一种点激光共面度测试装置及其方法与流程

本发明涉及共面度测试领域，具体公开了一种点激光共面度测试装置及其方法。

背景技术：

连接器，也称接插件、插头和插座，一般是指电器连接器，即连接两个有源器件的器件，用于传输电流或信号。连接器的寿命与其机械性能有关，而连接器的机械性能与连接器pin脚的排列精度、共面度有关。共面度是反映平面的平整度的重要参数，通过共面度检测可以获得工件等表面的平整信息。在smt之前，需要先排布好pin脚，再测试pin脚的共面程度，如果共面程度不好，会影响连接器的质量。

传统的共面度测试都是通过ccd相机获取被测物侧面的图像，再通过数模转换器将模拟信号转换为数字信号，获得被测物的共面度，但这样的测试方式精确度不高，获得的共面度不准确，影响连接器的质量。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种点激光共面度测试装置及其方法，通过点激光对共面度进行测试，精确度高、可靠性强。

为解决现有技术问题，本发明公开一种点激光共面度测试装置，包括机座，机座上设有x轴定位机构，x轴定位机构连接有传送轨道，传送轨道两侧分别设有第一限位板和第二限位板；机座上还设有激光支撑架，激光支撑架上设有y轴定位机构，y轴定位机构包括丝杆座，丝杆座固定丝杆的一端，丝杆的另一端连接电机，丝杆上连接有定位板；定位板外设有激光测量机构，激光测量机构位于传送轨道的上方，激光测量机构包括激光发射器、激光传感器和接收镜头，激光传感器固定于激光发射器的底部，接收镜头位于激光发射器的一侧。

进一步的，x轴定位机构包括气缸和传动板，气缸的输出端连接传动板，传动板连接传送轨道。

进一步的，第一限位板与第二限位板的间隔可调节。

进一步的，电机为步进电机。

进一步的，接收镜头内部设有ccd芯片。

进一步的，定位板与激光测量机构之间还设有z轴定位机构。

进一步的，z轴定位机构包括固定柱，固定柱固定于定位板上，固定柱通过轴承连接调节螺杆的一端，调节螺杆与移动柱螺纹连接，移动柱外固定有连接板，连接板与激光测量机构固定连接。

本发明还公开一种点激光共面度测试方法，包括以下步骤：

a、通过粗糙度测试仪器获得被测物表面的粗糙因子u、粗糙度f和粗糙斑点系数k，激光光束的直径为a，根据a＝uf+k选用不同的激光，被测物表面的粗糙越大，则选用光束直径越大的激光；

b、选用步骤a的激光，采用上述任一种点激光共面度测试装置，激光发射器发射激光到被测物表面发生反射，测得激光传感器到被测物表面的高度差和接收镜头到被测物表面的高度差；

c、移动激光发射器对准被测物表面不同的位置，重复步骤b，测量被测物表面各点分别与激光传感器、接收镜头的高度差，获得两组高度差数据；

d、根据步骤c获得的高度差数据，分别计算出两组数据的最大值、最小值，将同组数据的最大值减去最小值获得共面度，取两组数据共面度的平均值为被测物的共面度。

进一步的，在步骤b中，具体为：固定并传送被测物至激光发射器的正下方，激光发射器发射出的激光经过激光传感器后在被测物表面发生反射，部分被反射的激光进入激光传感器，另一部分被反射的激光进入接收镜头，激光传感器测得激光的往返时间，结合光速计算出激光传感器到被测物表面的高度，接收镜头测得从被测物表面反射激光的角度，结合一直接收镜头到激光发射器的距离，获得接收镜头到被测物表面的高度。

进一步的，在步骤d中，分别计算出步骤c中两组数据的平均值并描绘出两个折线图，根据平均值建立基准平面并表示于折线图内。

本发明的有益效果为：本发明公开一种点激光共面度测试装置及其方法，通过点激光对被测物平面进行测距，配合定位机构测出平面上各个点的数据，激光传感器以及接收镜头各获得一组数据，再通过两组数据计算获得共面度，测试数据精确度高、可靠性强，能够为下个工位操作提供优良的条件。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明另一视角的立体结构示意图。

图3为本发明激光测量机构的放大图。

图4为本发明z轴定位机构的放大图。

附图标记为：机座10、x轴定位机构11、气缸111、传动板112、传送轨道12、第一限位板121、第二限位板122、激光支撑架13、y轴定位机构14、丝杆座141、丝杆142、电机143、定位板15、激光测量机构16、激光发射器161、激光传感器162、接收镜头163、z轴定位机构17、固定柱171、调节螺丝172、移动柱173、连接板174。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参考图1至图4。

本发明实施例公开一种点激光共面度测试装置，包括机座10，机座10上设有x轴定位机构11，x轴定位机构11连接有传送轨道12，传送轨道12两侧分别设有第一限位板121和第二限位板122；机座10上还设有激光支撑架13，激光支撑架13上设有y轴定位机构14，y轴定位机构14包括丝杆座141，丝杆座141固定丝杆142的一端，丝杆142的另一端连接电机143，丝杆142上连接有定位板15；定位板15外设有激光测量机构16，激光测量机构16位于传送轨道12的上方，激光测量机构16包括激光发射器161、激光传感器162和接收镜头163，激光传感器162固定于激光发射器161的底部，接收镜头163位于激光发射器161的一侧。

将被测物放在传送轨道12上，传送轨道12将被测物传送到激光测量机构16的下方，激光发射器161发射激光通过激光传感器162后在被测物的表面反射，反射的部分光进入接收镜头163，另一部分光进入激光传感器162，激光传感器162通过计算激光的往返时间能够计算出激光发射器161到被测物表面的距离，接收镜头163在不同的角度下获得激光反射后的影像，再结合已知接收镜头163和激光发射器161的间距，接收镜头163同样能够获得被测物表面到激光发射器161的距离，结合两组数据获得平均值能够获得更准确的测试数据，电机143带动定位板在y轴方向移动，激光测量机构16获得该y轴上各点的数据，x轴定位机构11驱动传送轨道运动，激光测量机构16能够获得被测物整个平面的数据，最终计算出各数据的平均值、最大值、最小值，平均值能够反映被测物的基准平面，通过最大值减去最小值获得被测物的共面度，测试结果精确度高、可靠性强。

基于上述实施例，x轴定位机构11包括气缸111和传动板112，气缸111的输出端连接传动板112，传动板112连接传送轨道12。

为使本装置能够适应不同的被测物，基于上述实施例，第一限位板121与第二限位板122的间隔可调节，通过调节第一限位板121与第二限位板122的间隔，能够放入不同规格的被测物。

基于上述实施例，电机143为步进电机，能够有效提高测试精度。

基于上述实施例，接收镜头163内部设有ccd芯片，ccd芯片是将光信号转换成电信号的芯片，如在数码相机、摄像机中，将我们看到的光信号转换成电信号在经过处理，变成我们看到的数码照片。

为提高测试精度，基于上述实施例，定位板15与激光测量机构16之间还设有z轴定位机构17，z轴定位机构17包括固定柱171，固定柱171固定于定位板15上，固定柱171通过轴承连接调节螺杆172的一端，调节螺杆172与移动柱173螺纹连接，移动柱173外固定有连接板174，连接板174与激光测量机构16固定连接。通过z轴定位机构17能够有效调整激光测量机构16的z轴方向位置，进而调节激光发射的初始位置。

本发明实施例还公开一种点激光共面度测试方法，包括以下步骤：

a、通过粗糙度测试仪器获得被测物表面的粗糙因子u、粗糙度f和粗糙斑点系数k，激光光束的直径为a，根据a＝uf+k选用不同的激光，被测物表面的粗糙越大，则选用光束直径越大的激光，抗干扰程度越大，测试精度越大；

b、选用步骤a的激光，采用上述任一项实施例中的点激光共面度测试装置，激光发射器发射激光到被测物表面发生反射，测得激光传感器到被测物表面的高度差和接收镜头到被测物表面的高度差；

c、移动激光发射器对准被测物表面不同的位置，重复步骤b，测量被测物表面各点分别与激光传感器、接收镜头的高度差，获得两组高度差数据；

d、根据步骤c获得的高度差数据，分别计算出两组数据的最大值、最小值，将同组数据的最大值减去最小值获得共面度，取两组数据共面度的平均值为被测物的共面度。

基于上述实施例，在步骤b中，具体为：固定并传送被测物至激光发射器的正下方，激光发射器发射出的激光经过激光传感器后在被测物表面发生反射，部分被反射的激光进入激光传感器，另一部分被反射的激光进入接收镜头，激光传感器测得激光的往返时间，结合光速计算出激光传感器到被测物表面的高度，接收镜头测得从被测物表面反射激光的角度，结合一直接收镜头到激光发射器的距离，获得接收镜头到被测物表面的高度。

基于上述实施例，在步骤d中，分别计算出步骤c中两组数据的平均值并描绘出两个折线图，根据平均值建立基准平面并表示于折线图内，折线图能够更直观表示出被测物的共面情况。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。