CN117491849B - 一种自动化pcb板测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化PCB板测试系统，具体涉及PCB板测试技术领域，包括夹持底座与支架，所述夹持底座顶部设置有夹持机构，所述支架内侧设置有测试机构，所述夹持机构底部设置有温度传感器，所述测试机构底部设置有电阻传感器、控制器；本发明中，通过设置夹持机构与测试机构，使检测探针触碰PCB板表面连接点，以确保连接点的正常工作，最终实现对PCB板的检测，确保PCB板的质量是否达到标准；通过建立调节系数，并将调节系数与初始压力进行计算，得到新的修正压力，控制器根据得到的修正压力，对检测探针对PCB板连接点的压力进行调节，以达到最佳的压力，使得测量的结果更加准确。

Description

一种自动化PCB板测试系统

技术领域

本发明涉及PCB板测试技术领域，更具体地说，本发明涉及一种自动化PCB板测试系统。

背景技术

PCB板测试架是一种用于测试电子设备中的印刷电路板的专用工具。它通常是一种定制的夹具或夹持装置，用于固定和连接PCB板，以便在制造过程中进行各种测试和检验，PCB板测试架的主要功能是确保PCB板的质量、性能和功能符合预定的标准和要求，PCB测试架的设计和制造通常要根据具体的 PCB设计和测试需求进行定制。这些测试架在电子制造业中起着重要作用，帮助确保生产出高质量、可靠的电子设备和产品。

现有的PCB测试架通常设置有夹持装置与测试结构，通过两者相互配合来实现对PCB板的精确测试，确保生产的PCB板达到预期的性能和质量要求，然而测试架不能因为PCB板的状态而选择不同使用状态下的测试装置，存在以下不足：

现有的测试装置通常是操作人员依据PCB板测试需求设置探针初始下压力度后，驱动设备以初始下压力度带动探针下压PCB板进行测试，然而，在实际测试过程中，当PCB板或探针存在异常时，由于操作人员无法知晓并调节下压力度，探针以初始下压力度下压测试PCB板时，可能会导致PCB板或探针损坏。

为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种自动化PCB板测试系统以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自动化PCB板测试系统，包括夹持底座、控制器与支架，所述支架底部与夹持底座顶部固定连接，所述夹持底座顶部设置有夹持机构，所述支架内侧设置有测试机构，所述夹持机构底部设置有温度传感器，所述测试机构底部设置有电阻传感器；

夹持机构：用于夹持PCB板；

测试机构：所述测试机构包括检测探针，检测探针用于测试PCB板，测试机构的输入端与控制器的输出端电性连接，依据控制指令做出相应的动作；

温度传感器：用于采集PCB板温度；

电阻传感器：用于采集检测探针的电阻；

控制器：控制器的输入端分别与温度传感器、电阻传感器的输出端电性连接，用于接收温度传感器、电阻传感器的输出信号，生成控制指令；

控制器分析温度传感器以及电阻传感器的输出信号后，自动控制检测探针对夹持机构内部PCB板的下压力度。

在一个优选的实施方式中，所述支架的表面固定连接有导向座固定台，所述导向座固定台的底部固定连接有气缸，所述气缸的底部固定连接有测试机构，所述测试机构包括检测探针，所述检测探针的顶部与探针固定板的导轨和齿条固定连接，所述探针固定板的导轨和齿条穿过支撑板，所述支撑板表面设置有电机，所述电机与电机固定板的底部转动连接，所述电机固定板的顶部转动连接有齿轮，所述齿轮与齿条啮合连接。

在一个优选的实施方式中，所述测试机构还包括上盖板，所述上盖板与所述支撑板顶部固定连接，所述支撑板底部与探针保护盒固定连接，所述探针保护盒设置在检测探针的四周，所述检测探针在检测时从底部伸出。

在一个优选的实施方式中，所述夹持机构包括PCB支座，所述PCB支座的底部与夹持底座的顶部固定连接，所述PCB支座的内壁设置有PCB定位夹紧装置，所述PCB支座的内部放置有待检测的PCB板。

在一个优选的实施方式中，所述控制器包括采集模块、处理模块、修正模块、调节模块；

采集模块采集PCB板温度的偏差值、检测探针损伤系数，并将采集的数据上传到处理模块；

处理模块：将上传的PCB板温度的偏差值、检测探针损伤系数建立数据分析模型，生成调节系数，并将调节系数传递至修正模块；

修正模块：将处理模块上传的调节系数与初始压力进行计算，计算修正压力，得到修正过后的压力，并将结果上传至调节模块：

调节模块：根据修正模块上传的结果，调节检测探针对PCB板连接点的压力。

在一个优选的实施方式中，所述控制器控制步骤如下：

S1：采集PCB板温度的偏差值、检测探针损伤系数并上传到处理模块；

PCB板温度的偏差值的获取公式为：，式中，/>为实际温度是通过测量得到的PCB板的实际温度值；/>为预设的测试机构检测的PCB板的目标温度；

检测探针损伤系数的表达式为：，式中，/>为实时电阻值，/>为初始电阻值；

S2：将PCB板温度的偏差值、检测探针损伤系数建立数据分析模型，生成调节系数，并将调节系数传递至修正模块；

S3：将处理模块上传的调节系数与初始压力进行计算，计算修正压力，得到修正过后的压力，并将结果上传至调节模块：

S4：根据处理模块上传的结果，调节检测探针对PCB板连接点的压力。

在一个优选的实施方式中，步骤S2中，建立调节系数包括以下步骤：

S2.1：将PCB板温度的偏差值、检测探针损伤系数分别标记为；

S2.2：计算调节系数，其表达式为：；

式中，为调节系数，/>为PCB板温度的偏差值、检测探针损伤系数的比例系数，且/>。

在一个优选的实施方式中，步骤S3中，计算修正压力包括以下步骤：

S3.1：设置初始压力为，修正压力/>；

式中，为初始压力，/>为修正压力，/>为调节系数。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过设置夹持机构，对PCB板进行夹持，用于稳定固定PCB板，以确保测试过程中PCB板的位置和连接不会发生变化，使测试的效果更加准确；通过设置测试机构对PCB板表面连接点进行测试，通过控制检测探针的上下移动，使检测探针触碰PCB板表面连接点，使用测试仪器来测量电阻、电压、信号传输等参数，以确保连接点的正常工作，最终实现对PCB板的检测，确保PCB板的质量是否达到标准；

2、本发明通过采集PCB板温度的偏差值、检测探针损伤系数，建立调节系数，然后将调节系数与初始压力进行计算，得到新的修正压力，调节模块根据得到的修正压力，对检测探针对PCB板连接点的压力进行调节，以达到最佳的压力，这样会使得测量的结果更加准确。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；

图1为本发明提出的一种自动化PCB板测试系统的结构示意图；

图2为图1中未进行测试的场景示意图；

图3为夹持机构未夹持PCB板的结构示意图；

图4为夹持机构夹持PCB板的结构示意图；

图5为测试机构未测试PCB板的结构示意图；

图6为测试机构测试PCB板的结构示意图；

图7为本发明的一种自动化PCB板测试系统的系统模块图。

图中：1、夹持底座；2、夹持机构；21、PCB定位夹紧装置；22、PCB支座；23、待检测的PCB板；3、安全按钮；4、测试机构；41、上盖板；42、支撑板；43、探针保护盒；44、检测探针；45、探针固定板的导轨；46、齿条；47、电机；48、齿轮；49、电机固定板；5、导向座固定台；6、气缸；7、支架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参照图1－图6所示，一种自动化PCB板测试系统，包括夹持底座1，所述夹持底座1与支架7固定连接，所述夹持底座1的表面固定连接有安全按钮3，所述夹持底座1顶部设置有夹持机构2，所述支架7的内侧设置有测试机构4；

所述夹持机构2包括PCB支座22，所述PCB支座22的底部与夹持底座1的顶部固定连接，所述PCB支座22的内壁设置有PCB定位夹紧装置21，所述PCB支座22的内部放置有待检测的PCB板23；

所述支架7的表面固定连接有导向座固定台5，所述导向座固定台5的底部固定连接有气缸6，所述气缸6的底部固定连接有测试机构4；

所述测试机构4包括检测探针44，所述检测探针44的顶部与探针固定板的导轨45和齿条46固定连接，所述探针固定板的导轨45和齿条46穿过支撑板42，所述支撑板42表面设置有电机47，所述电机47与电机固定板49的底部转动连接，所述电机固定板49的顶部转动连接有齿轮48，所述齿轮48与齿条46啮合连接。

所述测试机构4还包括上盖板41，所述上盖板41与所述支撑板42顶部固定连接，所述支撑板42底部与探针保护盒43固定连接，所述探针保护盒43设置在检测探针44的四周，所述检测探针44在检测时从底部伸出；

请参照图1－图4，当操作人员需要对PCB板进行测试的时候，首先需要对PCB板进行固定，让PCB板安装在PCB支座22的内部的正中间位置，使检测结果更加准确，当工作人员把PCB板安装在PCB支座22的内部时，此时PCB定位夹紧装置21自动往前伸，等PCB定位夹紧装置21伸到合适的位置的时候，PCB定位夹紧装置21自动停止，达到夹持PCB板的目的；

如图3所示，此状态为PCB板安装在PCB支座22的内部，但此时并没有进行夹持，如图4所示，此状态为PCB板安装在PCB支座22的内部，且在正中间的位置的时候，PCB定位夹紧装置21往前伸夹持PCB板的状态；

通过设置夹持机构2对PCB板进行夹持，用于稳定固定PCB板，以确保测试过程中PCB板的位置和连接不会发生变化，使测试的效果更加准确。

请参照图1－图6，在夹持机构2对PCB板夹持后，此时需要对PCB板进行测试，通过使用测试机构4进行测试，首先，气缸6向下延伸，使得整个测试机构4移动到夹持机构2的上方时，此时气缸6停止工作，整个测试机构4停止移动，开始对PCB板进行测试；

启动电机47，此时由电机47传动齿轮48进行旋转，由于齿轮48与齿条46啮合连接，在齿轮48与齿条46啮合连接的转动下，开始沿着齿条46路径移动，所有的检测探针44也同时往下移动，直到触碰到PCB板的连接点，停止往下移动，电机47也关闭，此时开始对PCB板进行检测。

如图5所示，此状态为检测探针44没有触碰PCB板表面连接点，如图6所示，此状态为检测探针44已经触碰PCB板连接点，并开始对PCB板的连接点进行检测的状态；

通过设置测试机构4对PCB板表面连接点进行测试，通过控制检测探针44的上下移动，使检测探针44触碰PCB板表面连接点，使用测试仪器来测量电阻、电压、信号传输等参数，以确保连接点的正常工作，最终实现对PCB板的检测，确保PCB板的质量是否达到标准。

实施例2

如实施例1所示，当操作人员在夹持装置摆正好PCB的板子后，此时通过移动测试机构4，使检测探针44触碰PCB板连接点，最终实现对PCB板的检测，确保PCB板的质量是否达到标准。

但是在现实检测中，会因为各种情况导致检测探针44在对PCB板连接点检测时，出现不准的现象，一般情况下，探针的压力固定在一个稳定的数值，以确保测试的可重复性和准确性。在进行PCB板测试时，选择适当的探针压力对于获得一致的测试结果非常重要；

过大的压力可能导致电路板上的细线、焊点和其他脆弱部件发生损坏、变形或断裂，这会导致元件的性能受损，甚至完全失效，破坏电路板的正常功能，甚至可能使板子无法工作；而且过大的压力可能会导致测试点之间的意外短路，这会引发电气故障，可能导致板子完全失效，另外，如果探针施加的压力过大，探针的针尖可能会弯曲、磨损或损坏。这将影响探针的性能，使其无法正确连接测试点，导致测试点与探针之间的电气连接不稳定，从而引发信号失真或噪声，影响测试结果的准确性。

由于各种因素的影响，在对PCB板进行测试的时候，需要根据PCB板与检测探针44的状态不同及时的调节检测探针44触碰PCB板连接点的压力，通过控制检测探针44触碰PCB板连接点的压力，达到最精确的检测效果；

具体的操作步骤如下：

将PCB板温度的偏差值、检测探针44损伤系数分别标记为，建立调节系数，其表达式为：/>；

式中，为调节系数，/>为PCB板温度的偏差值、检测探针44损伤系数的比例系数，且/>，比例系数/>的具体值由本领域技术人员依据具体情况进行设置，在此不做限定。

PCB板温度的偏差值：指的是待检测的PCB板的温度，与预设的测试机构4的温度的差值；PCB板的温度过高或过低都可能对检测探针44产生影响，并可能导致测试结果的不准确性或甚至损坏检测探针44，检测探针44的温度稳定性对于测试的精确性非常重要；过高的温度会导致检测探针44的材料膨胀，可能导致检测探针44的尖端变形或弯曲。这会影响检测探针44与PCB之间的接触稳定性，从而影响测试信号的传递和准确性，过高的温度还可能导致检测探针44的绝缘材料熔化或损坏；过低的温度会使检测探针44变脆，增加了断裂的风险，同时，过低的温度还可能导致探头材料的收缩，进而影响探头与PCB的接触力和稳定性；PCB板温度的偏差值越大，证明此时越需要调整检测探针44对PCB板连接点的触碰的压力，来保障测得的数据的准确性与稳定性，调节系数就越大；

PCB板温度的偏差值的获取公式为：，式中，/>为实际温度是通过测量得到的PCB板的实际温度值；/>为预设的测试机构4检测的PCB板的目标温度值，两者都可以通过温度传感器进行采取；

温度传感器采集实际温度值与目标温度值的逻辑为：通过基于电阻值随温度变化的原理工作，计算温度，随着温度的变化，电阻值发生变化，通过测量电阻值的变化，可以推算出要采集的温度值。

检测探针44损伤系数：指的是在测试过程中，检测探针44损伤程度，检测探针如果发生损伤，会导致检测的针尖可能会弯曲、磨损或损坏等等，如果此时在检测的时候，已经发生损伤的检测探针44触碰到PCB板连接点，可能会导致原本完好的PCB板发生损坏，所以需要调节检测探针44触碰PCB板连接点的压力；

通过检测检测探针44的电阻，计算检测探针44的损伤系数，若检测探针44的电阻越大，证明此时检测探针44的损伤程度可能越大，检测探针44损伤系数越大，检测探针44触碰PCB板连接点的压力越小，调节系数就越大。

检测探针44损伤系数的表达式为：，式中，/>为实时电阻值，为初始电阻值；

检测探针44的电阻可以通过电阻传感器获取，通过将检测探针44的电路连接到电阻传感器测量的电路中获取，电阻传感器实时获取检测探针44的电阻。

假设检测探针44触碰PCB板表面连接点的初始压力为，那么修正后的压力为，式中，/>为初始压力，/>为修正压力，/>为调节系数。

将计算修正压力上传至调节模块，调节模块根据修正压力/>调节检测探针44对PCB板表面连接点的压力，以确保检测探针44对PCB板表面连接点的压力为最合适的压力，减小对PCB板的损伤系数，同时也确保检测结果的准确性。

本发明中，通过设置夹持机构2，对PCB板进行夹持，用于稳定固定PCB板，以确保测试过程中PCB板的位置和连接不会发生变化，使测试的效果更加准确；通过设置测试机构4对PCB板表面连接点进行测试，通过控制检测探针44的上下移动，使检测探针44触碰PCB板表面连接点，使用测试仪器来测量电阻、电压、信号传输等参数，以确保连接点的正常工作，最终实现对PCB板的检测，确保PCB板的质量是否达到标准；

本发明通过采集PCB板温度的偏差值、检测探针44损伤系数，建立调节系数，然后将调节系数与初始压力进行计算，得到新的修正压力，调节模块根据得到的修正压力，对检测探针对PCB板连接点的压力进行调节，以达到最佳的压力，这样会使得测量的结果更加准确。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件，或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种自动化PCB板测试系统，包括夹持底座（1）、控制器与整体支架（7），所述支架（7）底部与夹持底座（1）顶部固定连接，其特征在于：所述夹持底座（1）顶部设置有夹持机构（2），所述支架（7）内侧设置有测试机构（4），所述夹持机构（2）底部设置有温度传感器，所述测试机构（4）底部设置有电阻传感器；

夹持机构（2）：用于夹持PCB板；

测试机构（4）：所述测试机构（4）包括检测探针（44），检测探针（44）用于测试PCB板，测试机构（4）的输入端与控制器的输出端电性连接，依据控制指令做出相应的动作；

温度传感器：用于采集PCB板温度；

电阻传感器：用于采集检测探针（44）的电阻；

控制器：控制器的输入端分别与温度传感器、电阻传感器的输出端电性连接，用于接收温度传感器、电阻传感器的输出信号，生成控制指令；

控制器分析温度传感器以及电阻传感器的输出信号后，自动控制检测探针（44）对夹持机构（2）内部PCB板的下压力度；

所述控制器控制步骤如下：

S1：采集PCB板温度的偏差值、检测探针（44）损伤系数并上传到处理模块；

PCB板温度的偏差值的获取公式为：，式中，/>为实际温度是通过测量得到的PCB板的实际温度值；/>为预设的测试机构（4）检测的PCB板的目标温度；

检测探针(44)损伤系数的表达式为：，式中，/>为实时电阻值，为初始电阻值；

S2：将PCB板温度的偏差值、检测探针（44）损伤系数建立数据分析模型，生成调节系数，并将调节系数传递至修正模块；

S3：将处理模块上传的调节系数与初始压力进行计算，计算修正压力，得到修正过后的压力，并将结果上传至调节模块：

S4：根据处理模块上传的结果，调节检测探针（44）对PCB板连接点的压力；

步骤S2中，建立调节系数包括以下步骤：

S2.1：将PCB板温度的偏差值、检测探针（44）损伤系数分别标记为；

S2.2：计算调节系数，其表达式为：；

式中，为调节系数，/>为PCB板温度的偏差值、检测探针（44）损伤系数的比例系数，且/>；

步骤S3中，计算修正压力包括以下步骤：

S3.1：设置初始压力为，修正压力/>；

式中，为初始压力，/>为修正压力，/>为调节系数。

2.根据权利要求1所述的一种自动化PCB板测试系统，其特征在于：所述支架（7）的表面固定连接有导向座固定台（5），所述导向座固定台（5）的底部固定连接有气缸（6），所述气缸（6）的底部固定连接有测试机构（4），所述测试机构（4）包括检测探针（44），所述检测探针（44）的顶部与探针固定板的导轨（45）和齿条（46）固定连接，所述探针固定板的导轨（45）和齿条（46）穿过支撑板（42），所述支撑板（42）表面设置有电机（47），所述电机（47）与电机固定板（49）的底部转动连接，所述电机固定板（49）的顶部转动连接有齿轮（48），所述齿轮（48）与齿条（46）啮合连接。

3.根据权利要求2所述的一种自动化PCB板测试系统，其特征在于：所述测试机构（4）还包括上盖板（41），所述上盖板（41）与所述支撑板（42）顶部固定连接，所述支撑板（42）底部与探针保护盒（43）固定连接，所述探针保护盒（43）设置在检测探针（44）的四周，所述检测探针（44）在检测时从底部伸出。

4.根据权利要求1所述的一种自动化PCB板测试系统，其特征在于：所述夹持机构（2）包括PCB支座（22），所述PCB支座（22）的底部与夹持底座（1）的顶部固定连接，所述PCB支座（22）的内壁设置有PCB定位夹紧装置（21），所述PCB支座（22）的内部放置有待检测的PCB板（23）。

5.根据权利要求1所述的一种自动化PCB板测试系统，其特征在于：所述控制器包括采集模块、处理模块、修正模块、调节模块；

采集模块：采集PCB板温度的偏差值、检测探针（44）损伤系数，并将采集的数据上传到处理模块；

处理模块：将上传的PCB板温度的偏差值、检测探针（44）损伤系数建立数据分析模型，生成调节系数，并将调节系数传递至修正模块；

修正模块：将处理模块上传的调节系数与初始压力进行计算，计算修正压力，得到修正过后的压力，并将结果上传至调节模块：

调节模块：根据修正模块上传的结果，调节检测探针（44）对PCB板连接点的压力。