手机自动测试线的硬件设计与实现

2011-06-02河源职业技术学院

电子世界 2011年13期

河源职业技术学院黄舒

引言

近几年，在联发科公司（MTK）的带领下，中国手机行业更是发展迅速。中国手机不断地蚕食全球6大手机制造商的市场。随着手机生产规模的不断扩大，如何解决人力成本在生产总成本的不断增高的问题，是当前手机生产厂商首要解决的问题。目前的测试线基本上是手工或是半自动，因此设计一个手机自动测试线，是提高生产，降低人力成本，推动手机制造业的技术革新的必不可少的一部分。

1.手机测试线流程简介

测试线主要的任务是将SMT贴片好的PCBA进行分板、下载软件、写SN号、校准终测、点胶、过炉、QC。测试线的主要设备是综合测试仪、精密数字电源、电脑、数据线、夹具。根据这些任务，国内主流的手机生产厂商现有的测试线一般可以采用以下生产流程。

如图1-1所示，分板设在第二个步骤，主要原因是手机主板贴片时，一般都是采用四块PCBA组合成一拼板，测试线需要对贴片后的手机PCBA进行操作，因为目前的测试线基本上是手工或是半自动，只能同时生产一块PCBA，因此，需要将SMT贴片后的手机拼板分板为一块块PCBA。方便测试线及手机组装线的生产。目前所用的分板机都是半自动的分板机，先对机器进行程序编辑，然后由员工操作进板、按开始开关、出板。

2.手机自动测试线的研究与实现

2.1 自动测试线流程

自动测试线的生产流程必须在现有的生产流程基础之上进行修改。自动测试线的流程确定为以下流程。将分板工位从第一个工位移动倒数第二个工位。

2.2 测试线自动化可行性研究

测试线加工的对象是PCBA，通过统计和观察，这些PCBA形状各异且上面贴满了高低不平的各种器件。PCBA上无专门用于定位的Mark点。这样，如果用机械来操作PCBA，则传动、定位等都很困难，只能用人手来操作。

通过研究手机拼板及SMT线后，发现拼板基本上都是规则的长方形，而且四周都预留有板边，上面有用于定位的Mark点。这样，可以用传送带与板边接触来传动拼板，并且利用Mark点定位，从而实现拿板、放板、出板动作。

2.3 自动测试线指标要求及关键技术

产能要求：每条测试线的产能要达到137PCS/H。

图1-1 手机测试线一般生产流程

图2-1 半自动测试线生产流程

人员要求：人员由目前4人/线降到O.5人/线。

平均无故障时间：5OOOO小时。

平均故障修复时间：小于2小时。

更换机型换线时间：小于1小时。

体积要求：长＜7米，宽＜1.2米，高＜2米。

图2-2 自动测试线总体架构

图2-3 接驳台设计图

关键技术：

（1）防止四联板同时校准测试时相互干扰。

（2）防止四联板扫号时混扫。

（3）测试线进板、出板、良板、不良板等逻辑控制。

（4）手机下载平台、校准平台与全自动测试线的接口对接。

（5）机械的可靠性、防呆及自动恢复。

2.4 自动测试线总体架构

根据企业现有的状况，已经拥有上板机（Loader）、自动点胶机及自动分板机。因此需要设计自动下载机、自动写号机及自动校准机，然后将这些设备集成为一个系统。自动测试线总体架构如图2-2。

自动测试线前面用接驳台与自动上板机相接，经过3个夹具的下载工位，下载工位的每个夹具都是独立的，可同时工作。下载工位之后是写号工位，它们之间也是通过接驳台相连。写号工位之后是校准工位，校准工位之后是点胶工位。

2.5 自动测试线硬件设计

根据自动测试线的总体架构，对每个单元进行设计。

2.5.1 接驳台设计

接驳台主要实现的功能有：（1）将待生产的板子通过接驳台流入下一工序；（2）当下一工序正在进行生产时，将待生产的板子阻拦在接驳台上，使得板子一块块地按顺序进入下一道工序；（3）当下一道工序异常时，能阻止继续传送板子。

通过接驳台的功能描述，我们可以采用PLC或单片机、直流电机、传送带、丝杆及其他机械结构来设计这个接驳台。PLC或单片机起到控制作用，控制直流电机的转动或停转，是接驳台的核心。直流电机是接驳台的动力，为传送带提供动力。传送带则是为板子的传动提供路径。丝杆的作用主要是调节接驳台的宽度，使得接驳台可以传送不同宽度的产品。接驳台的设计如图2-3。

2.5.2 下载和写号夹具设计

下载和写号的夹具设计是一模一样，这样可以节省硬件投入，也增加了自动测试线的通用性，减少维护成本和转拉时间。