電連接器機械性能與電氣安全性能的檢測裝置與檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測電連接器機械性能與電氣安全性能的裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電連接器亦稱接插件，其主要功能是實現(xiàn)各種元件、電路、設(shè)備、系統(tǒng)等之間的電流、信號導(dǎo)通與傳輸，在機電、通信、航空、航天等行業(yè)中應(yīng)用范圍廣。
[0003]插拔力是評價電連接器機械性能的最主要的指標(biāo)，插拔力分為插入力和拔出力，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已對部分電連接器的插拔力大小做了規(guī)定。電連接器依靠集成在絕緣體內(nèi)的多對接觸件實現(xiàn)電流、信號的導(dǎo)通與傳輸，接觸件間是否可靠接觸直接影響電連接器傳輸?shù)目煽啃耘c穩(wěn)定性。拔出力大小的測量是工程上測試接觸件間接觸可靠程度的最簡單有效的方法。合格的電連接器應(yīng)具有較大的拔出力與較小的插入力。較大的拔出力使得電連接器連接可靠，而較小的插入力使配對的電連接器間容易插入，方便使用，且插入過程不容易導(dǎo)致接觸件的變形而造成電連接器損壞?，F(xiàn)有的插拔力測量裝置可分為以下兩種測量方式:
(I)測量電連接器的整體插拔力，這種方式測量速度快，效率高，但整體插拔力是一種整體效應(yīng)，整體插拔力合格無法保證每個插孔接觸良好，且對于復(fù)雜的電連接器，插孔數(shù)量多，整體插拔力大，要求夾具的夾持力大，但過大的夾持力容易損壞電連接器外殼；(2)測量電連接器的單孔插拔力，這類裝置雖然可以避免整體插拔力測量的弊端，但現(xiàn)有的這類裝置都是半自動化的設(shè)備，測量前需手動對每一個插孔進行對準(zhǔn)，測量過程繁瑣、效率低。
[0004]耐壓測試是確定電子絕緣材料是否足以抵抗瞬間高電壓的一個非破壞性的測試，它是電連接器電氣安全測試中最常用、最重要的測試項目。對電連接器進行耐壓測試，首先是為了檢測電連接器在額定工作電壓下工作的安全性，其次耐壓測試可檢測電連接器的某些制造缺陷，例如:制造過程電連接器內(nèi)部不慎引入金屬異物或插座中簧片的裝配誤差都會導(dǎo)致爬電距離和電氣間隙的不足，使得耐壓測試時漏電流增大。通過測量漏電流的大小，便可判斷電連接器內(nèi)部是否存在上述缺陷。目前工程上主要采用安規(guī)測試儀對電連接器進行耐壓測試，測試時需手動逐一測試電連接器上的每一個插孔，測試過程繁瑣、效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種檢測電連接器機械性能與電氣安全性能的裝置與方法，該裝置可同時對電連接器進行插拔力測量與耐壓測試，且整個檢測過程自動完成，檢測效率高。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種電連接器機械性能與電氣安全性能的檢測裝置，設(shè)有上位機(I)、三軸運動單元(2)、監(jiān)控單元(3)、夾具(4)、測試單元(5)、運動控制單元￠)、機柜(7);所述測試單元(5)安裝于三軸運動單元(2)的滑座上，包括控制模塊(51)、主測頭(55)、第一副測頭
(52)、第二副測頭(53)、第三副測頭(54)、高壓輸出模塊(56)、信號調(diào)理模塊(57)、運動模塊(58);所述主測頭(55)包括主測頭探針(551)、探針夾持桿(552)、絕緣棒(553)、拉壓力傳感器(554)、主測頭固定座(555)，其中拉壓力傳感器(554)與信號調(diào)理模塊(57)相連；測量插拔力時，主測頭探針(551)插入或拔出電連接器插孔時引起拉壓力傳感器(554)電壓信號的變化，該電壓信號經(jīng)信號調(diào)理模塊(57)放大、濾波后，由控制模塊(51)采集；所述主測頭探針(551)與高壓輸出模塊(56)相連；所述第一副測頭(52)、第二副測頭(53)、第三副測頭(54)結(jié)構(gòu)相同，第一副測頭(52)包括第一副測頭探針(521)、探針夾持桿(522)、電流檢測模塊(523);電流檢測模塊(523)與第一副測頭探針(521)及控制模塊(51)相連，流經(jīng)第一副測頭探針(521)的漏電流經(jīng)電流檢測模塊(523)檢測，再由控制模塊(51)采集至上位機(I)。
[0008]作為優(yōu)選，所述三軸運動單元(2)為三軸龍門型結(jié)構(gòu)，包括X軸直線運動模組
(21)，X軸輔助導(dǎo)軌(22)，Y軸直線運動模組(23)，Z軸直線運動模組(24)。
[0009]作為優(yōu)選，所述高壓輸出模塊(56)與控制模塊(51)相連，包括光電隔離模塊(561)，功率放大模塊(562)，低通濾波模塊(563)，升壓輸出模塊(564);控制模塊(51)控制高壓輸出模塊(56)的輸出電壓與升壓模式，同時將第一副測頭(52)、第二副測頭(53)、第三副測頭(54)的電流檢測模塊的數(shù)值采集至上位機(I)，從而獲得漏電流隨施加電壓的變化情況。
[0010]作為優(yōu)選，所述運動模塊(58)包括3個直線運動模組(581-583)，直線運動模組(581)與直線運動模組(582)呈直角固定于主測頭固定座(555)上；第三副測頭(54)固定于直線運動模組(582)的滑座上，第二副測頭(53)固定于直線運動模組(583)的滑座上，第一副測頭(53)與直線運動模組(583) —同固定于直線運動模組(581)的滑座上；通過控制直線運動模組(581-583)的運動，可調(diào)整主測頭探針(551)與第一副測頭探針(521)、第二副測頭探針(531)、第三副測頭探針(541)的間距，從而可對插孔間距不同的電連接器進行檢測。
[0011]作為優(yōu)選，所述運動控制單元(6)可獨立控制X軸直線運動模組(21)、Y軸直線運動模組(23)、Z軸直線運動模組(24)及直線運動模組(581-583)的運動；所述運動控制單元(6)采用六軸運動控制器(61)作為控制中樞，包括6路運動控制模塊，每一路運動控制模塊包括步進電機驅(qū)動器(62)、步進電機(63)、光電編碼器(64)，其中光電編碼器￠4)安裝于步進電機(63)軸端，對步進電機(63)進行步進校驗。
[0012]作為優(yōu)選，所述上位機(I)運行有上位機軟件，上位機軟件的數(shù)據(jù)庫中存儲著常用電連接器的信息，包括:幾何尺寸、插孔的位置分布、插孔的行數(shù)與列數(shù)、插孔的行間距與列間距、插孔的深度；對于數(shù)據(jù)庫中未存儲的電連接器，上位機軟件可通過導(dǎo)入電連接器的CAD圖紙獲取信息；所述上位機軟件還可圖形化顯示測量結(jié)果，并自動進行保存。
[0013]作為優(yōu)選，所述機柜(7)設(shè)有防護門(73)，所述機柜(7)及防護門(73)的內(nèi)層為絕緣層。
[0014]一種電連接器機械性能與電氣安全性能的檢測方法，基于上述任一頂所述的一種電連接器機械性能與電氣安全性能的檢測裝置，步驟如下:
[0015]I)檢測前準(zhǔn)備:夾持電連接器、更換測試探針、關(guān)閉防護門(71);
[0016]2)參數(shù)設(shè)置:在上位機軟件中選擇待測電連接器型號、夾持方向、測試電壓、升壓模式；
[0017]3)測頭間距調(diào)整:調(diào)整主測頭(55)與第一副測頭(52)、第二副測頭(53)、第三副測頭(54)的間距;
[0018]4)測試單元定位:主測頭探針(551)與被測的插孔對準(zhǔn)；
[0019]5)插入力的測量:測試單元(5)沿Z軸直線運動模組(24)向下運動，主測頭探針(551)插入被測插孔，控制模塊(51)持續(xù)采集經(jīng)信號調(diào)理模塊(57)調(diào)理后的拉壓力傳感器(554)的輸出信號，輸出信號的最大值為插入力的測量值；
[0020]6)電氣安全性能測試:電壓輸出模塊(56)按照預(yù)設(shè)的升壓模式產(chǎn)生高壓，并施加于主測頭探針(551)，控制模塊(51)同時采集第一副測頭(52)、第二副測頭(53)、第三副測頭(54)的電流檢測模塊的數(shù)值；
[0021]7)拔出力測量:測試單元(5)沿Z軸直線運動模組(24)向上運動，控制模塊(51)持續(xù)采集經(jīng)信號調(diào)理模塊(57)調(diào)理后的拉壓力傳感器(554)的輸出信號，輸出信號的最大值為拔出力的測量值；主測頭探針(551)拔出被測插孔后重復(fù)步驟4)-7)，檢測下一個插孔的機械性能與電氣安全性能，直至所有插孔檢測完畢；
[0022]8)檢測結(jié)果輸出。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果如下:
[0024](I)檢測效率高:測試單元每一次插入及拔出電連接器的待測插孔，便可測得該插孔的插入力、拔出力及測試電壓下的漏電流值，檢測效率高；
[0025](2)自動化程度高:檢測時無需人工對準(zhǔn)，裝置可自動完成電連接器上所有插孔的檢測；
[0026](3)檢測結(jié)果客觀準(zhǔn)確:檢測過程自動完成，避免了手動檢測時由于操作不規(guī)范等原因引入的人工誤差，結(jié)果客觀準(zhǔn)確；
[0027](4)檢測結(jié)果信息豐富:可自動判斷所檢測的電連接器是否合格，對于不合格的產(chǎn)品，記錄測試不合格的插孔的位置，并同時給出該插孔插入力隨插入位移的變化曲線、拔出力隨拔出位移的變化曲線、漏電流隨施加電壓的變化曲線，便于檢測人員對電連接器的缺陷類型做出進一步的