一种SMT智能首件检测设备的制作方法

本实用新型涉及SMT电子元件贴片检测技术领域，尤其是指一种SMT智能首件检测设备。

背景技术：

随着电子产业的蓬勃发展，今天的中国已经成为世界的工厂。电子制造企业的生产效率，品质控制和成本高低决定着企业的竞争力。电子产品的高度集成化，贴片元件的尺寸及PCB板的密度达到了前所未有的程度，产品更新换代的速度也越来越快，多机种，小批量，频繁换线越来越挑战工厂的制造能力。高速贴片机等设备提升了工厂的生产能力，但是在SMT首件确认环节，大多数工厂却依然停留在非常落后的人工确认阶段，首件确认已经成为SMT生产的瓶颈。

目前SMT首件确认通常为两个作业员配合操作，人工对照纸质BOM清单，CAD位置图和首件板，同时还要进行元件的量测，误差计算、对错判断和记录等工作。整个过程耗时较长，导致贴片机使用效率降低，甚至造成停线等待。首件确认环节也过多地占用了人力成本，导致工厂成本上升。另外人工确认缺乏有效的管控，不可避免的人为失误加大了首件检测的风险，可能造成产品批量返工。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的问题提供一种SMT智能首件检测设备，提高了SMT首件检测工作效率，防止检测过程发生错漏，实现检测过程方便快捷，更加节省人力和降低成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供的一种SMT智能首件检测设备，包括上机架和下机架，所述上机架设置有显示屏和用于安全保护的安全光栅，所述下机架设置有用于测试PCB板上SMT贴装的元器件的LCR测试仪，所述下机架上布置有用于定位PCB板的放板定位机构，用于对PCB板上的SMT贴装的元器件进行检测的探针分度旋转机构，用于对探针分度旋转机构进行旋转和移位的定位旋转机构，用于对放板定位机构、探针分度旋转机构和定位旋转机构进行移位的移动平台。

其中，所述探针分度旋转机构包括有第一步进电机、支撑板、主动齿轮和从动齿轮圆盘，所述从动齿轮圆盘通过旋转支撑轴与支撑板连接，所述第一步进电机的第一转轴穿过支撑板与主动齿轮连接，所述从动齿轮圆盘与主动齿轮啮合连接；

所述从动齿轮圆盘上固定连接有测试转接板，所述测试转接板上等间隔的环设有八个测试工位，所述八个测试工位上分别安装有用于对PCB板不同的元器件进行检测的探针机构，所述探针机构与LCR测试仪连接；

所述支撑板上还设置有用于对PCB板的元器件的外形资料进行检测的原点相机以及用于对探针机构进行监控的监控相机，所述原点相机与显示屏连接；

所述探针分度旋转机构还包括有用于将从动齿轮圆盘定位的定位块。

其中，所述定位旋转机构包括有第二步进电机、旋转固定基座以及设置于旋转固定基座上的同步轮，所述旋转固定基座设置于所述探针分度旋转机构的上方，所述旋转固定基座与探针分度旋转机构连接；所述第二步进电机的第二转轴通过同步带与同步轮连接，所述旋转固定基座内设置有旋转轴杆，所述旋转轴杆的一端与所述探针分度旋转机构连接，所述旋转轴杆的另一端与所述同步轮连接。

其中，所述同步轮的上方设置有自锁机构，所述自锁机构包括有弹簧柱塞以及与弹簧柱塞连接的电磁铁，所述电磁铁上设置有推杆，所述推杆穿过同步轮、旋转固定基座与所述定位块连接。

其中，所述定位旋转机构还包括有Z轴滑块、Z轴伺服电机和Z轴固定板，所述Z轴固定板上设置有用于与Z轴滑块配合的滑槽；所述Z轴伺服电机的驱动端与所述Z轴滑块连接，所述Z轴伺服电机可驱动所述Z轴滑块沿着滑槽上下滑动；所述Z轴滑块与所述旋转固定基座连接。

其中，所述放板定位机构包括有固定底板以及设置于固定底板内的磁性支撑板，所述固定板上设置有X轴支撑滑座、左Y轴支撑滑座和右Y轴支撑滑座；所述固定底板的一边角上固定连接有用于定位PCB板的相邻两侧边的基准定位组件；所述X轴支撑滑座上设置有用于定位PCB板的相邻两侧边的滑动定位组件，所述滑动定位组件可沿X轴支撑滑座滑动；

所述左Y轴支撑滑座上设置有可沿左Y轴支撑滑座滑动的左滑动支座，所述右Y轴支撑滑座上设置有与左滑动支座对应的可沿右Y轴支撑滑座滑动的右滑动支座，所述左滑动支座和右滑动支座之间连接有用于定位PCB板的一边的磁铁式基板，所述磁铁式基板设置于磁性支撑板的上方；

所述X轴支撑滑座上还设置有用于固定PCB板的夹件。

其中，所述磁铁式基板上设置有用于支撑PCB板的第一磁铁支撑托针，磁铁式基板上设置有用于安装所述第一磁铁支撑托针的安装孔，所述磁性支撑板上设置有用于支撑PCB板的第二磁铁支撑托针；所述磁铁式基板上设置有用于定位PCB板的T形圆柱，所述T形圆柱的端部设置有用于定位不同厚度的PCB板的反向倒角。

其中，所述移动平台包括平台底板以及设置于平台底板上的X轴直线模组和Y轴直线模组；所述X轴直线模组包括有X轴丝杆、X轴滑轨以及X轴伺服电机，所述X轴滑轨与固定底板滑动连接，所述X轴丝杆设置有用于与固定底板连接的X轴滑件，所述X轴伺服电机可驱动X轴滑件沿着丝杆直线滑动；

所述Y轴直线模组包括有Y轴丝杆、Y轴滑轨以及Y轴伺服电机，所述Y轴滑轨与Z轴固定板滑动连接，所述Y轴丝杆设置有用于与Z轴固定板连接的Y轴滑件，所述Y轴伺服电机可驱动Y轴滑件沿着丝杆直线滑动。

其中，所述探针机构包括针柱、压板以及针座，所述针柱上间隔设置有两根用于对PCB板的元器件进行检测的第一探针和第二探针，所述第一探针和第二探针的末端设置有向内的45度斜面，所述第一探针和第二探针的末端形成90度的直角面。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种SMT智能首件检测设备，能在较短时间内检查出SMT首件PCB板投入试产前的组装不良问题，以确保首批新产品投入试产能尽早顺畅开展，预防批量性的不良或报废，造成不必要的浪费；提高了SMT首件检测工作效率，防止检测过程发生错漏，实现检测过程方便快捷，更加节省人力和降低成本。

附图说明

图1为本实用新型的一种SMT智能首件检测设备的结构示意图。

图2为本实用新型的探针分度旋转机构、定位旋转机构的结构示意图。

图3为本实用新型的探针分度旋转机构、定位旋转机构的侧面示意图。

图4为本实用新型的探针分度旋转机构、定位旋转机构的透视图。

图5为本实用新型的放板定位机构的结构示意图。

图6为本实用新型的放板定位机构和PCB板的结构示意图。

图7为本实用新型的T形圆柱、第一磁铁支撑托针的结构示意图。

图8为本实用新型的一种SMT智能首件检测设备除上机架和下机架的结构示意图。

图9为本实用新型的从动齿轮圆盘、测试转接板、测试工位、探针机构、旋转支撑轴的结构示意图。

图10为本实用新型的从动齿轮圆盘、测试转接板、测试工位、探针机构、旋转支撑轴的另一视角的结构示意图。

图11为本实用新型的探针机构的结构示意图。

图12为本实用新型的探针机构的透视图。

在图1至图12中的附图标记包括：

1—上机架 2—下机架 3—显示屏

4—安全光栅 5—LCR测试仪 6—放板定位机构

7—探针分度旋转机构 8—定位旋转机构 9—移动平台

10—PCB板

61—固定底板 62—磁性支撑板 63—X轴支撑滑座

64—左Y轴支撑滑座 65—右Y轴支撑滑座 66—基准定位组件

67—滑动定位组件 68—左滑动支座 69—右滑动支座

70—磁铁式基板

621—第二磁铁支撑托针 631—夹件

701—第一磁铁支撑托针 702—安装孔 703—T形圆柱

704—反向倒角

71—第一步进电机 72—支撑板 73—主动齿轮

74—从动齿轮圆盘 75—旋转支撑轴 76—测试转接板

77—测试工位 78—探针机构 79—原点相机

80—监控相机 81—定位块

781—针柱 782—压板 783—针座

784—第一探针 785—第二探针

82—第二步进电机 83—旋转固定基座 84—同步轮

85—同步带 86—旋转轴杆 87—第二转轴

88—自锁机构 89—Z轴滑块 90—Z轴伺服电机

91—Z轴固定板 92—滑槽

881—弹簧柱塞 882—电磁铁 883—推杆

91—平台底板 92—X轴直线模组 93—Y轴直线模组

921—X轴丝杆 922—X轴滑轨 923—X轴伺服电机

924—X轴滑件

931—Y轴丝杆 932—Y轴滑轨 933—Y轴伺服电机。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。以下结合附图1-12对本实用新型进行详细的描述。

本实施例所述的一种SMT智能首件检测设备，包括上机架1和下机架2，所述上机架1设置有显示屏3和用于安全保护的安全光栅4，所述下机架2设置有用于测试PCB板10上SMT贴装的元器件的LCR测试仪5，所述下机架2上布置有用于定位PCB板10的放板定位机构6，用于对PCB板10上SMT贴装的元器件进行检测的探针分度旋转机构7，用于对探针分度旋转机构7进行旋转和移位的定位旋转机构8，用于对放板定位机构6、探针分度旋转机构7和定位旋转机构8进行移位的移动平台9。具体地，还包括有控制器，首先将PCB板10的BOM表、CAD文件、数据文件和元件列表导入控制器中，将PCB板10放在放板定位机构6上，放板定位机构6将PCB板10调整并且固定后；通过控制器的文件信息，将PCB板10的元器件名称、位置和数据文件的规格信息的坐标与BOM表和CAD文件对应起来，自动生成测试程序；通过探针分度旋转机构7对PCB板10的元器件的电气参数进行自动测量，如电容、电阻和电感；同时对元器件的极性方向、丝印文字、零件偏位、角度、错件、缺件、多件进行检测，并对比物料清单的规格信息，控制器对比得出检测结果并显示到显示屏3上；所述定位旋转机构8可对探针分度旋转机构7进行转动、上升和下降以便其对PCB板10进行检测工作；所述移动平台9便于调整放板定位机构6、探针分度旋转机构7和定位旋转机构8的相对位置，更进一步地便于对PCB板10进行检测工作，有利于自动化工作；本实用新型能在较短时间内检查出SMT首件PCB板10投入试产前的SMT贴装不良问题，预防批量性的不良或报废；提高了SMT首件检测工作效率，检测过程方便快捷，节省人力和降低成本。

本实施例所述的一种SMT智能首件检测设备，所述探针分度旋转机构7包括有第一步进电机71、支撑板72、主动齿轮73和从动齿轮圆盘74，所述从动齿轮圆盘74通过旋转支撑轴75与支撑板72连接，所述第一步进电机71的第一转轴穿过支撑板72与主动齿轮73连接，所述从动齿轮圆盘74与主动齿轮73啮合连接；具体地，通过驱动第一步进电机71带动主动齿轮73转动，由于从动齿轮圆盘74与主动齿轮73啮合连接，进一步地带动从动齿轮圆盘74转动。

所述从动齿轮圆盘74上固定连接有测试转接板76，所述测试转接板76上等间隔的环设有八个测试工位77，所述八个测试工位77上分别安装有用于对PCB板10不同的元器件进行检测的探针机构78，所述探针机构78与LCR测试仪5连接；具体地，利用八个测试工位77上的探针机构78，分别对PCB板10不同的元器件进行检测，通过带动从动齿轮圆盘74转动来调动不同测试工位77上的探针机构78；通过探针机构78接触元器件表面，由LCR测试仪5测出其对应的电阻、电容和电流值，由控制器判断其值是否与导入的BOM表、数据文件的值对应，若对应则继续下一个元器件的检测；若不对应，则控制器会控制探针机构78再对元器件进行测试，若仍然不对应，则视为元器件组装不良。

所述支撑板72上还设置有用于对PCB板10的元器件的外形资料进行检测的原点相机79以及用于对探针机构78进行监控的监控相机80，所述原点相机79与显示屏3连接；具体地，预先在PCB板10上做标记点，通过原点相机79寻找PCB板10上的标记点，通过原点相机79对PCB板10进行拍照可将安装在PCB板10后的元器件的外形、文字参数、方向性和大小显示在显示屏3上，便于操作人员观看对比；所述监控相机80通过摄像头监测探针机构78是否正确地与PCB板10的元器件表面接触进行检测，若不是，监控相机80会发送信号到控制器，控制器对探针机构78进行位置校正以便于探针机构78准确地对PCB板10的元器件进行检测。

所述探针分度旋转机构7还包括有用于将从动齿轮圆盘74定位的定位块81。具体地，所述定位块81可以卡住从动齿轮圆盘74，以保证从动齿轮圆盘74的旋转位置准确，且不易移位，保证探针机构78检测的准确性和有效性。

本实施例所述的一种SMT智能首件检测设备，所述定位旋转机构8包括有第二步进电机82、旋转固定基座83以及设置于旋转固定基座83上的同步轮84，所述旋转固定基座83设置于所述探针分度旋转机构7的上方，所述旋转固定基座83与探针分度旋转机构7连接；所述第二步进电机82的第二转轴87通过同步带85与同步轮84连接，所述旋转固定基座83内设置有旋转轴杆86，所述旋转轴杆86的一端与所述探针分度旋转机构7连接，所述旋转轴杆86的另一端与所述同步轮84连接。具体地，利用第二步进电机82的第二转轴87通过同步带85与同步轮84连接，驱动第二步进电机82，第二转轴87转动的同时带动同步轮84转动，由于旋转轴杆86的两端分别与旋转固定基座83、探针分度旋转机构7，进而带动探针分度旋转机构7整体转动，以便于对探针机构78转动到合适的测试位置。

本实施例所述的一种SMT智能首件检测设备，所述同步轮84的上方设置有自锁机构88，所述自锁机构88包括有弹簧柱塞881以及与弹簧柱塞881连接的电磁铁882，所述电磁铁882上设置有推杆883，所述推杆883穿过同步轮84、旋转固定基座83与所述定位块81连接。具体地，在需要旋转不同测试工位77上的探针机构78来测试PCB板10的元器件时，所述电磁铁882断电，电磁铁882在弹簧柱塞881的弹力作用下被拉起，由于电磁铁882通过推杆883与定位块81连接，从而将定位块81拉起而不会卡住从动齿轮圆盘74；当转动从动齿轮圆盘74到对应的测试工位77上的探针机构78，需要对探针机构78进行定位时，所述电磁铁882通电，通电后电磁铁882的自锁力大于弹簧柱塞881的弹力，使得电磁铁882带动定位块81卡住从动齿轮圆盘74，保证定位后的探针机构78和从动齿轮圆盘74不易转动，可以消除第一步进电机71可能造成的旋转偏差以及主动齿轮73和从动齿轮圆盘74之间间隙产生的偏差，提高探针机构78的定位准确性，且不需从动齿轮圆盘74再复位后再调动探针机构78，其结构简单、设计合理，有利于提高工作效率。

本实施例所述的一种SMT智能首件检测设备，所述定位旋转机构8还包括有Z轴滑块89、Z轴伺服电机90和Z轴固定板91，所述Z轴固定板91上设置有用于与Z轴滑块89配合的滑槽92；所述Z轴伺服电机90的驱动端与所述Z轴滑块89连接，所述Z轴伺服电机90可驱动所述Z轴滑块89沿着滑槽92上下滑动；所述Z轴滑块89与所述旋转固定基座83连接。具体地，由于Z轴滑块89与旋转固定基座83连接，Z轴伺服电机90可驱动Z轴滑块89沿着Z轴固定板91上的滑槽92上下滑动，当需要探针机构78对PCB板10进行检测时，Z轴伺服电机90可以驱动Z轴滑块89下移，并带动探针分度旋转机构7上的探针机构78对PCB板10进行检测。

本实施例所述的一种SMT智能首件检测设备，所述放板定位机构6包括有固定底板61以及设置于固定底板61内的磁性支撑板62，所述固定板上设置有X轴支撑滑座63、左Y轴支撑滑座64和右Y轴支撑滑座65；所述固定底板61的一边角上固定连接有用于定位PCB板10的相邻两侧边的基准定位组件66；所述X轴支撑滑座63上设置有用于定位PCB板10的相邻两侧边的滑动定位组件67，所述滑动定位组件67可沿X轴支撑滑座63滑动；具体地，通过基准定位组件66和滑动定位组件67可以定位PCB板10其中的三个侧边，确保PCB板10放板的位置准确，通过所述滑动定位组件67可沿X轴支撑滑座63滑动，即通过滑动定位组件67可以定位不同大小的PCB板10。

所述左Y轴支撑滑座64上设置有可沿左Y轴支撑滑座64滑动的左滑动支座68，所述右Y轴支撑滑座65上设置有与左滑动支座68对应的可沿右Y轴支撑滑座65滑动的右滑动支座69，所述左滑动支座68和右滑动支座69之间连接有用于定位PCB板10的一边的磁铁式基板70，所述磁铁式基板70设置于磁性支撑板62的上方；具体地，通过在磁铁式基板70的两端设置有左滑动支座68和右滑动支座69，可以实现磁铁式基板70在左Y轴支撑滑座64、右Y轴支撑滑座65的方向上滑动，以便于磁铁式基板70定位固定不同尺寸大小的PCB板10；通过磁铁式基板70、基准定位组件66和滑动定位组件67可以定位PCB板10的四个侧边，PCB板10定位后，有利于探针机构78对PCB板10上的元器件进行检测，提高检测准确性。

所述X轴支撑滑座63上还设置有用于固定PCB板10的夹件631。具体地，所述夹件631上设置有旋钮螺丝，通过调节旋钮螺丝来控制夹件631的夹持力，以便于夹件631可以夹持固定多种厚度不同的PCB板10，有利于探针机构78对PCB板10上的元器件进行检测，提高检测准确性。

本实施例所述的一种SMT智能首件检测设备，所述磁铁式基板70上设置有用于支撑PCB板10的第一磁铁支撑托针701，磁铁式基板70上设置有用于安装所述第一磁铁支撑托针701的安装孔702，所述磁性支撑板62上设置有用于支撑PCB板10的第二磁铁支撑托针621；所述磁铁式基板70上设置有用于定位PCB板10的T形圆柱703，所述T形圆柱703的端部设置有用于定位不同厚度的PCB板10的反向倒角704。具体地，第一磁铁支撑托针701和第二磁铁支撑托针621的结构、形状大小一样；所述磁性支撑板62对第一磁铁支撑托针701、第二磁铁支撑托针621的托针有磁性斥力，即磁铁的反向作用力；当探针机构78下压PCB板10对PCB板10进行测试时，若探针机构78下压PCB板10的力大于磁性支撑板62的对第一磁铁支撑托针701、第二磁铁支撑托针621的托针的反向作用力，那么第一磁铁支撑托针701、第二磁铁支撑托针621的托针会缓慢下降以缓冲探针机构78对PCB板10的力来保护探针机构78和PCB板10；利用第一磁铁支撑托针701和T形圆柱703的反向倒角704卡住PCB板10，既对PCB板10有定位的作用，也可适用于不同厚度的PCB板10，可以对不同厚度的PCB板10进行定位放板和测试。

本实施例所述的一种SMT智能首件检测设备，所述移动平台9包括平台底板91以及设置于平台底板91上的X轴直线模组92和Y轴直线模组93；所述X轴直线模组92包括有X轴丝杆921、X轴滑轨922以及X轴伺服电机923，所述X轴滑轨922与固定底板61滑动连接，所述X轴丝杆921设置有用于与固定底板61连接的X轴滑件924，所述X轴伺服电机923可驱动X轴滑件924沿着丝杆直线滑动；具体地，所述X轴滑件924与固定底板61连接，所述X轴伺服电机923带动X轴滑件924沿着X轴丝杆921滑动时，所述固定底板61沿着X轴滑轨922滑动，即所述X轴直线模组92可对放板定位机构6进行移位，以便于探针机构78对放板定位机构6上的PCB板10进行检测。

所述Y轴直线模组93包括有Y轴丝杆931、Y轴滑轨932以及Y轴伺服电机933，所述Y轴滑轨932与Z轴固定板91滑动连接，所述Y轴丝杆931设置有用于与Z轴固定板91连接的Y轴滑件，所述Y轴伺服电机933可驱动Y轴滑件沿着丝杆直线滑动。具体地，通过Y轴滑件与Z轴固定板91连接，所述Y轴伺服电机933带动Y轴滑件沿着Y轴丝杆931滑动时，所述Z轴固定板91沿着Y轴滑轨932滑动，即所述Y轴直线模组93可对定位旋转机构8和探针分度旋转机构7进行移位，以便于其对放板定位机构6上的PCB板10进行检测。

本实施例所述的一种SMT智能首件检测设备，所述探针机构78包括针柱781、压板782以及针座783，所述针柱781上间隔设置有两根用于对PCB板10的元器件进行检测的第一探针784和第二探针785，所述第一探针784和第二探针785的末端设置有向内的45度斜面，所述第一探针784和第二探针785的末端形成90度的直角面。具体地，所述八个测试工位77上分别设置有用于对PCB板10上不同的元器件进行检测的探针机构78，不同的元器件对应的大小不同，所以每个测试工位77上的第一探针784与第二探针785的间隔是不一样的，第一探针784与第二探针785的间隔根据所要检测的元器件来设定，利用八个测试工位77上的第一探针784与第二探针785的间隔不同来测试不同的元器件；同时，利用所述第一探针784和第二探针785的末端设置有向内的45度斜面，所述第一探针784和第二探针785的末端形成90度的直角面，第一探针784和第二探针785的45度斜面形成的直角面接触到PCB板10上的元器件的两侧，通过LCR测试仪5测出元器件的电流值、电容值、电阻值。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。