全文摘要
一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，本实用新型属于芯片测试领域，具体涉及一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统。本实用新型针提供了一种能够实现多工位并行测试、不易磨损、定位精度高的远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统。本实用新型中，黑体运动系统与光栏转动系统连接，控制器的输入端与人机界面的输出端连接，黑体运动系统和光栏转动系统的输入端均与控制器的输出端连接，传感器的输入端与黑体运动系统连接，用于检测黑体的当前位置信息，传感器的输出端与控制器的输入端连接。本实用新型主要用于测试远红外探测器芯片。
主设计要求
1.一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，其特征在于，它包括黑体运动系统、光栏转动系统、控制器、人机界面和传感器(6)，所述黑体运动系统与光栏转动系统连接，所述控制器的输入端与人机界面的输出端连接，所述黑体运动系统和光栏转动系统的输入端均与控制器的输出端连接，所述传感器(6)的输入端与黑体运动系统连接，用于检测黑体的当前位置信息，所述传感器(6)的输出端与控制器的输入端连接。
设计方案
1.一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，其特征在于，它包括黑体运动系统、光栏转动系统、控制器、人机界面和传感器(6)，所述黑体运动系统与光栏转动系统连接，所述控制器的输入端与人机界面的输出端连接，所述黑体运动系统和光栏转动系统的输入端均与控制器的输出端连接，所述传感器(6)的输入端与黑体运动系统连接，用于检测黑体的当前位置信息，所述传感器(6)的输出端与控制器的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，其特征在于，所述黑体运动系统包括低温黑体(1)、高温黑体(2)、黑体安装架(3)、伺服电机(4)、伺服电机驱动器和丝杠滑台(5)，所述低温黑体(1)和高温黑体(2)固定在黑体安装架(3)上，所述黑体安装架(3)固定在丝杠滑台(5)的螺母座上，所述伺服电机(4)位于丝杠滑台(5)的一端且伺服电机(4)的执行端与丝杠滑台(5)连接，所述伺服电机(4)的控制端通过伺服电机驱动器与控制器的输出端连接；所述传感器(6)固定在丝杠滑台(5)上，用于检测低温黑体(1)和高温黑体(2)当前的位置信息；所述光栏转动系统包括光栏(7)、光栏安装架(8)、转角气缸(9)、底座(10)、芯片安装座(11)、远红外探测器芯片(12)和台面(13)；所述光栏(7)安装在光栏安装架(8)上，光栏安装架(8)固定在转角气缸(9)的旋转轴上，所述转角气缸(9)固定在底座(10)的侧壁上，所述转角气缸(9)的输入端与控制器的输出端连接，所述芯片安装座(11)安装在底座(10)上表面，所述远红外探测器芯片(12)安装在芯片安装座(11)上，所述丝杠滑台(5)和底座(10)均固定在台面(13)上。
3.根据权利要求2所述的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，其特征在于，所述低温黑体(1)和高温黑体(2)与黑体安装架(3)在垂直方向上的连接孔为椭圆形长孔，用于调节低温黑体(1)和高温黑体(2)在垂直方向上的移动。
4.根据权利要求2所述的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，其特征在于，所述光栏(7)距离远红外探测器芯片(12)的距离等于光栏(7)的直径。
5.根据权利要求2所述的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，其特征在于，所述伺服电机驱动器的型号为6SL3210。
6.根据权利要求2所述的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，其特征在于，所述伺服电机(4)的型号为1FL6032。
7.根据权利要求1所述的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，其特征在于，所述人机界面为触摸屏，所述触摸屏的型号为西门子KTP700。
8.根据权利要求1所述的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，其特征在于，所述控制器的型号为西门子S7-1200。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于芯片测试领域，具体涉及一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统。
背景技术
随着远红外传感器及应用产业的快速发展，芯片的批量测试迫切需要提高效率而光学成像系统中的黑体及光栏相对位置是影响测试的关键因素。目前的运动方式大多为黑体固定、待测芯片移动，对于多引脚的芯片进行多工位同时测试时引出线较多，并且长期在滑轨上做往复运动会造成线路磨损定位的精度也会降低，影响黑体和光栏的相对位置导致测试参数不合格产品良率降低。如专利申请号CN 105571724 A中光源系统安装于黑体支架上，包括黑体、光栏、滤光片以及黑体控制器，三维位移台上安装有被测探测器，即红外芯片是可以在三方向上移动的，黑体黑体不动；CN2395283Y中芯片平移台是由两台步进电机驱动沿X、Y方向运动，黑体固定在一侧，黑体不动、芯片固定在平移台上做X、Y、Z方向。综上，现有技术存在以下缺陷：
(1)远红外传感器芯片测试效率低，难实现多工位并行测试；
(2)被测芯片与测试机之间连线比较多且容易磨损，不方便调试和维护；
(3)光栏与远红外探测器芯片之间的定位精度不高，影响测试结果。
因此，就需要一种能够实现多工位并行测试、不易磨损、定位精度高的远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统。
实用新型内容
本实用新型针对现有芯片测试系统不能实现多工位并行测试、易磨损、定位精度低的缺陷，提供了一种能够实现多工位并行测试、不易磨损、定位精度高的远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统。
本实用新型所涉及的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统的技术方案如下：
本实用新型所涉及的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，它包括黑体运动系统、光栏转动系统、控制器、人机界面和传感器，所述黑体运动系统与光栏转动系统连接，所述控制器的输入端与人机界面的输出端连接，所述黑体运动系统和光栏转动系统的输入端均与控制器的输出端连接，所述传感器的输入端与黑体运动系统连接，用于检测黑体的当前位置信息，所述传感器的输出端与控制器的输入端连接。
进一步地：所述黑体运动系统包括低温黑体、高温黑体、黑体安装架、伺服电机、伺服电机驱动器和丝杠滑台，所述低温黑体和高温黑体固定在黑体安装架上，所述黑体安装架固定在丝杠滑台的螺母座上，所述伺服电机位于丝杠滑台的一端且伺服电机的执行端与丝杠滑台连接，所述伺服电机的控制端通过伺服电机驱动器与控制器的输出端连接；所述传感器固定在丝杠滑台上，用于检测低温黑体和高温黑体当前的位置信息；所述光栏转动系统包括光栏、光栏安装架、转角气缸、底座、芯片安装座、远红外探测器芯片和台面；所述光栏安装在光栏安装架上，光栏安装架固定在转角气缸的旋转轴上，所述转角气缸固定在底座的侧壁上，所述转角气缸的输入端与控制器的输出端连接，所述芯片安装座安装在底座上表面，所述远红外探测器芯片安装在芯片安装座上，所述丝杠滑台和底座均固定在台面上。
进一步地：所述低温黑体和高温黑体与黑体安装架在垂直方向上的连接孔为椭圆形长孔，用于调节低温黑体和高温黑体在垂直方向上的移动。
进一步地：所述光栏距离远红外探测器芯片的距离等于光栏的直径。
进一步地：所述伺服电机驱动器的型号为6SL3210。
进一步地：所述伺服电机的型号为1FL6032。
进一步地：所述人机界面为触摸屏，所述触摸屏的型号为西门子KTP700。
进一步地：所述控制器的型号为西门子S7-1200。
本实用新型所涉及的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统的有益效果是：
本实用新型所涉及的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，实现光学系统的自动对焦并构成F1.0系统，提高远红外探测器芯片测试的正确率，采取被测芯片不动黑体移动的方式，既方便维护又减少磨损，提高设备的使用寿命。本实用新型具有以下优点：
1)成本低，利用控制器本身板载高速脉冲即能满足控制要求；
2)高速以太网通讯数据实时共享，人机界面交互，运行数据一目了然；
3)四工位并行测试，效率高；
4)适用性强，通过以太网总线可以连接到其他系统中，光栏与被测芯片之间定位精度准确，重复定位精度高；
5)黑体移动，芯片不动，黑体由伺服电机驱动定位精度高，光栏的孔径可调节。
附图说明
图1为远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统的结构框图；
图2为图1中自动对焦控制系统的结构示意图；
图3为图2中自动对焦控制系统的控制框图；
图中，1为低温黑体、2为高温黑体、3为黑体安装架、4为伺服电机、5为丝杠滑台、6为传感器、7为光栏、8为光栏安装架、9为转角气缸、10为底座、11为芯片安装座、12为远红外探测器芯片、13为台面。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本实用新型技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的保护范围中。
实施例1
结合图1说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，它包括黑体运动系统、光栏转动系统、控制器、人机界面和传感器6，所述黑体运动系统与光栏转动系统连接，所述控制器的输入端与人机界面的输出端连接，所述黑体运动系统和光栏转动系统的输入端均与控制器的输出端连接，所述传感器6的输入端与黑体运动系统连接，用于检测黑体的当前位置信息，所述传感器6的输出端与控制器的输入端连接。
实施例2
结合图2和实施例1说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，所述黑体运动系统包括低温黑体1、高温黑体2、黑体安装架3、伺服电机4、伺服电机驱动器和丝杠滑台5，所述低温黑体1和高温黑体2固定在黑体安装架3上，所述黑体安装架3固定在丝杠滑台5的螺母座上，所述伺服电机4位于丝杠滑台5的一端且伺服电机4的执行端与丝杠滑台5连接，所述伺服电机4的控制端通过伺服电机驱动器与控制器的输出端连接；所述传感器6固定在丝杠滑台5上，用于检测低温黑体1和高温黑体2当前的位置信息；所述光栏转动系统包括光栏7、光栏安装架8、转角气缸9、底座10、芯片安装座11、远红外探测器芯片12和台面13；所述光栏7安装在光栏安装架8上，光栏安装架8固定在转角气缸9的旋转轴上，所述转角气缸9固定在底座10的侧壁上，所述转角气缸9的输入端与控制器的输出端连接，所述芯片安装座11安装在底座10上表面，所述远红外探测器芯片12安装在芯片安装座11上，所述丝杠滑台5和底座10均固定在台面13上。
如此设置的目的在于：
所述黑体运动系统中，低温黑体1、高温黑体2被固定在黑体安装架3上，黑体安装架3通过螺栓连接到丝杠滑台5的螺母座上，通过丝杠转动带动低温黑体1和高温黑体2实现水平方向的定位，黑体安装架3和黑体在垂直方向上的连接孔为椭圆形长孔，可以自动调节黑体实现垂直方向上的移动；所述黑体选用武汉凯尔文矩形面阵低中温黑体，低温设定在20℃，中温设定在35℃，有效辐射率达到95％，有效辐射面为200mmx150mm，温度分辨率0.01℃，达到红外芯片测试国标的要求，辐照芯片数量大于等于4颗；丝杠滑台5采用上银C5等级丝杠，精度可控制在10um保证重复定位的精度。
所述光栏转动系统中，芯片安装座11固定在底座10上，底座10通过螺栓固定在台面13上，光栏7安装在光栏安装架8上，光栏安装架8固定在转角气缸9的旋转轴上，光栏安装架8的位置可以进行手动调整，整个转角气缸9固定在台面13上，光栏7的孔径可以调节，最小调节直径：2.5mm最大调节直径：42mm，SRC转角下转角气缸9带动光栏7旋转90度覆盖芯片(芯片尺寸为16mmx16mm)并施加一个往下压紧的力保证远红外探测器芯片12和芯片安装座11接触良好，芯片安装座11可以同时容纳4颗芯片并行测试，从而达到提高测试效率的目的。
丝杠滑台5的行程采用3个松下GX-M18A-P电感式接近开关，直径M18、供电电压DC12-24V、PNP常开，2个作为极限限位1个作为参考原点。4个松下GX-M12A-P电感式接近开关检测转角气缸的到位情况。
实施例3
结合图2和实施例2说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，所述低温黑体1和高温黑体2与黑体安装架3在垂直方向上的连接孔为椭圆形长孔，用于调节低温黑体1和高温黑体2在垂直方向上的移动。
实施例4
结合图2和实施例2说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，所述光栏7距离远红外探测器芯片12的距离等于光栏7的直径。如此设置的目的是：光栏距离芯片的距离等于光栏的直径即构成F1.0光学系统。
实施例5
结合图2和实施例2说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，所述伺服电机驱动器的型号为6SL3210。
实施例6
结合图2和实施例2说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，所述伺服电机4的型号为1FL6032。
实施例7
结合图2和实施例2说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，所述人机界面为触摸屏，所述触摸屏的型号为西门子KTP700。如此设置的目的在于：西门子KTP700basic触摸屏带以太网口，方便与控制器PLC组网。参数的设置：黑体移动的定位数据：黑体运动系统寻找参考原点转角气缸回到初始位置，参考原点找到后建立运动坐标系此时在触摸屏上点动控制丝杠滑台5运动，直到低温黑体1全部覆盖远红外探测器芯片12时停止，此时用PLC程序在线监视当前坐标系下伺服电机驱动器的位置并记录，接着继续控制丝杠滑台5运动至高温黑体2全部覆盖远红外探测器芯片12时停止，记录当前伺服电机驱动器的位置完成后触摸屏上执行回原点操作，重复上述操作多次(次数大于4次)分别取得低温黑体1和高温黑体2的多个位置数据求平均值即得到要设置的定位数据。光栏7的位置：触摸屏控制单个电磁阀通电使转角气缸9动作，通过移动光栏安装架8调节光栏7到芯片12的距离，使其等于光栏7的直径大小，用刻度尺来标定。
实施例8
结合图2和实施例2说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种远红外探测器芯片测试的自动对焦控制系统，所述控制器的型号为西门子S7-1200。
控制器选用西门子CPU1214C DC\/DC\/DC自带以太网口，板载4路脉冲可以精确控制黑体运动的位置，电机驱动器选用西门子V90Profinet系列，PLC和伺服电机驱动器之间通过以太网连接，接线方便易于调试。
工作原理：系统启动后执行初始化程序检查各限位的情况，如有异常触摸屏界面弹出报警信息，黑体运动系统寻找参考点、光栏转动系统回到初始状态。当芯片放置到底座上时，转角气缸旋转并下压到位后芯片通电加热温度到达25度，PLC按照低温黑体设置的定位数据发送给伺服电机驱动器驱动丝杠运动，到达设定值后停止芯片处在低温黑体的辐射下测试平台开始采集低温数据完成后给PLC发出信号，PLC收到后按照高温黑体设定的数据发送给伺服电机驱动器驱动丝杆转动到达设定值后停止芯片处在高温黑体的辐射下测试平台开始采集高温数据完成后给PLC发出信号，PLC收到后执行回原点执行两黑体退回到初始位置，完成后旋转气缸释放机械手取走芯片。
1)光栏7的孔径、光栏7到芯片的距离、黑体的水平、垂直位移可以灵活调节；
2)人机界面、控制器、伺服控制器之间以太网通讯，实时共享数据无需连接大量的控制线；
3)控制系统具有手动、自动两种模式。手动模式可供调试、检修时使用，自动模式时可以一键启停；
4)人机界面实时显示系统的运行参数、设备的故障点并弹窗报警，可以对设备实现远程控制；
5)该控制系统设有定位数据和定位补偿数据设定程序可在人机界面上修改。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201822254376.1
申请日:2018-12-29
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:88(济南)
授权编号:CN209280876U
授权时间:20190820
主分类号:G01R 31/28
专利分类号:G01R31/28
范畴分类:31F;
申请人:哈工大机器人（山东）智能装备研究院
第一申请人:哈工大机器人（山东）智能装备研究院
申请人地址:250000 山东省济南市章丘区明水世纪西路南首路西明水经济技术开发区办公楼6层
发明人:黄强;戈锐;褚博;刘宝龙;权五云;刘明
第一发明人:黄强
当前权利人:哈工大机器人（山东）智能装备研究院
代理人:李晓敏
代理机构:23209
代理机构编号:哈尔滨市伟晨专利代理事务所（普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：红外传感器论文; 红外成像论文; 自动对焦论文; 传感器技术论文; 芯片论文; 伺服电机论文; 黑体论文; 西门子论文;