TW202014280A - 使用自動機操縱器將物件插入物件容室之方法 - Google Patents

使用自動機操縱器將物件插入物件容室之方法 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種使用一自動機操縱器(1)將待測試電子組件(5)插入用於實行一功能測試之一測試裝置之一物件容器(7)中之方法及一種用於實行此一方法之自動機操縱器(1)。

Description

使用自動機操縱器將物件插入物件容室之方法
本發明係關於一種使用一自動機操縱器將一物件插入至一物件容室或容器中之方法。此外，本發明係關於一種用於實行此一方法之自動機操縱器，其中物件係電子組件。
在其等製造之後，各種電子組件在其等可被遞送或安裝之前必須經受一或多個功能測試。
特定言之，在通常具有小尺寸之電子組件及半導體元件(諸如用於具有任何設計之電腦、行動無線電裝置、控制裝置及類似物之記憶體晶片(RAM)或印刷電路板(PCB))之情況中，此等必須經受一功能測試，此係因為一旦安裝於旨在用於此目的之裝置中，此等組件中之製造故障便可導致所組裝之整個裝置之故障。
針對例如晶片元件之功能測試，此等被插入至一測試裝置之一夾具中，其中形成一電接觸，使得可經由一控制系統自動實行匹配至此電子組件之一功能測試。
應注意，不得損壞此等晶片之表面。另外，此等晶片可為非常小的，有時具有幾毫米之一邊緣長度，且具有小接觸表面(諸如RAM晶片之突出線工(filigree)觸針)，使得自動化程序(尤其因為其等必須在一高純度環境中發生)尚不可行。此等測試方法已經且仍幾乎完全由一人從一儲存/堆疊裝置個別地移除待測試之電子組件且將其等插入至一特別設計測試裝置中之一準確位置中而手動地實行。在功能測試完成之後，電子組件被再次移除且取決於測試結果被手動地放置於為此目的提供之一儲存/堆疊裝置中。
為了能夠實行具有任何設計之記憶體晶片或類似組件之必要功能測試，物件或晶片容器經設計，使得在考慮預定義容限的情況下，具有一插入開口之容器在其幾何尺寸上本質上對應於待測試之記憶體晶片之尺寸，其中電接觸表面在各情況中設置於容器中之此等位置處，使得在一完全插入記憶體晶片之情況中，記憶體晶片之接觸表面(接針)在各情況中與容器之接觸表面進行導電接觸。物件之接觸表面及容器之接觸表面係至少部分全等的。在記憶體晶片與容器之間形成一插入式連接，該插入式連接通常可由手動力再次釋放。
此等手動程序之缺點係可裝配測試夾具之速度係有限的，此係因為檢測者在處置電子組件時必須給予必要注意，從而避免表面之間的接觸及因此刮擦風險及在將電子組件精確定位於測試夾具之一容器中或堆疊裝置中時必須給予必要注意，從而避免插入期間之傾斜或衝撞，此係因為此可損壞接觸表面或使接針彎曲。另外，取決於尺寸，非常小組件之處置可為非常乏味的。因此，實行測試程序之人(其亦可能必須穿戴適當保護衣物)必須更加小心。小電子組件之此等測試程序或功能測試之手動執行被證明係繁複及因此費時且昂貴的，藉此在測試期間仍存在歸因於受損組件之拒收風險。
另外，存在的問題係在幾秒之範圍內手動地裝載測試裝置所需之時間通常遠短於測試裝置執行功能測試所需之時間(其可在幾分鐘之範圍內)。因此，手動放置通常係不經濟的。
針對此背景，本發明之一個目標係提供一種使用一自動機操縱器將一物件(特定言之，用於測試目的之一電子組件)插入至一物件容室中之簡單、穩健且具成本效益之方法。另外，一目標係提供一種經組態以執行此一方法之自動機操縱器。
此目標係藉由根據技術方案1之將一對應物件(特定言之，一電子組件，諸如具有任何設計及尺寸之一晶片)插入至一指定物件容室中之一方法及根據技術方案15之一自動機操縱器解決。
在一第一態樣中，本發明因此係關於一種將具有至少一個導電接觸表面之一物件插入至具有一導電接觸表面之一物件容器中之方法，該物件及該物件容器經調適以在其間使用一自動機之一致動器驅動自動機操縱器形成一可釋放插入式連接且控制該自動機操縱器，該自動機操縱器在其遠端處具有經設計以接納及/或抓持該物件之一作動器，且針對該物件容器及該待插入物件界定一插入軌跡，且沿該插入軌跡針對該插入軌跡之位置界定該待插入物件之一標稱定向，該方法具有以下方法步驟： a)使用該作動器從一儲存裝置拾取該物件， b)使用該自動機操縱器將該物件傳送至該插入軌跡之一起始位置中， c)使用該自動機操縱器沿該插入軌跡將該物件移動至該物件容器，直至該物件到達該物件容器之一插入開口， d)使用該自動機操縱器在該插入軌跡之該標稱定向中之力控制及/或阻抗控制平移移動下將該物件插入至該物件容器中， 直至該物件之該至少一個接觸表面與該物件容器之該至少一個接觸表面彼此導電接觸以形成該插入式連接，其中狀態之辨識、該插入式連接之形成已進展多遠及/或該插入式連接之該形成是否已成功完成之辨識，經定義為達到或超過針對作用於該作動器上之一扭矩及/或作用於該作動器上之一力之至少一個預定臨限值/極限值條件及/或在該作動器上達到或超過一提供力/扭矩特徵及/或一位置/速度特徵。
該插入軌跡之定義或判定理想地與該物件容器之該插入開口對準，此被定義為在空間中固定。在考慮給定容限的情況下進行該物件與該物件容器之間的該插入式連接。作為一規則，該物件容器之幾何形狀及尺寸匹配於待測試物件之幾何形狀及尺寸且本質上係全等的。該物件容器之該插入開口可向上擴展且可經設計，使得在該插入程序開始時，該物件與該插入開口之邊緣接觸，以便產生一反作用力以引導該物件。此外，該物件容器中之該等電接觸可經彈簧負載以容許該物件之容易插入或確保一牢固固持。
堆疊或儲存裝置(其等較佳地關於該自動機且關於該物件容器(例如，一測試裝置，其亦配置為固定)配置為固定)，例如具有該等電子組件(例如，印刷電路(PCB)或RAM晶片元件)之個別夾具之一有序結構或列。此等夾具各界定空間中之一嚴格定義三維位置。該自動機必須在該堆疊裝置及該測試裝置之該物件容器之至少此兩個位置之間傳送待測試物件。
另外，該自動機操縱器在於一堆疊裝置中移除或堆疊物件時及在將該等物件插入至該物件容器中時不得施加(apply及exert)任何力及/或力矩來抓持該等物件，該等力及/或力矩自身將能夠損壞該等物件(特定言之電子接觸表面，諸如接針)。
為了在自動執行功能測試或與電子組件相關之其他測試程序時滿足此等要求，有利的係如在上文提及及下文說明之根據本發明之方法之全部步驟較佳地使用順應及/或靈敏之一自動機執行。
具有位置控制軸之自動機通常不適合於該方法之此等步驟，此係因為針對位置控制，必須量測從外部作用於該自動機上之力，此形成一所要動態行為之基礎，該動態行為接著經由逆向運動學(亦被稱為導納控制)傳輸至該自動機。
在本情況中，一嚴格位置控制自動機之程式化努力將簡單地歸因於活動將在許多不同位置中實行且具有一不同性質之事實而過高，諸如 -從與一堆疊裝置內之此等物件相關聯之接收位置準確且非破壞性地移除物件， -將所拾取物件傳送至關於一物件容器之一插入軌跡之一準確起始位置； -準確且非破壞性地插入至該物件容器中； -接著，從該物件容器移除該物件且傳送至先前堆疊裝置或一進一步堆疊裝置之一準確位置；及 -準確且非破壞性地插入且放置於該處。
另外，憑藉電子組件，線工接觸表面(諸如接針)必須與該物件容器之對應接觸表面形成一導電接觸，以便能夠完全實行所要功能測試。特定言之，RAM晶片具有平行地配置成列之若干接針，該等接針必須同時與該物件容器之該等對應接觸表面(可能個別槽)形成一功能可靠電接觸。甚至歸因於傾斜或扭曲之一小偏差防止一功能測試之執行且甚至可毀壞該等接針。
將必須以此高精度實行所需位置控制，使得上文描述之個別步驟將完全可行，從一經濟角度而言，此將阻礙位置控制框架內之程式化，更別提易具有誤差及增加拒收率之相關聯風險。
歸因於所使用之控制原理，例如若出於某種原因，在由作動器從一堆疊裝置拾取待檢測物件時，該物件之實際位置從目標位置稍微偏離，則此等位置控制自動機亦將無法偵測誤差或偏差。將該等晶片元件完美地插入至該測試裝置之該夾具或容器中亦將僅在用於此目的之該等晶片元件準確地放置於配置於該自動機之工作區域中之該固定堆疊裝置中之適當位置(如藉由程式化指定)中的情況下係可行的。
用於實行該方法之本發明之一核心係所使用之至少一個自動機具有此一整合順應性控制或配備一固有順應性或主動順應性與被動順應性之一組合，其中該方法較佳地亦將由具有輕量構造之自動機之此等可程式化、多軸自動機操縱器實行。
在此內容脈絡中，應提及，該順應性控制係基於例如所謂阻抗控制，其與已提及之導納控制相比將關節級之扭矩控制作為其目標。取決於該所要動態行為且考慮一實際位置從一定義標稱位置及/或一實際速度從一標稱速度及/或一實際加速度從一標稱加速度之偏差，判定力或扭矩，接著經由該自動機之已知運動學(該等運動學由該操縱器之關節及軸之數目及配置及因此自由度導致)將該等力或扭矩映射至經由扭矩控制設定之對應關節扭矩。為此目的整合於該等關節中之扭矩感測器元件記錄定位於該關節中之驅動單元之齒輪箱之輸出處主導之一維扭矩，此可將該關節之彈性作為該控制之框架內之一經量測變數進行考慮。特定言之，與如在導納控制中在該作動器上使用僅一個力扭矩感測器相比，使用一適當扭矩感測器裝置亦容許量測未施加於該作動器上而施加於該自動機之連桿或臂部件上以及由該自動機固持或待由該自動機處理之一物件(諸如一待測試電子組件，在其插入至一物件容器中時)上之力。亦可藉由該自動機系統之結構及/或基座中之力感測器量測扭矩。特定言之，亦可使用該操縱器之個別軸之間的關節機構，其等容許多軸扭矩量測。亦可設想配備對應力感測器之平移關節。
以此方式實現之該順應控制及靈敏度被證明在許多方面有利於本發明。
原則上，此順應性控制容許用於預期方法或用於個別方法步驟之該自動機能夠實行其自身之控制移動，藉此此等自身移動接著對應於該方法之個別步驟。另外，此一自動機在此內容脈絡中將亦能夠在必要時獨立地「搜尋」且非破壞性地「感受」該等物件及該等堆疊裝置以及該等測試裝置及此等測試裝置之移動機構之不同位置，此對於易碎電子組件將為有利的。
該順應性控制之一進一步優點係其基本上容許待測試組件之一更不精確或不精確定位放置，藉此可以較高容限製造該等堆疊裝置及該測試裝置之該夾具或容器兩者。由此引起之不精確性可藉由一對應順應控制來補償，該順應控制與在以一對應方式拾取且插入該等電子組件時減少接觸力相關聯。
該自動機操縱器經有利地設計及設定以沿給定插入軌跡移動該作動器之一區別點，諸如工具中心點(TCP)或該物件之一定義點(諸如其重心或幾何中心)。
有利地取決於配置於該作動器處之該物件相對於該物件容器之起始位置、該物件之幾何形狀及該物件容器之幾何形狀或開口寬度判定該插入軌跡。
當插入具有平行配置之若干接針之RAM晶片時，該插入軌跡較佳地係引導朝向該物件容器之該插入開口之一直線。然而，亦可設想三維、單個或多個彎曲曲線，直至該物件與該插入開口接觸。接著，至該物件容器中之進一步插入可沿一線性插入軌跡嚴格線性地發生。
該作動器沿該插入軌跡之移動可以一相對高速度發生直至到達該物件容器前不久。接著，該作動器以一慢得多速度移動朝向該插入開口，直至該物件與此插入開口或其邊緣或一轉換錐度接觸，此對於一電子組件(例如，具有接針)而言在功能上可靠得多。一向內漸縮插入開口亦可用作該物件之一種導件，一順應性控制自動機在插入期間與該導件相互作用。
基本上，該自動機操縱器必須辨識該插入程序之實際狀態如何，此根據本發明藉由先前提及之臨限值或極限值條件及/或個別特徵而實現。原則上，此等特徵應被理解為記錄於該自動機操縱器上之超過一簡單極限值之力及/或扭矩及/或位置及/或速率之具體特性性質。此可包含例如所量測力、扭矩、位置及/或速率之一特定時間行為以及取決於此等參數之特性性質。
所提出方法之一有利進一步實施例之特徵係以下事實：關於步驟d)，在使用該自動機操縱器插入該物件之期間，實行沿該插入軌跡之相反平移移動之一不同序列(類似於向上移動及向下移動之意義)，藉此為此目的可設想不同力進程、位置改變(即，平移移動之程度)及/或速率。
在該方法之一有利變體中，在該物件與該物件容器之該插入開口接觸時，可使用該自動機操縱器相對於該插入軌跡之該標稱定向實行力控制及/或阻抗控制旋轉/傾斜移動及/或平移橫向移動。
該等線性向上及向下移動以及該額外橫向平移及進一步旋轉/傾斜移動兩者用於抵消該物件與該物件容器之該插入開口之間的容限偏差，以便確保該物件可更容易地插入(特定言之，在該物件具有呈若干線工接針之接觸表面時)，且以便確保針對全部接針形成一電接觸。
亦可設想該自動機操縱器之該作動器(例如，呈可橫向地移動朝向該物件且作用於該物件上之抓持器元件之形式)無法關於該TCP或該物件之重心完全對稱地或平行於該物件之一個側從該堆疊裝置抓持該物件，使得在隨後在沿該插入軌跡移動之過程中嘗試將其插入至該物件容器中之期間，發生一偏移，該偏移例如將防止一純位置控制中之插入且可能導致該物件之破壞。使用根據本發明之平移及旋轉/傾斜移動，在該物件與該插入開口接觸之相互作用中在該等抓持器元件內補償該物件，藉此產生一輕微反作用力，此首先使隨後插入變得可行。
前述措施可顯著增加該插入程序之成功率。因此，待檢測物件不必準確定位於該堆疊裝置內，該作動器亦不必準確地拾取該等物件。該順應性控制自動機操縱器能夠在該插入程序期間施加上文提及之補償措施。
該方法之一有利進一步實施例之特徵係以下事實：若在使用該自動機操縱器沿該插入方向上之該插入軌跡將該物件移動及/或插入至該物件容器中之期間發生一誤差，則以一修改插入軌跡及/或該物件相對於該標稱定向之該等力控制及/或阻抗控制平移及/或旋轉/傾斜移動之修改參數重複使用該自動機操縱器將該物件移動至該物件容器中。例如，可使用配置於該作動器及/或該自動機操縱器上之力及/或位置感測器、光學感測器、超音波感測器等偵測該物件至該物件容器中之該移動中之此一誤差。可在該自動機操縱器之軌跡計劃及該自動機或自動機操縱器之一控制單元兩者中評估該物件相對於該目標或標稱定向之該等力控制及/或阻抗控制旋轉/傾斜移動之改變參數。亦可藉由在一功能測試之初始化期間未在全部現有電接觸表面之間形成導電接觸之事實而偵測一可能誤差。另外，例如可基於在該作動器處感受到之該等力或扭矩調適一目標或標稱軌跡以拾取/抓持該物件。替代地或另外，用於控制該自動機操縱器拾取/抓持該物件之一阻抗控制器之鬆弛可減少非所要高程序力。
發明方法之特徵係進一步方法步驟： e)在已形成該物件與該物件容器之間的該插入式連接之後，藉由該作動器釋放該物件；及 f)使用該自動機操縱器沿一預定離開軌跡將該作動器移離該物件容器；且除此以外 g)在該功能測試完成之後，再次藉由該作動器拾取該物件， h)使用該自動機操縱器在該離開軌跡之一標稱定向中之力控制及/或阻抗控制平移移動下從該物件容器移除該物件，及 (i)將該物件傳送至一堆疊裝置。
其可為與最初自其移除該等物件之堆疊裝置相同之堆疊裝置或一單獨額外堆疊裝置。兩個堆疊裝置不必係固定的，但可被自動饋送至自動機工作站。
根據本發明，針對步驟h)中之該物件與該容器之間的容限補償，亦可在移除該物件之期間使用該自動機操縱器相對於該離開或輸出軌跡實行力控制及/或阻抗控制旋轉/傾斜移動及/或平移橫向移動。
此外，根據本發明，類似於該插入程序，若在使用該自動機操縱器沿該輸出軌跡從該物件容器移除該物件之期間發生一誤差，則可以一修改輸出軌跡及/或該物件相對於該標稱定向之該等力控制及/或阻抗控制平移及/或旋轉/傾斜移動之修改參數重複使用該自動機操縱器從該物件容器移除該物件。
在該方法之一有利變體中，該插入軌跡至少部分對應於該輸出/離開軌跡或與其全等。藉此，可藉由選擇該等堆疊裝置與該插入軌跡及該輸出軌跡中之起始點之間的最短路徑而實現較佳循環時間。
本發明之一進一步態樣係關於一種電腦系統，其具有一資料處理裝置，其中該資料處理裝置經設計，使得在該資料處理裝置上執行如上文描述之一方法。
本發明之另一態樣係關於一種數位儲存媒體，其具有電子可讀控制信號，該等控制信號能夠與一可程式化電腦系統互動以執行如上文描述之一方法。
另外，本發明係關於一種電腦程式產品，該電腦程式產品具有：程式碼，其儲存於一機器可讀載體上以在該程式碼在一資料處理設備上執行時執行如上文描述之方法；及一電腦程式，其具有用於在該程式在一資料處理設備上執行時執行此方法之程式碼。
本發明之另一態樣係關於一種自動機，其具有一致動器驅動自動機操縱器，其中該自動機操縱器在其遠端處具有經設計以拾取物件之一作動器，且其中界定一物件容器及待插入至該物件容器中之一物件之一插入軌跡且界定沿該插入軌跡針對插入軌跡之位置相對於待插入物件之標稱定向，該自動機包括一控制單元，該控制單元經設計及配置，使得如上文描述之一方法係可執行的。
較佳地，根據本發明之該自動機係具有輕量構造之一鉸接臂自動機，其具有擁有至少6個(較佳地7個)自由度之一自動機操縱器。
根據本發明，該自動機應與適當測試裝置結合使用以對具有至少一個導電接針之電子組件(特定言之，諸如RAM記憶體晶片)執行功能測試。
圖1展示用於使用一自動機之一致動器驅動自動機操縱器將一物件插入至一物件容室中且用於控制自動機操縱器之一所提出方法之一流程圖，其中自動機操縱器在其遠端處包括經設計以接納及/或抓持物件之一作動器。
該方法包括若干步驟且在下文參考圖2a至圖8c使用其中將一RAM記憶體晶片或類似電子組件傳送至一對應測試站以執行一功能測試之一實施例加以說明。
圖2a係指該方法之一第一步驟a)且展示根據本發明之具有一自動機之一測試站之基本結構。
一鉸接臂自動機係固定的且具有一多軸自動機操縱器1，該多軸自動機操縱器1在其遠端處攜載一作動器2。作動器2具有兩個抓持器指狀物3，該等抓持器指狀物3可移動朝向彼此及離開彼此。
在一儲存或堆疊裝置4中，若干物件(此處係RAM記憶體晶片5)一個接一個儲存於對應夾具11 (槽)中。
一測試系統6直接定位於儲存裝置4旁邊，該測試系統6可用於實行RAM記憶體晶片5之各種功能測試。為此目的，測試系統6具有一物件容器7，該物件容器7依據電接觸表面之尺寸及數目設計為匹配至待測試晶片5之一測試槽之形式。晶片容器7具有一向上引導插入開口8，電接觸表面可以晶片5之一列接針9之形式插入至該向上引導插入開口8中，如圖4b中展示。
通常選擇晶片容器7及晶片5之尺寸以及任何容限，使得在其等之間形成一插入式連接，當晶片5完全插入以用於測試目的時(其中晶片容器7之全部電接觸表面與晶片5之接針9進行導電接觸)，該插入式連接實現晶片5之一無反衝力定位且同時將容許手動抽取。
圖2a至圖2d循序展示發明方法之一第一步驟101，其中自動機操縱器1使用作動器2之抓持器元件3從堆疊裝置4拾取一晶片5。抓持器元件3經設計，使得其等具有擁有對應形狀及尺寸之對應凹槽10，使得其等可從兩側接近晶片5且在其上區段中橫向地抓持晶片5。接著，藉由橫向地作用於彼此上之抓持器元件3之力將晶片5固持在一防脫落位置中。若需要，抓持器元件3中之凹槽10可具有塗層，該等塗層在晶片5之表面上係平緩的且儘管如此確保一牢固固持。
一旦作動器2已牢固地抓持晶片5 (圖2b、圖2c)，自動機操縱器1便升高晶片5且將其從堆疊裝置4中之其容室11移除。在一隨後步驟102中，自動機操縱器1接著將晶片5傳送至定位於相對於晶片容器7之一插入軌跡T內或其開始處之一初始/起始位置。
此在圖3中示意性地展示。在最簡單且因此亦較佳版本中，選擇插入軌跡T，使得其針對插入軌跡T之個別位置RT 具有一共同標稱定向Osoll (RT )，藉此插入軌跡T在晶片容器7與作動器2之間延伸，使得在一方面其完全垂直於插入開口8或晶片容器7延伸且另一方面完全連接至作動器2之工具中心點TCP或晶片5之形心。隨後，插入軌跡T及因此個別位置RT 之標稱定向Osoll (RT )始終定向至物件容器7及待插入物件5。因此，亦可設想插入軌跡T並非嚴格線性的，而在三維空間中任意地延伸直至晶片容器7之插入開口8。
此容許自動機操縱器1在一隨後步驟103中經由一向下平移運動將晶片5嚴格線性地饋送至晶片容器7，如圖4a及圖4b中展示且由箭頭象徵性地表示。
饋送移動可為連續或多步驟的且依不同速度且在晶片5之接針9接觸插入開口8時結束，如圖5a中展示。自動機操縱器1停止，以便在可由自動機操縱器1之感測器偵測到之偏差之情況中不損壞接針9。
若可能未偵測到晶片5與晶片容器7之間的對準中之誤差，則在一進一步步驟104中(其在圖5b及圖5c中展示)，插入移動藉由以下操作完成：自動機操縱器1完全插入晶片5直至自動機之一控制單元偵測到晶片5已插入至晶片容器7中，其中歸因於至少一個指定理想極限值條件Gi (例如，由一晶片5完全插入至晶片容器7中而導致之一反作用力)或基於一理想力/扭矩特徵及/或位置/速率特徵Si 而實現全部電接觸。
在此程序中，為了補償某些(雖然非常小)容限偏差且確保全部接針9與在晶片容器7中指派給其等之接觸表面接觸，自動機操縱器1可執行一序列向上及向下平移移動，其等在力進程、位置改變(即，向上及向下移動發生多遠)及/或移動速度方面不同。此在圖5b中由雙箭頭示意性地指示。
自動機之感測器(例如，藉由配置於自動機操縱器1之關節中之扭矩及力感測器)認知，將晶片5插入至晶片容器7中毫無疑問係不可行的，此係因為晶片5或接針9在沿插入軌跡T之平移插入移動期間未完全接合於插入開口8中，此亦可由對應指定極限值條件Gi 及/或特徵Si 界定，自動機操縱器1連同其作動器2可實行力控制及/或阻抗控制旋轉/傾斜移動及/或橫向平移移動(圖中未展示)，直至晶片5與其接針9精確地接合於插入開口8中且隨後自動機操縱器1實行最終平移插入移動。
因此，自動機操縱器1經設計，使得其在插入程序期間「感受」或「感測」插入開口8本身。旋轉/傾斜移動可為相對於標稱定向Osoll 幾度至小於1度且橫向移動係相對於標稱定向Osoll 幾毫米或僅其之一分率。
在晶片5已完全插入之後，抓持器元件3在一進一步步驟105中釋放晶片5 (由箭頭指示)，且自動機操縱器1從晶片容器7沿一輸出/離開軌跡A向上移動，如由圖6a及圖6b中之箭頭展示。輸出軌跡A較佳地與插入軌跡T全等。
現在測試系統6處執行一或多個功能測試且在功能測試完成之後，此測試系統將一命令發送至自動機之控制單元，該控制單元在一進一步步驟106中導致自動機操縱器1再次沿插入軌跡T向下移動，以便抓持晶片5，接著測試(由箭頭指示)且將其從晶片容器7移除，如圖7a及圖7b中展示。
取決於測試結果，自動機操縱器1接著在一最終步驟107中將晶片5移動回至堆疊裝置4中至相同或另一位置或至另一堆疊裝置進行拒收，如圖8a及圖8c中展示。
可針對檢查來自堆疊裝置4之愈來愈多晶片5的需要儘可能頻繁地重複步驟101至107之全部移動。由於堆疊裝置4具有用於晶片5之若干平行或成列夾具11或槽，所以再現堆疊裝置4之一圖案可儲存於自動機之控制單元之一記憶體中。例如，當教示或程式化自動機時，僅(例如，在右前側)輸入且保存一單一夾具11係足夠的，藉此控制單元之自動機程式接著自動地拾取下一晶片5。
自動機操縱器1在上文描述之全部程序步驟101至107中之移動係力控制及/或阻抗控制的且可被教示(教導)給自動機或由一使用者程式化，較佳地使用一預定義應用程式控制，其類似於整個發明方法內之個別方法步驟。
憑藉根據本發明之方法，此等測試程序(尤其針對具有接觸表面之電子組件)可自動化且可靠地實行，藉此插入及移除晶片之總時間以及測試時間可歸因於快速裝配而減少至一最小值。
上文描述之方法實現晶片元件(特定言之，諸如RAM記憶體晶片)及其他電子半導體組件之全自動測試，同時顯著減少循環時間。此完全消除歸因於錯誤手動處置之拒收風險。另外，旨在用於該方法之一自動機可較佳地用於潔淨室中之輕量構造中而不具有問題。發明方法極大地增加半導體組件及類似物之功能測試(其等必須一定實行)之安全性及因此成本效益。
1:多軸自動機操縱器 2:作動器 3:抓持器指狀物/抓持器元件 4:儲存或堆疊裝置 5:晶片/物件 6:測試系統 7:物件容器/晶片容器 8:插入開口 9:接針 10:凹槽 11:容室/夾具 101:步驟 102:步驟 103:步驟 104:步驟 105:步驟 106:步驟 107:步驟 A:輸出/離開軌跡 Osoll:標稱定向 RT:位置 T:插入軌跡 TCP:工具中心點
本發明之進一步優點及特性源於附圖中展示之實施例之描述，其中 圖1係根據本發明之方法之一流程圖； 圖2a至圖2d例示性地展示根據本發明之方法之一第一步驟之若干階段； 圖3展示自動機操縱器相對於一插入軌跡之一對準； 圖4a至圖4b例示性地展示根據本發明之方法之一進一步步驟之若干階段； 圖5a至圖5b例示性地展示根據本發明之方法之一進一步步驟之若干階段； 圖6a、圖6b例示性地展示根據本發明之方法之一進一步步驟之若干階段； 圖7a、圖7b例示性地展示根據本發明之方法之一進一步步驟之若干階段；及 圖8a至圖8c例示性地展示根據本發明之方法之一進一步步驟之若干階段。
101:步驟
102:步驟
103:步驟
104:步驟
105:步驟
106:步驟
107:步驟

Claims (16)

  1. 一種將具有至少一個導電接觸表面(9)之一物件(5)插入至具有一導電接觸表面之一物件容器(7)中之方法，該物件(5)及該物件容器(7)經組態，使得可在其等之間使用一自動機之一致動器驅動自動機操縱器(1)形成一可卸離插入式連接且用於控制該自動機操縱器(1)，該自動機操縱器(1)在其遠端處具有經設計以拾取及/或抓持該物件(5)之一作動器(2)，且其中相對於該物件容器(7)及該待插入物件(5)界定一插入軌跡(T)，且沿該插入軌跡(T)針對該插入軌跡(T)之位置(RT )界定該待插入物件(5)之一標稱定向(Osoll (RT ))，該方法包括以下方法步驟： a)藉由該作動器(2)從一堆疊裝置(4)拾取該物件(5) (步驟101)， b)使用該自動機操縱器(1)將該物件(5)傳送至該插入軌跡(T)之一起始位置中(步驟102)， c)使用該自動機操縱器(1)沿該插入軌跡(T)將該物件(5)移動至該物件容器(7)，直至該物件(5)到達該物件容器(7)之一插入開口(8) (步驟103)， d)使用該自動機操縱器(1)在該插入軌跡(T)之該標稱定向(Osoll (RT ))中之力控制及/或阻抗控制平移移動下將該物件(5)插入至該物件容器(7)中(步驟104)， 直至該物件(5)之該至少一個接觸表面(9)與該物件容器(7)之該至少一個接觸表面彼此導電接觸以形成該插入式連接，其中該插入式連接之形成已進展多遠之狀態之辨識及/或該插入式連接之該形成是否已成功完成之辨識經定義為達到或超過針對作用於該作動器(2)上之一扭矩及/或作用於該作動器(2)上之一力之至少一個預定極限值條件(Gi )及/或達到或超過該作動器(2)上之一提供力/扭矩特徵(Si )及/或一位置/速度特徵(Si )。
  2. 如請求項1之方法，其中在步驟d)中，在使用該自動機操縱器(1)插入該物件(5)之期間，執行沿該插入軌跡(T)之相反平移移動之一不同序列。
  3. 如請求項2之方法，其中使用該自動機操縱器(1)，以不同力進程、位置改變及/或速度實行該等相反平移移動。
  4. 如請求項1至3中任一項之方法，其中在該物件(5)與該物件容器(7)之該插入開口(8)接觸時，使用該自動機操縱器(1)相對於該插入軌跡(T)之該標稱定向(Osoll (RT ))實行力控制及/或阻抗控制旋轉/傾斜移動及/或平移橫向移動。
  5. 如請求項4之方法，其中若在使用該自動機操縱器(1)沿該插入方向上之該插入軌跡(T)將該物件(5)移動及/或插入至該物件容器(7)中之期間發生一誤差，則使用該自動機操縱器(1)以一修改插入軌跡(T*)及/或該物件(5)相對於該標稱定向(Osoll (RT ))之該等力控制及/或阻抗控制平移及/或旋轉/傾斜移動之修改參數重複使用該自動機操縱器(1)將該物件(5)移動至該物件容器(7)中。
  6. 如請求項1至3中任一項之方法，其進一步包括以下步驟 e)在已形成該物件(5)與該物件容器(7)之間的該插入式連接之後，藉由該作動器(2)釋放該物件(5)，及 f)使用該自動機操縱器(1)沿一預定離開軌跡(A)將該作動器(2)移離該物件容器(7) (步驟105)。
  7. 如請求項6之方法，其進一步包括以下方法步驟： g)再次藉由該作動器(2)拾取該物件(5)， h)使用該自動機操縱器(1)在該離開軌跡(A)之一標稱定向中之力控制及/或阻抗控制平移移動下從該物件容器(7)移除該物件(5) (步驟106)，及 (i)將該物件(5)傳送至一堆疊裝置(4)中(步驟107)。
  8. 如請求項7之方法，其中在步驟h)中，在該物件(5)之移除期間，在使用該自動機操縱器(1)相對於該離開軌跡(A)移除該物件(5)時實行力控制及/或阻抗控制旋轉/傾斜移動及/或平移橫向移動。
  9. 如請求項7之方法，其中若在使用該自動機操縱器(1)從該物件容器(7)移除該物件(5)之期間沿該離開軌跡(A)發生一誤差，則以一修改離開軌跡(A*)及/或該物件(5)相對於該標稱定向之該等力控制及/或阻抗控制平移及/或旋轉/傾斜移動之修改參數重複使用該自動機操縱器(1)從該物件容器(7)移除該物件(5)。
  10. 如請求項6之方法，其中該插入軌跡(T)至少部分對應於該離開軌跡(A)。
  11. 一種電腦系統，其包括一資料處理設備，該資料處理設備經配置，使得在該資料處理設備上執行如前述請求項1至10中任一項之方法。
  12. 一種數位儲存媒體，其具有電子可讀控制信號，該等控制信號能夠與一可程式化電腦系統互動以執行如前述請求項1至10中任一項之方法。
  13. 一種電腦程式產品，其具有儲存於一機器可讀載體上之程式碼，當該程式碼在一資料處理設備上執行時執行如前述請求項1至10中任一項之方法。
  14. 一種電腦程式，其具有當在一資料處理裝置上運行該程式時執行如前述請求項1至10中任一項之方法之程式碼。
  15. 一種自動機，其具有一致動器驅動自動機操縱器(1)，該自動機操縱器(1)在其遠端處具有經組態以拾取一物件(5)之一作動器(2)，該自動機具有一控制單元，該控制單元經組態及設定，使得可實行如請求項1至10中任一項之方法。
  16. 一種如請求項15之自動機用於實行電子組件(5)之功能測試之用途，該等電子組件(5)包括至少一個導電接針(9)。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111319042B (zh) * 2020-02-06 2023-03-07 北京凡川智能机器人科技有限公司 一种基于遗忘因子动态参数的机器人柔顺装配控制方法
CN113892848B (zh) * 2021-10-08 2022-10-14 杭州景吾智能科技有限公司 可翻转物体的翻转跟随轨迹规划方法、装置及系统
FR3142371A1 (fr) * 2022-11-28 2024-05-31 Thyssenkrupp System Engineering S.A.S Procédé d’assemblage de pièces en vrac.

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4809425A (en) * 1984-02-06 1989-03-07 Monforte Robotics, Inc. Adaptable, programmable production system
US7183785B2 (en) * 2004-01-29 2007-02-27 Howard Roberts Test system and method for reduced index time
DE102010012598A1 (de) * 2010-02-26 2011-09-01 Kuka Laboratories Gmbh Prozessmodulbibliothek und Programmierumgebung zur Programmierung eines Manipulatorprozesses
WO2014013608A1 (ja) * 2012-07-20 2014-01-23 株式会社安川電機 ロボットシステムおよび物品移送方法
CN105382839A (zh) * 2014-08-25 2016-03-09 精工爱普生株式会社 机器人以及机器人系统
JP6387760B2 (ja) * 2014-09-18 2018-09-12 株式会社安川電機 ロボットシステム、ロボット装置およびワークピッキング方法
DE102016004788A1 (de) * 2016-04-20 2017-10-26 Kastanienbaum GmbH Verfahren zur Herstellung eines Roboters und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
DE102016107842C5 (de) * 2016-04-27 2021-11-18 Franka Emika Gmbh Verfahren zum Einfügen eines Gegenstandes in eine Gegenstandsaufnahme mittels eines Robotermanipulators
JP2017196705A (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 セイコーエプソン株式会社 ロボット、及びロボットシステム

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