托盤堆垛機系統及其操作方法
【技術領域】
[0001]本發明大體上涉及一種用于電子產品的制造系統，更具體地涉及一種托盤堆垛機系統。
【背景技術】
[0002]電子電路板組件的特定操作在遠離主要生產組裝線處執行。而各種送料器和自動處理系統利用具有集成電路板上組裝電子電路板，涉及處理集成電路的操作(諸如，編程、測試、校準和測量)一般在單獨區域中在單獨設備上進行，而非集成到主要生產組裝線中。
[0003]例如，在可編程裝置(諸如，快閃存器、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、可編程邏輯裝置(PLD)、現場可編程門陣列(FPGA)、以及含有非易失性存儲元件的微控制器)的編程期間，使用了通常位于與電路板組裝線分開的單獨區域中的單獨編程設備。
[0004]需要一種能夠對多個可編程裝置及時編程的系統和系統子組件。例如，早期的系統使用依賴載體磁帶的卷帶線(tape-on-reel)，該載體磁帶具有微裝置，諸如等距放置在磁帶上的可編程裝置。在磁帶上的可編程裝置由蓋帶保護，該蓋帶在處理微裝置之前移除并且可以送至制造系統。
[0005]由此，仍然需要一種能夠在制造線內對多個可編程裝置及時編程的系統和系統子組件。鑒于可編程裝置的編程和包裝的低操作效率，尋找解決這些問題的方法尤為重要。鑒于不斷增長的商業競爭壓力、日益增長的消費期望和市場中有意義產品差異化的機會的減少，尋找解決這些問題的方法尤為重要。此外，為了降低成本、提高效率和性能、并且滿足競爭壓力，使尋找解決這些問題的方法迫在眉睫。
[0006]長期以來人們一直在尋找解決這些問題的方法，但是現有的發展無法教導或提出任何解決方案，由此，本領域的技術人員一直不得其門而入。
【發明內容】
[0007]本發明提供一種托盤堆垛機系統的操作方法，其包括:將源托盤從輸入堆垛機移動到卸載容器中，所述源托盤用于提供多個電氣部件；將目標托盤從輸出堆垛機移動到裝載容器中，所述目標托盤用于接收來自在所述卸載容器中的部件托盤的所述電氣部件，所述目標托盤無電氣部件；將來自所述源托盤的所述電氣部件輸送至所述目標托盤；將來自所述輸入堆垛機的源替換托盤移至所述卸載容器，以便替換無電氣部件的所述源托盤并且將所述源托盤移至所述輸出堆垛機；以及將在所述輸出堆垛機中的目標替換托盤與在所述裝載容器中的所述目標托盤交換，所述目標托盤具有多個所述電氣部件。
[0008]此外，本發明還提供了一種托盤堆垛機系統，其包括:輸入堆垛機，其用于提供具有多個電氣部件的源托盤；卸載容器，其用于接收來自所述輸入堆垛機的所述源托盤；輸出堆垛機，其用于提供無電氣部件的目標托盤；裝載容器，其用于接收來自所述輸出堆垛機的無電氣部件的部件托盤；以及其中:所述卸載容器用于接收來自所述輸入堆垛機的源替換托盤，所述源替換托盤具有多個所述電氣部件，以及所述裝載容器用于使在所述輸出堆垛機中的目標替換托盤與在所述裝載容器中的所述目標托盤交換，所述目標托盤具有多個所述電氣部件。
[0009]除了上述這些提到的步驟或元件之外，本發明的特定實施例還具有或者替換這些步驟或元件的其他步驟或元件。對本領域的技術人員而言，通過閱讀下面參見附圖所做的詳細說明，步驟或元件將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明實施例中的托盤堆垛機系統的示例性示圖。
[0011]圖2是托盤堆垛機的示例性等距視圖。
[0012]圖3是托盤堆垛機的俯視圖。
[0013]圖4是本發明第二實施例中的托盤堆垛機的示例性等距視圖。
[0014]圖5是具有夾緊缸的托盤堆垛機的一部分的示例性等距視圖。
[0015]圖6是具有托盤定位缸和托盤調節指的托盤堆垛機的一部分的示例性等距視圖。
[0016]圖7是托盤堆垛機的示例性側視圖。
[0017]圖8是穿梭機的分解圖。
[0018]圖9是穿梭機的第一示例性等距視圖。
[0019]圖10是穿梭機的第二示例性等距視圖。
[0020]圖11是穿梭機的示例性側視圖。
[0021]圖12是部件托盤的等距視圖。
[0022]圖13是托盤堆垛機系統的控制流程圖。
[0023]圖14是本發明另一實施例中的托盤堆垛機系統的操作方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0024]對以下實施方案進行非常詳細地描述，從而使本領域的技術人員能夠實施和使用本發明。應當理解，基于本公開，其他的實施方案會是明顯的，并且，在不背離本發明的范圍的情況下可以做出系統、過程或機械方面的改變。
[0025]在以下的說明中，給出了多種具體細節以提供對本發明的徹底理解。然而，顯而易見的是，即使沒有這些具體細節，也可以實施本發明。為了避免使本發明晦澀難懂，一些眾所周知的結構元件、配置以及處理步驟不再詳細公開。
[0026]表示系統的實施方案的附圖是半圖示性質的并不一定按照比例繪制而成，尤其，出于清楚表達起見，一些尺寸在附圖中被放大示出。類似地，雖然出于易于說明起見，在附圖中視圖一般顯示為類似方位，但是在附圖中的該描繪在大多數情況下是任意的。總而言之，本發明可以在任意方位操作。
[0027]在公開和敘述具有某些共同特征的多個實施方案的情況下，為了清楚簡單地圖示、說明和理解實施方案，彼此類似的和相似的特征通常采用類似的附圖標記描述。為了便于描述，實施例被編號為第一實施例、第二實施例等，但是這些實施并不意在具有任何其他意義或限制本發明。
[0028]術語“上(on) ”意味著元件之間存在直接接觸。術語“直接位于…上(directlyon) ”意味著在一個元件和另一元件之間直接接觸，而且無中間元件。諸如“第一”或“第二”等術語僅用于識別之目的，并不代表任何順序、優先級別、重要性、或等級。
[0029]現在參見圖1，其中示出了在本發明實施例中的托盤堆垛機系統100的示例性示圖。托盤堆垛機系統100可包括耦合至圖1的主機控制器108的托盤堆垛機102和編程站106。
[0030]托盤堆垛機102是用于操縱和定位電氣部件的托盤的機械系統。托盤堆垛機102附接至安裝架110。
[0031]安裝架110是用于附接制造元件的結構。安裝架110可以使用結構元件形成，這些結構元件緊固在結構元件之間的連接點處或焊接在一起。結構元件可包括:金屬桿、復合桿、塑料桿、或上述桿的組合。
[0032]安裝架110可包括用于操縱電氣部件的主機機器人114。主機機器人114可以將來自托盤堆垛機102的電氣部件輸送至編程站106。
[0033]主機機器人114可以包括耦合至水平臂116的水平軌道112，以便將具有部件拾取器(未示出)的垂直操縱器(未示出)定位在托盤堆垛機102和編程站106之間。
[0034]外部控制器(未示出)可以對水平臂116和部件拾取器的運動和位置進行引導，將來自托盤堆垛機102的電氣部件(未示出)移至編程站106。電氣部件可以包括:存儲芯片、現場可編程門陣列、快閃存儲器、可編程只讀存儲器、或上述的組合。
[0035]電氣部件可以在編程站106中編程。編程站106是一種用于對電氣部件進行配置和編程的裝置。例如，編程站106可以包括:快閃存儲器編程器、FPGA編程器、EEPROM燒錄器、或上述的組合。外部控制器可以對水平臂116和部件拾取器的運動和位置進行引導，并且引導編程后的電氣部件送回至托盤堆垛機102。
[0036]托盤堆垛機102是具有堆垛機前端126和堆垛機后端128的矩形結構。堆垛機前端126位于安裝架110內并且在水平軌道112下方。堆垛機后端128必須延伸到安裝架110外側。
[0037]出于解釋之目的，本文所使用的術語“水平的”限定為平行于主機機器人114的水平軌道112和水平臂116的平面，不考慮方位。術語“垂直的”，指垂直于剛才所定義的水平的方向。術語，諸如“上方”、“下方”、“底部”、“定部”、“側”(如在“側壁”中)、“更高”、“更低”、“上”、“之上”和“之下”，均是相對于水平面而限定的，如附圖所示。
[0038]現在參見圖2，示出了托盤堆垛機102的示例性等距視圖。托盤堆垛機102是用于操縱和定位其上定位有電氣部件(未示出)的部件的托盤202的機械結構。
[0039]部件托盤202是用于保持電氣部件的平面矩形結構。部件托盤202(諸如，目標托盤或源托盤)可以用于組織空白的或編程后的電氣部件。源托盤是其中一個具有電氣部件的部件托盤202。目標托盤是其中一個用作電氣部件的目的地的部件托盤202。目標托盤起初可以無電氣部件，然后裝載上電氣部件。
[0040]托盤堆垛機102可以包括位于托盤堆垛機102的堆垛機前端126的裝載容器206。裝載容器206是用于保持其中一個部件托盤202的機械結構以便接收編程后的電氣部件。裝載容器206可以由圖1中的主機控制器108控制。
[0041]裝載容器206可以包括空白部分托盤架204。空白部分托盤架204是大小使其中一個部件托盤202垂直通過空白部分托盤架204的中心開口的四邊結構。在另一示例中，空白部分托盤架204可以是兩片式結構。
[0042]裝載容器206可以包括用于支托部件托盤202的硬停止緩沖器208。硬停止緩沖器208可以附接至空白部分托盤架204。硬停止緩沖器208是用于支托和保持其中一個部件托盤202的結構元件。例如，硬停止緩沖器208可以是橡膠圈、墊圈、插塞、框架中的加工特征、或上述的組合。
[0043]空白部分托盤架204可以可選地包括容器托盤傳感器210，該容器托盤傳感器是用于檢測是否存在其中一個部件托盤202的光學傳感器。例如，容器托盤傳感器210可以是檢測在空白部分托盤架204的水平平面內的部件托盤202的光速傳感器。
[0044]在另一示例中，容器托盤傳感器210可以在空白部分托盤架204的相對側使光信號從反射鏡彈回來。如果光信號被其中一個部件托盤202中斷，那么容器托盤傳感器210可以指示一個部件托盤202的存在。
[0045]托盤堆垛機102可以包括位于裝載容器206和托盤堆垛機102的堆垛機后端128之間的卸載容器214。卸載容器214是用于支托具有空白電氣部件的其中一個部件托盤202的機構。
[0046]卸載容器214可以包括已編程零件托盤架212。已編程零件托盤架212定位為緊挨著空白零件托盤架204。已編程零件托盤架212是大小設計為使其中一個部件托盤202垂直通過已編程零件托盤架212的中心開口的矩形結構。在另一示例中，已編程零件托盤架212可以是兩片式結構。
[0047]卸載容器214可以包括用于支托部件托盤202的硬停止緩沖器208。硬停止緩沖器208可以附接至已編程零件托盤架212。
[0048]已編程零件托盤架212可以包括用于檢測已編程零件托盤架212的水平平面內是否存在一個部件托盤202的容器托盤傳感器210。例如，容器托盤傳感器210可以在已編程零件托盤架212的相對側使光學信號從反光鏡彈回來。如果光學信號被一個部件托盤202中斷，那么容器托盤傳感器210可以檢測到存在一個部件托盤202。
[0049]托盤堆垛機102可以包括用于調節一個部件托盤202在空白零件托盤架204或已編程零件托盤架212內的位置的托盤定位氣缸216。托盤定位氣缸216可以克服兩個相對的參考平面呈對角地推動一個部件托盤202，這兩個相對的參考平面例如是空白零件托盤架204或已編程零件托盤架212的側面。
[0050]托盤堆垛機102可以包括附接至托盤堆垛機102的外側的導帶220，以便為部件托盤202提供行進通路并且提供導電性以消除在部件托盤202上的靜電。導帶220可以在部件托盤202和用于消除靜電的系統接地之間形成導電通路。例如，導帶220可以是具有自粘背面的超高分子質量(UHMW)靜電耗散導帶。
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