写驱动电路使用排线相连；

操作台模块包括台面框架、文件存放处、闲置工装存放处、设备存放区、钮臂、显示器和电源开关；设备存放区包括：PXI主机、继电器板卡、万用表、程控电源、多路复用开关、操作台供电盒、端子板卡和示波器；

软件模块控制着整个陀螺电路板自动化测试系统，在labview2015上进行开发，采用模块化、平台化的软件设计，软件系统包括：测试模块、统计模块和驱动模块，软件使用密码控制两级权限；

线缆模块有三部分，第一部分在于测试工装部分，探针与航空插头的走线；第二部分为操作台模块与测试工装模块航插对接的走线；第三部分在于测试台内部供电、电气连接部分的走线。

2.如权利要求1所述的陀螺电路板自动化测试系统，其特征在于，每个测试工装模块对应一种电路板，电路板通过拼板的方式实现多块电路板同时测试，在针床处转换定位销的方式，实现适应单块板、两拼板或四拼板电路板测试要求。

3.如权利要求2所述的陀螺电路板自动化测试系统，其特征在于，工装供电盒中有供电控制，测试工装模块通过线缆模块与操作台模块对接，打开电源后，通过线缆模块，将220V电压引入工装供电盒中，工装供电盒给测试工装供电220V，工装供电盒有转换模块，识别程控电源上的电压给印制板和烧写驱动电路供电。

4.如权利要求1所述的陀螺电路板自动化测试系统，其特征在于，程控电源控制测试工装上的电路板供电；操作台供电盒转换220V电源给多路复用开关供电；继电器板卡与探针工装通过线缆组件相连接，控制每组电阻、电压、电流的通断；多路复用开关控制继电器板上的继电器通断，实现继电器板卡最大化的使用，PXI主机与端子板使用导线相连接，实现电路板板间的切换功能。

5.如权利要求4所述的陀螺电路板自动化测试系统，其特征在于，示波器斜上方45°放置，台面内嵌使用高清钢化玻璃，便于示波器观看，对排故过程提供便利，同时节省了内部空间。

6.如权利要求4所述的陀螺电路板自动化测试系统，其特征在于，放置测试工装的操作台面设置防静电桌垫且接地，桌垫下方设有防静电手环连接口，实现印制板防静电保护的功能，具备操作防静电能力。

7.如权利要求1所述的陀螺电路板自动化测试系统，其特征在于，登录软件界面后进入型号选择-产品选择-工序选择后出现相应的测试时序，产品的型号、产品类型、工序自行配置，测试时序依照测试要求进行选择，软件模块涵盖所有陀螺电路板测试项。

8.如权利要求7所述的陀螺电路板自动化测试系统，其特征在于，操作台模块的航空插头定义不变，待测印制板若无专用工装，则需制作点号相应的线缆，或者使用导线连接即可。

9.如权利要求7所述的陀螺电路板自动化测试系统，其特征在于，陀螺电路板测试中包括恒流源测试和通信测试，需要在工装端增加相应的阻值与算法进行操作，测试模块控制开关板卡、开关盒、探针工装、万用表、滤波器，使测试点号与测试项对应；统计模块将测试过程中的数据进行整理、算法操作和判读，形成报表；驱动模块是满足多块电路板实现自动烧写功能；由于一台烧写器不满足在一台机器上多块电路板同时使用，所以在测试工装模块-检测板上增加驱动电路形成菊花链，增强烧写信号使用一个烧写器依次对电路板进行烧写。

10.如权利要求1-9任一项所述的陀螺电路板自动化测试系统，其特征在于，测试工装模块正面有四个按钮，包括急停、上升、两个下压，操作中双手同时按“下压”1～2s，测试工装模块与印制板接触；测试工装模块与印制板对接做了防插错功能，只有唯一的安装方向，防止因点号不对造成的电路板损伤；“急停”按钮作用于测试工装模块，在下压过程中，或者发现印制板未放平，需要急停按钮给测试工装断电；将测试台开关处的电源接通后，将使用的测试工装放置在上操作台面上，将闲置工装放置在闲置工装存放区处；使用对接线缆，线缆一段与工装模块后的印制板插头对接处对接，另一端与操作台面上的连接器处对接，BNC端口一一对应，线缆对接完成无误后，将印制板放置在测试针板上，确认放置方向正确后，打开工装模块的开关，单击“下压”按钮，印制板被固定；打开操作台模块上的操作台面上的开关按钮，显示器、万用表、PXI主机直接开机，使用操作台面上键盘旁的滚轮控制显示器，打开测试软件，选择需要的功能。

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