立式飞针测试机夹具及其设计方法
【技术领域】
[0001]本发明属于印制电路板工装夹具领域，尤其涉及一种立式飞针测试机夹具及其设计方法。
【背景技术】
[0002]飞针测试机是在X-Y轴上安装由电机驱动的可独立快速移动的探针，利用探针在Z方向的可控移动和固定在机器上的印制电路板(PCB)的焊点进行接触，并进行电气测量的设备。立式飞针测试机的PCB固定时一般由上夹具固定PCB的上端，下夹具固定PCB的下端，上下夹具的主体结构一般一样，下夹具基本上相当于将上夹具倒过来放置。现有的立式飞针测试机夹具中，夹具的夹持力不够均匀，导致夹持不可靠，夹具的开发周期长，制作成本偏高。
【发明内容】
[0003]本发明实施例的目的在于提供一种立式飞针测试机夹具及其设计方法，以解决现有夹持力不够均匀，导致夹持不可靠的问题。
[0004]本发明实施例是这样实现的，一种立式飞针测试机夹具，包括对称的设置在所述立式飞针测试机上的上夹具和下夹具，所述上夹具包括:
[0005]夹具固定板，所述夹具固定板与所述立式飞针测试机固定连接；所述夹具固定板上延长度方向活动的设置有夹紧轴；
[0006]夹具活动板，配合夹具固定板对PCB板进行夹紧与松开；
[0007]连接杆，所述连接杆一端与所述夹紧轴活动连接，另一端与所述夹具活动板活动连接；
[0008]驱动所述夹紧轴延所述夹具固定板长度方向活动的驱动装置；
[0009]垂直设置于所述夹具固定板和所述夹具活动板上的前后导向单元。
[0010]进一步地，所述驱动装置为气缸，所述气缸的输出轴与所述夹紧轴的一端固定连接。
[0011]进一步地，所述夹具固定板上设置有与所述夹紧轴适配的左右导向单元。
[0012]进一步地，所述前后导向单元包括一端固定于所述夹紧固定板上，另一端活动的穿设于所述夹紧活动板上的导向轴。
[0013]进一步地，所述前后导向单元还包括固定所述导向轴的导向轴安装座，所述导向轴安装座固定设置于所述夹紧固定板上。
[0014]进一步地，所述夹紧活动板上设有与所述导向轴适配的通孔。
[0015]进一步地，所述通孔内设置有与所述导向轴适配的直线轴承。
[0016]进一步地，所述夹具固定板和所述夹具活动板相对的一侧分别设置有具有弹性的夹紧条。
[0017]进一步地，所述夹紧条的表面设有粗糙层。
[0018]进一步地，所述夹紧条为绝缘材料制成。
[0019]本发明实施例提供一种立式飞针测试机夹具的设计方法，所述立式飞针测试机夹具为上述任意一项实施例中所述的立式飞针测试机夹具，所述设计方法包括:
[0020]根据设计目标，确定所需夹持PCB板的厚度、宽度、立式飞针测试机夹具的最大厚度；
[0021]根据PCB板的厚度、宽度，确定所述气缸的输出力；
[0022]根据立式飞针测试机夹具的最大厚度，确定所述气缸的输出端的行程；
[0023]确定所述立式飞针测试机夹具受力点和前后导向单元的位置。
[0024]进一步地，所述气缸的输出力满足:F1 = F2*(L~2-(L-K) '2) '0.5/ (L-K)，
[0025]其中，
[0026]Fl为气缸的输出力；
[0027]F2为立式飞针测试机夹具的夹持力；
[0028]L为所述连接杆的长度；
[0029]K为夹持PCB板时连接杆一端点运动距离(夹具的行程)
[0030]进一步地，所述气缸的输出端的行程满足:S = (L'2-(L-K) '2) '0.5，其中，S为气缸输出端的行程。
[0031]本发明提供了立式飞针测试机夹具及其设计方法，通过将所述立式飞针测试机夹具的支点设置在最上方，夹紧PCB板时，所述立式飞针测试机夹具能形成V字形的状态，即夹具活动板120的下方比上方更靠近PCB，夹持更加可靠。
【附图说明】
[0032]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是本发明实施例一提供的立式飞针测试机夹具的上夹具立体示意图；
[0034]图2是本发明实施例一提供的立式飞针测试机夹具的上夹具局部爆炸后的立体图；
[0035]图3是本发明实施例一提供的上夹具的连接杆的受力分析图；
[0036]图4是本发明实施例二提供的立式飞针测试机夹具的的设计方法流程图。
【具体实施方式】
[0037]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0038]如图1、2所示，本发明实施例提供一种立式飞针测试机夹具，包括对称的设置在所述立式飞针测试机上的上夹具100和下夹具(图是示)，所述上夹具100包括与所述立式飞针测试机固定连接的夹具固定板110，配合夹具固定板110对PCB板进行夹紧与松开的夹具活动板120，带动所述夹具活动板120靠近或远离所述夹具固定板的连接杆130，驱动所述连接杆的驱动装置140，以及垂直设置于所述夹具固定板110和所述夹具活动板120上的前后导向单元150 ;其中，所述夹具固定板110上延长度方向活动的设置有夹紧轴111，所述连接杆130 —端与所述夹紧轴111活动连接，另一端与所述夹具活动板120活动连接；所述驱动装置140驱动所述夹紧轴111延所述夹具固定板110长度方向活动，并带动与其连接的连接杆130运动，从而实现与所述连接杆130活动连接的夹具活动板120靠近会远离所述夹具固定板110。
[0039]如图3的连接杆受力分析图所示，本发明实施例的连接杆130与夹具活动板120的活动连接点的位置位于前后导向单元150的下方，这样自上往下看，所述立式飞针测试机夹具的支点在最上方，夹紧PCB板时，所述立式飞针测试机夹具能形成V字形的状态，即夹具活动板120的下方比上方更靠近PCB，夹持更加可靠。
[0040]本实施例中，所述驱动装置140为气缸，所述气缸的输出轴(图未标)与所述夹紧轴111的一端固定连接。
[0041]进一步地，所述气缸的输出轴上设有浮动接头141，所述浮动接头141与所述夹紧轴111之间设有固定连接的夹紧轴转接板142。
[0042]所述连接杆130 —端与所述夹紧轴111之间、以及另一端与所述夹具活动板120之间分别都通过铰链销131进行铰接。由于所述气缸固定于所述夹具固定板110上、且与所述夹紧轴111固定连接，所以夹具固定板110、气缸、夹紧轴111三者相当于一个整体，当所述连接杆130分别于所述夹紧轴111和夹具活动板130铰接时，气缸驱动夹紧轴111，可使得连接杆130带动夹紧活动板120靠近或远离所述夹具固定板110。
[0043]具体的，所述连接杆的受力如图3所示，当连接杆130受到气缸的驱动，与所述夹紧轴111相铰接的一端延夹具固定板110长度方向(左右方向)运动时，由于所述夹具固定板110与所述夹具活动板120之间固定设有与二者长度方向垂直(前后方向)的前后导向单元150对其限位，使得所述连接杆130的另一端只能延前后方向移动，从而使得夹具活动板120也只能延前后方向靠近或远离所述夹具固定板110。
[0044]本实施例中，所述夹具活动板120与所述夹具固定板110呈现打开状态(N)时，所述连接杆130与所述前后导向单元150平行；所述夹具活动板120与所述夹具固定板110呈现夹紧状态(M)时，所述连接杆130与所述前后导向单元150之间呈Θ角度。当然，在其他实施例中，也可以呈相反的状态。
[0045]进一步地，所述前后导向单元150包括一端固定于所述夹紧固定板110上，另一端活动的穿设于所述夹紧活动板120上的导向轴151。
[0046]具体的，所述夹紧活动板120上设有与所述导向轴151适配的通孔131。所述前后导向单元150还包括固定所述导向轴151的导向轴安装座152，所述导向轴安装座152固定设置于所述夹紧固定板110上。所述导向轴151由于一端固定于所述导向轴安装至152上，一端活动的穿设于所述通孔131内，使得所述夹紧活动板120只能延所述导向轴151方向(前后方向)移动，实现对PCB板的夹紧或松开。
[0047]进一步地，为了使得前后导向更加平滑，所述通孔131内设置有与所述导向轴151适配的直线轴承132。
[0048]所述夹紧活动板120上还固定设有直线轴承安装座133，所述通孔131设置于所述直线轴承安装座133内，所述直线轴承132设置于所述通孔131内。
[0049]进一步地，所述夹具固定板110上设置有与所述夹紧轴111适配的左右导向单元112。所述左右导向单元112包括无油衬套(图未标)和固定所述无油衬套的左右导向安装座(图未标)，所述左右导向安装座固定的设置于所述夹紧固定板110上。
[0050]进一步地，根据所述上夹具100的大小不同，便于固定或限位，以及方便力的传递，所述连接杆130、前后导向单元150、或者左右导向单元112为多个，本实施例中，为两个。
[0051]进一步地，所述夹具固定板110和所述夹具活动板130相对的一侧分别设置有具有弹性的夹紧条160。
[0052]当夹具活动板120上的夹紧条160与PCB接触时，夹具活动板120大距离运动结束，夹紧轴111会继续保持向左动作，由于夹紧条160具有弹性，夹具活动板120会微弱动作，直至夹紧条160变形结束，此时PCB也被夹紧。夹具打开时，气缸复位，夹紧轴111向右运动，夹具恢复到图示状态。由于夹紧条160的弹性能令凹凸不平的PCB表面与其接触面积尽可能大，所以夹持力分布很均匀。
[0053]进一步地，所述夹紧条