Двухкоординатное устройство для программного управления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПЬБЛИН 4 С 05 В 19/18 осьда ственный о делдм изоврет МИТЕТ СССй И ОТКРЫТИИ ОПИСАН АВТОРСКОМ Е ИЗОБРЕТЕНВИДЕТЕЛЬСТВУ ф ф етщ,Ф 43В.А.Зеньков(54)(57) ДВУККООРДИНАТНОЕ УСТДЛЯ ПРОГРАИИНОГО УПРАВЛЕНИЯавт. св. В 807218, о т л и чщ е е с я тем, что, с целью п ЙСТВ ыше-. Ьаай(56) Авторское свид9 807218, кл. С 05 901193644 А ния точности устройства в каждуюкоординату введены масштабный и инвертирующий усилители и блок коррекции, выход масштабного усилителяподключен к входу инвертирующегоусилителя и к одному входу блокакоррекции, другой вход которого соединен с выходом инвертирующего усилителя, входы масштабных усилителейподключены к выходам ключей соответствующей координаты, а выход блокакоррекции одной координаты подсоединен к третьему входу сумматоРа другой координаты.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 потецциометра 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, 155 РУ 5 или 541 РУ 2), в котором хранятся значения координат точек сварки (адресные коорцинаты контактных площадок кристалпа и корпуса, интегральной микросхемы (ИМС).Устройство работает следующим образом.11 еред 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 которой заданы координаты точек сварки кристалла и корпуса интегральной 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 микросхемы. Оператор производит совмещение метки-перекрестия, совпадающей с положением инструмента, с координатами первой точки сварки накристалле, при этом в счетчик 3через элемент ИЛИ 14 вводится поправка по координате. Ввод поправки поуглу осуществляется при поворотеподвижной 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 коррекции17) угловой коррекции обеспечиваеттребуемое значение поправки по углу,После введения поправок операторпроизводит запуск блока 1 команд.Блок 1 команд опрашивает блок 4программ, который выдает значениекоординат точки сварки на кристалле через преобразователь 7 на входцифроаналогового преобразователя 9.Напряжение с выхода преобразователя9 поступает на вход сумматора 11 иблока 12 компенсации каждого канала.С выхода блока 12 канала Х снимается сигнал, равный по величине произведению значения координаты Х, точки сварки на кристалле., на уголс(8 пЖ%хдля малых углов), соответствующий углу разворота кристаллаотносительно положения, заданного попрограмме. Этот сигнал является поправкой к координате ортогональногонаправления, поэтому оц поступаетчерез ключ 6 на вход сумматора 11,где суммируется с аналоговым значением координаты У и, пройдя черезусилитель 15 (с коэффициентом передачи 1/2) и инвертирующий усилитель16 в прямом и инверсном состоянии,поступает на входы блока 17 коррекции, С выхода блока 17 коррекциихцсигнал, равный произведению , поступает на вход сумматора 11, Гдесуммируется с аналоговым значением .координаты Х. Сумматор 11 для каждой координаты производит операциюсуммирования, соответствующую следующим выражениям:хсх. =х- -+у.1 1 2У = У.Ы - хо УК ф20 30 где х, и у. - координаты точки всистеме х, у, в которую необходимо вывести инструмент устройства; 5х. и у . - координаты этой же/точки .в системе координат (оси даннойсистемы параллельнысторонам кристалла);сь - угол поворота системы координат относительно х , у систе(мых, у.Выражение (1) получены из извест ных формул преобразования координат:/х; = х 1 совс + у з 1 пс;у; = у, соз с - х в 1 п с (2)с о путем замены з 1.п о -с здп--2 2 (для углов до 10), исовЫ1 - 2 вдп- = 1 - 2 вдп- хЫ2 2Ы ыс Ых в 1 п- = 1 - 2- - = 1 -- с2 2 2 2 25соз с= 1 -- Ы.Ы2Поставив полученное значение для сов и выражение (2) получим выраже- ние (1).Таким образом, в соответствии с выражениями (1) операции -у и, и хЫ выполняются при помощи блоков 12 комх;Ы уЫпенсации " -- Ы и - - Ы и блоков2 235 17 коррекции.Одновременно с командой считывания координат из блока 4 программ происходит запуск привода 13, при этом на его выходе появляются импуль40 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 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 инстру 50 мента в заданную точку.Следующей командой блок 1 опрашивает координату корпуса ИМС из блока 4, Процесс отработки происходит так же, как для точки сварки кристалла, только в этом случае ключ б от 1 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 10 х 10 мм, т.е. х= у = 10 мм.В базовом варианте реализован алгоритм вычислений в соответствии с выражениемх=х - х - 1+ус,(130Х и У - адресные. координаты кристалла, 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 Предлагаемый вариант хс х х- - - с + уо 2Базовый вариантхх - х - ОФ уа130 Теоретический вариантххсов с+ у аиро 10,673 10,843 10,991 11,146 111296 11,446 11,584 11,592 ВНИИПИ Заказ 7315/51 .Тираж 862 Подписное Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 10,173 10,342 10,509 10,833 10,990 11,144 11,294 11,441 10,1 б 8 10,337 10,505 10,674 11,011 11,180 11,349 11,517 11,686 10,173 10,343 10,509 10,673 10,834