一种PCB板测试方法、装置及测试设备与流程

本发明涉及pcb(printedcircuitboard，印制电路板)板测试领域，尤其涉及一种pcb板测试方法、装置及测试设备。

背景技术：

pcb板在制造完成之后需要对其进行一系列的性能测试，其中一项是通过飞针测试机对pcb板进行性能测试，现有的测试设备中，由于测试行程短，且测试轴(z轴)在测试过程中高速运动，这是就容易导致测试轴振动比较大，容易使得测试轴偏移原定痕迹，导致测试精度降低，同时，高速运动容易使得测试轴在pcb板上产生的扎痕偏大，造成pcb板测试后产品质量受损的情况。

技术实现要素：

为解决上述在测试pcb板时由于高速而导致振动偏大和探针在pcb板上留下扎痕偏大的问题，本发明实施例提供一种pcb板测试方法、装置及测试设备：

一方面，提供一种pcb板测试方法，所述pcb板的测试方法包括：

获取测试轴上的探针零点到所述pcb板上表面的整体距离；

根据所述整体距离在所述探针零点与所述pcb板上表面之间确定一调节点；

控制所述测试轴以位置模式(指上位机给到电机的设定位置和电机本身的编码器位置反馈信号或者设备本身的直接位置测量反馈进行比较形成位置环，以保证伺服电机运动到设定的位置)运动，当所述测试轴上的探针运动到所述调节点时，控制所述测试轴以力矩模式(指伺服电机按给定的力矩进行旋转，以保持电机电流环的输出恒定)运动；

当所述测试轴运动到所述探针至pcb板的整体距离时，所述测试轴停止运动，并进行相应的测试。

进一步的，在控制所述测试轴以位置模式运动之前，所述pcb板测试方法还包括获取电机音圈的电流值与所述探针与pcb板接触时的压力大小的映射关系，具体为：

根据所述电机音圈设定的初始电流值，控制所述测试轴上的探针从零点位置运动到测试板上表面；

记录所述测试轴上的探针在与测试板上表面接触时的压力大小，并获取扎痕图像；

改变所述电机音圈的电流值，在不同的电流值下控制所述测试轴上的探针从零点位置运动到测试板上表面，并记录在不同电流值下所述测试轴上的探针与测试板上表面接触时的压力大小，并获取扎痕图像；

将获取的多个扎痕图像与预设图像进行比对，得到满足扎痕要求的图像；

获取所述满足扎痕要求的图像对应的电流值和所述压力大小的映射关系。

进一步的，根据所述距离在所述探针零点与所述pcb板上表面之间确定一调节点，具体为：将与所述探针零点的距离占所述整体距离的80％的位置确定为调节点。

进一步的，所述控制所述测试轴以位置模式运动，当所述测试轴上的探针运动到所述调节点时，控制所述测试轴以力矩模式运动具体为：

控制所述测试轴以位置模式运动；

实时记录所述探针的位置，并比较判断所述探针的位置与所述调节点的位置关系；

当所述探针的位置与所述调节点重合时，控制所述测试轴以力矩模式运动并且限制控制器的输出电流来减少音圈电机的力。

另一方面，提供一种pcb板测试装置，包括：

第一获取模块，用于获取测试轴上探针零点到所述pcb板上表面的整体距离；

调节点确定模块，用于根据所述整体距离在所述探针零点与所述pcb板上表面之间确定一调节点；

控制模块，用于控制所述测试轴以位置模式运动，当所述测试轴上的探针运动到所述调节点时，控制所述测试轴以力矩模式运动并且限制控制器的输出电流来减少音圈电机的力；

所述控制模块还用于当所述测试轴上的探针接触pcb板上表面时，控制所述测试轴停止运动，并进行相应的测试。

进一步的，还包括第二获取模块，用于在所述控制模块控制所述测试轴以位置模式运动之前，获取电机音圈的电流大小与所述探针与pcb板接触时的压力大小的映射关系，所述第二获取模块包括：

驱动控制单元，用于根据所述电机音圈设定的初始电流值，控制所述测试轴上的探针从零点位置运动到测试板上表面；

数据采集单元，用于记录所述测试轴上的探针在与测试板上表面接触时的压力大小，并获取扎痕图像；

电流控制单元，用于改变所述电机音圈的电流值；

所述驱动控制单元还用于在不同的电流值下控制所述测试轴上的探针从零点位置运动到测试板上表面，所述数据采集单元还用于记录在不同电流大小下所述测试轴上的探针与测试板上表面接触时的压力大小，并获取扎痕图像；

比较单元，用于将所述记录单元获取的多个扎痕图像与预设图像进行比对，得到满足扎痕要求的图像；

映射单元，获取所述满足扎痕要求的图像对应的电流值和压力大小的映射关系。

进一步的，所述调节点确定模块具体用于将与所述探针零点的距离占所述整体距离的80％的位置确定为调节点。

进一步的，所述控制模块包括：

速度控制单元，用于控制所述测试轴以位置模式运动；

记录判断单元，用于实时记录所述探针的位置，并比较判断所述探针的位置与所述调节点的位置关系；

所述速度控制单元还用于当所述探针的位置与所述调节点重合时，控制所述测试轴以力矩模式运动并且限制音圈电机的输入电流。

另一方面，提供一种测试设备，包括：

至少一个控制器；以及

与所述至少一个控制器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个控制器执行的指令，所述指令被所述至少一个控制器执行，以使所述至少一个控制器能够执行权利要求1至4任一项所述的pcb板测试方法。

另一方面，提供一种非易失性可读存储介质，所述非易失性可读存储介质存储程序指令，当测试设备执行所述程序指令时，用于执行权利要求1至4任一项所述的pcb板测试方法。

本发明提供的pcb板测试方法、装置及测试设备，通过将测试过程分为测试轴以位置模式运动的阶段，和在调节点改变电流让测试轴以力矩模式运动的阶段，避免了传统pcb板测试方法中因为测试轴在高速、短行程、前后往复运动的测试过程中测试轴容易产生振动偏移以及扎痕偏大的问题，保证了整个测试周期合适，且测试精准，提升了pcb板测试的品质和效率。

附图说明

图1为本发明实施例一所述pcb板测试方法流程框图；

图2为本发明实施例一所述pcb板测试方法轨迹规划图；

图3为本发明实施例二所述获取电流大小与探针与pcb板接触时力大小的比例关系方法流程框图；

图4为本发明实施例三中所述pcb板测试装置结构示意图；

图5为本实施例四提供的pcb测试装置的结构框图；

图6为本发明实施例四所述第二获取模块的组成结构示意图；

图7为本发明实施例五中提供的pcb板测试方法的测试设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,附图中给出了本发明的较佳实施例。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参阅图1，图示为本发明实施例中pcb板测试方法的流程框图，所述测试方法包括：

s1：获取测试轴上探针零点到所述pcb板上表面的整体距离；

在本发明实施例中，设置一个固定的脉冲值，所述脉冲值对应一定的距离值，通过脉冲值控制测试轴运动，一次一个脉冲，直到测试轴上的探针接触到所述pcb板的上表面，这样，就可以根据测试轴运动的脉冲数，从而计算得出探针零点到pcb板上表面的具体距离值。

s2：根据所述整体距离在所述探针零点与所述pcb板上表面之间确定一调节点；

在本发明实施例中，在测试轴上的探针从零点运动到pcb板上表面的过程中，还需设定一个调节点，并在所述调节点改变驱动电机的电流大小，优选的，调节点设定在调节点与探针零点位置的距离占上述距离的80％位置处；当然，在实际应用中，可根据实际情况设定所述调节点的位置，本发明并不对其进行限定或者固定。

s3：控制所述测试轴以位置模式运动，当所述测试轴上的探针运动到所述调节点时，控制所述测试轴以力矩模式运动；

在本发明实施例中，所述探针从零点运动到pcb板上表面的过程分为两个阶段，第一阶段为探针从零点运动到调节点，在这一阶段中，探针以位置模式高速运动到调节点；第二阶段为探针从调节点运动到pcb板的上表面，在这一阶段中，在调节点改变驱动测试轴运动的电机电流，并对所述电机电流进行限制，使得测试轴(即探针)从调节点开始以力矩模式运动到所述pcb板的上表面时刚好停止。

s4：当所述测试轴运动到所述探针至pcb板的整体距离时，所述测试轴停止运动，并进行相应的测试。

对应上述步骤，参阅图2示例，图示为本发明实施例所述pcb板测试方法中探针的运动轨迹示意图，其中，探针零点为a，调节点为b，pcb板上表面为c，探针从零点a运动到调节点b时为高速运动的位置模式，从调节点b运动到pcb板上表面c时为低速运动的力矩模式。

在本发明实施例中，最终目的是为了使用探针对pcb板进行检测，同时，保证探针在于pcb板相接触时，不会在pcb板上留下不合理的扎痕，使得检测质量太差而不合格，本发明中，探针在调节点以后采用力矩模式运动可以保证探针在接触到pcb板时及时停止，这样就可以保证探针在pcb板上留下的扎痕不会偏大，从而影响测试质量；然后，控制探针对pcb板进行检测操作。

本发明实施例通过在探针的运动轨迹上设置一个调节点，在探针运动到调节点前控制探针以位置模式高速运动，控制探针从调节点开始以力矩模式运动到pcb板上表面，同时，在探针接触pcb板时探针可以及时停止，在保证测试质量的同时，也提高了测试的效率。

实施例二

进一步地，在实施例一的基础上，在本发明实施例中，在控制所述测试轴以位置模式运动之前，还包括获取电机音圈的电流值与所述探针与pcb板接触时的压力大小的映射关系，参阅图3，图示为本发明获取电机音圈电流值与探针压力大小的映射关系的流程框图，包括步骤：

s21：根据所述电机音圈设定的初始电流值，控制所述测试轴上的探针从零点位置运动到测试板上表面；

为使探针从零点运动到测试板，需要通过电机驱动测试轴运动，本发明实施例先通过设定一个初始的电流值，控制电机来驱动所述测试轴，使探针从零点运动到测试板上表面。

在本发明实施例中，在所述测试轴的探针针头上还设置有压力传感器，在探针从零点位置运动到pcb板的过程中，用于检测探针是否已经与所述pcb板上表面相接触。

s22：记录所述测试轴上的探针在与测试板上表面接触时的压力大小，并获取扎痕图像；

当探针与测试板互相接触时，由于探针在运动中具有一定大小的力，因此会在测试板板上表面留下与力大小相对应的扎痕，本发明实施例通过测量仪器测量出探针与测试板上表面相接触时的力大小，并通过采集仪器获取探针在测试板上表面所产生扎痕的图像。

s23：改变所述电机音圈的电流值，在不同的电流值下控制所述测试轴上的探针从零点位置运动到测试板上表面，并记录在不同电流值下所述测试轴上的探针与测试板上表面接触时的压力大小，并获取扎痕图像；

在本发明实施例中，为了得到不同输入电流的情况下的探针在与所述测试板板上表面接触时产生的力大小以及扎痕大小，可预设一组输入所述电机音圈的电流值，因为所述电机音圈在不同的电流的驱动下，探针所具有的速度是不一样的，所以可以通过改变音圈电流的大小，来得到在探针不同力大小作用下，探针在测试板上留下的扎痕大小，同时，通过测量仪器测量出探针与测试板上表面相接触时的力大小，通过采集仪器获取探针在测试板上表面所产生扎痕的图像。

s24：将获取的多个扎痕图像与预设图像进行比对，得到满足扎痕要求的图像；

在本发明实施例中，为了提高测量质量，保证测量后的产品的性能和外观，需要保证探针在测试后留下的扎痕与预设的扎痕相符合，通过采集仪器采集探针在测试板上表面所产生扎痕的图像，并与与预设的扎痕大小的图像进行比对，得到满足扎痕要求的图像。

s25：获取所述满足扎痕要求的图像对应的电流值和所述压力大小的映射关系。

最后，在本发明实施例中，通过得到的满足扎痕要求的图像，找出相对应的电流值与压力大小，然后分析计算出对应的电流值与探针压力大小的映射关系。

在本发明实施例中，当探针运动到调节点时需要改变电机音圈电流的大小，为了精准、及时改变电流大小，本发明实施例还包括记录判断模块，用于控制所述测试轴以位置模式运动，实时记录所述探针的位置，并比较判断所述探针的位置与所述调节点的位置关系；以及，变速模块，用于当所述探针的位置与所述调节点重合时，控制所述测试轴由位置模式转换成以力矩模式运动。

本发明实施例通过在不同电流值下控制探针运动到测试板，同时获取探针在测试板上留下的扎痕图像，以及不同电流值与探针和测试板接触时的压力大小的映射关系，再将获取的不同电流值下的扎痕的图像与预设的图像相比较，从而可以得到最佳映射关系。

实施例三

参阅图4，图示为本发明提供的pcb板测试装置，具体包括第一获取模块310、调节点确定模块320和控制模块330，下面对各模块进行详细说明：

距离测量模块310用于获取测试轴上探针零点到所述pcb板上表面的整体距离；

在本发明实施例中，设置一个固定的脉冲值，所述脉冲值对应一定的距离值，通过脉冲值控制测试轴运动，一次一个脉冲，直到测试轴上的探针接触到所述pcb板的上表面，所述距离测量模块310的功能就是从软件的层面来控制脉冲的发射，并叠加总的脉冲发射次数，然后将脉冲数转换成距离值，从而完成探针零点到pcb板上表面的距离测量。

调节点确定模块320用于根据所述距离在所述探针零点与所述pcb板上表面之间确定一调节点；在本发明实施例中，在测试轴上的探针从零点运动到pcb板上表面的过程中，还需设定一个调节点，位置确定模块320的功能是根据探针零点到pcb板上表面的实际测试距离值来设定调节点。

控制模块330用于控制所述测试轴以位置模式运动，当所述测试轴上的探针运动到所述调节点时，控制所述测试轴以力矩模式运动；

在本发明实施例中，所述探针从零点运动到pcb板上表面的过程分为两个阶段，第一阶段为探针从零点运动到调节点，在这一阶段中，探针以位置模式运动到调节点；第二阶段为探针从调节点运动到pcb板的上表面，速度控制模块330的功能就是从软件层面来区分第一阶段为探针零点到调节点，第二阶段为调节点到pcb板的上表面，从而控制第一阶段以位置模式运动，第二阶段将测试轴的运动模式由位置模式转换成力矩模式，然后以力矩模式运动到pcb板的上表面。

本发明实施例通过不同模块精准地控制了探针在从零点运动到pcb板上表面的过程，使得探针可在运动过程中按预设的轨迹运动，从而保证了最终测试的质量。

实施例四

在实施例三的基础上，进一步参阅图5，图示为本实施例提供的pcb测试装置的结构框图，所述装置还包括第二获取模块340，所示第二获取模块340用于在所述控制模块控制所述测试轴以位置模式运动之前，获取电机音圈的电流大小与所述探针与pcb板接触时的压力大小的映射关系，其中，参阅图6，所述第二获取模块340进一步包括驱动控制单元341、数据采集单元342、电流控制单元343、比较单元344以及映射单元345，下面对各单元进行详细说明：

驱动控制单元341用于根据所述电机音圈设定的初始电流值，控制所述测试轴上的探针从零点位置运动到测试板上表面；

在本发明实施例中，探针安装在测试轴上，测试轴通过电机驱动，因为一定大小的电流驱动测试轴时，测试轴以相应的速度运行，驱动控制单元341的功能就是从软件层面上控制硬件驱动测试轴从探针零点运动到pcb板上表面的操作。

数据采集单元342用于记录所述测试轴上的探针在与测试板上表面接触时的压力大小，并获取扎痕图像；

为了得到合适大小的扎痕图像，以及所述电流值与压力大小的映射关系，在本发明实施例中，数据采集单元342的功能就是采集扎痕的图像以及与之相对应的电流值和压力大小。

电流控制模块343用于改变所述电机音圈的电流值；在本发明实施例中，为了得到不同速度下探针在与所述pcb板接触时产生的扎痕大小，即相对应的电机驱动测试轴运动的电流大小，需要多次改变驱动电机的电流大小，电流控制模块343的功能就是从软件层面上改变电流控制程序的参数，在硬件层面上实现测试轴在不同的电流大小下进行运动的操作，然后，通过所述驱动控制单元控制所述测试轴上的探针从零点位置运动到测试板上表面，通过所述数据采集单元342记录在不同电流大小下所述测试轴上的探针与测试板上表面接触时的压力大小，并获取扎痕图像。

比较单元344用于将所述记录单元获取的多个扎痕图像与预设图像进行比对，得到满足扎痕要求的图像；

在本发明实施例中，为了得到最佳大小的扎痕，对在不同电流大小下产生的扎痕进行获取，比较单元344的功能就是将获取的扎痕图像与预设的扎痕图像相比较，得到最接近预设扎痕图像的扎痕图像。

映射单元345用于获取所述满足扎痕要求的图像对应的电流值和压力大小的映射关系。

得到满足要求的扎痕图像后，找出相对应的电流值和探针在接触测试板时的压力大小，映射单元345的功能就是从软件层面上分析计算出满足扎痕要求的图像对应的电流值和压力大小的映射关系。

在本发明实施例中，还包括用于设定调节点的调节点设置模块，用于将与所述探针零点的距离占所述整体距离的80％的位置确定为调节点；

请再次参阅图4，在本实施例中，所述控制模块330包括速度控制单元331和记录判断单元332，其中，所述速度控制单元331用于控制测试轴以位置模式运动到调节点，以及控制测试轴在所述调节点的运动模式由位置模式转换成以力矩模式运动到pcb板上表面；所述记录判断单元332用于实时记录所述探针从零点运动到调节点过程中的位置，并比较判断所述位置与所述调节点的位置关系。

本发明实施例通过各模块对探针从零点运动到测试板过程中各个不同过程的测试以及对各项数据进行记录、比较和分析，最终得到了探针从零点运动到测试板过程中电流值与探针与测试板相接触时压力大小的映射关系，并通过将各种不同电流值下扎痕图像与预设的扎痕图像相比较得到了最佳的折痕图像，从而得到相对应的最佳映射关系。

实施例五

参阅图7，图示为本发明提供的pcb板测试方法的测试设备的硬件结构示意图，该设备包括：

一个或多个控制器510以及存储器520，图7为其中一个控制器为例。

执行pcb板测试方法的测试设备还包括电机530和测试轴540。

其中，电机530和测试轴540连接，控制器510、存储器520和电机530可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。

存储器520作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的pcb板测试方法对应的程序指令/模块(例如，附图4中所示的距离测量模块310、调节点确定模块320、速度控制模块330和运动控制模块340)。控制器510通过运行存储在存储器520中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例pcb板测试方法。

存储器520可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储进行pcb板测试时所创建的数据等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器520可选包括相对于处理器510远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至所述测试设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

电机530用于执行所述存储器520中的非易失性软件程序、指令以及模块，通过控制器510控制电机530执行相对应的操作。

测试轴540用于执行所述存储器520中的非易失性软件程序、指令以及模块，通过控制器510控制测试轴540执行相对应的操作。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器520中，当被所述一个或者多个控制器510执行时，执行上述任意方法实施例中的pcb板测试方法。

上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或智能终端或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明提供的pcb板测试方法及其装置、测试设备，通过将测试过程分为以位置模式运动的阶段，和在所述调节点改变电流而使得探针由以位置模式转换成以力矩模式运动的阶段，避免了传统pcb板测试方法中因为测试轴在高速、短行程、前后往复运动的测试过程中测试轴容易产生振动偏移以及扎痕偏大的问题，保证了整个测试周期合适，且测试精准，提升了pcb板测试的品质和效率。

以上仅为本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。