一种PCB线路板全自动测试装置

技术领域

本发明涉及一种PCB线路板全自动测试装置，属于自动化设备技术领域。

背景技术

在PCB板的测试过程中，需要将上下测试夹具的探针与PCB板的各个测试点相连通后才能进行测试。现有的测试方式，通常是需要将PCB放置在对应的托盘组件内，然后通过传输轨道输送至测试工位，由于输送轨道和托盘组件的存在，上下测试夹具无法在托盘组件放置在输送轨道上的情况下进行合模测试，因此需要通过人或者机械手将PCB板从托盘组件内取出，放入到测试工位上，在测试完成后再将其取出放回托盘组件内由输送轨道输送至下一个操作工位。

这种测试方式存在以下缺陷：（1）PCB板的取放过程如果是人工完成，整个过程有静电击穿和磕碰的风险，如果机器人取放，就需要夹持产品，这样增加了PCB板应力过大的风险；（2）用人或机器人做取和放的动作，会增加整个产线的CT，产能降低；（3）占地面积大，自动化集成度不高，效率相对较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种PCB线路板全自动测试装置，实现托盘组件带着PCB板直接在线测试，提高设备产能，降低产品转移过程中损坏的风险，减小设备占地面积。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种PCB线路板全自动测试装置，包括机架，所述机架上设置有可相对其上下移动的、用于输送PCB板托盘组件的托盘输送轨道，所述托盘输送轨道的上下分别设置有上测试夹具组件和下测试夹具组件，所述上测试夹具组件的上方设置有用于驱动其上下移动的伺服驱动组件，其中，

所述上测试夹具组件包括可与所述PCB板托盘组件上的PCB板接触的上测试板主体；

所述下测试夹具组件包括底座和凸出于所述底座的、可与所述PCB板托盘组件上的PCB板接触的下测试板主体，且所述下测试板主体凸出于所述底座的高度大于所述托盘输送轨道的高度，且所述托盘输送轨道的两条平行设置的输送带组件位于所述下测试板主体的外侧；

所述伺服驱动组件上设置有用于同步下压托盘输送轨道的第一压杆组件。

前述的一种PCB线路板全自动测试装置，其特征在于：所述输送带组件的两端均分别连接有定位块和连接杆，所述连接杆上连接有可相对其上下移动的、且设置在所述机架的侧板上的连接块，且所述连接块上方的连接杆部设置有复位弹簧，所述侧板上还设置有用于限位所述定位块的限位杆。

前述的一种PCB线路板全自动测试装置，其特征在于：所述输送带组件包括支架，所述支架的侧面沿其长度方向设置有支板，所述支板的两端均分别设置有两个错位排布的导轮，且通过所述导轮限位后的传送带紧贴所述支板的上下表面，所述支架的一端设置有用于驱动对应导轮转动的第一伺服电机，且所述输送带组件的两端均位于所述下测试夹具组件的外侧。

前述的一种PCB线路板全自动测试装置，其特征在于：所述侧板上设置有滑轨，所述连接块连接在所述滑轨上，且位于同一侧侧板上的其中一个连接块可相对所述滑轨水平移动，所述机架上设置有用于驱动该连接块相对所述滑轨水平移动的丝杆组件。

前述的一种PCB线路板全自动测试装置，其特征在于：所述上测试板主体的两侧设置有第一定位导杆，所述PCB板托盘组件和所述下测试夹具组件的底座上分别设置有与所述第一定位导杆位置相对应的第一定位孔和第二定位孔；

所述下测试板主体上设置有第二定位导柱，所述PCB板上设置有与所述第二定位导柱位置相对应的第三定位孔；

所述PCB板托盘组件的PCB板放置槽内设置有可插入至PCB板定位孔中的第三定位导柱，且所述PCB板放置槽的边缘设置有多个限位卡块。

前述的一种PCB线路板全自动测试装置，其特征在于：所述伺服驱动组件包括固定连接在所述机架上的固定座，所述固定座的下方通过多个滚珠花键连接的移动座，且所述固定座和移动座之间还设置有两个滚珠丝杆组件，所述固定座上设置有用于同步驱动所述滚珠丝杆组件的第二伺服电机和转接驱动齿轮组件，所述移动座的底部设置有用于插入所述上测试夹具组件的插槽。

前述的一种PCB线路板全自动测试装置，其特征在于：所述上测试夹具组件的顶部设置有腰型孔，所述移动座的底部设置有可插入所述腰型孔中的气缸定位柱；所述移动座的底部还设置有防错定位块，所述上测试夹具组件的顶部设置有与所述防错定位块形状、位置相对应的防错定位槽。

前述的一种PCB线路板全自动测试装置，其特征在于：所述上测试夹具组件的下表面设置有用于下压所述PCB板托盘组件的第二压杆组件，且所述第一压杆组件为弹性结构的压杆组件。

前述的一种PCB线路板全自动测试装置，其特征在于：所述下测试夹具组件可相对所述机架水平移动，所述机架内还设置有与所述下测试夹具组件连接的后测试夹具，所述后测试夹具与所述下测试夹具组件连接的端面处的两侧设置有可转动的转轴，所述转轴上固定连接有压紧夹爪，所述下测试夹具组件与所述后测试夹具连接的端面处的两侧设置有与所述压紧夹爪位置相对应的受力块。

前述的一种PCB线路板全自动测试装置，其特征在于：所述输送带组件的外侧设置有气缸定位块和光电传感器。

本发明的有益效果是：

1、将用于输送PCB板托盘组件的托盘输送轨道设置成可相对机架上下移动的结构，在上测试夹具组件下压的过程中，同步带动PCB板托盘组件和托盘输送轨道同步下移，当PCB板托盘组件接触到下测试夹具组件的下测试板主体后，托盘输送轨道继续下移与PCB板托盘组件分离，在PCB板托盘组件被压紧到下测试板主体后，利用下测试板主体上的探针插入PCB板内，使PCB板上浮于PCB板托盘组件的PCB板放置槽，且上测试板主体的探针也同步插入至PCB板内，从而可以使PCB板在没有任何干扰的情况下进程相关的测试，在测试完成后，通过上测试夹具组件的上移，托盘输送轨道也同步复位，在复位的过程中，将测试完成的PCB板重新收回至PCB板放置槽内，并复位到初始位置，利用托盘输送轨道将PCB板托盘组件输送至下一个工位；

2、通过独特的输送带组件结构，使整个输送带组件的中间支撑的厚度非常薄，且整个输送带组件两端的传动结构突出于下测试夹具组件，从而可以有效降低下测试板主体凸出于所述底座的高度，缩短上测试夹具组件下压的行程，不仅可以有效提高测试效率，而且对于复位弹簧的性能要求也更低；

3、通过将托盘输送轨道的宽度设置成可调的结构，可以根据不同PCB板托盘组件的宽度进行调节，适用性更强。

附图说明

图1是本发明一种PCB线路板全自动测试装置的主视图；

图2是图1中A的放大示意图；

图3是本发明一种PCB线路板全自动测试装置的伺服驱动组件的主视图；

图4是本发明一种PCB线路板全自动测试装置的伺服驱动组件的仰视图；

图5是本发明上测试夹具组件插入至伺服驱动组件内的局部主视图；

图6是本发明上测试夹具组件插入至伺服驱动组件内的局部侧视图；

图7是本发明上测试夹具组件插入至伺服驱动组件内的仰视图；

图8是本发明上测试夹具组件和下测试夹具组件合模前的主视图；

图9是本发明上测试夹具组件和下测试夹具组件合模前的侧视图；

图10是本发明输送带组件的主视图；

图11是图10中B的放大示意图；

图12是本发明输送带组件的侧视图；

图13是本发明PCB板托盘组件的主视图；

图14是本发明下测试夹具组件与后测试夹具连接后的主视图；

图15是本发明下测试夹具组件的主视图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

如图1-图15所示，一种PCB线路板全自动测试装置，包括机架100，所述机架100上设置有可相对其上下移动的、用于输送PCB板托盘组件60的托盘输送轨道30，所述托盘输送轨道30的上下分别设置有上测试夹具组件20和下测试夹具组件40，所述上测试夹具组件20的上方设置有用于驱动其上下移动的伺服驱动组件10，其中，所述上测试夹具组件20包括可与所述PCB板托盘组件60上的PCB板70接触的上测试板主体；所述下测试夹具组件40包括底座和凸出于所述底座的、可与所述PCB板托盘组件60上的PCB板70接触的下测试板主体41，且所述下测试板主体41凸出于所述底座的高度大于所述托盘输送轨道30的高度，且所述托盘输送轨道30的两条平行设置的输送带组件位于所述下测试板主体41的外侧；所述伺服驱动组件10上设置有用于同步下压托盘输送轨道30的第一压杆组件17。

为了确保测试效果，在最终测试的过程中，PCB板70需要与PCB板托盘组件60分离，单独与上测试板主体和下测试板主体41上的探针接触。

因此在伺服驱动组件10驱动上测试夹具组件20下压的过程中，通过第一压杆组件17同步带动托盘输送轨道30下移，由于两条平行设置的输送带组件位于所述下测试板主体41的外侧，且下测试板主体41凸出于所述底座的高度大于所述托盘输送轨道30的高度，所以在托盘输送轨道30上的PCB板托盘组件60接触到下测试板主体41后，PCB板托盘组件60被停留在下测试板主体41上，而伺服驱动组件10继续带动上测试夹具组件20下压，使托盘输送轨道30与PCB板托盘组件60分离，同时上测试板主体的探针与PCB板70接触，而下测试板主体41上的探针与PCB板70接触后会将其从PCB板托盘组件60内微微顶起使两者分离，从而实现了PCB板70脱离PCB板托盘组件60后与上测试板主体和下测试板主体41上的探针接触，可以进行相应的测试。

在测试完成后，通过伺服驱动组件10上移，使上测试夹具组件20与PCB板分离，并且对PCB板托盘组件60和托盘输送轨道30的作用力消失，在托盘输送轨道30上移复位的过程中，使测试完成的PCB板70重新回到PCB板托盘组件60内，当托盘输送轨道30后，将PCB板托盘组件60输送到下一个工位。

本实施例中，所述输送带组件的两端均分别连接有定位块312和连接杆31，所述连接杆31上连接有可相对其上下移动的、且设置在所述机架100的侧板101上的连接块34，且所述连接块34上方的连接杆31部设置有复位弹簧35，所述侧板101上还设置有用于限位所述定位块312的限位杆311。在初始状态下，托盘输送轨道30的位置通过限位杆311限定，在托盘输送轨道30被第一压杆组件17下压的过程中，复位弹簧35为拉伸，当完成测试后，第一压杆组件17随伺服驱动组件10上移的过程中，托盘输送轨道30在复位弹簧35的作用下复位到初始位置。

其中，所述侧板101上设置有滑轨32，所述连接块34连接在所述滑轨32上，且位于同一侧侧板101上的其中一个连接块34可相对所述滑轨32水平移动，所述机架100上设置有用于驱动该连接块34相对所述滑轨32水平移动的丝杆组件33。本实施例中，通过一个伺服电机带动一根设在机架100内的传动杆，利用传动杆两端的伞齿同步带动机架100两侧侧板101上的丝杆组件33，实现了两侧连接块34的同步移动，从而实现了托盘输送轨道30宽度的调节，可以根据不同PCB板托盘组件的宽度进行调节，适用性更强。

所述伺服驱动组件10包括固定连接在所述机架100上的固定座11，所述固定座11的下方通过多个滚珠花键13连接的移动座14，且所述固定座11和移动座14之间还设置有两个滚珠丝杆组件15，所述固定座11上设置有用于同步驱动所述滚珠丝杆组件15的第二伺服电机12和转接驱动齿轮组件，所述移动座14的底部设置有用于插入所述上测试夹具组件20的插槽16。

通过第二伺服电机12同步带动两个滚珠丝杆组件15，有利用上测试夹具组件20与下测试夹具组件40保持平行，而且滚珠花键比直线轴承刚性高、精度好，这样才能可靠地保证测试面探针的压缩量保持一致，不至于出现机构受到探针的反向力导致机构倾斜，探针压缩量要么过大或过小。而且在托盘输送轨道30宽度调节后，托盘输送轨道30相对伺服驱动组件10可能处于偏心的位置，本实施例采用的伺服驱动组件10对偏心受反向压力更不容易倾斜或变形。

所述上测试夹具组件20的顶部设置有腰型孔23，所述移动座14的底部设置有可插入所述腰型孔23中的气缸定位柱19；所述移动座14的底部还设置有防错定位块18，所述上测试夹具组件20的顶部设置有与所述防错定位块18形状、位置相对应的防错定位槽。

将上测试夹具组件20插入插槽16中的过程中，利用防错定位槽和防错定位块18进行插入方向的防错验证，在插入完成后，利用气缸定位柱19插入腰型孔23中的进行定位。本实施例中，上测试夹具组件20插入插槽16中后，上测试夹具组件20与插槽16之间存在一定的间隙，两者之间可以进行轻微的位置变化。同样的，气缸定位柱19在腰型槽23内也可以适当调整固定位置。上述设计可以理解为上测试夹具组件20被插槽16和气缸定位柱19完成初定位。

所述上测试板主体的两侧设置有第一定位导杆21，所述PCB板托盘组件60和所述下测试夹具组件40的底座上分别设置有与所述第一定位导杆21位置相对应的第一定位孔61和第二定位孔44；所述下测试板主体41上设置有第二定位导柱42，所述PCB板70上设置有与所述第二定位导柱42位置相对应的第三定位孔72；所述PCB板托盘组件60的PCB板放置槽内设置有可插入至PCB板定位孔中的第三定位导柱62，且所述PCB板放置槽的边缘设置有多个限位卡块63。

在伺服驱动组件10驱动上测试夹具组件20下压的过程中，首先第一定位导杆21插入至PCB板托盘组件60的第一定位孔61内完成两者之间的定位，在继续下压的过程中，第一定位导杆21插入至下测试夹具组件40的底座的第二定位孔44中，完成三者的定位。

在定位的过程中，首先PCB板通过第三定位导柱62和限位卡块63实现对PCB板70的初步定位；其次输送带组件的外侧设置有气缸定位块313和光电传感器314，在PCB板托盘组件60随传送带移动的过程中，气缸定位块313处于推出状态，当光电传感器314检测到PCB板托盘组件60到位后，触发输送带组件停止，并且气缸定位块313缩回，使PCB板托盘组件60在输送带组件上处于自由状态，当第一定位导杆21先后插入第一定位孔61和第二定位孔44的过程中，由于PCB板托盘组件60在输送带组件上处于自由状态，且上测试夹具组件20可相对插槽16使可以进行轻微移动的，因此利用第一定位导杆21、第一定位孔61和第二定位孔44在定位的过程中可以补偿初定位时的一定量误差；最后在合模的过程中，利用下测试板主体41上设置第二定位导柱42插入至PCB板70的第三定位孔72中进行最终的定位，确保上下测试夹具的探针能够准确插入待测PCB板70的测试孔内。

所述输送带组件包括支架36，所述支架36的侧面沿其长度方向设置有支板39，所述支板39的两端均分别设置有两个错位排布的导轮38，且通过所述导轮38限位后的传送带紧贴所述支板39的上下表面，所述支架36的一端设置有用于驱动对应导轮38转动的第一伺服电机37，且所述输送带组件的两端均位于所述下测试夹具组件40的外侧。

通过在支板39的两端分别错位设置两个用于对传送带限位的导轮38，使输送带组件中间支撑部位的厚度很薄，如图10-图12所示，并且使输送带组件的两端均位于所述下测试夹具组件40的外侧。由前述可知，为了确保合模测试过程中，输送带组件与PCB板托盘组件60分离，需要确保下测试板主体41凸出于所述底座的高度大于所述托盘输送轨道30的高度，因此在输送带组件中间支撑部位的厚度很薄且输送带组件的两端均位于所述下测试夹具组件40的外侧的情况下，可以大大降低下测试板主体41凸出于所述底座的高度，而在该高度降低后，在定位过程中，第一定位导杆21插入至第二定位孔44中的行程也可以相应的缩短，从而可以提高整个测试的效率，本发明PCB板托盘组件60从进设备、下压、抬起、出设备等合计总时间是5.8S左右，而且下压行程缩短后，由于复位弹簧伸缩量也相应缩短了，因此对于复位弹簧的性能要求也更低。

所述上测试夹具组件20的下表面设置有用于下压所述PCB板托盘组件60的第二压杆组件22，且所述第一压杆组件17为弹性结构的压杆组件，利用第二压杆组件22将PCB板托盘组件60压紧在下测试板主体41上，确保其与PCB板70分离；并且第一压杆组件17为弹性结构的压杆组件，在输送带组件接触到下测试夹具组件40的底座后，在伺服驱动组件10继续下压的过程中，确保托盘输送轨道30不会被压坏。

所述下测试夹具组件40可相对所述机架100水平移动，所述机架100内还设置有与所述下测试夹具组件40连接的后测试夹具50，所述后测试夹具50与所述下测试夹具组件40连接的端面处的两侧设置有可转动的转轴51，所述转轴51上固定连接有压紧夹爪52，所述下测试夹具组件40与所述后测试夹具50连接的端面处的两侧设置有与所述压紧夹爪52位置相对应的受力块43。在针对不同的PCB板70测试的过程中，需要更换不同的上下测试夹具组件，而下测试夹具㢟和后测试夹具之间有大约一千多根探针连接，每根探针压缩的力要3-5N,所以整个压合力需要几千牛的力,在有限的空间里无法做到直接压紧，利用气缸驱动转轴51转动，利用压紧夹爪52带动受力块43，能将两者牢牢地接触。

综上所述，本发明提供的一种PCB线路板全自动测试装置，实现托盘组件带着PCB板直接在线测试，提高设备产能，降低产品转移过程中损坏的风险，减小设备占地面积。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。