一种飞针测试机的对位方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电路板测试设备的对位方法，更具体地说，本发明涉及一种在电 路板测试的飞针测试机的对位方法。
【背景技术】
[0002] 飞针式测试仪是对传统针床在线测试仪的一种改进仪器，它可以用探针来代替针 床，在X-Y机构上装有可分别高速移动的4个测试探针，最小测试间隙为0. 2_。工作时在 测单元通过皮带或者其它传送系统输送到测试机内，然后固定测试机的探针接触测试焊盘 和通路孔，从而测试在测单元的单个元件。
[0003] 飞针测试机是用探针来取代针床，使用多个由马达驱动的、能够快速移动的电气 探针同器件的引脚进行接触并进行电气测量。
[0004] 多轴飞针测试机由正（A\B)反（C\D)两面四个测试轴（探针）组成，在实际测试 中，在X-Y轴上安装由电机驱动的可独立快速移动的探针，待测试的印制电路板（PCB)由夹 具将其夹持在设备的中间，利用步进电机驱动的测试轴在Z方向快速移动与夹持在机器上 的印制电路板（PCB)的焊点进行接触并进行电气测量。
[0005] 飞针测试机（测试探针）在测试过程中要求测试轴有高速度、高精度、测试范围广 的特点。但是在现有技术中，繁琐的对位过程和不够精准的对位方法，势必给飞针的整机的 测试效率和测试精度带来不可避免的影响。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种快速准确的获取、采取简单有效的步骤、且在保证对 位精度的情况下实现测试轴的快速对位的飞针测试机的对位方法。
[0007] 本发明提供一种飞针测试机的对位方法，飞针测试机设有多个测试轴，每个测试 轴连接有在待测电路板上的焊点进行对位的探针、以及对该探针进行路径进行拍摄的CCD 相机，本对位方法包括如下步骤：
[0008] 第一步：分别获取多个探针至同一中心点在X方向和Y方向的机械坐标，同时获取 多个测试轴至该中心点的旋转角度，设定CCD相机在X方向和Y方向上的标定系数；
[0009] 第二步：获取某一探针与对应的CXD相机在X方向和Y方向之间的距离；
[0010] 第三步：在待测电路板上选择任两个第一焊点和第二焊点，记录第一焊点和第二 焊点在待测电路板上的X方向和Y方向的坐标，并计算该两个焊点在待测电路上X和Y方 向的理论差值和理论偏差的角度；
[0011] 第四步：根据第二步所述的探针与对应的CCD相机的距离，计算出该探针到待测 电路板的第一焊点中心在X方向和Y方向的机械坐标；
[0012] 第五步：根据第二步所述的探针与对应CCD相机的距离和第三步所述的两个焊点 之间X和Y方向的理论差值，计算第一探针到待测电路板的第二焊点中心在X方向和Y方 向的机械坐标；
[0013] 第六步：根据第四步和第五步两个机械坐标计算该两个焊点在X和Y方向实际的 差值和该两个焊点在待测电路板的实际偏差的角度；
[0014] 第七步：根据该两个焊点在待测电路板的实际偏差的角度和该两个焊点在待测 电路板的理论偏差的角度，计算待测电路板相对于第二步所述探针所在的测试轴的旋转角 度；
[0015] 第八步：根据上述方法，计算其他测试轴的探针分别到待测电路板的两焊点中心 在X方向和Y方向的机械坐标及待测电路板相对于各个测试轴的旋转角度。
[0016] 其中，所述第三步的两个焊点在待测电路板上的位置满足以下条件：第一焊点和 第二焊点在X方向和Y方向上均不平行和垂直。
[0017] 其中，所述第一焊点位于待测电路板的右下角，所述第二焊点位于待测电路板的 左上角。
[0018] 其中，所述第四步包括如下步骤：
[0019] Al:移动第二步所述的CXD相机与第一焊点进行对位；
[0020] A2 :记录对位后的CXD相机在X方向和Y方向的机械坐标、对位后的第一焊点的中 心在X方向和Y方向的像素坐标、以及该CCD相机中心在X方向和Y方向的像素坐标；
[0021] A3 :根据记录该第一焊点的中心像素坐标、该CXD相机的视窗中心的像素坐标、以 及该CCD相机在X方向和Y方向的标定系数计算该CCD相机的视窗中心与对位的第一焊点 中心的偏移量；
[0022] A4 :根据该CCD相机的机械坐标系、第二步所述探针所在的测试轴的方向、以及该 CCD相机的视窗中心与对位第一焊点中心的偏移量，计算该CCD相机的视窗中心对准该第 一焊点中心在X方向和Y方向的机械坐标；
[0023] A5 :根据该C⑶相机的视窗中心对准第一焊点中心的机械坐标、以及该CXD相机与 所述探针之间的距离，计算该探针到第一焊点301中心在X方向和Y方向的机械坐标。
[0024] 其中，所述第五步的具体过程为：
[0025] Bl:计算第二步所述的C⑶相机到第二焊点的理论机械坐标，根据此坐标自动移 动第一CCD相机到第二个焊点处；
[0026] B2 :记录对位后第一 (XD相机12在X方向和Y方向的机械坐标；
[0027] B3:利用上述第四步中所述方法，计算出该C⑶相机的视窗中心对准第二焊点中 心的机械坐标、以及该探针到第二焊点的中心的机械坐标。
[0028] 其中，所述步骤Al和Cl均满足要求：该CCD相机的视窗中心位于焊点的内部但不 需要对准焊点的中心。
[0029] 其中，CCD相机的视窗中心与待测电路板的某一焊点中心的偏移量的计算方法如 下：
[0030] Cl:获取该焊点的中心的像素坐标为和该C⑶相机的视窗中心的像素坐标；
[0031] C2 :根据该焊点的中心像素坐标、该CXD相机的视窗中心的像素坐标、以及C⑶相 机在X方向和Y方向的标定系数，计算该CCD相机的视窗中心与该焊点中心的偏移量。 [0032] 其中，所述第八步的具体过程为：
[0033]Dl:将第二步所述探针到待测电路板的第一焊点中心的机械坐标、以及多个探针 至同一中心点在X方向和Y方向的机械坐标通过转轴公式分别转换为绝对坐标；
[0034] D2 :利用转轴公式将多个探针分别到第一焊点中心的绝对坐标转换为机械坐标；
[0035] D3 :用同样的方式计算出其他探针到第二焊点中心的机械坐标；
[0036] D4 :利用上述第四至第七步的方法计算待测电路板分别相对于其他测试轴的旋转 角度。
[0037] 其中，第一探针的机械坐标转换为绝对坐标的转轴公式如下：
[0038]
[0039] 式中，a1为第一测试轴的旋转角度。
[0040] 其中，飞针测试机的测试轴在Z方向移动与待测电路板的焊点进行接触。
[0041] 本发明揭示一种用以对电路板测试设备的快速对位方法，通过飞针测试机快速准 确的获取每个测试探针到每个对位点的机械坐标和待测PCB相对于各个探针的旋转角度， 本发明的方法采取简单有效的步骤，在保证对位精度的情况下实现测试轴的快速对位。
【附图说明】
[0042] 图1为本发明飞针测试机与待测电路板进行测试的结构示意图；
[0043] 图2为本发明待测电路板的坐标示意图；
[0044] 图3为本发明C⑶相机正装和反装的坐标示意图；
[0045] 图4为本发明各测试轴的坐标示意图；
[0046] 图5为本发明第一(XD相机和第一测试轴的坐标不意图；
[0047] 图6为本发明待测电路板和第一测试轴的坐标示意图。
【具体实施方式】
[0048] 为了使本发明的目的、技术方案更清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进 行进一步的详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技 术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和 替换，都应该视为属于本发明的保护范围。
[0049] 本发明揭示一种飞针测试机的快速对位方法，飞针测试机是一种主要利用测试探 针在Z轴方向的可控移动和固定在主设备上的待测的印制电路板的焊点接触线接触，并进 行电气测量的设备，如图1所示，本发明飞针测试机1〇〇设有多个测试轴，每个测试轴的端 部连接由电机驱动的可独立快速移动的探针，并在每一测试轴上连接一CCD相机，CCD相机 用以拍摄该测试轴上的探针在待测电路板上的对位点的运动路径。
[0050] 在本实施例中，如图1所示，飞针测试机100设有四个测试轴（Tip)，分别为：第一 测试轴10,连接在第一测试轴10端部的第一探针11以及拍摄该第一测试轴10上的第一探 针11的运动路径的第一CCD相机12 ;第二测试轴20,连接在第二测试轴20端部的第二探 针21以及拍摄该第二测试轴20上的第二探针21的运动路径的第二C⑶相机22 ;第三测 试轴30,连接在第三测试轴30端部的第三探针31以及拍摄该第三测试轴30上的第三探 针31的运动路径的第三CCD相机32 ;以及第四测试轴40,连接在第四测试轴40端部的第 四探针41以及拍摄该第四测试轴40上的第四探针41的运动路径的第四CCD相机42。
[0051] 其中，第一测试轴10和第二测试轴20位于飞针测试机100的正面，第三测试轴30 和第四测试轴40位于飞针测试机100的反面。
[0052] 飞针测试机100用以测试待测电路板300上的焊点，待测电路板300被夹具固定 在设备上，利用步进电机驱动的飞针测试机100的测试轴在Z方向快速移动与夹持在夹具 上的待测电路板300的焊点进行接触并进行电气测量。
[0053] 本飞针测试机的对位方法包括如下步骤：
[0054]