CN105899065B - 用于操纵电子部件的装置和方法 - Google Patents

Abstract

用于处理电子部件的装置(1)，包含：用于处理电子部件的多个处理站(3)，至少一些处理站包含电致动器(8)；诸如转动架的传送器(2)，用于将部件从一个处理站传输到下一个处理站；用于向所述处理站发命令的中央处理单元(5)；其中至少一些处理站(3)包含用于产生用于所述电致动器(8)的命令信号(74)的本地处理单元(7)，其中所述中央处理单元(5)经由电子总线(6)连接到所述本地处理单元(7)，以及其中数字命令指令(75)在所述电子总线(6)上在所述中央处理单元(5)和所述本地处理单元(7)之间传递。

Description

用于操纵电子部件的装置和方法

技术领域

本发明涉及用于操纵(handling)和/或测试电子部件的装置和方法。

背景技术

在电子部件的制造期间、电子部件的调整期间或者在集成到印刷电路中之前，电子部件通常沿着经常是完全自动化的生产线经历例如电测试的一系列的操作。电子部件因而通过传送器从一个处理站传递到另一个处理站，该传送器可以是例如线性的或者圆形的。

圆形传送器设计成用于在置于旋转的回转车外围处的多个处理站之间传输小尺寸的部件，且特别是电子部件。这些旋转的传送器经常如上所述用于制造和调整电子部件。

参考图1，装置1包含旋转的转动架2，该转动架可占有多个索引位置。处理站3的若干规则间隔位置围绕转动架限定，每个位置通常由一个处理站占据，该处理站对提供给它的电子部件执行一个或多个操作。在某些情形中，一个处理站可占据若干个位置。置于转动架周围的所有处理站因而形成在转动架上传送的部件所经历的连续操作的循环。转动架2配备有部件固定器4，该部件固定器用于从不同处理站移除或者接收部件，在转动架运动期间固定部件，以及在需要时将部件提供给后续处理站。

处理站3通常是不同类型的并执行不同功能。当一些站可以对电子部件执行电或者光学测试时，其它处理站例如会被要求获取、接触、定中心、翻转、转动或者递送该部件。那些以及其它操作通常要求在大多数站具有一个或若干个致动器，诸如马达、电器和/或电子配件。至少一些站还包含用于检测部件和/或致动器的参数的传感器。

只有在不同站处的不同致动器执行的动作完全同步时，快速和可靠的处理才是可能的。现有技术的装置因而通常包含用于控制和同步不同处理站的各种致动器的中央处理系统。该处理系统产生用于不同致动器的命令信号。该中央系统可以例如产生被传递到每个站处的每个马达的模拟电流。本地处理站有时包含用于放大从站接收到的电流信号的放大器。在一些布置中，各种数字信号从中央处理系统发送到本地处理站并且使用专用的数模转换器来在本地处理。在中央处理系统和不同致动器之间建立诸如线缆的专用连接。

这种普遍的布置遭受许多缺点。首先，中央处理系统的复杂性经常非常高，因为此系统必需发送专用信号到大量的不同致动器和配件。此中央系统也必需理解和使用每个致动器所要求的命令信号的格式。因而，将一个站替换为使用不同致动器的另一个站，通常需要中断整个系统以调适由中央系统执行的软件，且经常需要在中央系统和更新的站之间安装新的布线。再者，对每个致动器使用专用线路不仅是昂贵的，而且需要庞大的体积。当低级命令信号被传输时，带宽会是重要的，这需要甚至更昂贵以及大的连接线缆。

CH-A1-695871和WO2004052069均描述了具有若干个站的转动架。在此文档中没有描述到中央站的连接。

US4354268描述一种包含用于测试电子部件的多个测试头的系统。这些头不包含任何致动器且该文档因而不涉及致动器的驱动。

使用多个本地处理器而不使用任何本地致动器来测试电子部件的另一方法在JP06180349中予以描述。

因此本发明的目的是解决上述问题。

根据本发明，除了其它方面之外，利用用于处理电子部件的装置来解决那些问题，该装置包含：

用于处理电子部件的多个处理站，至少一些处理站包含电致动器；

诸如转动架的传送器，用于将部件从一个处理站传输到下一个处理站；

用于向所述处理站发命令的中央处理单元；

至少一些处理站包含用于产生用于所述电致动器的命令信号的本地处理单元，

所述中央处理单元经由电子总线连接到所述本地处理单元，

所述中央处理单元布置成用于在所述电子总线上将高级数字命令指令传递到所述本地处理单元，

所述高级数字命令指令指示：开始时间、结束位置、沿着一个或若干个轴移动的值、速度、加速度、指数化、或者轨道，

所述本地处理器单元布置成用于解释所述高级数字命令指令以便确定所述命令信号。

本发明还涉及使用单一类型的连接线，且优选地使用单一类型的数据包作为命令的载体，将中央处理单元和多个本地处理单元连接的方法。连接线优选地包含用于IP连接的数字连接线，诸如RJ45线缆，且优选地被连接从而建立围绕中央处理单元网络，该网络优选地为环形网络或者开放环形网络，不过可能是星形网络。

在中央处理单元和每个之间使用电子总线是有利的，因为它减少了该装置中连接线缆的数量和种类。在此上下文中，总线指代用于在计算机和电子部件之间传递数据的标准线缆或者线缆和连接器的组，这与依赖于所连接的设备的特别(ad-hoc)布置以及不同类型线缆的组合是相反的。总线的基本特征是其灵活性；在总线的一侧替换或者添加部件通常不需要替换总线。

在典型布置中，总线可以是网络连接的一部分。

在处理站中使用本地处理单元是有利的，因为它允许中央单元和每个处理站之间的数字连通。到每个站的数字命令指令作为复用数据包在单一线路上传输，且由处理站内的可编程系统去复用和解释。改变处理站的致动器因而仅需要对中央单元以及对本地处理单元进行新的编程。

再者，本地处理单元能够解释从中央系统发送的高级命令，因而使得无需传输低级信号。

低级命令和信号可由致动器执行而无需任何解释；低级信号例如可以是诸如电流和电压的模拟和/或数字命令信号，其直接应用到致动器用以驱动致动器。低级命令信号可以是例如特定的电压或电流，其应用到致动器的输入用于以特定速度驱动此致动器或者用于向该致动器传递特定的加速度。

高级命令更为抽象，且需要由微处理器或者另一状态机器解释来执行。高级命令通常用数字命令来代表。高级命令的执行或解释可产生低级命令信号的序列。

致动器指将电命令信号转换为运动的换能器。致动器的实例例如包含电动机，诸如直流马达、步进马达、音圈、线性马达、液压和电动缸等。

附图说明

本发明将借助说明书而更好地理解并由图来说明，图中：

图1示出包含具有若干处理站的圆形转动架的装置。

图2示出用于控制处理站的致动器的电子系统的框图，其中仅示出了一个本地处理单元的框。

具体实施方式

参考图1，装置1包含诸如转动架或者旋转筒2的传送器，该传送器可占据多个索引位置。围绕转动架定义处理站3的若干个规则间隔的位置，每个位置通常由处理站占据，所述处理站包含一个或若干个电子致动器，用以对提供给该处理站的电子部件执行一个或多个操作。由站3执行的处理操作可包含对电子部件的操纵(翻转、对齐、转动等)、电测试、光学测试、打标记等。处理操作的结果可以在处理站中本地使用，发送到中央处理单元，或者发送到另一专用的站。

在某些情况下，处理站可占据若干位置。围绕转动架放置的所有处理站因而形成由所传送的电子部件执行的连续操作循环。转动架2配备有部件固定器4，该部件固定器用于从不同处理站移除或者接收部件，以在转动架的运动期间固定部件以及在需要时将它们提供给后续处理站。转动架的部件固定器4可包含通过空气-真空获取和固定电子部件的拾取嘴。

图2以图解形式示出用于控制各种处理站3上的电致动器的电子系统。该系统包含诸如工控机、工作站或者数字CNC的中央处理单元5，其优选地包含诸如键盘、鼠标、触摸屏、触感显示器等的输入装置，诸如显示器的输出装置，永久和临时存储装置，数字处理装置等。它经由数字电子总线6连接到各种处理站3处的多个本地处理单元7。每个处理站包含一个或者若干个，优选地不多于两个本地处理单元7。电子总线6优选地为诸如以太网总线的基于数据包的总线。每个本地站3优选地经由单一类型的电子总线连接到中央站5，使用例如用于以太网的标准线缆(诸如RJ45线缆)。电子总线优选地特征为围绕中央处理单元5的环形网络布局。中央站5、本地站3和总线因而都是包含多个可热插拔节点的数据包网络(诸如以太网网络)的部分。每个本地站通过诸如以太网线缆的相同线缆连接到中央站5以及连接到网络的其它节点。

可以提供单独的布线用于对处理站供电或者用于诸如视频的附加功能。中央处理单元和每个处理站之间的布线优选地对于所有站是相同的，且不依赖于设备的类型、致动器或者在每个处理站处执行的处理功能。因而可以安装、更新或替换处理站而不必改变到中央处理站的布线。

处理站3处的每个本地处理单元7优选地包含总线控制器70、处理器71、存储器72、以及用于控制一个或若干个电致动器8的致动器控制器73。可以提供诸如线性或者角编码器、光学系统、电流控制系统等的一个或若干个传感器9。本地处理单元的所有部件优选地安装在单个印刷电路板上和/或单个外壳内。

总线控制器70优选地包含一个以太网网络接口卡或者部件，以及安装在主印刷电路板上或者附加扩展板上的连接器。它通过使用地址而提供对电子总线6和低级寻址系统的物理接入，该地址可以使用诸如DIP开关的开关来定义。总线控制器70包含输入-输出数字线，其用于与处理器71连通以及交换数字命令指令75和在总线6上接收到的其它数据。

处理器71可以是通用微处理器或者微控制器并且执行存储在永久、半永久存储器72中的软件。处理器71控制本地处理单元7的所有其它部件并解码从总线控制器70接收到的命令指令75从而相应地控制致动器8。存储器72中的软件和致动器驱动器可以取决于处理站3处存在的致动器，或者是通用的且不依赖于致动器类型。

存储器72可包含用于存储程序、驱动器和永久设置或参数的永久或者半永久存储器，以及在执行程序期间使用的随机存取存储器(RAM)。永久或者半永久存储器可包含诸如ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪存等存储器部件的电子存储器装置，以及/或者诸如硬盘的磁性或光学存储器装置。

致动器控制器73优选地与一些传感器9一起建立一个或若干个闭合调节回路、滤波器和放大器，用以将处理器71输出的数字输出信号转换成实际上驱动致动器8的模拟电流或电压信号。所提供的电流和/或电压可以依赖于由传感器9提供的反馈信号。来自传感器9的其它信号可被输入到处理器71用于数字反馈和/或用于将值转发到中央处理单元5。至少对于一些致动器，开环驱动方案也是可能的。

电致动器8可包含电动机，诸如直流马达、步进马达、音圈、无刷马达、电磁体、振动器和/或取决于处理站的其它类型马达或致动器。

经由电子总线6交换的数字消息优选地分组到三个信道：

实时数据信道用于传输输入/输出值和参数到/自本地处理单元7。该信道可使用共享的存储器部分，其中主单元读输入的状态并写输出的状态，而从单元读输入的状态并写输出的状态。主单元可以是中央处理单元5中的过程，而从单元可以是本地处理单元7中的过程。还可能永久地或者暂时地改变这些角色。

命令信道用于发送用于致动器8的数字命令指令。数字命令指令为用于命令致动器的移动或动作的高级数字指令。命令可以例如指示开始时间、结束位置或者沿着一个或若干个轴移动的值、速度或加速度等。其它高级命令可以指定指数化、或者轨道、或者特定移动等。那些命令通过由处理器71执行的程序来解释，从而确定输出到致动器8的驱动信号以便执行在该命令中指示的高级指令。

监测信道由中央处理单元5使用用以检索致动器的参数或者传感器的参数。在监测信道上交换的命令指示所要检索的参数的标识，并且本地处理单元发送回该值，或者将其存储在共享的存储空间内。

在一优选实施例中，在所有信道上交换的所有消息使用IP数据包在IP端口上传递。

中央处理单元优选地也包含发射时钟信号的中央时钟系统，该时钟信号被发送到所有本地处理站用于使在每个站执行的步骤同步。此外，中央处理单元5也可执行每个本地处理站3处的数据、日志文件、程序和驱动器的备份。

数字指令的解释包含例如下述中的一种或若干种：

■执行似真性校验，诸如例如循环冗余校验，以便验证所接收的指令是否真实和/或应被执行

■计算移动部分的轨道，以便执行从中央处理单元5接收的诸如移动指令的指令。

■执行碰撞测试以便避免移动部分之间的任何碰撞

■计算应被发送到致动器控制器73用于驱动致动器8的值，以便执行指令和/或遵循所计算的轨道

■从存储器72和/或从传感器9检索数据或参数，并且发送那些数据/参数到中央处理单元5，或者使那些数据/参数对于中央处理单元5是可用的。

■在需要时，向中央处理单元报告指令的结果。

■向中央处理单元5报告错误或警报情况。

■更新存储器72中的程序代码部分

■等等

每个本地处理站优选地包含在存储器72内或者在另一存储器内的存储器部分720，其包含处理站的参数，例如每个处理站的唯一ID以及处理站类型的标识、可用致动器和/或传感器的标识以及可能每个处理站3处安装的软件和驱动器的版本的标识。标识720可以优选地由中央处理单元5检索或者传输到中央处理单元5，使其知晓哪个处理站安装在转动架的每个索引位置以及存在哪种类型的致动器8和传感器9。该标识可由中央处理单元5用于确保其发送的命令被处理站所理解和执行，并且有可能用于更新存储在每个站的存储器72内的本地软件和驱动器。这还允许中央处理单元5自动地探测任何处理站3的更换或更新。因而，例如如果中央处理单元扫描所有连接的本地处理站的数据/参数，并且更新其自己的程序和参数以及在扫描期间发现的新处理站的程序，处理站3的即插即用安装或更新是可能的。该扫描可以例如在每次中央处理单元接通时和/或定期地执行。

存储器72或者处理站7的另一部分也可包含用于中央处理单元5的验证装置以确保本地处理单元7为来自制造商的真实部件。因而可以防止使用未授权的处理单元7，诸如假冒单元。验证装置可包含例如加密装置，诸如提示应答机制或者私密密钥或者密码等。再者，循环冗余校验或者存储器72的至少一些部分的散列可以被执行或者对于中央处理单元是可用的，以验证处理站7中的软件代码和/或数据的完整性和真实性。

本发明还涉及如图2所示出且在说明书中描述的本地处理单元3，此本地处理单元独立于所要求保护的装置的其它部件。本发明进一步涉及包含将由中央处理单元和/或由本地处理单元7执行以便实施上述以及所要求保护的方法的相应部分的程序数据的计算机介质。

附图标记

1 装置

2 诸如转动架的传送器

3 各种不同的处理站

4 拾取嘴

5 中央处理单元

6 电子总线

7 本地处理单元

8 电致动器

9 传感器

70 总线控制器

71 处理器

72 存储器(RAM和/或ROM和/或EEPROM和/或闪存和/或硬盘等)

720 站Id和/或参数

73 致动器控制器

74 命令信号

75 数字命令指令

Claims (13)

1.一种用于处理电子部件的装置(1)，包含：

用于处理电子部件的多个处理站(3)，至少一些处理站包含电致动器(8)；

传送器(2)，用于将部件从一个处理站传输到下一个处理站；

用于向所述处理站发命令的中央处理单元(5)；

其特征在于,

至少一些处理站(3)包含用于产生用于所述电致动器(8)的命令信号(74)的本地处理单元(7)，

所述中央处理单元(5)经由电子总线(6)连接到所述本地处理单元(7)，

所述中央处理单元布置成用于在所述电子总线(6)上将高级数字命令指令(75)传递到所述本地处理单元，

所述高级数字命令指令指示：开始时间、结束位置、沿着一个或若干个轴移动的值、速度、加速度、指数化、或者轨道，

所述本地处理器单元(7)布置成用于解释所述高级数字命令指令以便确定所述命令信号(74)，其中高级命令的解释用于生成低级命令信号的序列、执行似真性校验以验证所述高级数字命令指令是否真实和/或应被执行、以及执行碰撞测试以避免移动部分之间的任何碰撞，所述低级命令信号被输出给所述电致动器(8)中的一个或多个；

所述处理站(3)还包括存储器部分(720)，其包含处理站(3)的类型的标识，其中所述标识由所述中央处理单元(5)检索或者传输到所述中央处理单元(5)，被所述中央处理单元(5)使用以确保所述高级数字命令指令被所述处理站(3)理解和执行、以及更新所述处理站(3)的存储器(72)内存储的本地软件和驱动器。

2.权利要求1的装置，其中所述传送器(2)为转动架。

3.权利要求1的装置，其中：

由所述处理站(3)产生的所述命令信号(74)包含用于驱动马达的模拟信号。

4.权利要求1的装置，其中所述电子总线(6)为基于数据包的总线。

5.权利要求4的装置，其中所述基于数据包的总线为基于以太网的总线。

6.权利要求1的装置，其中每个所述本地处理单元(7)包含：

总线控制器(70)，用于在所述电子总线上接收和发送数据；

处理器(71)，用于解释在所述总线控制器上接收到的所述数字命令指令(75)，

至少一个致动器控制器(73)，其由所述处理器(71)命令并连接到所述致动器，用于产生所述命令信号。

7.权利要求6的装置，所述致动器控制器(73)为一个或若干个闭合调节回路的部分。

8.权利要求1的装置，每个本地处理单元(7)包含电子标识(720)。

9.权利要求1的装置，其中所述中央处理单元(5)为使由多个处理站(3)执行的操作同步的个人计算机。

10.权利要求1的装置，所述中央处理单元(5)包含发射时钟信号的中央时钟系统，该时钟信号被发送到所有的处理站用于使在每个处理站处执行的步骤同步。

11.一种用于处理电子部件的方法，包含下述步骤：

在多个处理站(3)处同时处理电子部件，至少一些处理站包含电致动器(8)；

使用传送器，将所述电子部件从一个处理站(3)传输到下一个处理站；

从中央处理单元(5)对所述处理站发命令；

其特征在于所述方法进一步包含下述步骤：

由所述中央处理单元(5)检索所述处理站(3)的类型的标识或者将所述处理站(3)的类型的标识传输到所述中央处理单元(5)，所述处理站(3)的类型的标识被存储在所述处理站(3)的存储器部分(720)，所述标识被所述中央处理单元(5)使用以确保高级数字命令指令被所述处理站(3)理解和执行和更新所述处理站(3)的存储器(72)内存储的本地软件和驱动器；

在所述中央处理单元(5)中产生所述高级数字命令指令(75)，所述高级数字命令指令指示：开始时间、结束位置、沿着一个或若干个轴移动的值、速度、加速度、指数化、或者轨道，

在所述中央处理单元(5)和所述处理站(3)之间的电子总线(6)上传递所述高级数字命令指令(75)，

在所述处理站中解释所述高级数字命令指令(75)以便确定用于所述处理站的致动器的命令信号(74)，其中高级命令的解释用于生成低级命令信号的序列、执行似真性校验以验证所述高级数字命令指令是否真实和/或应被执行、以及执行碰撞测试以避免移动部分之间的任何碰撞，所述低级命令信号被输出给所述电致动器(8)中的一个或多个。

12.权利要求11的方法，其中所述传送器(2)为转动架。

13.权利要求11的方法，包含下述步骤：使用所述处理单元(3)中的本地处理单元来解释所述数字命令指令，以及基于该解释而产生用于驱动所述电致动器的模拟信号。

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