水平式飛針測(cè)試機(jī)的設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水平式飛針測(cè)試機(jī)制造領(lǐng)域，尤其涉及一種水平式飛針測(cè)試機(jī)的設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]飛針測(cè)試機(jī)是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)快速移動(dòng)探針接觸測(cè)試板的焊盤或器件引腳并進(jìn)行電性能測(cè)量的設(shè)備，飛針測(cè)試機(jī)要達(dá)到的效果主要有精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制、可靠的電氣性能、快速的測(cè)試效率、多樣的測(cè)試能力，而良好的機(jī)械架構(gòu)是達(dá)到上述效果的關(guān)鍵。隨著PCB板向高密度化、多層化、微型化發(fā)展，PCB板線寬和線距不斷縮小，飛針測(cè)試機(jī)的測(cè)試精度和測(cè)試效率的要求也越來越高。
[0003]飛針測(cè)試機(jī)按結(jié)構(gòu)通?？煞譃樨Q立式和水平式兩種。由于機(jī)器本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，相對(duì)于豎立式飛針測(cè)試機(jī)，水平式飛針測(cè)試機(jī)容易實(shí)現(xiàn)更高的測(cè)試速度和測(cè)試精度。但目前市面上的水平式飛針測(cè)試機(jī)均采用單個(gè)電機(jī)側(cè)邊驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)架設(shè)方式，即在跨梁的一側(cè)設(shè)置一個(gè)電機(jī)作為主動(dòng)端來控制跨梁的運(yùn)動(dòng)，跨梁另外一端作為從動(dòng)端跟隨運(yùn)動(dòng)。
[0004]但對(duì)于大幅面的高速高精的側(cè)驅(qū)水平式飛針測(cè)試機(jī)，跨梁兩側(cè)精度會(huì)存在不一致的問題，主要影響因素包括:負(fù)載重量、跨梁結(jié)構(gòu)、跨梁質(zhì)量和剛度、滑塊剛度和阻尼等等，因?yàn)檫@些因素，側(cè)驅(qū)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)成為一大難點(diǎn)，它在很大程度上阻礙了機(jī)器往大幅面和高精度發(fā)展的步伐。為了解決兩側(cè)精度不一致的問題，主要有三種方式:
[0005]—、采用雙側(cè)驅(qū)動(dòng)方式，但此方式的技術(shù)成本偏高，所以雙驅(qū)方式常用在高端精密儀器設(shè)備。
[0006]二、減小跨梁跨距方式，能明顯提升側(cè)驅(qū)結(jié)構(gòu)性能，但對(duì)于大幅面的側(cè)驅(qū)機(jī)器，加工范圍一定，跨梁跨距的減小會(huì)受限。
[0007]三、調(diào)整跨梁結(jié)構(gòu)，降低跨梁質(zhì)量，提高跨梁剛度，并匹配合適的導(dǎo)軌滑塊(包括數(shù)量、位置等)，此方式可以在一定程度提升側(cè)驅(qū)性能，但是設(shè)計(jì)難度大，特別對(duì)于大跨距的側(cè)驅(qū)，提升性能顯得非常困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種水平式飛針測(cè)試機(jī)的設(shè)計(jì)方法，以解決現(xiàn)有單邊驅(qū)動(dòng)測(cè)試機(jī)主動(dòng)端和從動(dòng)端精度不一致的問題。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種水平式飛針測(cè)試機(jī)的設(shè)計(jì)方法，所述水平式飛針測(cè)試機(jī)包括床身、活動(dòng)的且懸空設(shè)置于所述床身上方的跨梁、以及活動(dòng)的設(shè)置于所述跨梁上的測(cè)試頭，所述設(shè)計(jì)方法包括在所述床身上方沿同一方向懸空的設(shè)置有第一橫梁、第二橫梁、第三橫梁，所述跨梁為兩條，并排且活動(dòng)的設(shè)置于所述第一、二、三橫梁下方，分別驅(qū)動(dòng)兩條所述跨梁沿所述第一橫梁移動(dòng)的兩個(gè)第一驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置于所述第一橫梁的端部兩側(cè)；所述第一、二、三橫梁與所述床身分別呈龍門形狀，所述第一橫梁位于所述床身的中間，所述第二、第三橫梁分別位于床身的兩側(cè)端。
[0010]優(yōu)選地，所述第一、二、三橫梁下方分別設(shè)有一條第一直線導(dǎo)軌，所述跨梁通過與所述第一直線導(dǎo)軌適配的第一滑塊活動(dòng)的懸掛于所述第一、二、三橫梁下方。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述第一驅(qū)動(dòng)裝置為第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)，兩個(gè)所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)分別設(shè)置在所述第一橫梁的端部兩側(cè)，所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸固定連接有第一絲桿，所述跨梁上固定連接有與所述第一絲桿適配的第一絲桿螺母，所述跨梁通過所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)在所述第一、二、三橫梁下方來回移動(dòng)。
[0012]優(yōu)選地，當(dāng)床身的長方向和寬方向的測(cè)試范圍為a和b，且a多b時(shí)，所述第一、二、三橫梁沿所述床身長方向設(shè)置，所述跨梁沿所述床身寬方向設(shè)置。
[0013]優(yōu)選地，所述跨梁對(duì)應(yīng)于所述第一橫梁上的第一直線導(dǎo)軌的位置上設(shè)有兩個(gè)第一滑塊。
[0014]優(yōu)選地，所述第一橫梁的下方并排的設(shè)置兩條第一直線導(dǎo)軌，所述跨梁中間位置對(duì)應(yīng)的設(shè)置兩排第一滑塊。
[0015]優(yōu)選地，所述跨梁上設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述測(cè)試頭的第二驅(qū)動(dòng)裝置，所述第二驅(qū)動(dòng)裝置為第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)置在所述跨梁的端部，所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸上固定連接有沿所述跨梁方向的第二絲桿，所述測(cè)試頭與所述第二絲桿適配。
[0016]優(yōu)選地，所述跨梁上設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述測(cè)試頭的第二驅(qū)動(dòng)裝置，所述第二驅(qū)動(dòng)裝置為直線電機(jī)，所述直線電機(jī)的定子沿所述跨梁的長方向設(shè)置，與所述定子適配的動(dòng)子與所述測(cè)試頭固定連接。
[0017]優(yōu)選地，所述床身上設(shè)有小板測(cè)試臺(tái)面，所述小板測(cè)試臺(tái)面設(shè)置在遠(yuǎn)離所述第二驅(qū)動(dòng)裝置的一端。
[0018]優(yōu)選地，所述跨梁并排的設(shè)置有兩個(gè)；所述第一橫梁的兩側(cè)分別對(duì)應(yīng)地設(shè)有一個(gè)所述第一驅(qū)動(dòng)裝置用于驅(qū)動(dòng)所述跨梁沿所述第一橫梁移動(dòng)。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種水平式飛針測(cè)試機(jī)的設(shè)計(jì)方法，通過將第一驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置在所述床身的中間位置，對(duì)所述跨梁的中間位置(主動(dòng)端)驅(qū)動(dòng)，跨梁兩側(cè)作為從動(dòng)端，所述測(cè)試頭大部分時(shí)間在所述跨梁遠(yuǎn)離所述第二驅(qū)動(dòng)裝置的一端運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了整體跨距短，測(cè)試范圍大，測(cè)試精度高，采用單驅(qū)方式驅(qū)動(dòng)不僅降低了成本，還保證了跨梁主動(dòng)端和從動(dòng)端的精度的一致性。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的設(shè)計(jì)方法對(duì)應(yīng)的水平式飛針測(cè)試機(jī)的立體圖；
[0021]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的跨梁的立體圖；
[0022]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的測(cè)試頭的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]如圖1、2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種水平式飛針測(cè)試機(jī)100的設(shè)計(jì)方法，所述水平式飛針測(cè)試機(jī)100包括床身110、活動(dòng)且懸空設(shè)置于所述床身110上方的跨梁150、以及活動(dòng)的設(shè)置于所述跨梁150上的測(cè)試頭152，所述測(cè)試頭1152可在Z軸方向上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試板的測(cè)試。具體的，所述設(shè)計(jì)方法包括在所述床身110上方沿同一方向設(shè)置第一橫梁120、第二橫梁130、第三橫梁140 ;所述跨梁150為兩條，并排且活動(dòng)的設(shè)置于所述第一、二、三橫梁下方，分別驅(qū)動(dòng)兩條所述跨梁150沿所述第一橫梁120移動(dòng)的兩個(gè)第一驅(qū)動(dòng)裝置170設(shè)置于所述第一橫梁120的端部的兩側(cè)；所述第一橫梁120位于所述床身110的中間，所述第二、第三橫梁分別位于床身110的兩側(cè)端；所述第一、二、三橫梁與所述床身110分別呈龍門形狀，本實(shí)施例中，所述第一、二、三橫梁的兩端皆與床身110邊緣接觸，其中間部分皆與床身110呈懸空狀態(tài)。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例中將跨梁150的第一驅(qū)動(dòng)裝置170的位置設(shè)置在床身110的中間，降低了側(cè)驅(qū)跨梁150的相對(duì)長度，由于跨梁150的跨距明顯相對(duì)減小，從而提高了跨梁主動(dòng)端和從動(dòng)端的精度的一致性。
[0026]由于每個(gè)跨梁150上分別設(shè)置有一個(gè)測(cè)試頭152，本實(shí)施例中，為兩個(gè)測(cè)試頭152相互配合實(shí)現(xiàn)測(cè)試板的測(cè)試。每個(gè)測(cè)試頭152可獨(dú)立在XYZ三個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)，故需要有獨(dú)立的兩個(gè)X軸、兩個(gè)Y軸、兩個(gè)Z軸。本實(shí)施例中，水平面內(nèi)跨梁150的長方向?yàn)閅軸，水平面內(nèi)垂直Y軸為X軸，測(cè)試頭152垂直水平面的上下方向?yàn)閆軸，假定測(cè)試機(jī)在X軸方向和Y軸方向的測(cè)試范圍為a X b，且a多b，則為了盡量減少跨距，將跨梁150的長方向(Y軸)定在測(cè)試范圍小的方向(b方向)上。本發(fā)明實(shí)施例中跨梁150的長方向沿測(cè)試機(jī)的測(cè)試范圍小的方向設(shè)置，降低了跨距，進(jìn)一步的提高了跨梁主動(dòng)端和從動(dòng)端的精度的一致性。
[0027]具體的，所述第一、二、三橫梁下方分別設(shè)有一條第一直線導(dǎo)軌(圖未示)，所述跨梁150通過與所述第一直線導(dǎo)軌適配的第一滑塊160懸掛于所述第一、二、三橫梁下方。
[0028]為了降低所述跨梁150的加工、安裝和調(diào)試的難度，所述第一直線導(dǎo)軌采用同一方向固定，如:同時(shí)采用向上的固定方式將其分別固定在所述一、二、三橫梁底部。所述第一驅(qū)動(dòng)裝置170為第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)，兩個(gè)所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)分別設(shè)置在所述第一橫梁120的端部的兩側(cè)，所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸固定連接有第一絲桿171，所述跨梁150上固定連接有與所述第一絲桿171適配的第一絲桿螺母172，所述跨梁150通過所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)在所述第一、二、三橫梁下方來回移動(dòng)。在其他實(shí)施例中，兩個(gè)所述第一旋轉(zhuǎn)電機(jī)也可以分別設(shè)置在所述第一橫梁的兩端，而不是同一端。
[0029]所述跨梁150上設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述測(cè)試頭152的第二驅(qū)動(dòng)裝置180以及滑動(dòng)裝置(圖未標(biāo))。所述滑動(dòng)裝置包括沿跨梁150的長方向(Y軸)設(shè)置的第二直線導(dǎo)軌(圖未標(biāo))和與所述第二直線導(dǎo)軌適配的第二滑塊(圖未標(biāo))，所述測(cè)試頭152固定于所述第二滑塊上；所述第二驅(qū)動(dòng)裝置180為第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)，且設(shè)置在所述跨梁150的端部，所述第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸上固定連接有沿所述跨梁方向設(shè)置的第二絲桿181，所述測(cè)試頭與所述第二絲桿181適配。
[0030]具體的，所述第二絲桿181上套設(shè)有與其適配的第二絲桿螺母(圖未標(biāo))，所述測(cè)試頭152與所述第二絲桿螺母固定連接。即，所述測(cè)試頭152同時(shí)與所述第二絲桿螺母和所述第二滑塊固定連接，通過第二旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述第二絲桿181轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)所述第二絲桿螺母在所述第二絲桿181上運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)與所述第二絲桿螺母固定連接的測(cè)試頭152在所述第二直線導(dǎo)軌上滑動(dòng)。在其他實(shí)施例中，所述第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置也可以為直線電機(jī)，如:多個(gè)所述直線電機(jī)的定子分別沿所述第一橫梁的長方向