CN116047116A - 一种电容自动化测试线 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电容自动化测试线，包括检测平台、平行设置在检测平台上的多台检测终端、设在检测平台上的水平线性模组、设水平线性模组上的纵向移动单元、设在纵向移动单元的上转动单元、对称设在转动单元上的两个电动夹持板、设在电动夹持板的工作面上伸缩式膨胀式固定针和激光传感器以及控制器，两个电动夹持板摆动时的轴线位于同一平面上；电动夹持板在三维空间内移动并围绕转动单元的轴线转动，激光传感器用于在治具和检测终端处进行定位。本申请公开的电容自动化测试线，通过自动化的抓取方式和在移动过程中对电路板进行姿态调整来满足高并发测试过程中的测试速度要求。

Description

一种电容自动化测试线

技术领域

本申请涉及电子检测技术领域，尤其是涉及一种电容自动化测试线。

背景技术

电路板检测项目中的电容类检测包括CAP测试、计时放电、ESR测试、快速放电及电压测试等，因为电路板上的电容数量众多，因此电容类检测多采用自动化的检测方式。

自动化检测主要包括电路板分发、检测、电路板回收和更换检测位置等内容，在超级电容高速高并发测试、需要高并发高速测试的元器件和需要高并发高速测试的PCBA/模组中，电路板分发、电路板回收和更换检测位置就显得尤为重要，需要将电路板从治具快速转移到检测设备中并在检测完成后将电路板重新放回到治具内，同时在电路板的流转过程中还需要解决更换检测位置问题，如何在高并发测试过程实现上述过程是一个研究课题。

发明内容

本申请提供一种电容自动化测试线，通过自动化的抓取方式和在移动过程中对电路板进行姿态调整来满足高并发测试过程中的测试速度要求。

本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

本申请提供了一种电容自动化测试线，包括检测平台和平行设置在检测平台上的多台检测终端，还包括：

机械臂，设在检测平台上；

转动单元，设在机械臂上；

两个电动夹持板，对称设在转动单元上；

伸缩式膨胀式固定针和激光传感器，均设在电动夹持板的工作面上；以及

控制器，与检测终端、机械臂、转动单元、电动夹持板、伸缩式膨胀式固定针和激光传感器进行数据交互，驱动电动夹持板搬运原料；

其中，两个电动夹持板摆动时的轴线位于同一平面上；电动夹持板在三维空间内移动并围绕转动单元的轴线转动；

激光传感器用于在治具和检测终端处进行定位。

在本申请的一种可能的实现方式中，两个电动夹持板上的伸缩式膨胀式固定针的布置方式不同。

在本申请的一种可能的实现方式中，两个电动夹持板上的伸缩式膨胀式固定针的布置方式相同；

第一个电动夹持板上的伸缩式膨胀式固定针的顶部处设有定位孔；

第二个电动夹持板上的伸缩式膨胀式固定针的顶部处设有与定位孔匹配的定位探针。

在本申请的一种可能的实现方式中，伸缩式膨胀式固定针包括：

底座，设在电动夹持板上；

线性伸缩单元，设在底座上；

定位杆，设在线性伸缩单元的活塞上，定位杆的侧壁上设有气囊；以及

驱动器，设在电动夹持板上并与气囊连接，用于驱动气囊膨胀和收缩。

在本申请的一种可能的实现方式中，气囊套设在定位杆上。

在本申请的一种可能的实现方式中，伸缩式膨胀式固定针包括：

底座，设在电动夹持板上；

线性伸缩单元，设在底座上；

定位杆，设在线性伸缩单元的活塞上，定位杆的侧壁上设有气囊；

驱动器，设在电动夹持板上并与气囊连接，用于驱动气囊膨胀和收缩；以及

吹扫管道，设在电动夹持板上，吹扫管道的输入端与压缩气源连接，输出端朝向远离电动夹持板的方向。

在本申请的一种可能的实现方式中，气囊套设在定位杆上。

在本申请的一种可能的实现方式中，水平线性模组的数量为两个，两个水平线性模组分别设在检测平台的两端。

在本申请的一种可能的实现方式中，还包括：

移动导轨，设在检测平台内；

移动小车，设在移动导轨上；

升降托举台，设在移动小车上，用于托举治具；

两组支撑滑轨，分别设在检测平台的两端，用于支撑治具；

纵向通道，设在支撑滑轨上；供给治具穿过支撑滑轨；以及

电动翻板，设在检测平台或者支撑滑轨上，用于在纵向通道处托举治具。

在本申请的一种可能的实现方式中，移动导轨和移动小车的数量相同且均为多个；

一个移动小车至少对应一台检测终端。

附图说明

图1是本申请提供的一种电容自动化测试线的俯视图。

图2是本申请提供的一种转动单元、电动夹持板和伸缩式膨胀式固定针的连接关系示意图。

图3是一种现有的电路板的示意图。

图4是本申请提供的一种使用激光传感器进行定位的原理性示意图。

图5是本申请提供的另一种使用激光传感器进行定位的原理性示意图。

图6是本申请提供的一种控制器控制方式示意的示意框图。

图7是本申请提供的一种伸缩式膨胀式固定针对电路板固定前的示意图。

图8是本申请提供的一种伸缩式膨胀式固定针对电路板进行固定的示意图。

图9至图11是本申请提供的一种电路板翻面的过程示意图。

图12是本申请提供的一种两个伸缩式膨胀式固定针对准的示意图。

图13是图12中A部分的放大示意图。

图14是本申请提供的一种电动夹持板及其附属零部件的结构示意图。

图15是本申请提供的一种移动导轨、移动小车和升降托举台的结构示意图。

图16是本申请提供的一种治具放置在支撑滑轨上的示意图。

图17是本申请提供的一种纵向通道在支撑滑轨上的位置示意图。

图18是本申请提供的一种治具移动到支撑滑轨下方的示意图。

图中，1、检测平台，2、检测终端，3、机械臂，4、转动单元，21、电动夹持板，22、伸缩式膨胀式固定针，23、激光传感器，6、控制器，221、底座，222、线性伸缩单元，223、定位杆，224、气囊，225、驱动器，226、吹扫管道，227、定位孔，228、定位探针，31、移动导轨，32、移动小车，33、升降托举台，34、支撑滑轨，35、纵向通道，36、电动翻板。

具体实施方式

以下结合附图，对本申请中的技术方案作进一步详细说明。

请参阅图1和图2，为本申请公开的一种电容自动化测试线，自动化测试线由检测平台1、检测终端2、机械臂3、转动单元4、电动夹持板21、伸缩式膨胀式固定针22、激光传感器23和控制器6等组成，检测终端2的数量为多个，这些检测终端2均安装在检测平台1上，检测终端2可以使相同的，也可以是不同的，检测终端2负责提供CAP测试、计时放电、ESR测试、快速放电及电压测试等测试内容。

测试过程的电路板放置在治具上，按照MxN的矩阵形式排列，治具上的电路板通过机械臂3、转动单元4和电动夹持板21放置在检测终端2上。

机械臂3安装检测平台1上，负责电动夹持板21的在水平面的横向移动与纵向移动和在竖直方向上的移动。机械臂3上安装有转动单元4，转动单元4负责电动夹持板21在水平方向上的转动。以上内容可以总结为电动夹持板21在三维空间内移动并围绕转动单元4的轴线转动。

在一些可能的实现方式中，转动单元4使用伺服电机模组。

电动夹持板21的数量为两个，这两个电动夹持板21对称安装在转动单元4上，负责将治具上的电路板放置到检测终端2上、将检测终端2上的电路板放置到治具上、将检测终端2上的电路板翻面等工作。翻面可以参考图3，图3中所示的电路板的正面和背面均安装有电容，例如固态电容和钽电容等。

两个电动夹持板21摆动时的轴线位于同一平面上，也就是两个电动夹持板21可以向靠近和远离彼此的方向摆动（夹角范围0-180度），两个电动夹持板21既可以位于同一平面上，又可以分别位于两个互相平行的平面上。

使用两个电动夹持板21的原因是在将治具上的电路板放置到检测终端2上和将检测终端2上的电路板放置到治具上这两个动作，两个电动夹持板21可以分别完成，减少了移动路径上的消耗时间。

并且在将检测终端2上的电路板翻面翻转这个动作中，两个电动夹持板21可以配合实现该动作的完成。

请参阅图2、图4和图5，电动夹持板21的工作面上安装有和激光传感器23，激光传感器23的作用是进行二次精确定位。

应理解，本申请提供的电容自动化测试线可以实现全天候的自动化检测，检测过程中治具的放置和电动夹持板21的移动等均可以使用坐标表示，但是会存在一定量的误差，例如当电动夹持板21移动到治具上方时，还需要进行微调，使得电动夹持板21上的伸缩式膨胀式固定针22能够对准电路板上的安装孔。

治具上的二次定位使用如下方式实现，治具上具有多个放置仓，每一个放置仓内可以放置一块电路板，每一个放置仓的一侧设置有一个定位柱（图4所示）或者反射器（图5所示）。激光传感器23发出的检测光线与定位柱或者反射器接触发生反射，经过反射的检测光线被激光传感器23检测到，说明电动夹持板21此时所在位置可以使伸缩式膨胀式固定针22准确的伸入到电路板上的安装孔内。

在一些可能的实现方式中，定位柱或者反射器提供一个特定的反射面（图5中的角度α），为了提高定位的准确性，反射面的数量需要为两个。

在另一些可能的实现方式中，定位柱或者反射器提供一个特定高度（图4中的距离S）。

电动夹持板21在检测终端2处的定位和在治具处的定位原理相同，此处不再赘述。

请参阅图6，控制器6与检测终端2、机械臂3、转动单元4、电动夹持板21、伸缩式膨胀式固定针22和激光传感器23进行数据交互，驱动电动夹持板21搬运原料和对原料的姿态进行调整。

此处的原料指的是电路板，电路板上具有多个安装孔（参考图3），伸缩式膨胀式固定针22能够伸入到安装孔内，然后抵接在安装孔的内壁上，实现对电路板的抓取，参考图7和图8。电路板抓取完成后，就实现移动和姿态调整，电路板移动时，其移动轨迹与电动夹持板21的移动轨迹保持一致；电路板翻转时，需要两个电动夹持板21配合，具体的配合过程如下：

请参阅9至图11，电路板被第一个电动夹持板21抓取，此时的电路板处于水平状态，第一个电动夹持板21首先转动90度，使电路板转为竖直状态，接着第二个电动夹持板21同样转动90度，此时电路板位于两个电动夹持板21之间。

第二个电动夹持板21上的伸缩式膨胀式固定针22伸长，伸入到电路板上未使用的安装孔内或者抵接到第一个电动夹持板21上的伸缩式膨胀式固定针22上，然后借助气流将电路板转由第二个电动夹持板21抓取，至此，电路板的姿态调整过程完成。

基于上述内容可以知道，伸缩式膨胀式固定针22在电动夹持板21上的布置方式有两种：

第一种，两个电动夹持板21上的伸缩式膨胀式固定针22的布置方式不同；

第二种，在本申请的一种可能的实现方式中，两个电动夹持板21上的伸缩式膨胀式固定针22的布置方式相同；

请参阅图12和图13，针对于第二种布置方式，还需要配合特定的结构，如下：第一个电动夹持板21上的伸缩式膨胀式固定针22的顶部处设有定位孔227；第二个电动夹持板21上的伸缩式膨胀式固定针22的顶部处设有与定位孔227匹配的定位探针228。

定位孔227和定位探针228能够使两个电动夹持板21上对应位置处的伸缩式膨胀式固定针22的端部在接触时能够对准，从而实现电路板在两个伸缩式膨胀式固定针22之间的转移。

另外，定位孔227（锥形）和定位探针228（锥形）还具有自动矫正功能。

对于第一种布置方式，伸缩式膨胀式固定针22的结构主要由底座221、线性伸缩单元222、定位杆223、气囊224和驱动器225等组成，底座221固定安装在电动夹持板21上，线性伸缩单元222固定安装在底座221上。

在一些可能的实现方式中，底座221使用螺栓固定的方式连接，这种连接方式可以使得底座221的位置能够根据电路板上定位孔的位置进行调整。

在一些可能的实现方式中，线性伸缩单元222使用气缸作为动力源，定位杆223与气缸上的活塞连接。气缸上的活塞移动时，带动定位杆223沿其自身的轴线方向做直线往复运动。

定位杆223上固定安装有一个气囊224，气囊224的体积可以增加，也可以减小，此处将气囊224视为定位杆223的一部分，也就意味着定位杆223伸入到电路板上安装孔内的部分的直径可以变化。该部分的直径增加时，气囊224抵接在安装孔的内壁上，此时电路板被电动夹持板21抓取；该部分的直径减小时，气囊224安装孔的内壁脱离接触，此时电路板处于自由状态。

驱动器225安装在电动夹持板21上并与气囊224连接，用于驱动气囊224膨胀和收缩，在一些可能的实现方式中，驱动器225使用一个具有伸缩功能的气缸，缸体内的空气可以推入到气囊224内，也可以将气囊224内的空气抽回到缸体内。

在一些可能的实现方式中，气囊224套设在定位杆223上，气囊224与定位杆223采用分体式设计，贴合处使用胶水粘接。

请参阅图14，对于第二种布置方式，在电动夹持板21上增加了吹扫管道226，吹扫管道226的输入端与压缩气源连接，输出端朝向远离电动夹持板21的方向。因为在这种布置方式中需要借助吹扫管道226产生的气流将电路板从第二个电动夹持板21上的伸缩式膨胀式固定针22上转移到第二个电动夹持板21上的伸缩式膨胀式固定针22上。

对于上述测试方式，可以将机械臂3的数量增加为两个，如图1所示，两个机械臂3分别设在检测平台1的两端，每一个机械臂3均配置一个转动单元4和一对电动夹持板21，第一个机械臂3负责将需要检测的电路板放置到检测终端2上，第二各机械臂3负责将检测完成的电路板放置到下一个治具上。

这种方式可以进一步提高测试过程的自动化程度，因为两个机械臂3分别承担放置或者拿取工作，可以减少检测终端2的等待时间。

请参阅图15和图16，对于治具的移动，本申请使用以下方式来提高治具移动的自动化程度，方式的实现需要依托移动导轨31、移动小车32、升降托举台33、支撑滑轨34、纵向通道35和电动翻板36来实现，移动导轨31固定安装在检测平台1内。

移动导轨31上部署有一个移动小车32，移动小车32能够在移动导轨31上往复运动。移动小车32上还安装有一个升降托举台33，升降托举台33用于托举治具，使治具能够在竖直方向上移动，并同时随着移动小车32的移动而移动。

请参阅图17和图18，检测平台1的两端各设置有一组支撑滑轨34，支撑滑轨34的作用是支撑治具，治具可以在支撑滑轨34上滑动。每一组支撑滑轨34上均开设有一个纵向通道35，纵向通道35供给治具穿过支撑滑轨34，使治具可以移动到纵向通道35的下方。

纵向通道35处安装有电动翻板36，电动翻板36用于在纵向通道35处托举治具，可以看作是补全支撑滑轨34的缺失部分（纵向通道35）。

此处为了描述方便，将治具所处的两个位置（在支撑滑轨34上）分别称为检测位和结束位。

当放置满电路板的治具移动到检测位（电动翻板36处）时，电动夹持板21开始抓取治具上的电路板并将电路板放置到检测终端2处进行检测，检测完成后，电动夹持板21将检测终端2处的电路板放置到结束位处的治具上。

检测位处的治具上的电路板检测完成后全部转移到结束位处的治具上。当检测位处治具上的最后一块电路板被抓取后，移动小车32会移动到检测位处治具的下方，接着升降托举台33升起，推动检测位处治具与其下方的电动翻板36脱离接触。

然后检测位处治具下方的电动翻板36转动，升降托举台33带动检测位处治具移动至支撑滑轨34下方，然后在将该治具送至回收处，电动翻板36在检测位处治具移动至支撑滑轨34下方后复位。

结束位处的治具上放置满电路板后，同样使用此方式进行搬运，检测位和结束位处的治具顺序替补。

在一些可能的实现方式中，移动导轨31和移动小车32的数量相同且均为多个，一个移动小车32为一台或者多台检测终端2服务。当检测终端2同时提供多种检测服务时，电路板会顺序使用上述内容中提供的方式被多台不同的检测终端2检测，直至检测完成。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电容自动化测试线，包括检测平台（1）和平行设置在检测平台（1）上的多台检测终端（2），其特征在于，还包括：

机械臂（3），设在检测平台（1）上；

转动单元（4），设在机械臂（3）上；

两个电动夹持板（21），对称设在转动单元（4）上；

伸缩式膨胀式固定针（22）和激光传感器（23），均设在电动夹持板（21）的工作面上；以及

控制器（6），与检测终端（2）、机械臂（3）、转动单元（4）、电动夹持板（21）、伸缩式膨胀式固定针（22）和激光传感器（23）进行数据交互，驱动电动夹持板（21）搬运原料；

其中，两个电动夹持板（21）摆动时的轴线位于同一平面上；电动夹持板（21）在三维空间内移动并围绕转动单元（4）的轴线转动；

激光传感器（23）用于在治具和检测终端（2）处进行定位。

2.根据权利要求1所述的电容自动化测试线，其特征在于，两个电动夹持板（21）上的伸缩式膨胀式固定针（22）的布置方式不同。

3.根据权利要求1所述的电容自动化测试线，其特征在于，两个电动夹持板（21）上的伸缩式膨胀式固定针（22）的布置方式相同；

第一个电动夹持板（21）上的伸缩式膨胀式固定针（22）的顶部处设有定位孔（221）；

第二个电动夹持板（21）上的伸缩式膨胀式固定针（22）的顶部处设有与定位孔（221）匹配的定位探针（222）。

4.根据权利要求2所述的电容自动化测试线，其特征在于，伸缩式膨胀式固定针（22）包括：

底座（221），设在电动夹持板（21）上；

线性伸缩单元（222），设在底座（221）上；

定位杆（223），设在线性伸缩单元（222）的活塞上，定位杆（223）的侧壁上设有气囊（224）；以及

驱动器（225），设在电动夹持板（21）上并与气囊（224）连接，用于驱动气囊（224）膨胀和收缩。

5.根据权利要求4所述的电容自动化测试线，其特征在于，气囊（224）套设在定位杆（223）上。

6.根据权利要求3所述的电容自动化测试线，其特征在于，伸缩式膨胀式固定针（22）包括：

底座（221），设在电动夹持板（21）上；

线性伸缩单元（222），设在底座（221）上；

定位杆（223），设在线性伸缩单元（222）的活塞上，定位杆（223）的侧壁上设有气囊（224）；

驱动器（225），设在电动夹持板（21）上并与气囊（224）连接，用于驱动气囊（224）膨胀和收缩；以及

吹扫管道（226），设在电动夹持板（21）上，吹扫管道（226）的输入端与压缩气源连接，输出端朝向远离电动夹持板（21）的方向。

7.根据权利要求6所述的电容自动化测试线，其特征在于，气囊（224）套设在定位杆（223）上。

8.根据权利要求1所述的电容自动化测试线，其特征在于，机械臂（3）的数量为两个，两个机械臂（3）分别设在检测平台（1）的两端。

9.根据权利要求1或8所述的电容自动化测试线，其特征在于，还包括：

移动导轨（31），设在检测平台（1）内；

移动小车（32），设在移动导轨（31）上；

升降托举台（33），设在移动小车（32）上，用于托举治具；

两组支撑滑轨（34），分别设在检测平台（1）的两端，用于支撑治具；

纵向通道（35），设在支撑滑轨（34）上；供给治具穿过支撑滑轨（34）；以及

电动翻板（36），设在检测平台（1）或者支撑滑轨（34）上，用于在纵向通道（35）处托举治具。

10.根据权利要求9所述的电容自动化测试线，其特征在于，移动导轨（31）和移动小车（32）的数量相同且均为多个；

一个移动小车（32）至少对应一台检测终端（2）。

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