專利名稱：飛針針頭主動下針的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測試線路板的飛針測試機中的針頭控制技術(shù)，主要是指一種控制針頭主動下針的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
在飛針測試機中，針頭的控制技術(shù)是一項關(guān)鍵技術(shù)，它直接影響到飛針測試機的測試速度和測試質(zhì)量。目前流行的下針方式由圖1所示。其下針過程是由步進電機1帶動齒帶2，再由齒帶2帶動固定在導軌平臺3上的針架4沿導軌向左平動；一旦針頭7與被測平面接觸，進一步的運動將會使彈簧6變形，從而使針頭7與針架4產(chǎn)生相對位移；相對位移達到預定值將觸發(fā)傳感器5，通過運動控制系統(tǒng)使電機停止。從而完成一次下針運動。下針力是由彈簧剛度及變形量來控制的。
這種下針方式由針架通過彈簧帶動針頭運動，針頭的運動是被動的，因此我們在此稱之為被動式下針方式。
被動方式中彈簧剛度的選擇既重要又矛盾。一方面，由于針頭與針架的位移并不能控制的很準確(因為通常首次測量時運控系統(tǒng)才檢測傳感器5，之后為了節(jié)省時間，都是按首次記憶的行程控制電機進退，這時被測平面的變形將影響針頭與針架之間的相對位移)，同時希望針頭力很小以免針頭破壞測量面，這就需要選擇低剛度的彈簧；但另一方面彈簧的剛度與針頭質(zhì)量構(gòu)成一個二階振蕩系統(tǒng)，低的彈簧剛度會降低系統(tǒng)的固有頻率，從而使針頭隨動于針架的能力變差，甚至在高速往復下針時無法隨動于針架。
被動方式中還有一個缺點，即在抬針過程開始后不能同時平移針頭，須等待抬針過程完全結(jié)束。否則由于不能保證完全消除針頭與針架的彈性變形，平移針頭將會產(chǎn)生刮針現(xiàn)象。
現(xiàn)在飛針測試機的發(fā)展趨勢是高速化，單就下針——抬針速度而言，希望能達到每秒一百次。這種發(fā)展趨勢將使被動下針方式的缺點越來越突出，從而形成飛針測試技術(shù)的發(fā)展瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提出一種新的針頭驅(qū)動方法，以及實現(xiàn)該方法的一個裝置，其中方法采用動圈式平動馬達直接驅(qū)動針頭；裝置包括永磁體、導磁軛鐵、驅(qū)動線圈等。本方法改變了傳統(tǒng)驅(qū)動方法，解決了傳統(tǒng)驅(qū)動方法存在的問題。
實現(xiàn)本發(fā)明的方法是包括采用動圈式平動馬達直接驅(qū)動針頭動作。
該方法還包括所述方法包括在一閉合磁路中設(shè)置有驅(qū)動線圈。
所述閉合磁路中還設(shè)置有檢測線圈。
所述驅(qū)動線圈和檢測線圈為平面線圈。
給所述驅(qū)動線圈輸入一個大小、方向可變、可控的電流；所述檢測線圈輸出有電動勢。
實現(xiàn)本發(fā)明的裝置是包括設(shè)有兩塊磁體，該磁體的兩側(cè)分別連接有導磁軛鐵，在磁體與導磁軛鐵之間設(shè)有平面線路板，該線路板上設(shè)有驅(qū)動線圈，該線路板的一端固定有針頭。
該裝置還包括所述線路板上還設(shè)有檢測線圈。
所述磁體和導磁軛鐵形成閉合磁路。
所述磁體為永磁體。
所述驅(qū)動線圈接一個大小、方向可變、可控的電流。
本發(fā)明具有的有益效果本方法采用平動馬達的方式驅(qū)動針頭，其驅(qū)動力不經(jīng)彈簧直接作用在針頭上，并且，這個力是可控的，針頭的運動速度也是可控的；另外由于抬針的響應(yīng)是立即的，所以抬針的同時即可平移針頭。具有結(jié)構(gòu)簡單，運行平穩(wěn)，下、抬針達到極高的速度。


圖1是已有被動式下針裝置示意圖，其中1步進電機、2齒帶、3導軌-滑臺、4針架、5傳感器、6彈簧、7針頭、8被測面。
圖2是本發(fā)明的主動式下針裝置示意圖，其中9導磁軛鐵、10平而線路板、11永磁體。
圖3是圖2的平面視圖，其中12驅(qū)動線圈、13檢測線圈。
圖4是飛針控制框圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明如圖2、3所示，本發(fā)明采用動圈式平動馬達直接驅(qū)動針頭，其結(jié)構(gòu)組成是永磁體11，導磁軛鐵9，平面線路板10，針頭7，其中在線路板10設(shè)有驅(qū)動線圈12和檢測線圈13。
工作原理下針信號電壓通過電流控制電路，施加給驅(qū)動線圈12某一方向的驅(qū)動電流(方向視磁場方向而定)。由此產(chǎn)生的電動力將平面線路板10帶動針頭7左移。
在平面線路板10中除了驅(qū)動線圈12外同時設(shè)有檢測線圈13。平面線路板10的運動將在檢測線圈13中產(chǎn)生運動電勢。將這個運動電勢作為負反饋引入控制回路，即可實現(xiàn)平面線路板10的穩(wěn)速控制。速度控制是極為必要的，否則針頭接觸測板的末速過高，會引起過大的慣性撞擊力，從而破壞被測面。
驅(qū)動線圈12中的驅(qū)動電流很容易被控制(編程)在某一期望值，所以針頭7停止后與被測面的接觸力是恒定的，與行程無關(guān)，并易于被編程設(shè)定。
實施例取兩塊永磁體，其異極相對，在該永磁體的上下分別夾有兩塊導磁軛鐵，其中上面導磁軛鐵與永磁體之間有一定的間隙，該間隙內(nèi)放有平面線路板，在平面線路板上有布有驅(qū)動線圈和檢測線圈，其中檢測線圈在里，驅(qū)動線圈在外，在平面線路板的運動端固定一針頭。當驅(qū)動線圈通有變化的電流時，平面線路板往復運動(洛倫茨原理)。
本發(fā)明的工作原理相當于永磁電機。
本發(fā)明中驅(qū)動力及針頭運動速度的等控制采用現(xiàn)有技術(shù)即可實現(xiàn)。
本發(fā)明涉及檢測線圈的信號檢測、驅(qū)動線圈的電流輸入及控制部分均為現(xiàn)有技術(shù)可實現(xiàn)，故下面只做簡單描述。
本發(fā)明中驅(qū)動電流及針頭運動速度的控制采用的是眾所周知的通用技術(shù)，其控制原理框圖5所示其中U——和Uf疊加前的下針信號電壓；Ui——和Uf疊加后的下針信號電壓；Uf——檢測電路輸出的負反饋電壓；I——驅(qū)動電流；E——檢測線圈輸出電動勢控制過程如下最初下針信號電壓U通過電流控制電路，施加給驅(qū)動線圈12某一方向的驅(qū)動電流I，由此產(chǎn)生的電動力將驅(qū)動平面線路板10帶動針頭7左移。
在平面線路板10中除了驅(qū)動線圈12外同時設(shè)有檢測線圈13，平面線路板10的運動將在檢測線圈13中產(chǎn)生運動電勢E，這個運動電勢E作為負反饋經(jīng)過檢測電路的處理后輸出一個負反饋電壓Uf，Uf和U疊加后生成的Ui作為新一次的下針信號電壓輸入給電流控制電路，如此即實現(xiàn)了平面線路板10的穩(wěn)速控制。
權(quán)利要求
1.一種飛針針頭主動下針的方法，其特征是所述方法包括采用動圈式平動馬達直接驅(qū)動針頭動作。
2.如權(quán)利要求1所述的飛針針頭主動下針的方法，其特征是所述方法包括在一閉合磁路中設(shè)置有驅(qū)動線圈。
3.如權(quán)利要求2所述的飛針針頭主動下針的方法，其特征是所述閉合磁路中還設(shè)置有檢測線圈。
4.如權(quán)利要求2或3所述的飛針針頭主動下針的方法，其特征是所述驅(qū)動線圈和檢測線圈為平面線圈。
5.如權(quán)利要求4所述的飛針針頭主動下針的方法，其特征是給所述驅(qū)動線圈輸入一個大小、方向可變、可控的電流；所述檢測線圈輸出有電動勢。
6.實現(xiàn)權(quán)利要求1的飛針針頭主動下針方法的裝置，其特征是所述裝置包括設(shè)有兩塊磁體，該磁體的兩側(cè)分別連接有導磁軛鐵，在磁體與導磁軛鐵之間設(shè)有平面線路板，該線路板上設(shè)有驅(qū)動線圈，該線路板的一端固定有針頭。
7.如權(quán)利要求6所述的飛針針頭主動下針的裝置，其特征是所述線路板上還設(shè)有檢測線圈。
8.如權(quán)利要求6所述的飛針針頭主動下針的裝置，其特征是所述磁體和導磁軛鐵形成閉合磁路。
9.如權(quán)利要求6所述的飛針針頭主動下針的裝置，其特征是所述磁體為永磁體。
10.如權(quán)利要求6所述的飛針針頭主動下針的裝置，其特征是所述驅(qū)動線圈接一個大小、方向可變、可控的電流。
全文摘要
一種飛針針頭主動下針的方法及其裝置，其中方法包括采用動圈式平動馬達直接驅(qū)動針頭動作；裝置包括永磁體、導磁軛鐵、針頭、驅(qū)動線圈、和檢測線圈。工作原理是下針信號電壓通過電流控制電路，施加給驅(qū)動線圈某一方向的驅(qū)動電流(方向視磁場方向而定)，由此產(chǎn)生的電動力將驅(qū)動線圈帶動針頭移動。
文檔編號G01R31/28GK1873422SQ20061006135
公開日2006年12月6日 申請日期2006年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月26日
發(fā)明者劉曉東 申請人:深圳市東方宇之光電子科技有限公司