专利名称：飞针针头主动下针的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于测试线路板的飞针测试机中的针头控制技术，主要是指一种控制针头主动下针的方法及其装置。
背景技术：
在飞针测试机中，针头的控制技术是一项关键技术，它直接影响到飞针测试机的测试速度和测试质量。目前流行的下针方式由图1所示。其下针过程是由步进电机1带动齿带2，再由齿带2带动固定在导轨平台3上的针架4沿导轨向左平动；一旦针头7与被测平面接触，进一步的运动将会使弹簧6变形，从而使针头7与针架4产生相对位移；相对位移达到预定值将触发传感器5，通过运动控制系统使电机停止。从而完成一次下针运动。下针力是由弹簧刚度及变形量来控制的。
这种下针方式由针架通过弹簧带动针头运动，针头的运动是被动的，因此我们在此称之为被动式下针方式。
被动方式中弹簧刚度的选择既重要又矛盾。一方面，由于针头与针架的位移并不能控制的很准确(因为通常首次测量时运控系统才检测传感器5，之后为了节省时间，都是按首次记忆的行程控制电机进退，这时被测平面的变形将影响针头与针架之间的相对位移)，同时希望针头力很小以免针头破坏测量面，这就需要选择低刚度的弹簧；但另一方面弹簧的刚度与针头质量构成一个二阶振荡系统，低的弹簧刚度会降低系统的固有频率，从而使针头随动于针架的能力变差，甚至在高速往复下针时无法随动于针架。
被动方式中还有一个缺点，即在抬针过程开始后不能同时平移针头，须等待抬针过程完全结束。否则由于不能保证完全消除针头与针架的弹性变形，平移针头将会产生刮针现象。
现在飞针测试机的发展趋势是高速化，单就下针——抬针速度而言，希望能达到每秒一百次。这种发展趋势将使被动下针方式的缺点越来越突出，从而形成飞针测试技术的发展瓶颈。
发明内容
本发明旨在提出一种新的针头驱动方法，以及实现该方法的一个装置，其中方法采用动圈式平动马达直接驱动针头；装置包括永磁体、导磁轭铁、驱动线圈等。本方法改变了传统驱动方法，解决了传统驱动方法存在的问题。
实现本发明的方法是包括采用动圈式平动马达直接驱动针头动作。
该方法还包括所述方法包括在一闭合磁路中设置有驱动线圈。
所述闭合磁路中还设置有检测线圈。
所述驱动线圈和检测线圈为平面线圈。
给所述驱动线圈输入一个大小、方向可变、可控的电流；所述检测线圈输出有电动势。
实现本发明的装置是包括设有两块磁体，该磁体的两侧分别连接有导磁轭铁，在磁体与导磁轭铁之间设有平面线路板，该线路板上设有驱动线圈，该线路板的一端固定有针头。
该装置还包括所述线路板上还设有检测线圈。
所述磁体和导磁轭铁形成闭合磁路。
所述磁体为永磁体。
所述驱动线圈接一个大小、方向可变、可控的电流。
本发明具有的有益效果本方法采用平动马达的方式驱动针头，其驱动力不经弹簧直接作用在针头上，并且，这个力是可控的，针头的运动速度也是可控的；另外由于抬针的响应是立即的，所以抬针的同时即可平移针头。具有结构简单，运行平稳，下、抬针达到极高的速度。
图1是已有被动式下针装置示意图，其中1步进电机、2齿带、3导轨-滑台、4针架、5传感器、6弹簧、7针头、8被测面。
图2是本发明的主动式下针装置示意图，其中9导磁轭铁、10平而线路板、11永磁体。
图3是图2的平面视图，其中12驱动线圈、13检测线圈。
图4是飞针控制框图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步说明如图2、3所示，本发明采用动圈式平动马达直接驱动针头，其结构组成是永磁体11，导磁轭铁9，平面线路板10，针头7，其中在线路板10设有驱动线圈12和检测线圈13。
工作原理下针信号电压通过电流控制电路，施加给驱动线圈12某一方向的驱动电流(方向视磁场方向而定)。由此产生的电动力将平面线路板10带动针头7左移。
在平面线路板10中除了驱动线圈12外同时设有检测线圈13。平面线路板10的运动将在检测线圈13中产生运动电势。将这个运动电势作为负反馈引入控制回路，即可实现平面线路板10的稳速控制。速度控制是极为必要的，否则针头接触测板的末速过高，会引起过大的惯性撞击力，从而破坏被测面。
驱动线圈12中的驱动电流很容易被控制(编程)在某一期望值，所以针头7停止后与被测面的接触力是恒定的，与行程无关，并易于被编程设定。
实施例取两块永磁体，其异极相对，在该永磁体的上下分别夹有两块导磁轭铁，其中上面导磁轭铁与永磁体之间有一定的间隙，该间隙内放有平面线路板，在平面线路板上有布有驱动线圈和检测线圈，其中检测线圈在里，驱动线圈在外，在平面线路板的运动端固定一针头。当驱动线圈通有变化的电流时，平面线路板往复运动(洛伦茨原理)。
本发明的工作原理相当于永磁电机。
本发明中驱动力及针头运动速度的等控制采用现有技术即可实现。
本发明涉及检测线圈的信号检测、驱动线圈的电流输入及控制部分均为现有技术可实现，故下面只做简单描述。
本发明中驱动电流及针头运动速度的控制采用的是众所周知的通用技术，其控制原理框图5所示其中U——和Uf叠加前的下针信号电压；Ui——和Uf叠加后的下针信号电压；Uf——检测电路输出的负反馈电压；I——驱动电流；E——检测线圈输出电动势控制过程如下最初下针信号电压U通过电流控制电路，施加给驱动线圈12某一方向的驱动电流I，由此产生的电动力将驱动平面线路板10带动针头7左移。
在平面线路板10中除了驱动线圈12外同时设有检测线圈13，平面线路板10的运动将在检测线圈13中产生运动电势E，这个运动电势E作为负反馈经过检测电路的处理后输出一个负反馈电压Uf，Uf和U叠加后生成的Ui作为新一次的下针信号电压输入给电流控制电路，如此即实现了平面线路板10的稳速控制。
权利要求
1.一种飞针针头主动下针的方法，其特征是所述方法包括采用动圈式平动马达直接驱动针头动作。
2.如权利要求1所述的飞针针头主动下针的方法，其特征是所述方法包括在一闭合磁路中设置有驱动线圈。
3.如权利要求2所述的飞针针头主动下针的方法，其特征是所述闭合磁路中还设置有检测线圈。
4.如权利要求2或3所述的飞针针头主动下针的方法，其特征是所述驱动线圈和检测线圈为平面线圈。
5.如权利要求4所述的飞针针头主动下针的方法，其特征是给所述驱动线圈输入一个大小、方向可变、可控的电流；所述检测线圈输出有电动势。
6.实现权利要求1的飞针针头主动下针方法的装置，其特征是所述装置包括设有两块磁体，该磁体的两侧分别连接有导磁轭铁，在磁体与导磁轭铁之间设有平面线路板，该线路板上设有驱动线圈，该线路板的一端固定有针头。
7.如权利要求6所述的飞针针头主动下针的装置，其特征是所述线路板上还设有检测线圈。
8.如权利要求6所述的飞针针头主动下针的装置，其特征是所述磁体和导磁轭铁形成闭合磁路。
9.如权利要求6所述的飞针针头主动下针的装置，其特征是所述磁体为永磁体。
10.如权利要求6所述的飞针针头主动下针的装置，其特征是所述驱动线圈接一个大小、方向可变、可控的电流。
全文摘要
一种飞针针头主动下针的方法及其装置，其中方法包括采用动圈式平动马达直接驱动针头动作；装置包括永磁体、导磁轭铁、针头、驱动线圈、和检测线圈。工作原理是下针信号电压通过电流控制电路，施加给驱动线圈某一方向的驱动电流(方向视磁场方向而定)，由此产生的电动力将驱动线圈带动针头移动。
文档编号G01R31/28GK1873422SQ20061006135
公开日2006年12月6日 申请日期2006年6月26日 优先权日2006年6月26日
发明者刘晓东 申请人:深圳市东方宇之光电子科技有限公司