專利名稱：用于操縱電子部件的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于操縱(handling)和/或測試電子部件的裝置和方法。
背景技術(shù)：
在電子部件的制造期間、電子部件的調(diào)整期間或者在集成到印刷電路中之前，電 子部件通常沿著經(jīng)常是完全自動化的生產(chǎn)線經(jīng)歷例如電測試的一系列的操作。電子部件 因而通過傳送器從一個處理站傳遞到另一個處理站，該傳送器可以是例如線性的或者圓形 的。圓形傳送器設(shè)計(jì)成用于在置于旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)車外圍處的多個處理站之間傳輸小尺 寸的部件，且特別是電子部件。這些旋轉(zhuǎn)的傳送器經(jīng)常如上所述用于制造和調(diào)整電子部件。參考圖1，裝置1包含旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動架2，該轉(zhuǎn)動架可占有多個索引位置。處理站3 的若干規(guī)則間隔位置圍繞轉(zhuǎn)動架限定，每個位置通常由一個處理站占據(jù)，該處理站對提供 給它的電子部件執(zhí)行一個或多個操作。在某些情形中，一個處理站可占據(jù)若干個位置。置 于轉(zhuǎn)動架周圍的所有處理站因而形成在轉(zhuǎn)動架上傳送的部件所經(jīng)歷的連續(xù)操作的循環(huán)。轉(zhuǎn) 動架2配備有部件固定器4，該部件固定器用于從不同處理站移除或者接收部件，在轉(zhuǎn)動架 運(yùn)動期間固定部件，以及在需要時將部件提供給后續(xù)處理站。處理站3通常是不同類型的并執(zhí)行不同功能。當(dāng)一些站可以對電子部件執(zhí)行電或 者光學(xué)測試時，其它處理站例如會被要求獲取、接觸、定中心、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)動或者遞送該部件。 那些以及其它操作通常要求在大多數(shù)站具有一個或若干個致動器，諸如馬達(dá)、電器和/或 電子配件。至少一些站還包含用于檢測部件和/或致動器的參數(shù)的傳感器。只有在不同站處的不同致動器執(zhí)行的動作完全同步時，快速和可靠的處理才是可 能的?，F(xiàn)有技術(shù)的裝置因而通常包含用于控制和同步不同處理站的各種致動器的中央處理 系統(tǒng)。該處理系統(tǒng)產(chǎn)生用于不同致動器的命令信號。該中央系統(tǒng)可以例如產(chǎn)生被傳遞到每 個站處的每個馬達(dá)的模擬電流。本地處理站有時包含用于放大從站接收到的電流信號的放 大器。在一些布置中，各種數(shù)字信號從中央處理系統(tǒng)發(fā)送到本地處理站并且使用專用的數(shù) 模轉(zhuǎn)換器來在本地處理。在中央處理系統(tǒng)和不同致動器之間建立諸如線纜的專用連接。這種普遍的布置遭受許多缺點(diǎn)。首先，中央處理系統(tǒng)的復(fù)雜性經(jīng)常非常高，因?yàn)榇?系統(tǒng)必需發(fā)送專用信號到大量的不同致動器和配件。此中央系統(tǒng)也必需理解和使用每個致 動器所要求的命令信號的格式。因而，將一個站替換為使用不同致動器的另一個站，通常需 要中斷整個系統(tǒng)以調(diào)適由中央系統(tǒng)執(zhí)行的軟件，且經(jīng)常需要在中央系統(tǒng)和更新的站之間安 裝新的布線。再者，對每個致動器使用專用線路不僅是昂貴的，而且需要龐大的體積。當(dāng)?shù)?級命令信號被傳輸時，帶寬會是重要的，這需要甚至更昂貴以及大的連接線纜。CH-A1-695871和W02004052069均描述了具有若干個站的轉(zhuǎn)動架。在此文檔中沒 有描述到中央站的連接。US4354268描述一種包含用于測試電子部件的多個測試頭的系統(tǒng)。這些頭不包含 任何致動器且該文檔因而不涉及致動器的驅(qū)動。
使用多個本地處理器而不使用任何本地致動器來測試電子部件的另一方法在 JP06180349中予以描述。因此本發(fā)明的目的是解決上述問題。根據(jù)本發(fā)明，除了其它方面之外，利用用于處理電子部件的裝置來解決那些問題， 該裝置包含用于處理電子部件的多個處理站，至少一些處理站包含電致動器；諸如轉(zhuǎn)動架的傳送器，用于將部件從一個處理站傳輸?shù)较乱粋€處理站；用于向所述處理站發(fā)命令的中央處理單元；至少一些處理站包含用于產(chǎn)生用于所述電致動器的命令信號的本地處理單元，所述中央處理單元經(jīng)由電子總線連接到所述本地處理單元，所述中央處理單元布置成用于在所述電子總線上將高級數(shù)字命令指令傳遞到所 述本地處理單元，所述高級數(shù)字命令指令指示開始時間、結(jié)束位置、沿著一個或若干個軸移動的 值、速度、加速度、指數(shù)化、或者軌道，所述本地處理器單元布置成用于解釋所述高級數(shù)字命令指令以便確定所述命令信號。本發(fā)明還涉及使用單一類型的連接線，且優(yōu)選地使用單一類型的數(shù)據(jù)包作為命令 的載體，將中央處理單元和多個本地處理單元連接的方法。連接線優(yōu)選地包含用于IP連接 的數(shù)字連接線，諸如RJ45線纜，且優(yōu)選地被連接從而建立圍繞中央處理單元網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò) 優(yōu)選地為環(huán)形網(wǎng)絡(luò)或者開放環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，不過可能是星形網(wǎng)絡(luò)。在中央處理單元和每個之間使用電子總線是有利的，因?yàn)樗鼫p少了該裝置中連接 線纜的數(shù)量和種類。在此上下文中，總線指代用于在計(jì)算機(jī)和電子部件之間傳遞數(shù)據(jù)的標(biāo) 準(zhǔn)線纜或者線纜和連接器的組，這與依賴于所連接的設(shè)備的特別(ad-hoc)布置以及不同 類型線纜的組合是相反的?？偩€的基本特征是其靈活性；在總線的一側(cè)替換或者添加部件 通常不需要替換總線。在典型布置中，總線可以是網(wǎng)絡(luò)連接的一部分。在處理站中使用本地處理單元是有利的，因?yàn)樗试S中央單元和每個處理站之間 的數(shù)字連通。到每個站的數(shù)字命令指令作為復(fù)用數(shù)據(jù)包在單一線路上傳輸，且由處理站內(nèi) 的可編程系統(tǒng)去復(fù)用和解釋。改變處理站的致動器因而僅需要對中央單元以及對本地處理 單元進(jìn)行新的編程。再者，本地處理單元能夠解釋從中央系統(tǒng)發(fā)送的高級命令，因而使得無需傳輸?shù)?級信號。低級命令和信號可由致動器執(zhí)行而無需任何解釋；低級信號例如可以是諸如電流 和電壓的模擬和/或數(shù)字命令信號，其直接應(yīng)用到致動器用以驅(qū)動致動器。低級命令信號 可以是例如特定的電壓或電流，其應(yīng)用到致動器的輸入用于以特定速度驅(qū)動此致動器或者 用于向該致動器傳遞特定的加速度。高級命令更為抽象，且需要由微處理器或者另一狀態(tài)機(jī)器解釋來執(zhí)行。高級命令 通常用數(shù)字命令來代表。高級命令的執(zhí)行或解釋可產(chǎn)生低級命令信號的序列。致動器指將電命令信號轉(zhuǎn)換為運(yùn)動的換能器。致動器的實(shí)例例如包含電動機(jī)，諸如直流馬達(dá)、步進(jìn)馬達(dá)、音圈、線性馬達(dá)、液壓和電動缸等。


本發(fā)明將借助說明書而更好地理解并由圖來說明，圖中圖1示出包含具有若干處理站的圓形轉(zhuǎn)動架的裝置。圖2示出用于控制處理站的致動器的電子系統(tǒng)的框圖，其中僅示出了一個本地處 理單元的框。
具體實(shí)施例方式參考圖1，裝置1包含諸如轉(zhuǎn)動架或者旋轉(zhuǎn)筒2的傳送器，該傳送器可占據(jù)多個索 引位置。圍繞轉(zhuǎn)動架定義處理站3的若干個規(guī)則間隔的位置，每個位置通常由處理站占據(jù)， 所述處理站包含一個或若干個電子致動器，用以對提供給該處理站的電子部件執(zhí)行一個或 多個操作。由站3執(zhí)行的處理操作可包含對電子部件的操縱(翻轉(zhuǎn)、對齊、轉(zhuǎn)動等)、電測 試、光學(xué)測試、打標(biāo)記等。處理操作的結(jié)果可以在處理站中本地使用，發(fā)送到中央處理單元， 或者發(fā)送到另一專用的站。在某些情況下，處理站可占據(jù)若干位置。圍繞轉(zhuǎn)動架放置的所有處理站因而形成 由所傳送的電子部件執(zhí)行的連續(xù)操作循環(huán)。轉(zhuǎn)動架2配備有部件固定器4，該部件固定器用 于從不同處理站移除或者接收部件，以在轉(zhuǎn)動架的運(yùn)動期間固定部件以及在需要時將它們 提供給后續(xù)處理站。轉(zhuǎn)動架的部件固定器4可包含通過空氣-真空獲取和固定電子部件的 拾取嘴。圖2以圖解形式示出用于控制各種處理站3上的電致動器的電子系統(tǒng)。該系統(tǒng)包 含諸如工控機(jī)、工作站或者數(shù)字CNC的中央處理單元5，其優(yōu)選地包含諸如鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸 屏、觸感顯示器等的輸入裝置，諸如顯示器的輸出裝置，永久和臨時存儲裝置，數(shù)字處理裝 置等。它經(jīng)由數(shù)字電子總線6連接到各種處理站3處的多個本地處理單元7。每個處理站 包含一個或者若干個，優(yōu)選地不多于兩個本地處理單元7。電子總線6優(yōu)選地為諸如以太 網(wǎng)總線的基于數(shù)據(jù)包的總線。每個本地站3優(yōu)選地經(jīng)由單一類型的電子總線連接到中央站 5，使用例如用于以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)線纜(諸如RJ45線纜)。電子總線優(yōu)選地特征為圍繞中央處 理單元5的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)布局。中央站5、本地站3和總線因而都是包含多個可熱插拔節(jié)點(diǎn)的數(shù) 據(jù)包網(wǎng)絡(luò)(諸如以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò))的部分。每個本地站通過諸如以太網(wǎng)線纜的相同線纜連接到 中央站5以及連接到網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)?？梢蕴峁﹩为?dú)的布線用于對處理站供電或者用于諸如視頻的附加功能。中央處理 單元和每個處理站之間的布線優(yōu)選地對于所有站是相同的，且不依賴于設(shè)備的類型、致動 器或者在每個處理站處執(zhí)行的處理功能。因而可以安裝、更新或替換處理站而不必改變到 中央處理站的布線。處理站3處的每個本地處理單元7優(yōu)選地包含總線控制器70、處理器71、存儲器 72、以及用于控制一個或若干個電致動器8的致動器控制器73?？梢蕴峁┲T如線性或者角 編碼器、光學(xué)系統(tǒng)、電流控制系統(tǒng)等的一個或若干個傳感器9。本地處理單元的所有部件優(yōu) 選地安裝在單個印刷電路板上和/或單個外殼內(nèi)。總線控制器70優(yōu)選地包含一個以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口卡或者部件，以及安裝在主印刷電路板上或者附加擴(kuò)展板上的連接器。它通過使用地址而提供對電子總線6和低級尋址系 統(tǒng)的物理接入，該地址可以使用諸如DIP開關(guān)的開關(guān)來定義?？偩€控制器70包含輸入_輸 出數(shù)字線，其用于與處理器71連通以及交換數(shù)字命令指令75和在總線6上接收到的其它 數(shù)據(jù)。處理器71可以是通用微處理器或者微控制器并且執(zhí)行存儲在永久、半永久存儲 器72中的軟件。處理器71控制本地處理單元7的所有其它部件并解碼從總線控制器70 接收到的命令指令75從而相應(yīng)地控制致動器8。存儲器72中的軟件和致動器驅(qū)動器可以 取決于處理站3處存在的致動器，或者是通用的且不依賴于致動器類型。存儲器72可包含用于存儲程序、驅(qū)動器和永久設(shè)置或參數(shù)的永久或者半永久存 儲器，以及在執(zhí)行程序期間使用的隨機(jī)存取存儲器(RAM)。永久或者半永久存儲器可包含諸 如R0M、PR0M、EPR0M、EEPR0M、閃存等存儲器部件的電子存儲器裝置，以及/或者諸如硬盤的 磁性或光學(xué)存儲器裝置。致動器控制器73優(yōu)選地與一些傳感器9 一起建立一個或若干個閉合調(diào)節(jié)回路、濾 波器和放大器，用以將處理器71輸出的數(shù)字輸出信號轉(zhuǎn)換成實(shí)際上驅(qū)動致動器8的模擬電 流或電壓信號。所提供的電流和/或電壓可以依賴于由傳感器9提供的反饋信號。來自傳 感器9的其它信號可被輸入到處理器71用于數(shù)字反饋和/或用于將值轉(zhuǎn)發(fā)到中央處理單 元5。至少對于一些致動器，開環(huán)驅(qū)動方案也是可能的。電致動器8可包含電動機(jī)，諸如直流馬達(dá)、步進(jìn)馬達(dá)、音圈、無刷馬達(dá)、電磁體、振 動器和/或取決于處理站的其它類型馬達(dá)或致動器。經(jīng)由電子總線6交換的數(shù)字消息優(yōu)選地分組到三個信道實(shí)時數(shù)據(jù)信道用于傳輸輸入/輸出值和參數(shù)到/自本地處理單元7。該信道可使 用共享的存儲器部分，其中主單元讀輸入的狀態(tài)并寫輸出的狀態(tài)，而從單元讀輸入的狀態(tài) 并寫輸出的狀態(tài)。主單元可以是中央處理單元5中的過程，而從單元可以是本地處理單元 7中的過程。還可能永久地或者暫時地改變這些角色。命令信道用于發(fā)送用于致動器8的數(shù)字命令指令。數(shù)字命令指令為用于命令致動 器的移動或動作的高級數(shù)字指令。命令可以例如指示開始時間、結(jié)束位置或者沿著一個或 若干個軸移動的值、速度或加速度等。其它高級命令可以指定指數(shù)化、或者軌道、或者特定 移動等。那些命令通過由處理器71執(zhí)行的程序來解釋，從而確定輸出到致動器8的驅(qū)動信 號以便執(zhí)行在該命令中指示的高級指令。監(jiān)測信道由中央處理單元5使用用以檢索致動器的參數(shù)或者傳感器的參數(shù)。在監(jiān) 測信道上交換的命令指示所要檢索的參數(shù)的標(biāo)識，并且本地處理單元發(fā)送回該值，或者將 其存儲在共享的存儲空間內(nèi)。在一優(yōu)選實(shí)施例中，在所有信道上交換的所有消息使用IP數(shù)據(jù)包在IP端口上傳 遞。中央處理單元優(yōu)選地也包含發(fā)射時鐘信號的中央時鐘系統(tǒng)，該時鐘信號被發(fā)送到 所有本地處理站用于使在每個站執(zhí)行的步驟同步。此外，中央處理單元5也可執(zhí)行每個本 地處理站3處的數(shù)據(jù)、日志文件、程序和驅(qū)動器的備份。數(shù)字指令的解釋包含例如下述中的一種或若干種■執(zhí)行似真性校驗(yàn)，諸如例如循環(huán)冗余校驗(yàn)，以便驗(yàn)證所接收的指令是否真實(shí)和/或應(yīng)被執(zhí)行 ■計(jì)算移動部分的軌道，以便執(zhí)行從中央處理單元5接收的諸如移動指令的指 令。 ■執(zhí)行碰撞測試以便避免移動部分之間的任何碰撞■計(jì)算應(yīng)被發(fā)送到致動器控制器73用于驅(qū)動致動器8的值，以便執(zhí)行指令和/或 遵循所計(jì)算的軌道■從存儲器72和/或從傳感器9檢索數(shù)據(jù)或參數(shù)，并且發(fā)送那些數(shù)據(jù)/參數(shù)到中 央處理單元5，或者使那些數(shù)據(jù)/參數(shù)對于中央處理單元5是可用的?！鲈谛枰獣r，向中央處理單元報(bào)告指令的結(jié)果。■向中央處理單元5報(bào)告錯誤或警報(bào)情況?！龈麓鎯ζ?2中的程序代碼部分■等等每個本地處理站優(yōu)選地包含在存儲器72內(nèi)或者在另一存儲器內(nèi)的存儲器部分 720，其包含處理站的參數(shù)，例如每個處理站的唯一 ID以及處理站類型的標(biāo)識、可用致動器 和/或傳感器的標(biāo)識以及可能每個處理站3處安裝的軟件和驅(qū)動器的版本的標(biāo)識。標(biāo)識 720可以優(yōu)選地由中央處理單元5檢索或者傳輸?shù)街醒胩幚韱卧?，使其知曉哪個處理站安 裝在轉(zhuǎn)動架的每個索引位置以及存在哪種類型的致動器8和傳感器9。該標(biāo)識可由中央處 理單元5用于確保其發(fā)送的命令被處理站所理解和執(zhí)行，并且有可能用于更新存儲在每個 站的存儲器72內(nèi)的本地軟件和驅(qū)動器。這還允許中央處理單元5自動地探測任何處理站 3的更換或更新。因而，例如如果中央處理單元掃描所有連接的本地處理站的數(shù)據(jù)/參數(shù)， 并且更新其自己的程序和參數(shù)以及在掃描期間發(fā)現(xiàn)的新處理站的程序，處理站3的即插即 用安裝或更新是可能的。該掃描可以例如在每次中央處理單元接通時和/或定期地執(zhí)行。存儲器72或者處理站7的另一部分也可包含用于中央處理單元5的驗(yàn)證裝置以 確保本地處理單元7為來自制造商的真實(shí)部件。因而可以防止使用未授權(quán)的處理單元7， 諸如假冒單元。驗(yàn)證裝置可包含例如加密裝置，諸如提示應(yīng)答機(jī)制或者私密密鑰或者密碼 等。再者，循環(huán)冗余校驗(yàn)或者存儲器72的至少一些部分的散列可以被執(zhí)行或者對于中央處 理單元是可用的，以驗(yàn)證處理站7中的軟件代碼和/或數(shù)據(jù)的完整性和真實(shí)性。本發(fā)明還涉及如圖2所示出且在說明書中描述的本地處理單元3，此本地處理單 元獨(dú)立于所要求保護(hù)的裝置的其它部件。本發(fā)明進(jìn)一步涉及包含將由中央處理單元和/或 由本地處理單元7執(zhí)行以便實(shí)施上述以及所要求保護(hù)的方法的相應(yīng)部分的程序數(shù)據(jù)的計(jì)
算機(jī)介質(zhì) ο
附圖標(biāo)記
1裝置
2諸如轉(zhuǎn)動架的傳送器
3各種不同的處理站
4拾取嘴
5中央處理單元
6電子總線
7本地處理單元
8
8電致動器9傳感器70總線控制器71處理器72存儲器(RAM和/或ROM和/或EEPROM和/或閃存和/或硬盤等)720站Id和/或參數(shù)73致動器控制器74命令信號75數(shù)字命令指令
權(quán)利要求
一種用于處理電子部件的裝置(1)，包含用于處理電子部件的多個處理站(3)，至少一些處理站包含電致動器(8)；諸如轉(zhuǎn)動架的傳送器(2)，用于將部件從一個處理站傳輸?shù)较乱粋€處理站；用于向所述處理站發(fā)命令的中央處理單元(5)；其特征在于至少一些處理站(3)包含用于產(chǎn)生用于所述電致動器(8)的命令信號(74)的本地處理單元(7)，所述中央處理單元(5)經(jīng)由電子總線(6)連接到所述本地處理單元(7)，所述中央處理單元布置成用于在所述電子總線(6)上將高級數(shù)字命令指令(75)傳遞到所述本地處理單元，所述高級數(shù)字命令指令指示開始時間、結(jié)束位置、沿著一個或若干個軸移動的值、速度、加速度、指數(shù)化、或者軌道，所述本地處理器單元布置成用于解釋所述高級數(shù)字命令指令以便確定所述命令信號(74)。
2.權(quán)利要求1的裝置，其中由所述本地處理站(3)產(chǎn)生的所述命令信號(74)包含用于驅(qū)動馬達(dá)的模擬信號。
3.權(quán)利要求1至2中一項(xiàng)的裝置，其中所述電子總線(6)為基于數(shù)據(jù)包的總線，諸如基 于以太網(wǎng)的總線。
4.權(quán)利要求1至3中一項(xiàng)的裝置，其中每個所述本地處理單元(7)包含 總線控制器(70)，用于在所述電子命令總線上接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；處理器(71)，用于解釋在所述總線控制器上接收到的所述數(shù)字命令指令(75)， 至少一個致動器控制器(73)，其由所述處理器(71)命令并連接到所述致動器，用于產(chǎn) 生所述命令信號。
5.權(quán)利要求4的裝置，所述致動器控制器(73)為一個或若干個閉合調(diào)節(jié)回路的部分。
6.權(quán)利要求1至5中一項(xiàng)的裝置，每個本地處理單元(7)包含電子標(biāo)識(720)。
7.權(quán)利要求1至6中一項(xiàng)的裝置，其中所述中央處理單元(5)為使由多個處理站(3) 執(zhí)行的操作同步的個人計(jì)算機(jī)。
8.權(quán)利要求1至7中一項(xiàng)的裝置，所述中央處理單元(5)包含發(fā)射時鐘信號的中央時 鐘系統(tǒng)，該時鐘信號被發(fā)送到所有的本地處理站用于使在每個站處執(zhí)行的步驟同步。
9.一種用于處理電子部件的方法，包含下述步驟 在多個處理站(3)處同時處理電子部件；使用諸如轉(zhuǎn)動架(2)的傳送器，將所述電子部件從一個處理站(3)傳輸?shù)较乱粋€處理站；從中央處理單元(5)對所述處理站發(fā)命令； 其特征在于下述步驟在所述中央處理單元(5)中產(chǎn)生高級數(shù)字命令指令(75)，所述高級數(shù)字命令指令指 示開始時間、結(jié)束位置、沿著一個或若干個軸移動的值、速度、加速度、指數(shù)化、或者軌道，在所述中央處理單元(5)和所述處理站(3)之間的電子總線(6)上傳遞所述高級數(shù)字 命令指令(75)，在所述本地處理站中解釋所述高級數(shù)字命令指令(75)以便確定用于所述本地處理站的致動器的命令信號(74)。
10.權(quán)利要求9的方法，包含下述步驟使用所述處理單元(3)中的本地處理單元來解 釋所述數(shù)字命令指令，以及基于該解釋而產(chǎn)生用于驅(qū)動所述電致動器的模擬信號。
全文摘要
用于處理電子部件的裝置(1)，包含用于處理電子部件的多個處理站(3)，至少一些處理站包含電致動器(8)；諸如轉(zhuǎn)動架的傳送器(2)，用于將部件從一個處理站傳輸?shù)较乱粋€處理站；用于向所述處理站發(fā)命令的中央處理單元(5)；其中至少一些處理站(3)包含用于產(chǎn)生用于所述電致動器(8)的命令信號(74)的本地處理單元(7)，其中所述中央處理單元(5)經(jīng)由電子總線(6)連接到所述本地處理單元(7)，以及其中數(shù)字命令指令(75)在所述電子總線(6)上在所述中央處理單元(5)和所述本地處理單元(7)之間傳遞。
文檔編號H05K13/04GK101952734SQ200980102250
公開日2011年1月19日 申請日期2009年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者G·格勞, R·艾格爾丁格 申請人:伊斯梅卡半導(dǎo)體控股公司