一种用于在线测试的夹具自动开盖装置及其驱动方法与流程

本发明公开了一种用于在线测试的夹具自动开盖装置及其驱动方法，属于pcba生产的测试设备自动化技术领域。

背景技术

在线测试仪(incircuittester)简称ict即自动在线测试仪，是现代电子企业必备的pcba(printed-circuitboardassembly，印刷电路板组件)生产的测试设备。ict使用范围广，测量准确性高，对检测出的问题指示明确，是一种标准测试手段，即使电子技术水准一般的工人处理有问题的pcba也非常容易。使用ict能极大地提高生产效率，降低生产成本。

目前ict测试都是off-line进行的，夹具的开/合盖都是靠人操作的，这种缺点是一台ict机器需要一个人来操作，随着人力成本的控制及自动化的推进，需求一人控制多台测试机台进行测试，这样就要导入夹具的开/合辅助装置来协助测试人员的操作。

通过机械手臂进行夹具开合操作，控制系统庞大，需要精密的机械手臂且占用大量空间；对于现有的不同结构的翻盖夹具不能直接兼容控制；需要编程控制及需要和测试机台通讯；系统投入成本高，维护费用也高。这种通过机械手臂进行夹具开合操作，显然不能适合对现有设备的应用改造。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种代替夹具的开/合盖靠人操作的用于在线测试的夹具自动开盖装置及其驱动方法。达到通过简单的电器控制系统就可以实现夹具开盖自动化；该装置可以方便地控制不同的翻盖式夹具自动开盖；并且不需要复杂的机械结构，开发复杂的控制软件。

本发明的技术特征是利用三极管的开关特性来控制系统on/off；利用延时开关解决系统自动复位；利用重力块及牵引索解决不同翻盖夹具行程差异及弧形运动轨迹的问题。

一种用于在线测试的夹具自动开盖装置，包括ict机台、显示器以及设置在机台上的夹具下盖和夹具上盖，其特征是在所述的机台后侧竖直设置立筒，所述的立筒下端安置小型气缸总成，小型气缸总成的活塞杆顶端设置托板；所述的立筒上端设置定滑轮，一条牵引索通过锁扣与上盖把手固定连接，所述的牵引索的另一端绕过定滑轮与立筒内的重力块固定连接，所述的重力块与小型气缸总成的活塞杆顶端的托板相对；所述的小型气缸总成上设置进气管、出气管与电磁阀相连通，电磁阀与压缩空气管道相连通；在机台内设置控制器，所述的控制器由电磁阀电源线与电磁阀相连接，所述的控制器通过开盖控制信号线与测试机台构成控制回路，控制器设置ac电源接口。

本发明包括机械部分和电控部分。

机械部分结构

工作原理：牵引索一端通过锁扣和测试夹具上盖固定，另一端和重力块固定，通过控制器对电磁阀提供或断开12v电源（连接线为电磁阀电源线），从而使高压气体进入或排出小型气缸总成，推动活塞杆一端的托板上或下活动，同时也推动重力块也一起上或下活动。

工作时，当托板下降时，重力块也下降，重力块在重力的作用下会通过牵引索把夹具上盖拉开；托板向上活动时推动重力块向上移动，牵引索松开，夹具上盖在重力作用下关闭。

不同尺寸的夹具上盖开/合的行程是不一样的，故重力块和托板在本方案中是不固定在一起的，行程最大的夹具开盖距离也会是最大，要求小型气缸总成活塞的行程等于或大于上盖打开的行程，上盖行程小的夹具在重力块在下降后会和托板分离，从而实现了行程不一致的各类夹具的兼容。

其中开盖控制信号线连接ict测试机台板卡上的继电器，机台测试结束后，会控制继电器合上0.5秒，控制器即刻迅速断开电磁阀电源，从而对小型气缸总成泄气，托板和重力块一起下降，重力块牵拉牵引索拉动夹具上盖打开；控制器在延时0～10秒（本方案为4秒）后，控制器又恢复对电磁阀通电，高压气体再次进入小型气缸总成，从而推动托板和重力块上升，牵引索松开，夹具上盖就可以自由开合了。

本发明中的控制器，包括一个将220v交流电转成12v直流电源的ps1电源模块，所述的12v直流电源串联一个控制继电器k2的动合触点与为电磁阀供电的延时开关k1相连接，所述的12v直流电源连接三端稳压器u1，三端稳压器u1的输出端与一个由晶体管q1、q2组成的直流开关相连接，所述的直流开关的负载是控制继电器k2，直流开关的控制端设置手动按键s2，所述的手动按键s2两端与控制信号线相连接。

所述的12v直流电源回路设置开关s1，s1为开合式开关，控制12v的通断，换夹具时可断开s1方便牵引索固定在夹具盖子上；s2为触点开关，按一下控制vdd断电一次，同时小型气缸总成的活塞下行，带动活塞杆一端的托板和重力块下降，把夹具盖子拉开，当vdd恢复后，接通12v供电回路，继电器k1延时一定时间后会恢复给电磁阀供电，小型气缸总成的活塞上行，带动活塞杆一端的托板和重力块再次上升松开夹具盖子，此功能可供人工控制夹具开盖；

本发明技术方案带来的有益效果如下：

本发明控制简单可靠，只增加简单的硬件就实现自动化开盖，所有现存的夹具无论大小都不需要做任何修改，成本极低；由于自动化开盖，可以实现一人操作多台测试夹具，节约人工成本。

附图说明

附图1是本发明夹具上盖关闭状态的结构示意图。

附图2是本发明夹具上盖开启状态的结构示意图。

以上附图中：1-控制器、2-开盖控制信号线、3-ac电源接口、4-电磁阀、5-压缩空气管道、6-电磁阀电源线、7-进气管、8-出气管、9-小型气缸总成、10-托板、11-重力块、12-立筒、13-定滑轮、14-牵引索、15-锁扣、16-上盖把手、17-夹具上盖、18-夹具下盖、19-ict机台、20-显示器。

附图3是本发明的控制器的电原理图。

具体实施方式

实施例一

一种用于在线测试的夹具自动开盖装置，包括ict机台、显示器以及设置在机台上的夹具下盖和夹具上盖，其特征是在所述的机台后侧竖直设置立筒，所述的立筒下端安置小型气缸总成，小型气缸总成的活塞杆顶端设置托板；所述的立筒上端设置定滑轮，一条牵引索通过锁扣与上盖把手固定连接，所述的牵引索的另一端绕过定滑轮与立筒内的重力块固定连接，所述的重力块与小型气缸总成的活塞杆顶端的托板相对；所述的小型气缸总成上设置进气管、出气管与电磁阀相连通，电磁阀与压缩空气管道相连通；在机台内设置控制器，所述的控制器由电磁阀电源线与电磁阀相连接，所述的控制器通过开盖控制信号线与测试机台构成控制回路，控制器设置ac电源接口。

所述的控制器，包括一个将220v交流电转成12v直流电源的ps1电源模块，所述的12v直流电源串联一个控制继电器k2的动合触点与为电磁阀供电的延时开关k1相连接，所述的12v直流电源连接三端稳压器u1，三端稳压器u1的输出端与一个由晶体管q1、q2组成的直流开关相连接，所述的直流开关的负载是控制继电器k2，直流开关的控制端设置手动按键s2，所述的手动按键s2两端与控制信号线相连接。

所述的12v直流电源回路设置手动开关s1。（参见附图3）

实施例的具体结构介绍：

夹具开盖机械结构

工作原理：牵引索14一端通过锁扣15和测试夹具上盖17固定，另一端和重力块11固定，通过控制器1对电磁阀4提供或断开12v电源（连接线为电磁阀电源线6），从而使高压气体进入或排出小型气缸总成9，推动活塞杆一端的托板10上或下活动，同时也推动重力块11也一起上或下活动。

当托板10下降时，重力块11也下降，重力块在重力的作用下会通过牵引索14把夹具上盖17拉开；托板10向上活动时推动重力块11向上移动，牵引索14松开，夹具上盖17在重力作用下关闭。

不同尺寸的夹具上盖开/合的行程是不一样的，故重力块11和托板10在本方案中是不固定在一起的，行程最大的夹具开盖距离也会是最大，要求小型气缸总成活塞的行程等于或大于上盖打开的行程，上盖行程小的夹具在重力块在下降后会和托板分离，从而实现了行程不一致的各类夹具的兼容。

其中开盖控制信号线2连接ict测试机台19板卡上的继电器，机台测试结束后会控制继电器合上0.5秒，控制器即刻迅速断开电磁阀电源，从而对小型气缸总成泄气，托板和重力块一起下降，重力块牵拉牵引索拉动夹具上盖打开；控制器在延时0～10秒（本方案为4秒）后，控制器又恢复对电磁阀通电，高压气体再次进入小型气缸总成，从而推动托板和重力块上升，牵引索松开，夹具上盖就可以自由开合了（具体见图1）。

控制器电路说明如下：

电源模块：通过ps1电源模块将220v交流电转成12v直流，供延时开关k1为电磁阀供电，同时通过u1将12v转成5v给控制电路供电；

延时继电器模块：延时继电器k1初始状态为4脚12脚导通，通电后根据设定的时间（0～10秒）后4脚12脚开路，同时5脚9脚导通，接通电磁阀供电回路；

开关：s1为开合式开关，控制12v的通断，换夹具时可断开s1方便牵引索固定在夹具盖子上；s2为触点开关，按一下控制vdd断电一次，同时小型气缸总成的活塞下行，带动活塞杆一端的托板和重力块下降，把夹具盖子拉开，当vdd恢复后，接通12v供电回路，继电器k1延时一定时间后会恢复给电磁阀供电，小型气缸总成的活塞上行，带动活塞杆一端的托板和重力块再次上升松开夹具盖子，此功能可供人工控制夹具开盖；

控制器工作原理：s1合上后，12v开始给系统供电并初始化，u1会把12v转为5v，并通过r5给n形管q2栅极供电，q2和q1都处于on状态，vdd=+5va；k2开始工作，其4脚5脚导通，12v供电延时继电器k1工作，此时k1先是4脚12脚导通，电磁阀没有电压，托板和重力块都处于最下端，并且通过牵引索把夹具盖子拉起；k1一定的延时结束后，4脚12脚断开，同时5脚9脚导通，并给电磁阀供12v电压，电磁阀开始工作小型气缸总成开始充气托板推动重力块一起上升至最高点，此时牵引索松弛，夹具盖子可以自由开合。当夹具放入待测线路板并合上盖子后开测试，测试完成后，测试机台会通过程序控制连接到signal+和signal-（开盖控制信号线2）的继电器短路0.5秒钟，+5va瞬间断电并再次上电，k1的工作电压也会相应断电并上电，k1复位并重新计时，电磁阀没有电压会让小型气缸总成泄气，同时托板和重力块下降，拉开夹具；k1延时时间结束后对电磁阀恢复供电，小型气缸总成充气并推动托板和重力块上升，整个系统会重复上面的过程，从而实现把夹具上盖拉开后再马上松开，方便人工取板，手动合起夹具。测试控制器的电路见图3。

综上所述，一种用于在线测试的夹具自动开盖装置的驱动方法，其特征是夹具放入待测线路板并合上盖子开测试，当测试完成后，测试机台通过程序控制连接到signal+和signal-（开盖控制信号线2）的继电器动作，短接0.5秒钟，所述的由晶体管q1、q2组成的直流开关控制的+5va瞬间断电并再次上电，控制继电器k2切断延时开关k1的工作电压，相应断电并上电，k1复位并重新计时，电磁阀没有电压会让小型气缸总成泄气，同时托板和重力块下降，拉开夹具；k1延时时间结束后对电磁阀恢复供电，小型气缸总成充气并推动托板和重力块上升，整个系统会重复上面的过程，从而实现把夹具上盖拉开后再马上松开。

本发明的这种驱动方法解决了测试系统与开盖装置之间的信息通讯，实现了仅靠模拟信号的传输就完成了自动检测与自动开盖数控/模拟两个不同系统的顺畅控制。体现出本发明的高度新颖性、创造性以及实用性。