CN110038809B - 桌面级射频微波指标筛选设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桌面级射频微波指标筛选设备，包括底座，所述底座的两侧均设有传动箱，所述传动箱的顶部设有Y轴轨道，所述Y轴轨道上滑动连接有滑块，两个所述滑块之间设有相互平行的X轴轨道和丝杆，所述X轴轨道上滑动连接有抓取机构，所述抓取机构上设有CCD视觉相机和机械手，所述丝杆穿过所述抓取机构，所述丝杆与设置在所述滑块上的电机传动连接；所述底座上还设有控制器、测试工装和测试盘，所述CCD视觉相机、机械手、电机和测试工装均与控制器电性连接。本发明可自动进行器件的筛选、分拣、测试，生产效率高，适应多品种小批量的生产需求。

Description

桌面级射频微波指标筛选设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及器件筛选分拣技术领域，特别是涉及一种桌面级射频微波指标筛选设备及其控制方法。

背景技术

目前市场缺乏桌面级射频微波指标筛选设备，在对器件进行筛选、分拣、测试时，需要工作人员将被测件用镊子夹取，放置到测试工装上，然后人工操作仪表进行指标测试。存在以下问题：

1、器件拿去过程中的静电损伤；

2、手动筛选测试效率低，对人员依赖大；

3、人员操作测试的同时，无法进行其他产品调试测试，生产效率低下；

4、人工操作，产品外观容易损坏，镀金镀银产品容易氧化。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种桌面级射频微波指标筛选设备及其控制方法，可自动进行器件的筛选、分拣、测试，生产效率高，适应多品种小批量的生产需求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种桌面级射频微波指标筛选设备，包括底座，所述底座的两侧均设有传动箱，所述传动箱的顶部设有Y轴轨道，所述Y轴轨道上滑动连接有滑块；其中一个所述传动箱的内部设有与该传动箱上的Y轴轨道平行的第一丝杆，所述第一丝杆与设置在该传动箱外部的第一电机的输出轴连接，该传动箱的顶部还开有滑道，该传动箱上的所述滑块上设有连接板，所述连接板通过所述滑道伸入该传动箱的内部并连接有传动块，所述传动块设置在所述第一丝杆上。

两个所述滑块之间设有相互平行的X轴轨道和第二丝杆，所述X轴轨道上滑动连接有抓取机构，所述抓取机构上设有CCD视觉相机和机械手，所述第二丝杆穿过所述抓取机构，所述第二丝杆与设置在所述滑块上的第二电机的输出轴连接。

所述底座上还设有控制器、测试工装和测试盘，所述CCD视觉相机的信号输出端连接所述控制器的第一信号输入端，所述测试工装的信号输出端连接所述控制器的第二信号输入端，所述控制器的第一信号输出端连接所述第一电机的信号输入端，所述控制器的第二信号输出端连接所述第二电机的信号输入端，所述控制器的第三信号输出端连接所述机械手的信号输入端。

本发明的工作原理：首先工作人员将待测试器件放置在测试盘上，启动设备，CCD视觉相机(海康130万像素CMOS千兆网口工业相机MV-CA013-20GM)工作，利用CCD视觉相机的图像检测和捕捉功能，实现抓取路线的定位导航，完成对器件的自动抓取，具体为：CCD视觉相机将检测到的图像信号转化为数字信号，并将该数字信号传输给控制器，控制器接收并根据预先设定的运动路线处理判断该信号，确定抓取机构需进行的运动路线信息，然后输出信号给第一电机和第二电机，第一电机接收信号启动工作，带动第一丝杆转动，传动块沿第一丝杆滑动，进而带动滑块沿Y轴轨道滑动(连接板对应的沿滑道滑动)，第二电机接收信号启动工作，带动第二丝杆转动，进而带动抓取机构沿X轴轨道滑动，实现了抓取机构在平面内的运动。当抓取机构运动到测试盘的对应位置时，CCD视觉相机检测到器件的图像信号，并将信号传输给控制器，控制器接收信号，然后给机械手输出一个启动信号，机械手工作，抓取器件，此时，CCD视觉相机检测到器件被抓取，输出信号给控制器，控制器对应的输出信号给第一电机和第二电机，控制第一电机和第二电机工作，带动抓取机构运动到测试工装(用于测试射频微波芯片的标准测试工装，可以选用硅科锐达信息技术成都有限公司的TPS200-S自动化测试***)，到位后，CCD视觉相机检测到该处的图像信息，输出信号给控制器，控制器接收信号，控制机械手将器件放在测试工装上，对器件进行测试，器件测试完毕，测试工装将检测结果的数据信息传输给控制器，控制器对检测结果的数据信息进行判断，判断出检测结果的合格和不合格，然后控制器控制机械手抓取测试后的器件，并控制第一电机和第二电机工作，将测试后的器件放入对应的测试盘上，如此循环操作，实现了器件的自动抓取与测试，减少了工作人员的工作量，大大的提高了生产效率。

优选的，所述抓取机构上还设有第三电机、连杆和两条Z轴轨道，所述第三电机的信号输入端与所述控制器的第四信号输出端连接，所述第三电机的输出轴与所述连杆的中部垂直连接，所述Z轴轨道上滑动连接有安装板，所述安装板上设有所述机械手，所述安装板的顶端设有连接块，所述连接块呈圆柱形，所述连杆的两端均开有长圆孔，所述连接块位于所述长圆孔内。

在抓取机构上设置Z轴轨道，控制器根据CCD视觉相机传来的位置坐标信息，控制第三电机正转或反转，带动连杆正时针转或逆时针转，通过连接块在长圆孔内的配合滑动及转动，可以带动安装板沿Z轴轨道上下滑动，进而带动机械手可以上下运动，更加方便对器件的抓取。

优选的，所述机械手包括第四电机、真空接头、吸嘴连杆和吸嘴，所述第四电机为双出轴空心轴步进电机(采用依珂普EKP57HS56/82型号的电机)，所述第四电机的信号输入端与所述控制器的第四信号输出端连接，所述第四电机的两个输出轴分别与所述真空接头和所述吸嘴连杆连接，所述吸嘴连杆为中空结构，所述吸嘴连杆的底端设有所述吸嘴。

真空接头与外部抽真空装置连接，在抽真空情况下通过吸嘴吸取待测器件，可以避免采用夹取的方式对器件造成损坏。

优选的，所述测试盘包括待测试盘、NG盘和已测试盘。

将测试盘分成待测试盘、NG盘和已测试盘，待测器件放置在待测试盘内，方便机械手抓取，经测试不合格的器件放置在NG盘内，测试合格的器件放置在已测试盘，方便器件的分类和整理，提高了生产效率。

优选的，所述Y轴轨道的两端设有限位挡板，可以防止滑块从Y轴轨道上脱落。

本发明还提供了一种桌面级射频微波指标筛选设备的控制方法，其技术方案是：

一种桌面级射频微波指标筛选设备的控制方法，包括以下步骤：

S1、设定抓取路线、不合格路线和合格路线；

S2、启动第一电机和第二电机，使抓取机构沿抓取路线运动；

S3、分析处理来自CCD视觉相机的图像信息，判断抓取机构是否运动到待测试盘处的设定位置，若是，则停止第一电机和第二电机并进入步骤S4；若否，则保持抓取机构的运动状态直到运动到待测试盘处的设定位置；

S4、启动机械手抓取待测试器件；

S5、启动第一电机和第二电机，使抓取机构沿抓取路线返回；

S6、分析处理来自CCD视觉相机的图像信息，判断抓取机构是否运动到测试工装处的设定位置，若是，则停止第一电机和第二电机，停止机械手，放下待测试器件并进入步骤S4；若否，则保持抓取机构的运动状态直到运动到测试工装处的设定位置；

S7、启动测试工装，测试待测试器件；

S8、启动机械手抓取已测试器件；

S9、分析处理来自测试工装的测试信息，判断测试结果是否合格，若是，则启动第一电机和第二电机，使抓取机构沿合格路线运动至已测试盘；若否，则启动第一电机和第二电机，使抓取机构沿不合格路线运动至NG盘；

S10、分析处理来自CCD视觉相机的图像信息，判断抓取机构是否运动到NG盘或已测试盘处的设定位置，若是，则停止第一电机和第二电机，停止机械手，放下不合格器件或已测试器件并回到步骤S2；若否，则保持抓取机构的运动状态直到运动到NG盘或已测试盘处的设定位置。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置X轴轨道、Y轴轨道和Z轴轨道，实现了抓取机构在空间内的运动，并通过CCD视觉相机、机械手和控制器的配合，实现了器件的自动抓取和测试，减少了工作人员的工作量，大大的提高了生产效率。

2、本发明将测试盘分成待测试盘、NG盘和已测试盘，待测器件放置在待测试盘内，方便机械手抓取，经测试不合格的器件放置在NG盘内，测试合格的器件放置在已测试盘，方便器件的分类和整理，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例所述桌面级射频微波指标筛选设备的立体图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本发明实施例所述桌面级射频微波指标筛选设备的俯视图；

图4为本发明实施例所述桌面级射频微波指标筛选设备的正视图；

图5为本发明实施例所述桌面级射频微波指标筛选设备的右视图；

图6为本发明实施例所述桌面级射频微波指标筛选设备的右剖视图；

图7为本发明实施例的控制原理框图

图8为本发明实施例的流程图。

附图标记：

1、底座；2、传动箱；3、控制器；4、测试工装；5、Y轴轨道；6、X轴轨道；7、Z轴轨道；8、第一电机；9、第二电机；10、第三电机；11、滑道；12、机械手；13、第二丝杆；14、CCD视觉相机；15、抓取机构；16、待测试盘；17、NG盘；18、已测试盘；19、连杆；20、安装板；21、滑块；22、第四电机；23、真空接头；24、吸嘴连杆；25、吸嘴；26、连接板；27、传动块；28、第一丝杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1

如图1-图7所示，一种桌面级射频微波指标筛选设备，包括底座1，底座1的左右两侧均设有传动箱2，传动箱2的顶部设有Y轴轨道5，Y轴轨道5上滑动连接有滑块21，位于右侧的传动箱2的内部设有与Y轴轨道5平行的第一丝杆，第一丝杆的端部与设置在该传动箱2外部的第一电机8的输出轴通过联轴器连接，第一电机8安装在传动箱2的后侧壁上，该传动箱2的顶部还开有滑道11，滑道11与Y轴轨道5等长，该侧的滑块21上设有连接板26，连接板通过滑道11伸入传动箱2的内部并连接有传动块27，传动块设置在第一丝杆28上。

两个滑块21之间设有相互平行的X轴轨道6和第二丝杆13，X轴轨道6上滑动连接有抓取机构15，第二丝杆13穿过抓取机构15，第二丝杆13的端部与设置在滑块21上的第二电机9的输出轴通过联轴器连接，抓取机构15上设有CCD视觉相机14、第三电机10、连杆19和两条Z轴轨道7，第三电机10的输出轴与连杆19的中部垂直连接，Z轴轨道7上滑动连接有安装板20，安装板20上设有机械手12，安装板20的顶端设有连接块，连接块呈圆柱形，连杆19的两端均开有长圆孔，连接块位于长圆孔内，并与长圆孔可滑动可转动连接。

机械手12包括第四电机22、真空接头23、吸嘴连杆24和吸嘴25，第四电机22为双出轴空心轴步进电机，第四电机22的两个输出轴分别与真空接头23和吸嘴连杆24连接，吸嘴连杆24为中空结构，吸嘴连杆24的底端连接吸嘴25，真空接头23与外部抽真空装置连接。

上述X轴轨道6、Y轴轨道5和Z轴轨道7均为直线滑轨。

底座1上还设有控制器3、测试工装4和测试盘，CCD视觉相机14的信号输出端连接控制器3的第一信号输入端，测试工装4的信号输出端连接控制器3的第二信号输入端，控制器3的第一信号输出端连接第一电机8的信号输入端，控制器3的第二信号输出端连接第二电机9的信号输入端，控制器3的第三信号输出端连接第四电机22的信号输入端，控制器3的第四信号输出端连接第三电机10的信号输入端。

本发明的工作原理：首先工作人员将待测试器件放置在测试盘上，启动设备，CCD视觉相机14(海康130万像素CMOS千兆网口工业相机MV-CA013-20GM)工作，利用CCD视觉相机14的图像检测和捕捉功能，实现抓取路线的定位导航，完成对器件的自动抓取，具体为：CCD视觉相机14将检测到的图像信号转化为数字信号，并将该数字信号传输给控制器3，控制器3接收并根据预先设定的运动路线处理判断该信号，确定抓取机构15需进行的运动路线信息，然后输出信号给第一电机8和第二电机9，第一电机8接收信号启动工作，带动第一丝杆28转动，传动块沿第一丝杆28滑动，进而带动滑块21沿Y轴轨道5滑动(连接板对应的沿滑道11滑动)，第二电机9接收信号启动工作，带动第二丝杆13转动，进而带动抓取机构15沿X轴轨道6滑动，实现了抓取机构15在平面内的运动。当抓取机构15运动到测试盘的对应位置时，CCD视觉相机14检测到器件的图像信号，并将信号传输给控制器3，控制器3接收信号，并根据CCD视觉相机14传来的位置坐标信息，控制第三电机10正转或反转，带动连杆19正时针转或逆时针转，通过连接块在长圆孔内的配合滑动及转动，可以带动安装板20沿Z轴轨道7上下滑动，进而带动机械手12可以上下运动，同时，控制器3输出一个启动信号给外部抽真空装置，进行抽真空，吸嘴25吸取器件，然后，控制器3输出启动信号给第四电机22，第四电机22带动吸嘴25转动，对器件的角度进行调节，使其与测试工装4吻合，此时，CCD视觉相机14检测到器件被抓取，输出信号给控制器3，控制器3对应的输出信号给第一电机8和第二电机9，控制第一电机8和第二电机9工作，带动抓取机构15运动到测试工装4，到位后，CCD视觉相机14检测到该处的图像信息，输出信号给控制器3，控制器3接收信号，并输出停止信号给抽真空装置，吸嘴失去对器件的吸力，将器件放在测试工装4上，对器件进行测试，器件测试完毕，测试工装4将检测结果的数据信息传输给控制器3，控制器3对检测结果的数据信息进行判断，判断出检测结果的合格和不合格，然后控制器3控制机械手12抓取测试后的器件，并控制第一电机8和第二电机9工作，将测试后的器件放入对应的测试盘上，如此循环操作，实现了器件的自动抓取与测试，减少了工作人员的工作量，大大的提高了生产效率。

实施例2

如图1、图3和图4所示，本实施例在实施例1的基础上，测试盘包括待测试盘16、NG盘17和已测试盘18，待测器件放置在待测试盘16内，方便机械手12抓取，经测试不合格的器件放置在NG盘17内，测试合格的器件放置在已测试盘18，方便器件的分类和整理，提高了生产效率。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上，在Y轴轨道5的两端设置限位挡板，可以防止滑块21从Y轴轨道5上脱落。

实施例4

如图8所示，一种桌面级射频微波指标筛选设备的控制方法，包括以下步骤：

S1、设定抓取路线、不合格路线和合格路线；

S2、启动第一电机和第二电机，使抓取机构沿抓取路线运动；

S3、分析处理来自CCD视觉相机的图像信息，判断抓取机构是否运动到待测试盘处的设定位置，若是，则停止第一电机和第二电机并进入步骤S4；若否，则保持抓取机构的运动状态直到运动到待测试盘处的设定位置；

S4、启动机械手抓取待测试器件；

S5、启动第一电机和第二电机，使抓取机构沿抓取路线返回；

S6、分析处理来自CCD视觉相机的图像信息，判断抓取机构是否运动到测试工装处的设定位置，若是，则停止第一电机和第二电机，停止机械手，放下待测试器件并进入步骤S4；若否，则保持抓取机构的运动状态直到运动到测试工装处的设定位置；

S7、启动测试工装，测试待测试器件；

S8、启动机械手抓取已测试器件；

S9、分析处理来自测试工装的测试信息，判断测试结果是否合格，若是，则启动第一电机和第二电机，使抓取机构沿合格路线运动至已测试盘；若否，则启动第一电机和第二电机，使抓取机构沿不合格路线运动至NG盘；

S10、分析处理来自CCD视觉相机的图像信息，判断抓取机构是否运动到NG盘或已测试盘处的设定位置，若是，则停止第一电机和第二电机，停止机械手，放下不合格器件或已测试器件并回到步骤S2；若否，则保持抓取机构的运动状态直到运动到NG盘或已测试盘处的设定位置。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，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。

Claims (4)

1.一种桌面级射频微波指标筛选设备，其特征在于，包括底座，所述底座的两侧均设有传动箱，所述传动箱的顶部设有Y轴轨道，所述Y轴轨道上滑动连接有滑块；其中一个所述传动箱的内部设有与该传动箱上的Y轴轨道平行的第一丝杆，所述第一丝杆与设置在该传动箱外部的第一电机的输出轴连接，该传动箱的顶部还设有滑道，位于该传动箱上的所述滑块上设有连接板，所述连接板通过所述滑道伸入该传动箱的内部并连接有传动块，所述传动块设置在所述第一丝杆上；

两个所述滑块之间设有相互平行的X轴轨道和第二丝杆，所述X轴轨道上滑动连接有抓取机构，所述抓取机构上设有CCD视觉相机和机械手，所述第二丝杆穿过所述抓取机构，所述第二丝杆与设置在所述滑块上的第二电机的输出轴连接；

所述底座上还设有控制器、测试工装和测试盘，所述CCD视觉相机的信号输出端连接所述控制器的第一信号输入端，所述测试工装的信号输出端连接所述控制器的第二信号输入端，所述控制器的第一信号输出端连接所述第一电机的信号输入端，所述控制器的第二信号输出端连接所述第二电机的信号输入端，所述控制器的第三信号输出端连接所述机械手的信号输入端；

所述抓取机构上还设有第三电机、连杆和两条Z轴轨道，所述第三电机的信号输入端与所述控制器的第四信号输出端连接，所述第三电机的输出轴与所述连杆的中部垂直连接，所述Z轴轨道上滑动连接有安装板，所述安装板呈“L”型，所述安装板上设有所述机械手，所述安装板的顶端设有连接块，所述连接块呈圆柱形，所述连杆的两端均开有长圆孔，所述连接块位于所述长圆孔内；

所述机械手包括第四电机、真空接头、吸嘴连杆和吸嘴，所述第四电机为双出轴空心轴步进电机，所述第四电机的信号输入端与所述控制器的第四信号输出端连接，所述第四电机的两个输出轴分别与所述真空接头和所述吸嘴连杆连接，所述吸嘴连杆为中空结构，所述吸嘴连杆的底端设有所述吸嘴。

2.根据权利要求1所述的桌面级射频微波指标筛选设备，其特征在于，所述测试盘包括待测试盘、NG盘和已测试盘。

3.根据权利要求1所述的桌面级射频微波指标筛选设备，其特征在于，所述Y轴轨道的两端设有限位挡板。

4.根据权利要求1-3任一项所述桌面级射频微波指标筛选设备的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、设定抓取路线、不合格路线和合格路线；

S2、启动第一电机和第二电机，使抓取机构沿抓取路线运动；

S3、分析处理来自CCD视觉相机的图像信息，判断抓取机构是否运动到待测试盘处的设定位置，若是，则停止第一电机和第二电机并进入步骤S4；若否，则保持抓取机构的运动状态直到运动到待测试盘处的设定位置；

S4、启动机械手抓取待测试器件；

S5、启动第一电机和第二电机，使抓取机构沿抓取路线返回；

S6、分析处理来自CCD视觉相机的图像信息，判断抓取机构是否运动到测试工装处的设定位置，若是，则停止第一电机和第二电机，停止机械手，放下待测试器件并进入步骤S7；若否，则保持抓取机构的运动状态直到运动到测试工装处的设定位置；

S7、启动测试工装，测试待测试器件；

S8、启动机械手抓取已测试器件；

S9、分析处理来自测试工装的测试信息，判断测试结果是否合格，若是，则启动第一电机和第二电机，使抓取机构沿合格路线运动至已测试盘；若否，则启动第一电机和第二电机，使抓取机构沿不合格路线运动至NG盘；

S10、分析处理来自CCD视觉相机的图像信息，判断抓取机构是否运动到NG盘或已测试盘处的设定位置，若是，则停止第一电机和第二电机，停止机械手，放下不合格器件或已测试器件并回到步骤S2；若否，则保持抓取机构的运动状态直到运动到NG盘或已测试盘处的设定位置。