CN203759201U - 飞针测试机及其飞针测试轴 - Google Patents

Abstract

一种飞针测试轴包括安装板、电机、传动机构、探针连接板、测试探针及其控制装置，传动机构包括主动轮、同步带及惰性轮调整装置，控制装置包括PCB安装板及电测PCB板。电机驱动主动轮转动，通过同步带带动探针连接板移动，带动测试探针移动，测试探针与待测PCB板稳定的接触并进行电性测试。由于飞针测试机测试精度要求越来越高，导线阻抗对电性测试精度的影响越来越不可忽略，所以电测PCB板直接负责测试探针测试数据的采集处理，可以令电性测试系统所使用的导线长度最短，大大降低导线阻抗对数据的影响程度，进而提高了测试精度，测试精度较高。同时提供一种飞针测试机。

Description

飞针测试机及其飞针测试轴

技术领域

本实用新型涉及印制电路板（Printed circuit board，PCB）测试装置技术领域，特别是涉及一种飞针测试机及其飞针测试轴。

背景技术

飞针测试机是在X-Y轴上安装由电机驱动的可独立快速移动的探针，利用探针在Z方向的可控移动和固定在机器上的印制电路板的焊点进行接触，并进行电气测量的设备。飞针测试机的测试轴为飞针测试机的执行机构，其测试精度直接决定了飞针测试机的精度。

然而，在传统的飞针测试机中，飞针测试轴一般都存在测试精度不高等缺陷。

实用新型内容

基于此，有必要针对测试精度不高的问题，提供一种测试精度较高的飞针测试机及其飞针测试轴。

一种飞针测试轴，包括：

安装板；

电机，设置于所述安装板上；

传动机构，包括主动轮、同步带及惰性轮调整装置，所述主动轮设置于所述电机的输出轴上，所述同步带设置于所述主动轮与所述惰性轮调整装置上，所述主动轮带动所述同步带移动；

探针连接板，固定设置于所述同步带上，所述探针连接板能够相对于所述安装板往复移动；

测试探针，设置于所述探针连接板上；及

控制装置，包括PCB安装板及电测PCB板，所述PCB安装板设置于所述安装板上，所述电测PCB板设置于所述PCB安装板上，所述电测PCB板用于采集处理所述测试探针的测试数据。

在其中一个实施例中，所述惰性轮调整装置包括惰性轮调整板、惰性轮轴、惰性轮、螺母、固定螺钉及张紧螺钉，所述惰性轮调整板通过所述固定螺钉固定于所述安装板上，所述惰性轮通过所述惰性轮轴安装于所述惰性轮调整板上，所述螺母安装于所述惰性轮轴上，所述张紧螺钉穿设于所述安装板侧面且抵接所述惰性轮调整板。

在其中一个实施例中，还包括第一限位块、设置于所述第一限位块上的第一限位传感器及与所述第一限位传感器电连接的弱电PCB板，所述第一限位块设置于所述安装板靠近所述测试探针的一端。

在其中一个实施例中，还包括第二限位块及设置于所述第二限位块上的第二限位传感器，所述第二限位块设置于所述安装板远离所述测试探针的一端，所述第二限位传感器与所述弱电PCB板电连接。

在其中一个实施例中，还包括视觉机构，所述视觉机构包括CCD相机及CCD相机底板，所述CCD相机底板设置于所述安装板上，所述CCD相机设置于所述CCD相机底板上。

在其中一个实施例中，所述视觉机构还包括光源及光源安装板，所述光源安装板设置于所述安装板上，所述光源固定于所述光源安装板上，且所述光源位于所述CCD相机与所述测试探针之间。

在其中一个实施例中，还包括导轨和滑块，所述导轨设置于所述安装板上，所述滑块滑设于所述导轨上，所述探针连接板固定于所述滑块上。

在其中一个实施例中，还包括限位手柄装置，所述限位手柄装置包括底板、光电开关、手柄、手柄旋转销、手柄限位块、弹簧及其支柱，所述底板固定于所述安装板上，所述光电开关、手柄旋转销、手柄限位块及支柱均固定于所述底板上，所述弹簧一端固定在所述支柱上，另一端固定在所述手柄上，所述手柄能够沿所述手柄旋转销转动，所述手柄包括手柄部及抵挡部，所述手柄限位块与所述手柄部相抵触，所述手柄部的长度大于所述测试探针的长度，所述抵挡部遮挡所述光电开关。

在其中一个实施例中，还包括复位弹簧，所述复位弹簧一端固定于所述探针连接板上，另一端固定于所述PCB安装板上。

一种飞针测试机，包括Y轴滑块及如以上所述的飞针测试轴，所述飞针测试轴固定于所述Y轴滑块上。

上述飞针测试机及其飞针测试轴至少包括以下优点：

电机驱动主动轮转动，通过同步带带动探针连接板移动，继而带动测试探针移动，测试探针与待测PCB板稳定的接触并进行电性测试，当电机的转动方向不同时，通过同步带可带动探针连接板及其测试探针往复移动。由于飞针测试机测试精度要求越来越高，导线阻抗对电性测试精度的影响越来越不可忽略，所以电测PCB板直接负责测试探针测试数据的采集处理，可以令电性测试系统所使用的导线长度最短，大大降低导线阻抗对数据的影响程度，进而提高了测试精度，测试精度较高。

附图说明

图1为本实用新型的一实施方式的飞针测试轴的结构示意图；

图2为图1所示飞针测试轴的另一视角的结构示意图；

图3为图1所示飞针测试轴的局部示意图；

图4为图1中限位手柄装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

飞针测试机是一种主要利用测试探针在Z轴方向的可控移动和固定在主设备上的待测的印制电路板的焊点接线接触，并进行电气测量的设备。一实施方式中的飞针测试机包括Y轴滑块及飞针测试轴，Y轴滑块滑设于主设备上，飞针测试轴固定于Y轴滑块上，使飞针测试轴可以沿Y轴方向往复移动。具体到本实施方式中，以待测的印制电路板的长度方向为Y轴，以待测的印制电路板的宽度方向为X轴，以垂直于待测的印制电路板的方向为Z轴。

请参阅图1至图3，为本实用新型中一实施方式的飞针测试轴10的结构示意图。该飞针测试轴10包括安装板100、电机200、传动机构300、探针连接板410、测试探针420、导轨430、滑块440、控制装置500、视觉机构600、限位手柄装置700及复位弹簧800。

具体到本实施方式中，安装板100可通过测试轴连接板20固定安装到Y轴滑块（图未示）上，安装板100大致为长方形。电机200设置于安装板100上。具体地，电机200可设置于安装板100的侧面，电机200用于为测试探针420提供动力。

传动机构300包括主动轮310、同步带320及惰性轮调整装置330。主动轮310设置于电机200的输出轴上，同步带320设置于主动轮310与惰性轮调整装置上330。具体地，主动轮310设置在安装板100背向电机200的侧面。惰性轮调整装置330包括惰性轮调整板331、惰性轮轴332、惰性轮333、螺母334、固定螺钉335及张紧螺钉336。惰性轮调整板331通过固定螺钉335固定于安装板100上，固定螺钉335的数量可以为两个，以将惰性轮调整板331稳固的固定在安装板100上。惰性轮333通过惰性轮轴332安装于惰性轮调整板331上，同步带320设置于主动轮310与惰性轮333上，通过主动轮310转动带动惰性轮333转动。螺母334安装于惰性轮轴332上，防止惰性轮333脱离惰性轮轴332。具体地，可以采用双螺母方式来防松。张紧螺钉336穿设于安装板100侧面且抵接惰性轮调整板331。在调整同步带320的张紧度时，先将惰性轮调整板331的固定螺钉335松开，扭开张紧螺钉336，即可轻松调节同步带320的张紧度。

请参阅图3，探针连接板410固定设置于同步带320上，且探针连接板410能够相对于安装板100往复移动。测试探针420设置于探针连接板410上。具体到本实施方式中，探针连接板410通过导轨430和滑块440来实现竖直方向的往复移动。导轨430设置在安装板100上，且沿竖直方向延伸。滑块440滑设于导轨430上，具体地，可以设置双滑块结构，提高飞针测试轴10竖直往复运动的扭转刚度，提高系统的抑振能力，进而提高运动的定位精度。

探针连接板410固定于滑块440上，具体到本实施方式中，导轨430和滑块440设置在安装板100上安装有主动轮310的邻侧，探针连接板410设置在安装板100上安装有主动轮310的侧面，探针连接板410与滑块440固定连接，且探针连接板410通过同步带夹板340固定在同步带320上。当然，在其它的实施方式中，可以在测试探针420上安装探针传感器（图未示）。对于飞针测试轴10来说，安装板100的左右侧面可以利用的空间较大，将电机200、传动机构300等占用空间的元器件安装在飞针测试轴10的左右侧可以进一步提高空间利用率，同时各个结构部件在满足使用要求的前提下布置更合理，使整机的结构紧凑。

控制装置500包括PCB安装板510及电测PCB板520。PCB安装板510设置于安装板100上，电测PCB板520设置在PCB安装板510上。具体到本实施方式中，PCB安装板510通过螺钉固定在安装板100上。电测PCB板520通过铜柱和螺钉固定在PCB安装板510上。在其它的实施方式中，还可以包括弱电PCB板530。弱电PCB板530也可通过铜柱和螺钉固定在PCB安装板510上。

请再次参阅图3，该飞针测试轴10还包括第一限位块910、第一限位传感器（图未示）、第二限位块920及第二限位传感器（图未示）。第一限位块910设置于安装板100上靠近测试探针420的一端，第一限位传感器（图未示）设置于第一限位块910上，用于检测滑块440是否过度滑至安装板100靠近测试探针420的一端。第二限位块920设置于安装板100远离测试探针420的一端，第二限位传感器（图未示）设置于第二限位块920上，用于检测滑块440是否过度滑至安装板100远离测试探针420的一端。第一限位块910和第二限位块920可以限制滑块440的移动，防止滑块440过度滑到安装板100的两端。

请再次参阅图1和图2，视觉机构600包括CCD相机610、CCD相机底板620、光源630及光源安装板640。具体地，CCD相机底板620通过螺钉设置于安装板100上，CCD相机610设置于CCD相机底板620上。光源630固定在光源安装板640上，光源安装板640再装配在安装板100上，且光源630位于CCD相机610与测试探针420之间。在测试之前，飞针测试机需要进行飞针测试轴10的CCD相机610与测试探针420相对位置的校正，获取CCD相机610与测试探针420的相对位置关系。在测试时，通过CCD相机610来或者待测PCB板的对位点的坐标关系，进行一定换算后就可以知道测试探针420测试时的运动路径。而光源630则为CCD相机610提供照明，使CCD相机610获取坐标关系时更视野更清楚。

请一并参阅图4，由于飞针测试机测试的印制电路板的高度不定，Y轴的上限位开关无法固定安装，所以需要安装随着待测印制电路板高度改变而改变位置的限位手柄装置700。限位手柄装置700设置于安装板100靠近测试探针420的一端，且与测试探针420相邻。限位手柄装置700包括底板710、光电开关720、手柄730、手柄旋转销740、手柄限位块750、弹簧760及其支柱770。底板710固定于安装板100上，光电开关720、手柄旋转销740、手柄限位块750及支柱770均固定于底板710上。弹簧760一端固定在支柱770上，另一端固定在手柄730上。手柄730能够沿手柄旋转销740转动，手柄730包括手柄部731及抵挡部732，手柄限位块750与手柄部731相抵触，手柄部731的长度大于测试探针720的长度，抵挡部732遮挡光电开关720。

由于手柄限位块750的存在，手柄730不能竖直向上转动，进而使弹簧760在预拉状态下手柄730能定位。手柄的抵挡部732伸进光电开关720内并挡住光电开关720的对射光。当手柄部731在飞针测试轴10向上运动过程中碰到物体时手柄730会沿着手柄旋转销740向下转动，抵挡部732离开光电开关720的感应区域，触发光电开关动作。为了让手柄730能沿着手柄旋转销740向下转动，手柄旋转销740的中心到手柄限位块750的最短距离应比手柄旋转销740的中心到手柄730与手柄限位块750接触区域的最大距离要大。待手柄730没有与Y轴上的物体接触时弹簧760会将手柄730拉回原位，这时光电开关720的对射光重新被遮挡。

弱电PCB板530主要负责测试探针传感器、第一限位传感器、第二限位传感器、光源630、光电开关720等弱电元器件的中转，进行相关元器件的驱动及信号收集反馈。

请一并参阅图4，复位弹簧800一端固定于探针连接板410上，另一端固定于PCB安装板510上。具体地，可通过在探针连接板410上凸设一固定柱，在PCB安装板510上也凸设一固定柱，复位弹簧800两端分别固定在固定柱。当飞针测试机测试时，若由于故障失去势能的时候，复位弹簧800能够快速将测试探针420拉离与其接触的待测印制电路板，防止待测印制电路板被测试探针420破坏。

上述飞针测试机及其飞针测试轴10至少包括以下优点：

电机200驱动主动轮310转动，通过同步带320带动探针连接板410移动，继而带动测试探针420移动，当电机200的转动方向不同时，通过同步带320可带动探针连接板410及其测试探针420往复移动，测试探针420与待测PCB板稳定的接触并进行电性测试。由于飞针测试机测试精度要求越来越高，导线阻抗对电性测试精度的影响越来越不可忽略，所以电测PCB板520直接负责测试探针420测试数据的采集处理，可以另电性测试系统所使用的导线长度最短，大大降低导线阻抗对数据的影响程度，进而提高了测试精度，测试精度较高。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种飞针测试轴，其特征在于，包括：

安装板；

电机，设置于所述安装板上；

传动机构，包括主动轮、同步带及惰性轮调整装置，所述主动轮设置于所述电机的输出轴上，所述同步带设置于所述主动轮与所述惰性轮调整装置上，所述主动轮带动所述同步带移动；

探针连接板，固定设置于所述同步带上，所述探针连接板能够相对于所述安装板往复移动；

测试探针，设置于所述探针连接板上；及

控制装置，包括PCB安装板及电测PCB板，所述PCB安装板设置于所述安装板上，所述电测PCB板设置于所述PCB安装板上，所述电测PCB板用于采集处理所述测试探针的测试数据。

2.根据权利要求1所述的飞针测试轴，其特征在于，所述惰性轮调整装置包括惰性轮调整板、惰性轮轴、惰性轮、螺母、固定螺钉及张紧螺钉，所述惰性轮调整板通过所述固定螺钉固定于所述安装板上，所述惰性轮通过所述惰性轮轴安装于所述惰性轮调整板上，所述螺母安装于所述惰性轮轴上，所述张紧螺钉穿设于所述安装板侧面且抵接所述惰性轮调整板。

3.根据权利要求1所述的飞针测试轴，其特征在于，还包括第一限位块、设置于所述第一限位块上的第一限位传感器及与所述第一限位传感器电连接的弱电PCB板，所述第一限位块设置于所述安装板靠近所述测试探针的一端。

4.根据权利要求3所述的飞针测试轴，其特征在于，还包括第二限位块及设置于所述第二限位块上的第二限位传感器，所述第二限位块设置于所述安装板远离所述测试探针的一端，所述第二限位传感器与所述弱电PCB板电连接。

5.根据权利要求1所述的飞针测试轴，其特征在于，还包括视觉机构，所述视觉机构包括CCD相机及CCD相机底板，所述CCD相机底板设置于所述安装板上，所述CCD相机设置于所述CCD相机底板上。

6.根据权利要求5所述的飞针测试轴，其特征在于，所述视觉机构还包括光源及光源安装板，所述光源安装板设置于所述安装板上，所述光源固定于所述光源安装板上，且所述光源位于所述CCD相机与所述测试探针之间。

7.根据权利要求1所述的飞针测试轴，其特征在于，还包括导轨和滑块，所述导轨设置于所述安装板上，所述滑块滑设于所述导轨上，所述探针连接板固定于所述滑块上。

8.根据权利要求1所述的飞针测试轴，其特征在于，还包括限位手柄装置，所述限位手柄装置包括底板、光电开关、手柄、手柄旋转销、手柄限位块、弹簧及其支柱，所述底板固定于所述安装板上，所述光电开关、手柄旋转销、手柄限位块及支柱均固定于所述底板上，所述弹簧一端固定在所述支柱上，另一端固定在所述手柄上，所述手柄能够沿所述手柄旋转销转动，所述手柄包括手柄部及抵挡部，所述手柄限位块与所述手柄部相抵触，所述手柄部的长度大于所述测试探针的长度，所述抵挡部遮挡所述光电开关。

9.根据权利要求1所述的飞针测试轴，其特征在于，还包括复位弹簧，所述复位弹簧一端固定于所述探针连接板上，另一端固定于所述PCB安装板上。

10.一种飞针测试机，其特征在于，包括Y轴滑块及如权利要求1至9中任意一项所述的飞针测试轴，所述飞针测试轴固定于所述Y轴滑块上。