一种测试设备和测试方法
文献发布时间:2024-04-18 19:58:21
技术领域
本申请实施例涉及电子电路技术领域,特别涉及一种测试设备和测试方法。
背景技术
现有5G承载网产品的高速串行信号速率已经达到112Gbps,并且224Gbps速率已进入研发阶段,未来还可能面对更高速率,例如448G。高速串行信号的速率越高,对链路损耗要求越高,其中,印制电路板上的线路插损波动为关键因子之一。
因此,设计一款测量印制电路板上的线路插损的设备极为重要。目前用于测试插损的设备采用的是手动测量方式,需人工手动测试,效率较低。
发明内容
本申请实施例的主要目的在于提出一种测试设备和测试方法,实现自动化测试,能够节省人工成本,提高测试效率。
为实现上述目的,本申请实施例提供了一种测试设备,包括工作台,可移动连接于所述工作台上的移动模组,固定于所述移动模组上的承载件,所述承载件用于承载待测电路板;固定于所述工作台上的支撑架,固定于所述支撑架上的摄像模组,可移动连接于所述支撑架的测试探头,连接所述移动模组、所述摄像模组和所述测试探头的控制器;所述摄像模组获取所述待测电路板的图像;所述控制器用于根据所述图像控制所述移动模组带动所述待测电路板移动,以使所述待测电路板上的待测点与所述测试探头对准;并控制所述测试探头在所述支撑架上沿朝向所述工作台的方向移动,以使所述测试探头与所述待测电路板上所述待测点接触形成测试回路。
为实现上述目的,本申请实施例还提供了一种测试方法,应用于上述测试设备;所述测试方法包括:利用摄像模组获取待测电路板的图像;根据所述图像控制移动模组带动所述待测电路板移动,以使所述待测电路板上的待测点与测试探头对准;控制所述测试探头在支撑架上沿朝向工作台的方向移动,并与所述待测电路板上所述待测点接触以形成测试回路。
本申请提出的测试设备中摄像模组获取待测电路板的图像;控制器用于根据图像控制移动模组带动待测电路板移动,以使待测电路板上的待测点与测试探头对准;并控制测试探头在支撑架上沿朝向工作台的方向移动,以使测试探头与待测电路板上待测点接触形成测试回路从而进行测试,利用本实施例中的测试设备和测试方法进行测试时,整个测试过程无需手工调节测试探头的位置,实现自动化测试,能够节省人工成本,提高测试效率。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定。
图1是本申请实施例一种测试设备的右侧视角的内部结构示意图;
图2是本申请实施例一种测试设备的左侧视角的内部结构示意图;
图3是本申请实施例测试设备的移动模组和待测电路板的结构示意图;
图4是本申请实施例测试设备的移动模组中滑动模块右侧视角的结构示意图;
图5是本申请实施例测试设备的移动模组中滑动模块左侧视角的结构示意图;
图6是本申请实施例测试设备的移动模组中旋转模块的结构示意图;
图7是本申请实施例支撑架上设有摄像模组和测试探头的右视图;
图8是本申请实施例托盘承载待测电路板的结构示意图;
图9是如图1所示测试设备设有保护架的结构示意图;
图10是如图9所示测试设备设有外壳的结构示意图;
图11是本申请实施例另一种测试设备的左侧视角的内部结构示意图;
图12是如图11所示测试设备位于测试柜内的结构示意图;
图13是本申请实施例电路板箱体的结构示意图;
图14是如图11所示测试设备和电路板箱体的右侧视角的内部结构示意图;
图15是如图11所示测试设备位于测试柜的左侧视角的外部结构示意图;
图16是如图11所示测试设备位于测试柜的右侧视角的外部结构示意图;
图17是本申请实施例测试方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本申请各实施例中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便,不应对本申请的具体实现方式构成任何限定,各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直,而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行,而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向,并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请实施例提供了一种测试设备,参见图1至图16所示,包括工作台1,可移动连接于工作台1上的移动模组2,固定于移动模组2上的承载件3,承载件3用于承载待测电路板200;固定于工作台1上的支撑架4,固定于支撑架4上的摄像模组6,可移动连接于支撑架4的测试探头5,连接移动模组2、摄像模组6和测试探头5的控制器8;摄像模组6获取待测电路板200的图像;控制器8用于根据图像控制移动模组2带动待测电路板200移动,以使待测电路板200上的待测点202与测试探头5对准;并控制测试探头5在支撑架4上沿朝向工作台1的方向移动,以使测试探头5与待测电路板200上待测点202接触形成测试回路。
本申请提出的测试设备中摄像模组6获取待测电路板200的图像;控制器8用于根据图像控制移动模组2带动待测电路板200移动,以使待测电路板200上的待测点202与测试探头5对准;并控制测试探头5在支撑架4上沿朝向工作台1的方向移动,以使测试探头5与待测电路板200上待测点202接触形成测试回路从而进行测试,利用本实施例中的测试设备和测试方法进行测试时,整个测试过程无需手工调节测试探头5的位置,实现自动化测试,能够节省人工成本,提高测试效率。
下面对本实施方式的测试设备的实现细节进行具体的说明,以下内容仅为方便理解提供的实现细节,并非实施本方案的必须。
高速链路插损(即插入损耗,是信号传输装置产生的信号损耗,也称为衰减,以分贝(decibel,db)为单位)性能是影响高速产品在网运行稳定性的重要指标。由于印制电路板(printed circuit board,简称为PCB)内走线占据整条高速链路插损预算的比例较高,因此PCB内走线的插损是影响系统整体插损性能的重要部分。
如果无法在生产装配过程中有效拦截PCB内走线的插损制造偏差,电路板制成后在网运行中插损指标可能失控,进而将导致系统信噪比降低和误码率增加,严重时甚至会出现高速链路不通。对于PCB内走线部分,影响插损性能因素一般包括板材选型、板材来料公差、PCB制造公差和环境因素等。由于生产装配过程中板上待装配器件的成本远高于PCB裸板,所以若能在装配之前进行拦截,可以将损失降至最低,因此PCB裸板来料的插损检测对高速产品中有十分重要的意义。尤其对于系统设计频率达到112Gbps及以上的高速系统,需要测试印制电路板的链路插损值。
本实施例提供的测试设备适用于有插损测试要求的印制电路板设计产品,尤其适合5G、6G及以上的有线产品和无线产品。
请参见图8,本实施例中待测电路板200一般放置于托盘100上,托盘100一次性可承载的待测电路板200的数目不限于1个,例如可不少于10个,每个托盘100上设有定位销钉(附图未示出),待测电路板200上设有与定位销钉对应的定位孔(附图未示出),定位销钉和定位孔配合实现待测电路板200在托盘100上的定位。销钉的直径尺寸小于或等于待测电路板200上定位孔的直径,销钉的高度小于或等于待测电路板200的厚度。每个托盘100上设有不少于2个精定位销钉和4个粗定位销钉。承载件3也设有定位销钉(附图未示出),实现托盘100在承载件3上的粗定位。
请参见图8,每个待测电路板200上有对位点201和待测点202,本实施例中对位点201与待测点202不同,可通过对对位点201的定位实现对待测点202的定位。对位点201位置处设有对位孔,待测点202位置处设有测试焊盘。每个待测电路板200有至少1对待测点202,即包括至少1对测试焊盘,测试焊盘用于与测试探头5接触进行测试。当然在另外一些例子中,可将待测点202作为对位点201,直接对对位点201进行定位。
本实施例中测试探头5至少包括第一测试探头和第二测试探头。第一测试探头和第二测试探头被设置于支撑架4上,且第一测试探头和第二测试探头能够同时沿支撑架4上下移动。每一个测试探头5分别用于与待测电路板200上的不同待测点202连接,例如:第一测试探头与第一待测点连接,第二测试探头与第二待测点连接,以使第一待测点和第二待测点形成用于测试待测电路板200的信号损耗的测试回路,且第一测试探头与第一待测点之间以及第二测试探头与第二待测点之间均保持阻抗连续。可实现地,本实施例测试探头5具体可为探针。
请一并参见图1和图11,本实施例提供的测试设备包括:用于承载各个部件的工作台1,固定于工作台1上的支撑架4,支撑架4为测试探头5和摄像模组6提供安装位置,摄像模组6固定于支撑架4上,测试探头5可移动连接于支撑架4,且测试探头5可沿支撑架4向靠近或远离工作台1的方向运动,可以理解为,测试探头5可沿竖直方向(即Z方向)运动。移动模组2可移动连接于工作台1,移动模组2上固定有承载件3,承载件3用于承载待测电路板200,如此,移动模组2在工作台1上移动时能够带动承载件3上的待测电路板200在工作台1上移动。控制器8连接移动模组2、摄像模组6和测试探头5用于实现移动模组2、摄像模组6和测试探头5的配合。
本实施例中待测电路板200上对位点201与待测点202不同,通过对对位点201的定位实现对待测点202的定位。请参见图1和图2,控制器8连接移动模组2、摄像模组6和测试探头5。控制器8用于获取摄像模组6拍摄的待测电路板200的图像,并根据图像获取待测电路板200上对位点201的实际位置;根据对位点201的理论位置和实际位置,控制移动模组2带动待测电路板200在工作台1上移动、直至实际坐标与理论坐标相同,以使待测电路板200上的待测点202与测试探头5上下对准。此时,控制器8控制测试探头5在支撑架4上沿朝向工作台1的方向移动,测试探头5与待测电路板200上待测点202接触以形成测试回路从而进行测试。
其中,移动模组2带动待测电路板200在XY所在平面上移动,以使待测电路板200上的待测点202与测试探头5在竖直方向(即Z方向)上对准;由于待测点202与测试探头5在竖直方向上(即Z方向)上下对准,因此,测试探头5在支撑架4上沿朝向工作台1的方向移动后,测试探头5能够与待测电路板200上的待测点202接触形成测试回路从而进行测试。需说明的是,本实施例中XY所在平面为与工作台1所在平面平行的平面,竖直方向(即Z方向)为垂直于工作台1所在平面的方向。
下面结合附图1、图3、图4、图5和图11对本实施例中的移动模组2的结构进行具体说明:
在一个例子中,移动模组2包括:可移动连接于工作台1上的滑动模块21,滑动模块21用于带动待测电路板200沿X方向和/或Y方向运动;固定于滑动模块21上的旋转模块22,承载件3位于旋转模块22上;控制器8用于根据图像控制滑动模块21带动待测电路板200沿X方向和/或Y方向运动,并控制旋转模块22带动待测电路板200围绕旋转模块22的中心位置旋转,以使待测电路板200上的待测点202与测试探头5对准。
本实施例中控制器8用于根据图像控制滑动模块21和旋转模块22运动,滑动模块21能够实现在工作台1上沿X方向和/或Y方向运动,滑动模块21在工作台1上沿X方向和/或Y方向运动时,能够带动固定于滑动模块21上的旋转模块22、以及位于旋转模块22上的待测电路板200沿X方向和/或Y方向运动。旋转模块22能够带动待测电路板200围绕旋转模块22的中心位置旋转以实现待测电路板200上的待测点202与测试探头5的精准对位。
在一个例子中,如图4所示,滑动模块21包括:固定于工作台1上的Y轴移动组件211,可移动连接于Y轴移动组件211的载台212,固定于载台212的X轴移动组件213、以及可移动连接于X轴移动组件213的固定平台214,旋转模块22固定于固定平台214上;控制器8用于根据图像控制Y轴移动组件211带动载台212在工作台1上沿Y方向移动,并根据图像控制X轴移动组件213带动固定平台214在载台212上沿X方向移动。
本实施例中控制器8用于根据图像控制X轴移动组件213和Y轴移动组件211运动。Y轴移动组件211固定于工作台1上,Y轴移动组件211可带动载台212、以及载台212上的部件(X轴移动组件213、固定平台214、旋转模块22、承载件3和待测电路板200)在工作台1上沿Y方向移动,从而实现待测电路板200的Y方向移动。X轴移动组件213固定于载台212上,X轴移动组件213可带动固定平台214以及固定平台214上的部件(旋转模块22、承载件3和待测电路板200)在载台212上沿X方向移动,从而实现待测电路板200的X方向移动。
可实现地,如图4所示,Y轴移动组件211包括Y轴拖链212、Y轴运动电机213、以及沿Y方向延伸的Y轴滑轨211,Y轴运动电机213和Y轴滑轨211固定于工作台1上,载台212可移动连接于Y轴滑轨211上,Y轴拖链212的一端固定于载台212,Y轴拖链212的另一端连接Y轴运动电机213,Y轴运动电机213转动时带动Y轴拖链212移动,以带动载台212沿Y轴滑轨211移动。
同样的,如图4所示,X轴移动组件213包括X轴滑轨2131、X轴拖链2132、以及沿X方向延伸的X轴运动电机(附图未示出),X轴运动电机可固定于工作台1上,X轴滑轨2131固定于载台212上,固定平台214可移动连接于X轴滑轨2131上,X轴拖链2132的一端固定于固定平台214,X轴拖链2132的另一端连接X轴运动电机,X轴运动电机转动时带动X轴拖链2132移动,从而带动固定平台214在载台212上沿X轴滑轨2131移动。
本实施例中Y轴移动组件211和X轴移动模组2均采用伺服电机和丝杆连接的方式,当然也可选择其它方式驱动,只要能够实现带动托盘100和待测电路板200沿X方向和Y方向移动即可。
如图6所示,本申请实施例中旋转模块22可使用现有的旋转模块22,本实施例中对于旋转模块22的具体结构不进行说明。
可实现地,如图7所示,测试设备还包括固定于支撑架4上的光源7,光源7用于给摄像模组6补偿光线,以保证摄像模组6获取的图像的亮度。可实现地,测试设备还包括固定于支撑架4上的电缸51,电缸51带动测试探头5沿竖直方向(即Z方向)移动。
在一个例子中,如图9所示,测试设备还包括:固定于工作台1上的保护架10,保护架10与支撑架4在工作台1上围成工作空间,移动模组2位于工作空间内。保护架10包括:固定于工作台1上且相对设置的第一支架101和第二支架102;第一支架101上固定有发射装置11,第二支架102上固定有接收装置12;控制器8还用于在测试过程中控制发射装置11发射安全信号,并在检测到接收装置12未接收到发射装置11发出的安全信号时发出报警信息。
请一并参见图9和图10,本实施例中测试设备还包括外壳13,外壳13与工作台1形成容置空间,保护架10、移动模组2、支撑架4、控制器8等均位于容置空间内,外壳13上留有开窗130,且开窗130位于第一支架101和第二支架102之间,发射装置11和接收装置12分别位于开窗130的相对两侧,如此,当外部物体进入开窗130时,会阻隔安全信号,接收装置12接收不到安全信号时,发出报警信息,从而在外部物体进入开窗130时起到安全提醒的作用,以保证测试过程的安全性。可实现地,关闭发射装置11后,操作员可通过该开窗130更换待测电路板200。
在一个例子中,测试设备还包括:网络分析仪(附图1未示出),网络分析仪的一端与待测电路板200相连,另一端与控制器8相连;网络分析仪用于获取待测电路板200的插损信号,对插损信号进行分析得到插损结果,并将插损结果反馈给控制器8;控制器8用于根据插损结果判断待测电路板200是否合格。本实施例中网络分析仪和控制器8可固定于工作台1上且位于外壳13内,当然在一些例子中,网络分析仪可放置于外壳13外侧。
可实现地,请一并参见图1、图2和图10,测试设备还包括电控板9,电控板9将外壳13与工作台1形成的容置空间分成前、后两个工作空间,移动模组2和支撑架4位于前方工作空间内,控制器8可固定于电控板9上、且位于后方工作空间内。若网络分析仪(附图1未示出)位于外壳13内,网络分析仪可将设置于后方工作空间内。电控板9上还固定有其他测试所需的电气件或元器件,本实施例中不一一赘述。
在一个例子中,如图10所示,测试设备还包括显示屏14,显示屏14与控制器8连接。显示屏14可嵌设于外壳13上,操作员从测试设备外侧即可查看显示屏14。显示屏14用于显示摄像模组6拍摄的待测电路板200的编码,并展示待测电路板200的插损测试数据和插损测试结果。可实现地,测试设备还包括嵌设于外壳13上的风扇15,风扇用于将外壳13内由于工作产生的热量排出外壳13。
在一个具体实施例中,如图1和图2所示,承载件3可呈平板状,托盘100和待测电路板200直接放置在承载件3上。若需更换待测电路板200,操作员可手动更换托盘100和待测电路板200,或者利用外部机械臂更换托盘100和待测电路板200。
如图11所示,本实施例还提供了一种测试设备,测试设备可自动更换托盘100和待测电路板200,无需操作员手动更换或者借助外部机械臂更换。本实施例中测试设备的承载件3包括:固定于移动模组2上的承载平台31,固定于承载平台31上且间隔设置的两个支撑臂32,测试设备还包括:位于两个支撑臂32之间、且可移动连接于承载平台31的夹爪组件16;控制器8用于在利用摄像模组6获取待测电路板200的图像之前,控制夹爪组件16抓取托盘100并带动托盘100移动至两个支撑臂32上。本实施例的测试设备中夹爪组件16可沿支撑臂32延伸方向移动,从而抓取托盘100并带动托盘100移动至两个支撑臂32上,以实现自动更换托盘100和待测电路板200。
在另一个例子中,如图11和图12所示,测试设备还包括测试柜17,工作台1固定于测试柜17内且将测试柜17划分为上、下两个工作空间;移动模组2和支撑架4均位于上方工作空间1701内,工作台1上设有连通上、下两个工作空间的通孔1000;下方工作空间1702内设有正对通孔1000的升降台18,升降台18用于承载托盘100;控制器8用于在控制夹爪组件16抓取托盘100并带动托盘100移动至两个支撑臂32上之前,控制升降台18沿朝向工作台1的方向移动,以带动托盘100穿过通孔1000进入上方工作空间1701内。
具体地说,升降台18可沿竖直方向(即Z轴方向)移动,升降台18下降且位于下方工作空间1702内时,操作员可在下方工作空间1702内将承载有待测电路板200的托盘100放置于升降台18上,升降台18向上运动穿过通孔1000并进入上方工作空间1701内。夹爪组件16向靠近升降台18的方向移动以抓取升降台18上的托盘100,并向远离升降台18的方向移动以带动托盘100移动至两个支撑臂32上。需说明的是,移动模组2与升降台18之间的间隔距离需小于托盘100的长度或宽度,如此,避免夹爪组件16在拉动托盘100时,托盘100掉入移动模组2与升降台18之间的间隙,而无法将托盘100移动至两个支撑臂32上。
如图15和图16所示,本实施例中测试柜17能够隔离外部空间,起到安全防护作用。测试柜17上可设有至少一个透明窗1700,操作员可透过该透明窗1700查看测试柜17内的测试情况。显示屏14位于测试柜17外壁,操作员从测试柜17外壁即可查看显示屏14。
如图15和图16所示,网络分析仪19位于测试柜17外,可位于测试柜17顶部。可实现地,测试设备还设有报警器20,控制器8连接报警器20用于在工作异常时,发出警报。报警器20位于测试柜17外,可位于测试柜17顶部。可实现地,测试柜17底部安装有滚轮,以方便测试柜17的转移。
在一个例子中,如图12、图13和图14所示,测试设备还包括:位于升降台18上的电路板箱体300,电路板箱体300单侧开口,电路板箱体300内包括多个插槽301,每个插槽301用于对应放置一个托盘100。也就是说,电路板箱体300内存放有多个托盘100,每个托盘100上均承载有待测电路板200,如此,操作员取放一次电路板箱体300即可实现多个待测电路板200的更换,避免人工频繁取放待测电路板200造成的低效率。
控制器8用于控制升降台18带动电路板箱体300沿朝向工作台1的方向移动,以带动电路板箱体300穿过通孔1000进入上方工作空间1701内;并控制夹爪组件16向靠近升降台18的方向移动并抓取托盘100;在控制夹爪组件16抓取托盘100后,控制夹爪组件16向远离升降台18的方向移动以带动托盘100从电路板箱体300内抽出,并移动至承载件3的两个支撑臂32上。
可实现地,如图13和图14所示,托盘100设有拉手101,且拉手101暴露于电路板箱体300外侧;夹爪组件16包括移动部件161和连接移动部件161的夹爪162;控制移动部件161带动夹爪162向靠近升降台18的方向移动,以使夹爪162位于拉手101的正上方或正下方;控制升降台18向下或向上移动以使夹爪162与拉手101卡持;控制移动部件161向远离升降台18的方向移动以带动托盘100从电路板箱体300内抽出,并移动至承载件3的两个支撑臂32上。
可实现地,如图12所示,测试柜17下方设有第一开关门171,打开第一开关门171后,可将电路板箱体300放置于位于下方工作空间1702内的升降台18上,通过该第一开关门171可实现的电路板箱体300的取放。可实现地,测试柜17上方也可设有第二开关门172,可通过该第二开关门172实现对移动模组2、摄像模组6、测试探头5等部件的检修。
下面结合附图1至10所示的测试设备对待测电路板200的测试过程进行说明:
(1)在启动测试设备后,人工手动或者外部机械臂运送托盘100到承载件3上。
(2)光源7为工作台1提供光照,摄像模组6拍摄待测电路板200的图像。
(3)控制器8根据图像获取待测电路板200上的关键信息,关键信息包括但不限于序列号或二维码信息,并保存该关键信息。控制器8还根据该图像确定待测电路板200上的对位点201(对位孔所在位置)在预设坐标系中的实际坐标。
(4)控制器8根据对位点201的理论坐标和实际坐标,控制移动模组2带动待测电路板200在工作台1上移动直至对位点201(对位孔所在位置)的实际坐标与理论坐标相同,此时,待测电路板200上待测点202(测试焊盘所在位置)与测试探头5在竖直方向上上下对准。
由于托盘100与摄像模组6的垂直距离固定,摄像模组6在支撑架4上的位置固定,以摄像模组6在托盘100所在平面上的投影位置为原点建立坐标系,预先确定测试焊盘两侧的对位点201(对位孔所在位置)位于该坐标系的理论坐标。在测试时,获取对位点201(对位孔所在位置)在该坐标系的实际坐标,控制器8控制移动模组2带动待测电路板200在工作台1上移动直至对位点201(对位孔所在位置)的实际坐标与理论坐标相同,此时,测试探头5与待测电路板200的测试焊盘在竖直方向上上下对准,即,测试探头5与待测电路板200的待测点202对准。
(5)控制器8控制测试探头5沿支撑架4下压,使得测试探头5与待测电路板200的测试焊盘接触以形成测试回路。测试探头5上设有压力传感器(附图未示出),测试探头5对待测电路板200施加一定的压力,压力传感器反馈压力后,网络分析仪通过线缆、探头与待测电路板200的测试焊盘相连,开始进行插损测试。
(6)测试完成后,测试数据通过测试探头5及连接网络分析仪的线缆传输到控制器8中并保存。
(7)测试探头5沿支撑架4向上抬起,离开待测电路板200上的第一个待测点202,移动到待测电路板200上的第二个待测点202。
可实现地,若测试探头5有两个,则一次性可对两个待测点202同时进行测试,每个测试探头5对应一个待测点202。测试探头5的数目本实施例中不做限定,可根据实际需要进行设计,本实施例附图中以两个测试探头5为例进行说明。
(8)当待测电路板200上有多个待测点202时,重复执行上述(3)至(6)的测试过程,直至完成待测电路板200上所有待测点202的测试。待测电路板200测试完成后,通过线缆和网络分析仪19测量两组插损数据。如测试探头5为两对时,只需要测量一次。电脑对该数据进行分析并去嵌处理,保存分析程序和数据。
当托盘100上有多个待测电路板200时,重复执行上述(2)至(6)的测试过程,直至对托盘100上装载的所有待测电路板200完成测试。
最后一个待测电路板200测试完成后,移动模组2回归到起始位置。操作员进行测试托盘100更换,替换新的待测电路板200。
下面结合附图3至附图5以及附图11至附图16所示的测试设备对待测电路板200的测试过程进行说明:
(1)在启动测试设备后,人工手动或者外部机械臂运送电路板箱体300到升降台18上。其中,电路板箱体300单侧开口,电路板箱体300内包括多个插槽301,每个插槽301用于对应放置一个托盘100,每个托盘100上用于承载若干个待测电路板200。
(2)控制器8控制升降台18上升带动电路板箱体300穿过工作台1上的通孔1000进入测试柜17的上方工作空间1701内,之后,控制器8控制夹爪组件16于向靠近升降台18的方向移动以抓取电路板箱体300内的一个托盘100,并控制夹爪组件16向远离升降台18的方向移动以带动托盘100移动至两个支撑臂32上。
具体地说,托盘100设有拉手101,且拉手101暴露于电路板箱体300外侧;夹爪组件16包括移动部件161和连接移动部件161的夹爪162;控制移动部件161带动夹爪162向靠近升降台18的方向移动,以使夹爪162位于拉手101的正上方或正下方;控制升降台18向下或向上移动以使夹爪162与拉手101卡持;控制移动部件161向远离升降台18的方向移动以带动托盘100从电路板箱体300内抽出,并移动至两个支撑臂32上。
(3)光源7为控制柜17的上方工作空间1701提供光照,摄像模组6拍摄待测电路板200的图像。
(4)控制器8根据图像获取待测电路板200上的关键信息,关键信息包括但不限于序列号或二维码信息,并保存该关键信息。控制器8还根据该图像确定待测电路板200上的对位点201(对位孔所在位置)在预设坐标系中的实际坐标。
(5)控制器8根据对位点201的理论坐标和实际坐标,控制移动模组2带动待测电路板200在工作台1上移动直至对位点201(对位孔所在位置)的实际坐标与理论坐标相同,此时,待测电路板200上待测点202与测试探头5在竖直方向上上下对准。
由于托盘100与摄像模组6的垂直距离固定,摄像模组6在支撑架4上的位置固定,以摄像模组6在托盘100所在平面上的投影位置为原点建立坐标系,预先确定测试焊盘两侧的对位点201(对位孔所在位置)位于该坐标系的理论坐标。在测试时,获取对位点201(对位孔所在位置)在该坐标系的实际坐标,控制器8控制移动模组2带动待测电路板200在工作台1上移动直至对位点201(对位孔所在位置)的实际坐标与理论坐标相同,此时,测试探头5与待测电路板200的测试焊盘在竖直方向上上下对准,即,测试探头5与待测电路板200的待测点202对准。
(6)控制器8控制测试探头5沿支撑架4下压,使得测试探头5与待测电路板200的测试焊盘接触以形成测试回路。测试探头5上设有压力传感器,测试探头5对待测电路板200施加一定的压力,压力传感器反馈压力后,网络分析仪19通过线缆、探头与待测电路板200的测试焊盘相连,开始进行插损测试。
(7)测试完成后,测试数据通过测试探头5及连接网络分析仪19的线缆传输到控制器8中并保存。
(8)测试探头5沿支撑架4向上抬起,离开待测电路板200上的第一个待测点202,移动到待测电路板200上的第二个待测点202。
可实现地,若测试探头5有两个,则一次性可对两个待测点202同时进行测试,每个测试探头5对应一个待测点202。测试探头5的数目本实施例中不做限定,可根据实际需要进行设计,本实施例附图中以两个测试探头5为例进行说明。
(9)当待测电路板200上有多个待测点202时,重复执行上述(3)至(6)的测试过程,直至完成待测电路板200上所有待测点202的测试。待测电路板200测试完成后,通过线缆和网络分析仪19测量两组插损数据。如测试探头5为两对时,只需要测量一次。电脑对该数据进行分析并去嵌处理,保存分析程序和数据。
当托盘100上有多个待测电路板200时,重复执行上述(2)至(6)的测试过程,直至对托盘100上装载的所有待测电路板200完成测试。
(10)当托盘100上最后一个待测电路板200测试完成后,控制器8控制夹爪组件16向靠近升降台18的方向移动并推动测试完成后托盘100插入电路板箱体300内。并控制夹爪组件16抓取另一待测的托盘100,控制夹爪组件16向远离升降台18的方向移动以带动托盘100抽出电路板箱体300并移动至两个支撑臂32上。之后对新的托盘100上的待测电路板200执行步骤(3)至(10)的操作,直至电路板箱体300内的所有待测电路板200均完成测试。
(11)电路板箱体300内的所有待测电路板200均完成测试后,控制器8控制升降台18下降进入测试柜17的下方工作空间1702内,以方便人工手动或者外部机械臂更换电路板箱体300。
本申请实施例中的测试设备与行业内插损测试设备不同之处在于(1)X轴移动组件213、Y轴移动组件211和旋转模块22联动实现高精度定位;(2)显示屏14嵌入式一体化。
本申请仅从结构设计出发,实现了自动测试待测电路板200的插损值,解决了现有测试过程中的人工效率低下的瓶颈问题,节省人工成本、提高工作效率。且自动测试无需人工上下待测电路板200,测试完成后数据0延时传输至电脑,操作过程及测试结果直观呈现。本实施例提供的测试设备目前可以连续测试12组插损条,24小时无间断测试,约1个人可负责3~4台设备,比手动测量节省3/4的人力。
值得一提的是,上述实施例中所涉及到的各模块均为逻辑模块,在实际应用中,一个逻辑单元可以是一个物理单元,也可以是一个物理单元的一部分,还可以以多个物理单元的组合实现。此外,为了突出本发明的创新部分,上述实施例中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入,但这并不表明上述实施例中不存在其它的单元。
本申请实施例还提供了一种测试方法,应用于上述任一实施例中的测试设备。本申请中测试方法的流程示意图如图17所示,包括:
步骤S11:利用摄像模组获取待测电路板的图像。
步骤S12:根据图像控制移动模组带动待测电路板移动,以使待测电路板上的待测点与测试探头对准。
请参见测试设备的附图1至附图16所示,每个待测电路板200上有对位点201和待测点202,本实施例中对位点201与待测点202不同,可通过对对位点201的定位实现对待测点202的定位。对位点201位置处设有对位点201(对位孔所在位置),待测点202位置处设有测试焊盘。每个待测电路板200有至少1对待测点202,即包括至少1对测试焊盘,测试焊盘用于与测试探头5接触进行测试。当然在另外一些例子中,可将待测点202作为对位点201,直接对对位点201进行定位。
在一个例子中,根据图像控制移动模组2带动待测电路板200移动,以使待测电路板200上的待测点202与测试探头5对准,包括:根据图像获取待测电路板200上对位点的实际坐标;根据对位点的理论坐标和实际坐标,控制移动模组2带动待测电路板200在工作台1上移动、直至实际坐标与理论坐标相同,以使待测电路板200上的待测点202与测试探头5对准。
本实施例中待测电路板200上对位点201与待测点202不同,通过对对位点201的定位实现对待测点202的定位。请参见图1和图2,控制器8连接移动模组2、摄像模组6和测试探头5。控制器8用于获取摄像模组6拍摄的待测电路板200的图像,并根据图像获取待测电路板200上对位点201的实际位置;根据对位点201的理论位置和实际位置,控制移动模组2带动待测电路板200在工作台1上移动、直至实际坐标与理论坐标相同,以使待测电路板200上的待测点202与测试探头5上下对准。此时,控制器8控制测试探头5在支撑架4上沿朝向工作台1的方向移动,测试探头5与待测电路板200上待测点202接触以形成测试回路从而进行测试。
步骤S13:控制测试探头在支撑架上沿朝向工作台的方向移动,并与待测电路板上待测点接触以形成测试回路。
值得说明的是,本申请实施例为应用于上述任一实施例中的测试设备的测试方法实施例,因此本申请实施例的测试方法可与上述任一实施例中的测试设备结合使用。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施例是实现本发明的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。
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