一种电路板测试系统的制作方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及电路板加工技术领域，具体而言，涉及一种电路板测试系统。
【背景技术】
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[0002]在电路板组装生产线上，测试是自动化程度最为薄弱的一个环节，对于电路板的装配而言，从刷锡膏到回流焊都是在自动线上完成，唯有到了测试环节，其自动化的过程中止，目前在大部分产线上，测试都是由操作员手工来完成的。
[0003]测试自动化程度不高的原因，主要包括以下两个方面:第一，相对于产品的线速，测试时间较长，一条生产线需要多台测试机；第二，测试设备定制化程度高，体积比较大，测试设备往往按传统的搭建方法进行堆叠。由于上述两方面限制，意味着一条生产线需要多个测试机，也就需要多个机械手，一个机械手最多只能替代一个人工，不利于生产成本的降低。
[0004]随着半导体集成程度的提高，仪表的体积在不断地缩小，测试的本身也在不断地简化和标准化，这一趋势在消费电子行业表现的尤为明显，在这样的背景下，可以通过推进测试系统的小型化，进而实现测试的集成化和自动化。
[0005]如果能将测试系统小型化后变为标准的箱式盒子，则可以将多个测试系统叠放在一起，用一个机械手来做产品从流水线到测试机取放，实现测试的自动化。目前实现PCB测试自动化的方案要么使用标准的多关节机械手，要么使用直线运动机构来搭建机械手。无论使用多关节机械手，还是使用直线运动机构搭建的机械手，机械手中需设抓取电路板的抓取机构。
[0006]按现有技术中，所述电路板的抓取机构主要有两类:一类是由气缸驱动的夹爪，用夹爪夹取电路板；另一类是吸盘，吸盘在吸取电路板时需用气压装置抽真空。上述两类电路板的抓取机构均存在一定的弊端，其理由如下:电路板组装生产线包括传送带和一对导轨，传送带设置在一对导轨之间，电路板与传送带直接接触并由其传送，电路板在传送过程中位于一对导轨之间，由一对导轨对电路板进行导向，保证电路板按预定轨迹传送；所述电路板的抓取机构若采用夹爪，则在一对导轨之间需设顶起装置用于顶起电路板，夹爪方能夹取电路板；所述顶起装置的设置无疑增加了生产设备的生产成本，使生产设备的控制复杂化；所述电路板的抓取机构若采用吸盘，则需配套气压装置，对吸盘内的气压进行控制，如此，也无疑增加了生产设备的生产成本，使生产设备的控制复杂化，不利于节能减排。
【发明内容】
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[0007]本发明所解决的技术问题:在电路板组装生产线上，经小型化、集成化和自动化之后的测试系统需要机械手将产品从生产线移至测试系统，然而，按现有技术，无论使用多关节机械手，还是使用直线运动机构搭建的机械手，机械手均需设从生产线上抓取电路板的抓取机构，该抓取机构无论采用夹爪还是吸盘，均不利于降低生产设备的生产成本，均不利于简化生产设备的结构，均不利于简化控制流程，均不利于节能减排。
[0008]为解决上述技术方案，本发明提供如下技术方案:
[0009]一种电路板测试系统，包括位于电路板组装生产线旁侧的测试柜和机械手、视觉定位系统；
[0010]所述电路板组装生产线包括未测料传送带和已测料传送带，未测料传送带和已测料传送带并列设置；
[0011]所述测试柜包括机架、以上下叠加方式安装在机架上的多个测试机，所述测试机包括安装在一起的抽屉式测试夹具和箱式的测试资源盒，所述测试夹具靠近电路板组装生产线；所述测试夹具用于固定电路板，所述测试资源盒用于存放测试资源；所述测试资源盒位于测试夹具的旁侧，测试资源盒与测试夹具通过连接器连接；
[0012]所述机械手位于电路板组装生产线的旁侧且位于测试夹具伸出的前方；所述机械手包括支架、四轴运动机构、第一抓取机构和第二抓取机构；所述四轴运动机构包括安装在支架上的Y向导轨、滑动安装在Y向导轨上的X向导轨和驱动X向导轨沿Y向导轨移动的第一驱动元件、滑动安装在X向导轨上的Z向导轨和驱动Z向导轨沿X向导轨移动的第二驱动元件、滑动安装在Z向导轨上的运动平台和驱动运动平台沿Z向导轨移动的第三驱动元件、枢接在运动平台底部的连接件和驱动连接件旋转的第四驱动元件；所述Y向导轨和X向导轨水平设置，Y向导轨垂直于X向导轨，所述Z向导轨竖直设置；所述第一抓取机构和第二抓取机构安装在连接件的底部，第一抓取机构和第二抓取机构关于连接件与运动平台的枢接处对称设置；
[0013]上述机械手中，所述第一抓取机构包括安装在连接件底部的第一升降气缸、安装在第一升降气缸活塞杆上的第一升降组件、安装在第一升降组件底部的一对吸附装置；所述第二抓取机构包括安装在连接件底部的第二升降气缸、安装在第二升降气缸活塞杆上的第二升降组件、安装在第二升降组件底部的一对吸附装置；
[0014]上述机械手中，所述吸附装置包括吸附主体、吸附组合件、压杆、第三升降气缸；所述吸附主体内设中空腔，所述吸附组合件包括固定在吸附主体中空腔底部的安装座、固定在安装座底部且向下突出中空腔的风琴形吸盘、活动插设在安装座中的升降杆、套设在升降杆上的第一弹簧、固定在升降杆顶部的限位件；所述第一弹簧位于安装座和限位件之间，风琴形吸盘顶部设气孔，升降杆活动插设在气孔内，升降杆底端设环形凸缘，环形凸缘位于风琴形吸盘内，在第一弹簧的弹力下，环形凸缘封堵气孔；所述压杆活动插设在中空腔中，压杆的顶部向上突出中空腔，压杆的顶部连接第三升降气缸的活塞杆，第三升降气缸安装在吸附主体的顶面上；所述压杆的中部设径向凸缘，径向凸缘抵在中空腔的顶壁上，压杆底部开设压腔，压腔套在升降杆的顶部；
[0015]所述视觉定位系统包括第一照相机和第二照相机、主控制器；所述第一照相机和第二照相机安装在连接件上，第一照相机位于第一抓取机构的旁侧，第二照相机位于第二抓取机构的旁侧，第一照相机和第二照相机均与主控制器电连接，主控制器与第一驱动元件、第二驱动元件、第三驱动元件电连接；所述测试夹具上设有定位柱；所述电路板上设有定位孔。
[0016]按上述技术方案，本发明所述电路板测试系统的工作原理如下:
[0017]第一，第一抓取机构和第二抓取机构可沿Z向导轨上下运动，其中，第一抓取机构用于抓取已测试电路板，第二抓取机构用于抓取未测试电路板；当第一抓取机构和第二抓取机构运动到电路板组装生产线的高度位置时，第一驱动元件驱使X向导轨沿Y向导轨移动，第一抓取机构和第二抓取机构伸出支架而位于电路板组装生产线的上方；已测试电路板被放置于电路板组装生产线上，第一抓取机构空闲，第二抓取机构从电路板组装生产线上抓取未测试电路板。
[0018]第二，X向导轨沿Υ向导轨缩回，即第一抓取机构和第二抓取机构缩回，第一抓取机构和第二抓取机构位于测试夹具伸出的正前方；之后，第一抓取机构和第二抓取机构可沿Ζ向导轨上升或下降一定的高度，至要操作的测试夹具位置时，测试夹具抽屉弹出，空闲的第一抓取机构从测试夹具中取出已测电路板后，旋转气缸旋转180度，第二抓取机构将待测电路板放入测试夹具，此时，第二抓取机构空闲，第一抓取机构被占用。其中，当第一抓取机构取料时，测试夹具伸出，此时，第一抓取机构位于测试夹具的正上方，第一照相机拍摄测试夹具两个定位柱的位置；当已测电路板从测试夹具中取出，第二抓取机构和待测电路板旋转180度，位于伸出的测试夹具的正上方位置，第二相机拍摄电路板上的定位孔的位置，主控制器计算定位孔与测试夹具定位柱的偏差，之后，主控制器控制第一驱动元件、第二驱动元件、第三驱动元件动作，以移动待测电路板来补偿偏差，使得电路板上的定位孔和测试夹具的定位柱能够对准，避免由于对准的定位误差过大而损坏电路板。
[0019]第三，第一抓取机构和第二抓取机构再回到电路板组装生产线的下料位置开始下一个上下料循环，这样就实现了在一个往返运动中完成已测电路板的下料和未测电路板的上料动作。
[0020]上述工作原理中，第一抓取机构和第二抓取机构抓取电路板的工作原理如下:当第一升降气缸或第二升降气缸驱动吸附装置下降，吸附装置吸附电路板时，电路板顶面向上挤压风琴形吸盘，风琴形吸盘吸住电路板；当吸附装置需释放电路板时，第三升降气缸驱使压杆下行，压杆驱使升降杆下行，环形凸缘解除对气孔的封堵，风琴形吸盘释放电路板。至此，吸附装置完成一轮吸取电路板和释放电路板的过程。
[0021]本发明第一抓取机构和第二抓取机构采用风琴形吸盘吸取再释放电路板，以替代真空吸盘或夹爪抓取电路板，无需配备气压装置或顶起装置，不仅可有效避免吸取或抓取电路板的零部件在工作过程中遭受磨损，而且，无需对风琴形吸盘进行真空处理即可吸取电路板，有利于降低生产设备的生产成本，有利于简化生产设备的结构，有利于简化控制流程，有利于节能减排。