Двухкоординатное устройство для программного управления

 

ДВУХКООРДИНАТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ .по . авт. св. № 807218, отличающееся тем, что, с целью повышегг ния точности устройства, в каждую координату введены масштабный и инвертирующий усилители и блок коррекции , выход масштабного усилителя подключен к входу инвертирующего усилителя и к одному входу блока коррекции, другой вход которого соединен с выходом инвертирующего усилителя , входы масштабных усилителей подключены к выходам ключей соответствующей координаты, а выход блока коррекции одной координаты подсоединен к третьему входу сумматора другой координаты. W С QD СО О 4i 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1193644 . А сю 4 G 05 В 19/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К)g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13, Н ABTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) ДВУХКООРДИНАТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАИИНОГО УПРАВЛЕНИЯ . по авт. св. 9807218, отличающ е е с я тем, что, с целью повыше (61) 807218 (21) 3777625/24-24 (22) 11.05.84 (46) 23.11.85. Бюл. 9 43

:(72) В.К.Урбанович, В.А.Зенькович и Л.Г.Битно (53) 621.503.55(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 807218, кл. G 05 В 19/18, 1977. ния точности устройства, в каждую координату введены масштабный и инвертирующий усилители и блок коррекции, выход масштабного усилителя подключен к входу инвертирующего усилителя и к одному входу блока коррекции, другой вход которого соединен с выходом инвертирующего усилителя, входы масштабных усилителей подключены к выходам ключей соответ- . ствующей координаты, а выход блока коррекции одной координаты подсоединен к третьему входу сумматора другой координаты.

1193644

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах автоматизированного числового программного .управления координатными перемещениями исполнительных органов, в частности, для установки присоединения проволочных выводов при производстве интегральных микро" схем.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит блок 1 команд, два канала координат Х и У, каждый из которых содержит второй счетчик 2, первый счетчик 3, блок 4 программ, коммутатор 5, ключ 6, преобразователь 7 кода, второй и первый цифроаналоговые преобразователи 8 и 9, блок 10 сравнения, сумматор 11, блок

- 12 компенсации, выполненный в виде потенциометра угловой коррекции, шаговый привод 13, элемент ИЛИ 14, масштабный усилитель 15, инвертирующий усилитель 16 и блок 17 коррекции.

Блок программ представляет собой стандартный блок оперативного запоминающего устройства (например, 155РУ5 или 541РУ2), в котором хранятся значения координат точек сварки (адресные коорцинаты контактных площадок кристалпа и корпуса, интегральной микросхемы (ИИС).

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройства в блок 4 программ заносят значение. координат всех точек сварки кристалла (координаты контактных площадок кристалла) относительно базовой точки координатного пространства при условии, что угол поворота кристалла равен нулю. Если на позицию сварки придет кристалл, повернутый по углу относительно исходного пространства, то для того, чтобы инструмент попадал на контактные площадки кристалла, пеобходимо скорректировать значения координат, хранящихся в блоке 4. Такая коррекция осуществляется оператором при помощи бло" ков компенсации 12 и коррекции 17.

В исходном состоянии положение сварочного инструмента совпадает с начальной точкой, относительно кото рой заданы координаты точек сварки

l кристалла и корпуса интегральной

50 микросхемы. Оператор производит совмещение метки-перекрестия, совпадающей с положением инструмента, с координатами первой точки сварки на кристалле, при этом в счетчик 3 через элемент ИЛИ 14 вводится поправка по координате. Ввод поправки по углу осуществляется при повороте подвижной оптической системы меткиперекрестия до положения, при котором линии метки становятся параллельными осям симметрии кристалла. Наличие механической связи между оптической системой и потенциометрами (блоки компенсации 12 и коррекции

17) угловой коррекции обеспечивает требуемое значение поправки по углу, После введения поправок оператор производит запуск блока 1 команд.

Блок 1 команд опрашивает блок 4 программ, который выдает значение координат точки сварки на кристалле через преобразователь 7 на вход цифроаналогового преобразователя 9.

Напряжение с выхода преобразователя

9 поступает на вход сумматора 11 и блока 12 компенсации каждого канала.

С вь1хода блока 12 канала Х снимается сигнал, равный по величине произведению значения координаты Х, точки сварки на кристалле, на угол

g(SinЖМдля малых углов), соответствующий углу разворота кристалла относительно положения, заданного по программе. Этот сигнал является поправкой к координате ортогонального направления, поэтому он поступает через ключ 6 на вход сумматора 11, где суммируется с аналоговым значением координаты У и, пройдя через усилитель 15 (с коэффициентом передачи 1/2) и инвертирующий усилитель

16 в прямом и инверсном состоянии, поступает на входы блока 17 коррекции. С выхода блока 17 коррекции х сигнал, равный произведению --3, поступает на вход сумматора 11, ?.ge суммируется с аналоговым значением . координаты Х. Сумматор 11 для каждой координаты производит операцию суммирования, соответствующую следующим выражениям: х1 (х. -х -- — -с +у.

1 1 2

1193644

30 где х. и у. — координаты точки в

1 " 1 системе х, у, в которую необходимо вывести инструмент устройства; 5 х. и у . — координаты этой же

1 1 точки .в системе координат (оси данной системы параллельны сторонам кристалла); сь — угол поворота системы координат относительно х, у систеI мы х, у.

Выражение (1) получены из извест- 15 ных формул преобразования координат: ! х; = х1 cosсс+ у sinс ; у; = у. соз а(— х! sin с (2) с о путем замены зЬ о -с sin2 2 (для углов до 10 ), и

cosd 1 — 2sin - = 1 — 2sin- х

Ы ° е

2 2 . о с о о х sin = 1 — 22 2 2 2 25

cos с = 1 — — o(.

Ы

Поставив полученное значение для

cos и выражение (2) получим выраже- ние (1) .

Таким образом, в соответствии с выражениями (1) операции -у и . и х ° a(1 выполняются при помощи блоков 12 комх;Ы у g пенсации — †— aL и - †о блоков

2 2

17 коррекции.

Одновременно с командой считывания координат из блока 4 программ происходит запуск привода 13, при этом на его выходе появляются импуль- 4

40 сы, которые поступают на вход счетчиков .2 и 3. Коммутатор 5 в этом случае подключает счетчик 2 к преобразователю 8, имеющему на выходе напряжение, соответствующее изменяю- 45 щейся текущей координате, представ-. ленной в цифровом виде в счетчике 2.

В момент совпадения двух напряжений блок 10 сравнения выключает привод

13, констатируя факт выхода инстру50 мента в заданную точку.

Следующей командой блок 1 опрашивает координату корпуса ИИС из блока 4. Процесс отработки происходит так же, как для точки сварки кристалла, только в этом случае ключ б отI ключает блок 12 от сумматора 11 и усилителя 15, а коммутатор 5 под-. ключает счетчик 3, в котором находится поправка по линейной координате. Величина перемещения в этом случае больше или меньше значения, заданного блоком 4, в зависимости от значения поправки по линейной координате. Так .как поправка по ли:ейным координатам вводится один раз в один из счетчиков, а в дальнейшем счетчики 2 и 3 считают импульсы синхронно, то поправка сохраняется в течение всего цикла разварки кристаллов, присутствуя в виде разности между числом импульсов в счетчиках 2 и 3.

Достоверность достижения цели подтверждается результатами вычислений интегральной микросхемы в предлагаемом устройстве в сравнении с базовым вариантом при изменении угла поворота кристалла от 0 до 10 . Размеры кристалла IOx10 мм, т.е. х

= у = 10 мм.

В базовом варианте реализован алгоритм вычислений в соответствии с выражением х=х — х о +уа (r 1

Х и У вЂ” адресные. координаты крис-! талла, равные 10 мм.

Из приведенных результатов вычислений видно, что при развороте кристалла на 10 в базовом варианте ошибка в вычислении кбординат Х, У составит 102 мкм в сравнении с теоретическими, а в новом — 8 мкм. При шаге позиционирования 10 мкм ошибка вычисления координат произвольной точки в базовом варианте составит

10.шагов, в новом варианте не превысит 1 шаг.

Применение изобретения позволяет повысить точность отработки,координат для кристаллов с большими линейными размерами и имеющих большой разворот по углу.

1193644

d,град.

Предлагаемый вариант х I х х - — -Q+yN

Теоретический вариант х * х cos о + y iinl

Базовый вариант

x х - х — 0 + у а (1

10,168

10,173

10,342

10, 509

10,337

10,673

10,991

11,146

11,296

11,446

11,584

11,592

ВНИИПИ Заказ 7315/51 .Тираж 862 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

10,833

10,990

11,144

11,294

11,441

10,505

10,674

10,843

11,011

11, 180

11,349

11,517

11,686

10,173

10,343

10,509

10 673

10,834