摘要:
全quan球qiu製zhi造zao業ye大da量liang向xiang中zhong國guo遷qian移yi以yi及ji本ben土tu生sheng產chan企qi業ye對dui測ce試shi測ce量liang的de逐zhu漸jian重zhong視shi,促cu進jin自zi動dong測ce試shi設she備bei的de發fa展zhan,靈ling活huo充chong分fen的de融rong合he各ge種zhong技ji術shu幫bang助zhu提ti高gao設she備bei的de性xing能neng.本文從技術融合的角度闡述了自動測試設備發展中的係統化、集成化、網絡化與智能化。
Abstract:
As global manufacture migrating to China and local production enterprises paying more attention on test and measurement, ATE industry comes into a high-speed developing stage. Technology integration increases the performance of ATE effectively. This paper discusses the present and future ATE in part of systematized、integrating、networking and intelligentialize.
關鍵字:
自動測試設備、柔性測試、集成化、射頻識別係統、測試程序集
Key words:
ATE(Automatic testing equipment)、Flexible testing、integrating、RFID、TPS
1 、引言
測試測量本身是一個技術密集、橫跨多個學科並且強調技術積累的行業,也是新產品研究、試驗、生產、維修的基本條件和手段,同時是許多重大工程配套及建設不可缺少的重要組成部分。伴隨著計算機技術的發展,ATE的應用逐漸廣泛,與人工測試相比,自動測試省時、省(sheng)力(li),能(neng)提(ti)高(gao)勞(lao)動(dong)生(sheng)產(chan)率(lv)和(he)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)。以(yi)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)為(wei)例(li),其(qi)測(ce)試(shi)內(nei)容(rong)日(ri)益(yi)複(fu)雜(za),測(ce)試(shi)工(gong)作(zuo)量(liang)激(ji)增(zeng),特(te)別(bie)是(shi)在(zai)生(sheng)產(chan)線(xian)上(shang),要(yao)求(qiu)完(wan)成(cheng)測(ce)試(shi)的(de)時(shi)間(jian)越(yue)來(lai)越(yue)短(duan),人(ren)工(gong)測(ce)試(shi)很(hen)難(nan)滿(man)足(zu)這(zhe)些(xie)要(yao)求(qiu),ATE的優勢體現的非常明顯。國內的ATE起qi步bu較jiao晚wan,隨sui著zhe近jin十shi幾ji年nian來lai各ge方fang持chi續xu的de加jia大da努nu力li,與yu國guo外wai發fa達da國guo家jia之zhi間jian的de差cha距ju在zai不bu斷duan縮suo小xiao,到dao現xian在zai,相xiang關guan技ji術shu的de研yan發fa與yu應ying用yong方fang麵mian已yi得de到dao了le長chang足zu的de發fa展zhan與yu進jin步bu,並bing且qie在zai某mou些xie行xing業ye中zhong,新xin技ji術shu應ying用yong與yu設she備bei覆fu蓋gai率lv上shang已yi達da到dao國guo際ji先xian進jin水shui平ping。本ben文wen結jie合he實shi際ji應ying用yong,探tan討tao國guo內neiATE的現狀與未來發展。
2 、 ATE具有發展潛力,技術融合促進其性能提升
隨(sui)著(zhe)全(quan)球(qiu)製(zhi)造(zao)業(ye)大(da)量(liang)向(xiang)中(zhong)國(guo)遷(qian)移(yi),越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)跨(kua)國(guo)企(qi)業(ye)在(zai)本(ben)地(di)尋(xun)找(zhao)合(he)作(zuo)夥(huo)伴(ban)與(yu)供(gong)應(ying)商(shang),實(shi)現(xian)配(pei)套(tao)設(she)備(bei)本(ben)土(tu)化(hua),同(tong)時(shi),本(ben)土(tu)生(sheng)產(chan)製(zhi)造(zao)企(qi)業(ye)對(dui)測(ce)試(shi)測(ce)量(liang)越(yue)發(fa)看(kan)重(zhong)並(bing)加(jia)大(da)投(tou)入(ru),進(jin)一(yi)步(bu)刺(ci)激(ji)了(le)國(guo)內(nei)ATE的發展潛力。綜合ATE的當前的發展情況,各種技術靈活充分的融合是亮點,並呈現出係統化、集成化、網絡化、智能化的發展趨勢。
2.1 係統化:柔性測試技術
現在學科與技術都講究係統化,測試測量技術係統化正如“柔性測試”技術所述,它需要綜合運用虛擬儀器、測試測量、機電一體化、網絡通信及軟件等多種技術;實現測試係統的精確性、可靠性、適應性、靈ling活huo性xing和he拓tuo展zhan性xing,推tui動dong現xian代dai測ce試shi技ji術shu在zai實shi際ji應ying用yong中zhong的de快kuai速su發fa展zhan。我wo們men發fa現xian,要yao滿man足zu行xing業ye目mu前qian存cun在zai的de各ge種zhong特te點dian,以yi及ji不bu斷duan湧yong現xian出chu的de新xin需xu求qiu,我wo們men確que實shi需xu要yao一yi套tao理li想xiang的de測ce試shi係xi統tong。例li如ru汽qi車che電dian子zi領ling域yu對dui於yu測ce試shi係xi統tong的de高gao要yao求qiu,一yi套tao理li想xiang的de測ce試shi係xi統tong首shou先xian要yao具ju備bei可ke靠kao性xing的de特te點dian;而精確性也是對測試係統的一個基本要求,因為測試本身就是一個質量把關的環節。麵對汽車電子產品的測試需求多變、環境複雜的情況,就需要測試係統要表現出更好的適應性、更強大的靈活性、以yi及ji應ying對dui汽qi車che電dian子zi產chan品pin迅xun速su發fa展zhan升sheng級ji換huan代dai需xu求qiu的de擴kuo展zhan性xing。無wu論lun是shi汽qi車che電dian子zi還hai是shi通tong用yong電dian子zi產chan品pin測ce試shi設she備bei,可ke以yi說shuo具ju備bei了le這zhe五wu個ge特te性xing,才cai能neng稱cheng得de上shang是shi一yi套tao理li想xiang的de測ce試shi係xi統tong。
2.2 核心測試功能的集成化
要(yao)實(shi)現(xian)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)功(gong)能(neng),首(shou)先(xian),需(xu)要(yao)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)功(gong)能(neng)部(bu)件(jian)並(bing)將(jiang)它(ta)們(men)集(ji)成(cheng)在(zai)一(yi)起(qi)。例(li)如(ru)要(yao)向(xiang)被(bei)測(ce)單(dan)元(yuan)提(ti)供(gong)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao),比(bi)如(ru)信(xin)號(hao)源(yuan)或(huo)者(zhe)激(ji)勵(li)源(yuan);測定被測單元的輸出信號,需要測量儀表實現,它們可以是分立儀器或者緊湊性能更好的PXI總線設備;以及控製器、機架、路由 係統、人機接口,適配器,散熱器,打印機,打標機等等。除了以上標準化的硬件集成,測試功能的集成化在ATE上體現的越來越明顯:無(wu)論(lun)如(ru)何(he)配(pei)置(zhi)係(xi)統(tong)的(de)硬(ying)件(jian)組(zu)成(cheng),都(dou)是(shi)為(wei)了(le)更(geng)好(hao)的(de)實(shi)現(xian)待(dai)測(ce)件(jian)的(de)所(suo)有(you)測(ce)試(shi)要(yao)求(qiu)。測(ce)試(shi)功(gong)能(neng)的(de)集(ji)成(cheng)化(hua)體(ti)現(xian)在(zai)兩(liang)個(ge)方(fang)麵(mian),一(yi)是(shi)適(shi)應(ying)同(tong)種(zhong)類(lei)產(chan)品(pin)的(de)平(ping)台(tai)化(hua)測(ce)試(shi),包(bao)括(kuo)功(gong)能(neng)相(xiang)似(si)但(dan)外(wai)觀(guan)或(huo)接(jie)口(kou)不(bu)同(tong)的(de)待(dai)測(ce)產(chan)品(pin);二(er)是(shi)工(gong)位(wei)集(ji)成(cheng),即(ji)將(jiang)測(ce)試(shi)功(gong)能(neng)作(zuo)為(wei)整(zheng)台(tai)設(she)備(bei)的(de)一(yi)個(ge)功(gong)能(neng)子(zi)係(xi)統(tong),同(tong)時(shi)集(ji)成(cheng)了(le)原(yuan)本(ben)分(fen)離(li)的(de)前(qian)端(duan)工(gong)位(wei)和(he)後(hou)端(duan)工(gong)位(wei),例(li)如(ru)終(zhong)檢(jian)測(ce)試(shi)前(qian)的(de)產(chan)品(pin)裝(zhuang)配(pei)、機械尺寸檢測以及後端的打碼、潤(run)滑(hua)等(deng),不(bu)僅(jin)提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)而(er)且(qie)節(jie)省(sheng)了(le)物(wu)理(li)空(kong)間(jian)。針(zhen)對(dui)第(di)一(yi)種(zhong)集(ji)成(cheng)模(mo)式(shi),需(xu)要(yao)對(dui)被(bei)測(ce)件(jian)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)了(le)如(ru)指(zhi)掌(zhang),夾(jia)具(ju)工(gong)裝(zhuang)的(de)設(she)計(ji)也(ye)十(shi)分(fen)關(guan)鍵(jian),如(ru)果(guo)設(she)計(ji)的(de)不(bu)合(he)理(li),不(bu)僅(jin)容(rong)易(yi)導(dao)致(zhi)測(ce)試(shi)精(jing)度(du)下(xia)降(jiang),還(hai)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)誤(wu)判(pan)的(de)情(qing)況(kuang);第二種集成模式是測試自動化與過程自動化的結合,需要綜合考慮工件的安放、流轉、工位間的通信、流程控製、數據處理等,這些問題也引出接下來將要討論的網絡化與智能化。
2.3 網絡通信在 ATE 中的應用
如今的ATE中,越來越廣泛的應用到現場總線、以太網、無線通信、物聯網等多種網絡通信技術。隨著測試設備的自動化程度越來越高,工位越來越多,需要可靠的、易於使用的工具與應用軟件,實現與各種儀器、控製器、智能傳感器等設備之間的交互。例如,一套ATE中采用PLC進行流程控製,PLC與上位機之間通過RS232進行物理層通信連接,通過自定義通信指令或OPC服務器完成數據通信,設備采用LabVIEW作為測試編程軟件,我們可以利用LabVIEW中的Datasoket工具,通過OPC與PLC進行數據交換,這種方式簡單好用,並且主流PLC廠商幾乎都提供OPC服務器。PLC作為下位機接到上位指令後,控製各機構執行相應的動作,例如,閥島控製、打碼機動態打碼控製、執行器控製及外部各種傳感器數據讀取,通常采用profilbus現場總線方式與PLC通訊控製與采集。
另外,無線網絡的應用不斷增多,工業無線技術為實現內部設備之間以及內部與外部設備之間的無線巡回檢測提供了必要條件。RFID就是一種簡單的無線係統,由多個電子標簽和解讀器組成,常用於控製、檢測和跟蹤物體。在多工位ATE中,可以利用RFID係(xi)統(tong)定(ding)位(wei)工(gong)件(jian),跟(gen)蹤(zong)工(gong)件(jian)在(zai)各(ge)工(gong)位(wei)間(jian)的(de)流(liu)轉(zhuan),並(bing)統(tong)一(yi)記(ji)錄(lu),方(fang)便(bian)後(hou)期(qi)進(jin)行(xing)信(xin)息(xi)管(guan)理(li)與(yu)數(shu)據(ju)溯(su)源(yuan)。在(zai)工(gong)件(jian)上(shang)安(an)放(fang)電(dian)子(zi)標(biao)簽(qian),它(ta)具(ju)有(you)唯(wei)一(yi)的(de)電(dian)子(zi)編(bian)碼(ma),可(ke)以(yi)附(fu)著(zhe)在(zai)物(wu)體(ti)上(shang)標(biao)識(shi)目(mu)標(biao)對(dui)象(xiang);各個工位上配置RFID解決器。標簽進入磁場後,接收解讀器發出的射頻信號同時發送出存儲在芯片中的產品信息,完成相關信息的傳遞與記錄。
第di三san點dian關guan於yu網wang絡luo化hua的de發fa展zhan趨qu勢shi是shi要yao求qiu設she備bei有you能neng力li進jin行xing遠yuan程cheng診zhen斷duan。不bu僅jin設she備bei上shang的de數shu據ju可ke以yi通tong過guo網wang絡luo進jin行xing遠yuan程cheng監jian控kong,甚shen至zhi測ce試shi序xu列lie執zhi行xing也ye可ke以yi通tong過guo遠yuan程cheng進jin行xing控kong製zhi,遠yuan程cheng修xiu改gai測ce試shi參can數shu,遠yuan程cheng測ce試shi數shu據ju的de管guan理li等deng,便bian於yu專zhuan家jia對dui係xi統tong進jin行xing會hui診zhen。
2.4 智能化是 ATE 發展的終級目標
ATE最重要的功能就是逐步取代人工測試,智能化是其發展的高級階段,從機械手代替人手、機器視覺代替人眼,以及機器人完成更複雜的裝配動作,在一些多年來一直保持傳統的人工測試領域,例如手機MMI測試,智能化部件的成熟應用也促使製造商可以追求更低的成本和更高的效率與產品質量。
另外,測試領域近年來經常提及TPS這個概念,這個概念要求交付給客戶的ATE,是三位一體的產品,第一是產品本身,第二是測試夾具,第三是測試序列,它要求測試係統能夠自動識別測試對象、測試夾具,緊接著自動加載測試序列集軟件,自動的運行這個測試序列,知道後邊的測試結果,報表生成。這時的ATE更像是一個測試專家而不是一台機器,它對操作人員的要求極低,最大程度的減少了人工的幹預。
3 測試設備供應商的思考
如文中所說,當前是ATEgaosufazhandeshidai,ceshishebeigongyingshangmenweimanzuxingyeyonghuceshixuyao,fenfenzaiyanfashangjiadalidu,danshiyinggaikandao,zhikaolvdaodangxiadeceshixuyaoxianranshiyuanyuanbugoude,ruhezaijingzhengzhongtuoyingerchu,qiangzhanshichangxianji,gongyingshangmenxuyaochongfenkaolvweilaixinjishudeyingyongqingkuang。ceshibenjiuyingzouzaidaicechanpinyanfadeqianduan,xingyeyonghuxuyaodeATE是一個整體產品,做到這一點,不僅有利於供應商在競爭中尋找更多利潤點,更有助於其長期立於不敗之地。