一种探针控制方法及装置与流程

1.本技术涉及印制电路板测试技术领域，更具体地说，它涉及一种探针控制方法及装置。


背景技术：

2.印刷电路板等容易出现瑕疵，为此需要进行检测修复。检测修复时，需要利用驱动电机带动探针移动至印刷电路板表面，以便探针喷涂导电流体等进行修复。为了不使探针在印刷电路板上产生的扎痕偏大，造成印刷电路板在检测修复后产品质量受损的情况，需要对探针进行控制，尤其是探针压力以及位置的控制。
3.传统的探针压力以及位置的控制方法中，主要通过压力传感器检测探针反馈的压力信号来实现控制目的。由于探针和印刷电路板之间的接触压力较小，常规的压力传感器精度，难以对压力以及位置进行精确的测量，从而难以进行精确的压力以及位置控制，造成探针在印刷电路板上产生的扎痕偏大。
4.该问题同样出现在其他产品的修复等场景下。
5.因此，如何提高探针压力和位置的控制精度成为需要本领域技术人员解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本技术提供了一种探针控制方法及装置，可以在提高探针压力和位置的控制精度。
7.为解决上述一个或多个技术问题，本技术采用的技术方案是：
8.本技术提供了一种探针控制方法，包括如下步骤：
9.判断探针是否到达预设位置，若是，则开始监测驱动电机的反馈电流，并且控制所述驱动电机带动所述探针移动；
10.判断所述驱动电机的反馈电流是否达到预设反馈电流，若是，则控制所述驱动电机停止运行，所述探针到达待处理的产品表面。
11.进一步的，在探针到达预设位置前，利用光栅尺输出的脉冲信号以及所述探针的初始位置确定所述探针的当前位置，根据所述当前位置判断所述探针是否到达所述预设位置。
12.进一步的，控制所述驱动电机以第一速度带动所述探针移动直至所述探针到达所述预设位置；在所述探针到达所述预设位置时，控制所述驱动电机以第二速度带动所述探针移动直至所述驱动电机的当前反馈电流达到所述预设反馈电流；所述第一速度高于所述第二速度。
13.进一步的，所述探针的初始位置和所述产品表面之间的距离为第一距离，所述探针的初始位置和所述探针的所述预设位置之间的距离为第二距离，所述第二距离为所述第一距离的50％-75％。优选的，所述第二距离为所述第一距离的60％。
14.进一步的，所述预设反馈电流对应所述探针到达所述产品表面且在所述产品表面保持预设弯曲度。
15.进一步的，在距离所述驱动电机的当前反馈电流达到所述预设反馈电流预设时间后，启动所述驱动电机以带动所述探针离开所述产品表面，所述预设时间为40-60ms。优选的，所述预设时间为50ms。
16.进一步的，所述待处理的产品为待修复的瑕疵产品时，所述方法还包括：
17.在判断到所述驱动电机的当前反馈电流达到预设反馈电流时，控制所述探针在所述瑕疵产品喷涂导电流体进行修复。所述导电流体包括银浆或者铜浆等。
18.进一步的，所述驱动电机包括音圈电机、伺服电机或步进电机中的至少一种。
19.对应于上述探针控制方法，本技术还提供了一种探针控制装置，所述装置包括：
20.控制器，所述控制器用于对驱动电机的当前反馈电流进行监测，在判断到所述驱动电机的当前反馈电流达到预设反馈电流时，停止所述驱动电机的运行；
21.驱动电机，所述驱动电机用于在所述控制器的控制下带动探针移动，所述预设反馈电流对应所述探针到达待处理的产品表面；
22.光栅尺，所述光栅尺用于输出脉冲信号并反馈给所述控制器，控制器控制脉冲的发射，通过发射一定数量的脉冲就可以控制所述探针准确地运动到预设位置。
23.根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：
24.本技术实施例通过监测驱动电机的反馈电流来监控探针的压力以及位置，在判断到驱动电机的当前反馈电流达到预设反馈电流时，停止驱动电机的运行，由于预设反馈电流和探针的位置以及压力相关联，因此可以通过设置驱动电机中的预设反馈电流准确地控制探针移动至待处理产品表面，并与待处理产品表面接触并保持一定的压力，以便探针喷涂导电流体等对待处理产品进行修复。
25.进一步的，本技术实施例将探针运动过程分为两个阶段，第一阶段，控制驱动电机以第一速度带动探针从初始位置移动至预设位置，第二阶段，控制驱动电机以第二速度带动探针从预设位置移动直至驱动电机的当前反馈电流达到预设反馈电流，即探针移动至待处理产品表面，这里的第二速度小于第一速度。第一阶段采用较快的运动速度可以保证一个较高的工作效率，第二阶段，将探针的运动速度降低，避免了难以进行精确的探针压力以及位置的控制，从而进一步避免探针在待处理产品上产生的扎痕偏大以及对待处理产品的损坏。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本技术实施例提供的探针控制方法的流程图。
28.图2为本技术实施例提供的探针控制装置的结构示意图。
具体实施方式
29.下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
30.探针的移动需要进行位置的监测，以便及时了解探针是否到达产品表面。如果通过压力进行位置监测，那就已经是到达产品表面产生压力后才可以，具有滞后性。因此如何在探针到达产品表面时立刻精确地监测到是目前需要解决的问题。
31.目前的探针依靠驱动电机比如音圈电机带动进行移动。驱动电机的弹簧形变对应驱动电机的反馈电流，而驱动电机的弹簧形变对应了探针的移动距离，即驱动电机的反馈电流与探针的移动距离相关联。因此本技术创造性地提出，可以预先获得探针到达产品表面时的预设反馈电流，之后在探针控制过程中，利用驱动电机的反馈电流是否达到预设反馈电流来判断探针是否移动到产品的表面。基于电流监测的准确和及时性，本技术可以准确及时地判断探针是否移动到产品的表面。
32.综上，方法包括如图1所示的步骤：
33.s1：判断探针是否到达预设位置，若是，则开始监测驱动电机的反馈电流，并且控制所述驱动电机带动所述探针移动；
34.s2：判断所述驱动电机的反馈电流是否达到预设反馈电流，若是，则控制所述驱动电机停止运行，所述探针到达待处理的产品表面。
35.实施例1
36.电流的监测需要一个较高频率的采集和判断，而探针从原来的初始位置(探针不使用时需要位于一定位置，在探针控制装置中，一般初始位置对应于一个固定位置)移动到产品表面需要一定的时间，因此整个过程依靠电流的监测比较浪费资源，为此本技术进一步创造性地在探针初始位置到产品表面之间选定一个点作为预设位置，在初始位置到预设位置之间通过光栅尺进行位置监测，在预设位置到产品表面之间选择更为精确的电流监测。
37.在探针到达预设位置前，首先利用光栅尺输出的脉冲信号以及所述探针的初始位置确定所述探针的当前位置。具体实施时，将探针到达预设位置的距离换算成具体的脉冲数量，由于一个脉冲对应于一定的距离，通过一定数量的脉冲控制探针运动直至探针到达预设位置。本技术实施例中，上位机控制脉冲的发射，通过发射一定数量的脉冲可以控制探针准确地运动到预设位置。
38.反馈电流对应驱动电机的弹簧形变，为获得上述对应探针到达产品表面时驱动电机的反馈电流，需要预先进行测试确定预设反馈电流。在探针没有与产品表面接触时，驱动电机的电流随着探针的移动而线性变化。根据驱动电机设定的初始电流值，控制探针从初始位置运动到产品表面，记录探针与产品表面接触时的反馈电流大小，并获取扎痕图像。当探针与产品表面接触时，由于探针在运动中具有一定大小的力，所以会在产品表面留下与力大小对应的扎痕，通过不同的扎痕图像判断所需要力的大小进而进一步确定所需要的反馈电流大小。通过反馈电流和探针下移距离之间的映射关系，再通过扎痕图像的比较，就可以获得预设反馈电流值。
39.进一步的，探针需要在产品表面保持预设弯曲度，以便探针在瑕疵产品喷涂导电
流体进行修复。具体实施时，可以针对同一产品的各个采样点进行多次重复实验，然后将多次重复实验获得的反馈电流值作为平均值，将平均值作为实际测量过程中的产品的预设反馈电流，这里的预设反馈电流对应于探针达到产品表面且在产品表面保持预设弯曲度。
40.在判断到所述驱动电机的当前反馈电流达到预设反馈电流时，控制器控制驱动电机停止运动，从而也保证探针接触到产品表面后及时停止，以便探针喷涂导电流体等对产品进行修复，也进一步避免了探针在产品上产生的扎痕偏大。
41.在一种具体的实施方式中，驱动电机按照指定速度下降，并在驱动电机下降的过程中，控制器开启针对驱动电机的数据采集功能，并按照设定的采样频率采集并记录驱动电机在下降过程中的驱动电机位置和每一个驱动电机位置对应的当前反馈电流值。需要说明的是，驱动电机的下降速度是由驱动电机的分辨率以及采样频率决定的。由于控制器按照设定的采样频率采集电流数据，因此控制器根据采集到的电流数据可以确定出当前的反馈电流数据是否达到了预设反馈电流。在确定当反馈电流达到预设反馈电流时，控制器控制驱动电机停止，即探针不再继续下降。
42.综上，该方法包括如图1所示的步骤：
43.s0：利用光栅尺输出的脉冲信号以及所述探针的初始位置确定所述探针的当前位置，根据所述当前位置判断所述探针是否到达所述预设位置；
44.s1：判断探针是否到达预设位置，若是，则开始监测驱动电机的反馈电流，并且控制所述驱动电机带动所述探针移动；
45.s2：判断所述驱动电机的反馈电流是否达到预设反馈电流，若是，则控制所述驱动电机停止运行，所述探针到达待处理的产品表面。
46.本技术实施例中，通过探针与产品表面的距离以及压力和驱动电机的反馈电流之间的关系，将对探针位置及压力的控制转换成对驱动电机反馈电流的监控。在监测到驱动电机的反馈电流到达预设反馈电流时，可以准确及时地控制探针停止运动，以便探针喷涂导电流体等对待处理产品进行修复。
47.实施例2
48.在实施例1的基础上，本技术对探针的速度进行分阶段控制。
49.由于探针和产品之间的距离较短，并且探针的运动速度比较快很容易造成探针和产品之间的接触压力不易控制的问题，如果仅仅通过降低探针速度来解决这一问题则会降低检测修复效率。本技术实施例将探针运动过程分为两个阶段：
50.第一阶段，控制所述驱动电机以第一速度带动所述探针移动直至所述探针到达所述预设位置；
51.第二阶段，在所述探针到达所述预设位置时，控制所述驱动电机以第二速度带动所述探针移动直至所述驱动电机的当前反馈电流达到所述预设反馈电流，这里需要说明的是第一速度高于所述第二速度。
52.在探针的初始位置和产品表面之间设置一个预设位置，通过预设位置将探针的初始位置和产品表面之间的距离分为两部分。其中，探针的初始位置和产品表面之间的距离为第一距离，探针的初始位置和预设位置之间的距离为第二距离，这里的第二距离也对应于探针在第二阶段运行的距离。本技术实施例中，第二距离为第一距离的50％-75％，更加具体地，第二距离为第一距离的50％、55％、60％、65％、70％和75％，优选为60％，限于篇幅
此处不再穷举。这里需要说明的是，为了保证测量的准确性，在初始时，需要开始探针的回零处理，标定相对于零点的绝对位置关系，即标定探针的初始位置。
53.第一阶段采用较快的运动速度可以保证一个较高的工作效率，探针高速运动到预设位置；第二阶段，当探针达到预设位置时，限制控制器的输出电流来减少驱动电机的力，从而达到降低探针移动速度的目的，将探针的运动速度降低，避免探针在产品上产生的扎痕偏大以及对产品的损坏。
54.关于实施例二中的未详述部分，可以参见前述实施例的记载，这里不再赘述。
55.实施例三
56.在实施例一及实施例二的基础上，本技术实施例在判断到驱动电机的当前反馈电流达到预设反馈电流时，控制探针在产品喷涂导电流体进行修复。
57.一些产品比如印刷电路板在制造过程中，由于生产设备等原因很容易造成连接路出现短路或开路等，对于这种瑕疵产品直接报废会造成较大的经济损失，因此需要对该类瑕疵产品上的线路进行修补。具体实施时，在探针中装入一定量的导电流体，在判断到驱动电机的当前反馈电流达到预设反馈电流时，控制探针在待修复的瑕疵产品表面停留预设时间，以便探针中的导电流体将瑕疵产品表面短路或者开路的连接线进行修复。这里的导电流体可以是银浆或者铜浆，使用银浆或者铜浆为导电流体可以保证良好的导电性。在距离驱动电机的当前反馈电流达到预设反馈电流预设时间后，启动驱动电机以带动探针离开产品表面，完成瑕疵产品的修复过程。
58.为了使探针中的导电流体能够对瑕疵产品表面短路或者开路的连接线进行有效地修复，需要控制探针在瑕疵产品表面停留的预设时间，所述预设时间为40-60ms，更加具体地，所述预设时间为40ms、45ms、50ms、55ms和60ms，优选为50ms，限于篇幅此处不再穷举。
59.关于实施例三中的未详述部分，可以参见前述实施例的记载，这里不再赘述。
60.实施例四
61.本技术还提供了一种探针控制装置10，如图2所示，所述装置包括：
62.控制器101，所述控制器101用于对驱动电机102的当前反馈电流进行监测，在判断到所述驱动电机102的当前反馈电流达到预设反馈电流时，停止所述驱动电机102的运行。
63.驱动电机102，所述驱动电机102用于在所述控制器101的控制下带动探针移动，所述预设反馈电流对应所述探针到达待处理的产品表面。
64.驱动电机102是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，其主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。驱动电机102包括音圈电机、伺服电机或步进电机中的至少一种，作为一种较优的实施方式，本技术实施例中，所述驱动电机102为音圈电机。音圈电机具有结构简单体积小、高速、高加速响应快等优点，通常用于要求高加速度、高频响、快速和高精度定位运动系统。本技术实施例基于音圈电机的电流反馈实现探针下移的距离控制，能够控制探针接触到产品后及时停止，从而避免探针在产品上产生的扎痕偏大。
65.对应实施例1，可借助光栅尺103进行距离检测。此时所述控制装置还包括光栅尺103，所述光栅尺103用于输出脉冲信号并反馈给所述控制器101，控制器101控制脉冲的发射，通过发射一定数量的脉冲就可以控制所述探针准确地运动到预设位置。
66.以上对本技术所提供的一种探针控制方法及装置就行了详细介绍，本文中应用了
具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。