一種電路板測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及電路板加工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電路板測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
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[0002]在電路板組裝生產(chǎn)線上，測試是自動(dòng)化程度最為薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于電路板的裝配而言，從刷錫膏到回流焊都是在自動(dòng)線上完成，唯有到了測試環(huán)節(jié)，其自動(dòng)化的過程中止，目前在大部分產(chǎn)線上，測試都是由操作員手工來完成的。
[0003]測試自動(dòng)化程度不高的原因，主要包括以下兩個(gè)方面:第一，相對(duì)于產(chǎn)品的線速，測試時(shí)間較長，一條生產(chǎn)線需要多臺(tái)測試機(jī)；第二，測試設(shè)備定制化程度高，體積比較大，測試設(shè)備往往按傳統(tǒng)的搭建方法進(jìn)行堆疊。由于上述兩方面限制，意味著一條生產(chǎn)線需要多個(gè)測試機(jī)，也就需要多個(gè)機(jī)械手，一個(gè)機(jī)械手最多只能替代一個(gè)人工，不利于生產(chǎn)成本的降低。
[0004]隨著半導(dǎo)體集成程度的提高，儀表的體積在不斷地縮小，測試的本身也在不斷地簡化和標(biāo)準(zhǔn)化，這一趨勢在消費(fèi)電子行業(yè)表現(xiàn)的尤為明顯，在這樣的背景下，可以通過推進(jìn)測試系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)測試的集成化和自動(dòng)化。
[0005]如果能將測試系統(tǒng)小型化后變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的箱式盒子，則可以將多個(gè)測試系統(tǒng)疊放在一起，用一個(gè)機(jī)械手來做產(chǎn)品從流水線到測試機(jī)取放，實(shí)現(xiàn)測試的自動(dòng)化。目前實(shí)現(xiàn)PCB測試自動(dòng)化的方案要么使用標(biāo)準(zhǔn)的多關(guān)節(jié)機(jī)械手，要么使用直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來搭建機(jī)械手。無論使用多關(guān)節(jié)機(jī)械手，還是使用直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)搭建的機(jī)械手，機(jī)械手中需設(shè)抓取電路板的抓取機(jī)構(gòu)。
[0006]按現(xiàn)有技術(shù)中，所述電路板的抓取機(jī)構(gòu)主要有兩類:一類是由氣缸驅(qū)動(dòng)的夾爪，用夾爪夾取電路板；另一類是吸盤，吸盤在吸取電路板時(shí)需用氣壓裝置抽真空。上述兩類電路板的抓取機(jī)構(gòu)均存在一定的弊端，其理由如下:電路板組裝生產(chǎn)線包括傳送帶和一對(duì)導(dǎo)軌，傳送帶設(shè)置在一對(duì)導(dǎo)軌之間，電路板與傳送帶直接接觸并由其傳送，電路板在傳送過程中位于一對(duì)導(dǎo)軌之間，由一對(duì)導(dǎo)軌對(duì)電路板進(jìn)行導(dǎo)向，保證電路板按預(yù)定軌跡傳送；所述電路板的抓取機(jī)構(gòu)若采用夾爪，則在一對(duì)導(dǎo)軌之間需設(shè)頂起裝置用于頂起電路板，夾爪方能夾取電路板；所述頂起裝置的設(shè)置無疑增加了生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)成本，使生產(chǎn)設(shè)備的控制復(fù)雜化；所述電路板的抓取機(jī)構(gòu)若采用吸盤，則需配套氣壓裝置，對(duì)吸盤內(nèi)的氣壓進(jìn)行控制，如此，也無疑增加了生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)成本，使生產(chǎn)設(shè)備的控制復(fù)雜化，不利于節(jié)能減排。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0007]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題:在電路板組裝生產(chǎn)線上，經(jīng)小型化、集成化和自動(dòng)化之后的測試系統(tǒng)需要機(jī)械手將產(chǎn)品從生產(chǎn)線移至測試系統(tǒng)，然而，按現(xiàn)有技術(shù)，無論使用多關(guān)節(jié)機(jī)械手，還是使用直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)搭建的機(jī)械手，機(jī)械手均需設(shè)從生產(chǎn)線上抓取電路板的抓取機(jī)構(gòu)，該抓取機(jī)構(gòu)無論采用夾爪還是吸盤，均不利于降低生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)成本，均不利于簡化生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)，均不利于簡化控制流程，均不利于節(jié)能減排。
[0008]為解決上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0009]一種電路板測試系統(tǒng)，包括位于電路板組裝生產(chǎn)線旁側(cè)的測試柜和機(jī)械手、視覺定位系統(tǒng)；
[0010]所述電路板組裝生產(chǎn)線包括未測料傳送帶和已測料傳送帶，未測料傳送帶和已測料傳送帶并列設(shè)置；
[0011]所述測試柜包括機(jī)架、以上下疊加方式安裝在機(jī)架上的多個(gè)測試機(jī)，所述測試機(jī)包括安裝在一起的抽屜式測試夾具和箱式的測試資源盒，所述測試夾具靠近電路板組裝生產(chǎn)線；所述測試夾具用于固定電路板，所述測試資源盒用于存放測試資源；所述測試資源盒位于測試夾具的旁側(cè)，測試資源盒與測試夾具通過連接器連接；
[0012]所述機(jī)械手位于電路板組裝生產(chǎn)線的旁側(cè)且位于測試夾具伸出的前方；所述機(jī)械手包括支架、四軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、第一抓取機(jī)構(gòu)和第二抓取機(jī)構(gòu)；所述四軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝在支架上的Y向?qū)к?、滑?dòng)安裝在Y向?qū)к壣系腦向?qū)к壓万?qū)動(dòng)X向?qū)к壯豗向?qū)к壱苿?dòng)的第一驅(qū)動(dòng)元件、滑動(dòng)安裝在X向?qū)к壣系腪向?qū)к壓万?qū)動(dòng)Z向?qū)к壯豖向?qū)к壱苿?dòng)的第二驅(qū)動(dòng)元件、滑動(dòng)安裝在Z向?qū)к壣系倪\(yùn)動(dòng)平臺(tái)和驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沿Z向?qū)к壱苿?dòng)的第三驅(qū)動(dòng)元件、樞接在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)底部的連接件和驅(qū)動(dòng)連接件旋轉(zhuǎn)的第四驅(qū)動(dòng)元件；所述Y向?qū)к壓蚗向?qū)к壦皆O(shè)置，Y向?qū)к壌怪庇赬向?qū)к?，所述Z向?qū)к壺Q直設(shè)置；所述第一抓取機(jī)構(gòu)和第二抓取機(jī)構(gòu)安裝在連接件的底部，第一抓取機(jī)構(gòu)和第二抓取機(jī)構(gòu)關(guān)于連接件與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的樞接處對(duì)稱設(shè)置；
[0013]上述機(jī)械手中，所述第一抓取機(jī)構(gòu)包括安裝在連接件底部的第一升降氣缸、安裝在第一升降氣缸活塞桿上的第一升降組件、安裝在第一升降組件底部的一對(duì)吸附裝置；所述第二抓取機(jī)構(gòu)包括安裝在連接件底部的第二升降氣缸、安裝在第二升降氣缸活塞桿上的第二升降組件、安裝在第二升降組件底部的一對(duì)吸附裝置；
[0014]上述機(jī)械手中，所述吸附裝置包括吸附主體、吸附組合件、壓桿、第三升降氣缸；所述吸附主體內(nèi)設(shè)中空腔，所述吸附組合件包括固定在吸附主體中空腔底部的安裝座、固定在安裝座底部且向下突出中空腔的風(fēng)琴形吸盤、活動(dòng)插設(shè)在安裝座中的升降桿、套設(shè)在升降桿上的第一彈簧、固定在升降桿頂部的限位件；所述第一彈簧位于安裝座和限位件之間，風(fēng)琴形吸盤頂部設(shè)氣孔，升降桿活動(dòng)插設(shè)在氣孔內(nèi)，升降桿底端設(shè)環(huán)形凸緣，環(huán)形凸緣位于風(fēng)琴形吸盤內(nèi)，在第一彈簧的彈力下，環(huán)形凸緣封堵氣孔；所述壓桿活動(dòng)插設(shè)在中空腔中，壓桿的頂部向上突出中空腔，壓桿的頂部連接第三升降氣缸的活塞桿，第三升降氣缸安裝在吸附主體的頂面上；所述壓桿的中部設(shè)徑向凸緣，徑向凸緣抵在中空腔的頂壁上，壓桿底部開設(shè)壓腔，壓腔套在升降桿的頂部；
[0015]所述視覺定位系統(tǒng)包括第一照相機(jī)和第二照相機(jī)、主控制器；所述第一照相機(jī)和第二照相機(jī)安裝在連接件上，第一照相機(jī)位于第一抓取機(jī)構(gòu)的旁側(cè)，第二照相機(jī)位于第二抓取機(jī)構(gòu)的旁側(cè)，第一照相機(jī)和第二照相機(jī)均與主控制器電連接，主控制器與第一驅(qū)動(dòng)元件、第二驅(qū)動(dòng)元件、第三驅(qū)動(dòng)元件電連接；所述測試夾具上設(shè)有定位柱；所述電路板上設(shè)有定位孔。
[0016]按上述技術(shù)方案，本發(fā)明所述電路板測試系統(tǒng)的工作原理如下:
[0017]第一，第一抓取機(jī)構(gòu)和第二抓取機(jī)構(gòu)可沿Z向?qū)к壣舷逻\(yùn)動(dòng)，其中，第一抓取機(jī)構(gòu)用于抓取已測試電路板，第二抓取機(jī)構(gòu)用于抓取未測試電路板；當(dāng)?shù)谝蛔トC(jī)構(gòu)和第二抓取機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到電路板組裝生產(chǎn)線的高度位置時(shí)，第一驅(qū)動(dòng)元件驅(qū)使X向?qū)к壯豗向?qū)к壱苿?dòng)，第一抓取機(jī)構(gòu)和第二抓取機(jī)構(gòu)伸出支架而位于電路板組裝生產(chǎn)線的上方；已測試電路板被放置于電路板組裝生產(chǎn)線上，第一抓取機(jī)構(gòu)空閑，第二抓取機(jī)構(gòu)從電路板組裝生產(chǎn)線上抓取未測試電路板。
[0018]第二，X向?qū)к壯卅聪驅(qū)к壙s回，即第一抓取機(jī)構(gòu)和第二抓取機(jī)構(gòu)縮回，第一抓取機(jī)構(gòu)和第二抓取機(jī)構(gòu)位于測試夾具伸出的正前方；之后，第一抓取機(jī)構(gòu)和第二抓取機(jī)構(gòu)可沿Ζ向?qū)к壣仙蛳陆狄欢ǖ母叨?，至要操作的測試夾具位置時(shí)，測試夾具抽屜彈出，空閑的第一抓取機(jī)構(gòu)從測試夾具中取出已測電路板后，旋轉(zhuǎn)氣缸旋轉(zhuǎn)180度，第二抓取機(jī)構(gòu)將待測電路板放入測試夾具，此時(shí)，第二抓取機(jī)構(gòu)空閑，第一抓取機(jī)構(gòu)被占用。其中，當(dāng)?shù)谝蛔トC(jī)構(gòu)取料時(shí)，測試夾具伸出，此時(shí)，第一抓取機(jī)構(gòu)位于測試夾具的正上方，第一照相機(jī)拍攝測試夾具兩個(gè)定位柱的位置；當(dāng)已測電路板從測試夾具中取出，第二抓取機(jī)構(gòu)和待測電路板旋轉(zhuǎn)180度，位于伸出的測試夾具的正上方位置，第二相機(jī)拍攝電路板上的定位孔的位置，主控制器計(jì)算定位孔與測試夾具定位柱的偏差，之后，主控制器控制第一驅(qū)動(dòng)元件、第二驅(qū)動(dòng)元件、第三驅(qū)動(dòng)元件動(dòng)作，以移動(dòng)待測電路板來補(bǔ)償偏差，使得電路板上的定位孔和測試夾具的定位柱能夠?qū)?zhǔn)，避免由于對(duì)準(zhǔn)的定位誤差過大而損壞電路板。
[0019]第三，第一抓取機(jī)構(gòu)和第二抓取機(jī)構(gòu)再回到電路板組裝生產(chǎn)線的下料位置開始下一個(gè)上下料循環(huán)，這樣就實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)往返運(yùn)動(dòng)中完成已測電路板的下料和未測電路板的上料動(dòng)作。
[0020]上述工作原理中，第一抓取機(jī)構(gòu)和第二抓取機(jī)構(gòu)抓取電路板的工作原理如下:當(dāng)?shù)谝簧禋飧谆虻诙禋飧昨?qū)動(dòng)吸附裝置下降，吸附裝置吸附電路板時(shí)，電路板頂面向上擠壓風(fēng)琴形吸盤，風(fēng)琴形吸盤吸住電路板；當(dāng)吸附裝置需釋放電路板時(shí)，第三升降氣缸驅(qū)使壓桿下行，壓桿驅(qū)使升降桿下行，環(huán)形凸緣解除對(duì)氣孔的封堵，風(fēng)琴形吸盤釋放電路板。至此，吸附裝置完成一輪吸取電路板和釋放電路板的過程。
[0021]本發(fā)明第一抓取機(jī)構(gòu)和第二抓取機(jī)構(gòu)采用風(fēng)琴形吸盤吸取再釋放電路板，以替代真空吸盤或夾爪抓取電路板，無需配備氣壓裝置或頂起裝置，不僅可有效避免吸取或抓取電路板的零部件在工作過程中遭受磨損，而且，無需對(duì)風(fēng)琴形吸盤進(jìn)行真空處理即可吸取電路板，有利于降低生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)成本，有利于簡化生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)，有利于簡化控制流程，有利于節(jié)能減排。