托盘堆垛机系统及其操作方法
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及一种用于电子产品的制造系统，更具体地涉及一种托盘堆垛机系统。
【背景技术】
[0002]电子电路板组件的特定操作在远离主要生产组装线处执行。而各种送料器和自动处理系统利用具有集成电路板上组装电子电路板，涉及处理集成电路的操作(诸如，编程、测试、校准和测量)一般在单独区域中在单独设备上进行，而非集成到主要生产组装线中。
[0003]例如，在可编程装置(诸如，快闪存器、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、以及含有非易失性存储元件的微控制器)的编程期间，使用了通常位于与电路板组装线分开的单独区域中的单独编程设备。
[0004]需要一种能够对多个可编程装置及时编程的系统和系统子组件。例如，早期的系统使用依赖载体磁带的卷带线(tape-on-reel)，该载体磁带具有微装置，诸如等距放置在磁带上的可编程装置。在磁带上的可编程装置由盖带保护，该盖带在处理微装置之前移除并且可以送至制造系统。
[0005]由此，仍然需要一种能够在制造线内对多个可编程装置及时编程的系统和系统子组件。鉴于可编程装置的编程和包装的低操作效率，寻找解决这些问题的方法尤为重要。鉴于不断增长的商业竞争压力、日益增长的消费期望和市场中有意义产品差异化的机会的减少，寻找解决这些问题的方法尤为重要。此外，为了降低成本、提高效率和性能、并且满足竞争压力，使寻找解决这些问题的方法迫在眉睫。
[0006]长期以来人们一直在寻找解决这些问题的方法，但是现有的发展无法教导或提出任何解决方案，由此，本领域的技术人员一直不得其门而入。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种托盘堆垛机系统的操作方法，其包括:将源托盘从输入堆垛机移动到卸载容器中，所述源托盘用于提供多个电气部件；将目标托盘从输出堆垛机移动到装载容器中，所述目标托盘用于接收来自在所述卸载容器中的部件托盘的所述电气部件，所述目标托盘无电气部件；将来自所述源托盘的所述电气部件输送至所述目标托盘；将来自所述输入堆垛机的源替换托盘移至所述卸载容器，以便替换无电气部件的所述源托盘并且将所述源托盘移至所述输出堆垛机；以及将在所述输出堆垛机中的目标替换托盘与在所述装载容器中的所述目标托盘交换，所述目标托盘具有多个所述电气部件。
[0008]此外，本发明还提供了一种托盘堆垛机系统，其包括:输入堆垛机，其用于提供具有多个电气部件的源托盘；卸载容器，其用于接收来自所述输入堆垛机的所述源托盘；输出堆垛机，其用于提供无电气部件的目标托盘；装载容器，其用于接收来自所述输出堆垛机的无电气部件的部件托盘；以及其中:所述卸载容器用于接收来自所述输入堆垛机的源替换托盘，所述源替换托盘具有多个所述电气部件，以及所述装载容器用于使在所述输出堆垛机中的目标替换托盘与在所述装载容器中的所述目标托盘交换，所述目标托盘具有多个所述电气部件。
[0009]除了上述这些提到的步骤或元件之外，本发明的特定实施例还具有或者替换这些步骤或元件的其他步骤或元件。对本领域的技术人员而言，通过阅读下面参见附图所做的详细说明，步骤或元件将变得显而易见。
【附图说明】
[0010]图1是本发明实施例中的托盘堆垛机系统的示例性示图。
[0011]图2是托盘堆垛机的示例性等距视图。
[0012]图3是托盘堆垛机的俯视图。
[0013]图4是本发明第二实施例中的托盘堆垛机的示例性等距视图。
[0014]图5是具有夹紧缸的托盘堆垛机的一部分的示例性等距视图。
[0015]图6是具有托盘定位缸和托盘调节指的托盘堆垛机的一部分的示例性等距视图。
[0016]图7是托盘堆垛机的示例性侧视图。
[0017]图8是穿梭机的分解图。
[0018]图9是穿梭机的第一示例性等距视图。
[0019]图10是穿梭机的第二示例性等距视图。
[0020]图11是穿梭机的示例性侧视图。
[0021]图12是部件托盘的等距视图。
[0022]图13是托盘堆垛机系统的控制流程图。
[0023]图14是本发明另一实施例中的托盘堆垛机系统的操作方法的流程图。
【具体实施方式】
[0024]对以下实施方案进行非常详细地描述，从而使本领域的技术人员能够实施和使用本发明。应当理解，基于本公开，其他的实施方案会是明显的，并且，在不背离本发明的范围的情况下可以做出系统、过程或机械方面的改变。
[0025]在以下的说明中，给出了多种具体细节以提供对本发明的彻底理解。然而，显而易见的是，即使没有这些具体细节，也可以实施本发明。为了避免使本发明晦涩难懂，一些众所周知的结构元件、配置以及处理步骤不再详细公开。
[0026]表示系统的实施方案的附图是半图示性质的并不一定按照比例绘制而成，尤其，出于清楚表达起见，一些尺寸在附图中被放大示出。类似地，虽然出于易于说明起见，在附图中视图一般显示为类似方位，但是在附图中的该描绘在大多数情况下是任意的。总而言之，本发明可以在任意方位操作。
[0027]在公开和叙述具有某些共同特征的多个实施方案的情况下，为了清楚简单地图示、说明和理解实施方案，彼此类似的和相似的特征通常采用类似的附图标记描述。为了便于描述，实施例被编号为第一实施例、第二实施例等，但是这些实施并不意在具有任何其他意义或限制本发明。
[0028]术语“上(on) ”意味着元件之间存在直接接触。术语“直接位于…上(directlyon) ”意味着在一个元件和另一元件之间直接接触，而且无中间元件。诸如“第一”或“第二”等术语仅用于识别之目的，并不代表任何顺序、优先级别、重要性、或等级。
[0029]现在参见图1，其中示出了在本发明实施例中的托盘堆垛机系统100的示例性示图。托盘堆垛机系统100可包括耦合至图1的主机控制器108的托盘堆垛机102和编程站106。
[0030]托盘堆垛机102是用于操纵和定位电气部件的托盘的机械系统。托盘堆垛机102附接至安装架110。
[0031]安装架110是用于附接制造元件的结构。安装架110可以使用结构元件形成，这些结构元件紧固在结构元件之间的连接点处或焊接在一起。结构元件可包括:金属杆、复合杆、塑料杆、或上述杆的组合。
[0032]安装架110可包括用于操纵电气部件的主机机器人114。主机机器人114可以将来自托盘堆垛机102的电气部件输送至编程站106。
[0033]主机机器人114可以包括耦合至水平臂116的水平轨道112，以便将具有部件拾取器(未示出)的垂直操纵器(未示出)定位在托盘堆垛机102和编程站106之间。
[0034]外部控制器(未示出)可以对水平臂116和部件拾取器的运动和位置进行引导，将来自托盘堆垛机102的电气部件(未示出)移至编程站106。电气部件可以包括:存储芯片、现场可编程门阵列、快闪存储器、可编程只读存储器、或上述的组合。
[0035]电气部件可以在编程站106中编程。编程站106是一种用于对电气部件进行配置和编程的装置。例如，编程站106可以包括:快闪存储器编程器、FPGA编程器、EEPROM烧录器、或上述的组合。外部控制器可以对水平臂116和部件拾取器的运动和位置进行引导，并且引导编程后的电气部件送回至托盘堆垛机102。
[0036]托盘堆垛机102是具有堆垛机前端126和堆垛机后端128的矩形结构。堆垛机前端126位于安装架110内并且在水平轨道112下方。堆垛机后端128必须延伸到安装架110外侧。
[0037]出于解释之目的，本文所使用的术语“水平的”限定为平行于主机机器人114的水平轨道112和水平臂116的平面，不考虑方位。术语“垂直的”，指垂直于刚才所定义的水平的方向。术语，诸如“上方”、“下方”、“底部”、“定部”、“侧”(如在“侧壁”中)、“更高”、“更低”、“上”、“之上”和“之下”，均是相对于水平面而限定的，如附图所示。
[0038]现在参见图2，示出了托盘堆垛机102的示例性等距视图。托盘堆垛机102是用于操纵和定位其上定位有电气部件(未示出)的部件的托盘202的机械结构。
[0039]部件托盘202是用于保持电气部件的平面矩形结构。部件托盘202(诸如，目标托盘或源托盘)可以用于组织空白的或编程后的电气部件。源托盘是其中一个具有电气部件的部件托盘202。目标托盘是其中一个用作电气部件的目的地的部件托盘202。目标托盘起初可以无电气部件，然后装载上电气部件。
[0040]托盘堆垛机102可以包括位于托盘堆垛机102的堆垛机前端126的装载容器206。装载容器206是用于保持其中一个部件托盘202的机械结构以便接收编程后的电气部件。装载容器206可以由图1中的主机控制器108控制。
[0041]装载容器206可以包括空白部分托盘架204。空白部分托盘架204是大小使其中一个部件托盘202垂直通过空白部分托盘架204的中心开口的四边结构。在另一示例中，空白部分托盘架204可以是两片式结构。
[0042]装载容器206可以包括用于支托部件托盘202的硬停止缓冲器208。硬停止缓冲器208可以附接至空白部分托盘架204。硬停止缓冲器208是用于支托和保持其中一个部件托盘202的结构元件。例如，硬停止缓冲器208可以是橡胶圈、垫圈、插塞、框架中的加工特征、或上述的组合。
[0043]空白部分托盘架204可以可选地包括容器托盘传感器210，该容器托盘传感器是用于检测是否存在其中一个部件托盘202的光学传感器。例如，容器托盘传感器210可以是检测在空白部分托盘架204的水平平面内的部件托盘202的光速传感器。
[0044]在另一示例中，容器托盘传感器210可以在空白部分托盘架204的相对侧使光信号从反射镜弹回来。如果光信号被其中一个部件托盘202中断，那么容器托盘传感器210可以指示一个部件托盘202的存在。
[0045]托盘堆垛机102可以包括位于装载容器206和托盘堆垛机102的堆垛机后端128之间的卸载容器214。卸载容器214是用于支托具有空白电气部件的其中一个部件托盘202的机构。
[0046]卸载容器214可以包括已编程零件托盘架212。已编程零件托盘架212定位为紧挨着空白零件托盘架204。已编程零件托盘架212是大小设计为使其中一个部件托盘202垂直通过已编程零件托盘架212的中心开口的矩形结构。在另一示例中，已编程零件托盘架212可以是两片式结构。
[0047]卸载容器214可以包括用于支托部件托盘202的硬停止缓冲器208。硬停止缓冲器208可以附接至已编程零件托盘架212。
[0048]已编程零件托盘架212可以包括用于检测已编程零件托盘架212的水平平面内是否存在一个部件托盘202的容器托盘传感器210。例如，容器托盘传感器210可以在已编程零件托盘架212的相对侧使光学信号从反光镜弹回来。如果光学信号被一个部件托盘202中断，那么容器托盘传感器210可以检测到存在一个部件托盘202。
[0049]托盘堆垛机102可以包括用于调节一个部件托盘202在空白零件托盘架204或已编程零件托盘架212内的位置的托盘定位气缸216。托盘定位气缸216可以克服两个相对的参考平面呈对角地推动一个部件托盘202，这两个相对的参考平面例如是空白零件托盘架204或已编程零件托盘架212的侧面。
[0050]托盘堆垛机102可以包括附接至托盘堆垛机102的外侧的导带220，以便为部件托盘202提供行进通路并且提供导电性以消除在部件托盘202上的静电。导带220可以在部件托盘202和用于消除静电的系统接地之间形成导电通路。例如，导带220可以是具有自粘背面的超高分子质量(UHMW)静电耗散导带。
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