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A. GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese Erfindung betrifft das technische
Gebiet elektronischer Testkopfpositioniervorrichtungen.
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B. STAND DER TECHNIK
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Beim automatischen Testen von integrierten
Schaltkreisen (IC's)
und anderen elektronischen Geräten wurden
spezielle Gerätehandhabungsvorrichtungen
verwendet, die die Vorrichtung auf die richtige Temperatur und die
zu testende Vorrichtung in die richtige Position bringen. Das elektronische
Testen selbst wird von einem großen und kostspieligen automatischen
Testsystem durchgeführt.
Dieses umfasst einen Testkopf, der mit der Gerätehandhabungsvorrichtung verbunden
werden und sich an diese ankoppeln musste. Bei solchen Testsystemen
war der Testkopf üblicherweise
sehr schwer – in
der Größenordnung
von 40 bis 300 Kilogramm. Der Grund für dieses Gewicht ist, dass
der Testkopf Präzisionshochfrequenzsteuer-
und -datensignale verwendet, so dass sich die elektronischen Schaltkreise
so nah wie möglich
bei der zu testenden Vorrichtung befinden müssen. Dementsprechend wurde
der Testkopf dicht mit elektronischen Schaltkreisen gepackt, um
das genaue Hochgeschwindigkeitstesten der hochentwickelten Vorrichtungen
zu erzielen.
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Testkopfpositioniersysteme können zum
Positionieren des Testkopfs mit Bezug auf die Gerätehandhabungsvorrichtung
verwendet werden. Wenn sich der Testkopf genau in der richtigen
Position mit Bezug auf die Gerätehandhabungsvorrichtung
befindet, sagt man, dass der Testkopf und die Gerätehandhabungsvorrichtung
fluchten. Wenn der Testkopf und die Gerätehandhabungsvorrichtung fluchten,
können
die elektrischen Verbinder des empfindlichen Testkopfs und der Gerätehandhabungsvorrichtung
zusammengebracht (d. h. gekoppelt) werden, was die Übertragung
von Testsignalen zwischen dem Testkopf und der Gerätehandhabungsvorrichtung
ermöglicht.
Vor dem Koppeln müssen
die elektrischen Verbinder des empfindlichen Testkopfs und der Gerätehandhabungsvorrichtung
genau zum Fluchten gebracht werden, um das Beschädigen der empfindlichen elektrischen
Verbinder zu vermeiden.
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Testkopfpositioniervorrichtungen
sind in mehreren Ausgestaltungen konstruiert, wobei jede Ausgestaltung
für einen
bestimmten Zweck wünschenswert
ist. Bei einer Positioniervorrichtung der Taumelbetriebsart schwenkt
der Testkopf um zwei einander gegenüberliegend angeordnete Schwenkpunke
innerhalb einer Gabel (oder taumelt um diese). Dies ermöglicht es
dem Benutzer, den Testkopf in der Gabel aus einer Stellung, in der
die Schnittflächenplatte
der Gerätehandhabungsvorrichtung
oben ist (zum Anschließen
an die Horizontalebenenhandhabungsvorrichtungen von unten) um 180° in eine
Stellung, in der die Schnittflächenplatte
der Gerätehandhabungsvorrichtung
unten ist (zum Anschließen
an Horizontalebenenhandhabungsvorrichtungen von oben) taumeln zu
lassen. Bei einer Positioniervorrichtung der Kabelschwenkbetriebsart
schwenkt der Testkopf auf der Achse der Testkopfkabel. Im Vergleich
zu der Positioniervorrichtung der Taumelbetriebsart gestattet eine
Positioniervorrichtung der Kabelschwenkbetriebsart die Verwendung
von verkürzten
Kabellängen.
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Ein Beispiel einer Positioniervorrichtung
der Taumelbetriebsart ist in einem früheren Patent von Smith (US-Patent
Nr.
4,705,447 ) offenbart. Dieses Patent offenbart
eine Positionieranordnung, die es ermöglicht, dass ein Testkopf zum
Koppeln und Entkoppeln mit Bezug auf drei vertikale Achsen bewegt
wird. Bei einer alternativen Ausführungsform kann der Testkopf
zum Koppeln und Entkoppeln mit Bezug auf zwei vertikale Achsen und
eine horizontale Achse bewegt werden. So kann der Testkopf bei beiden
Ausführungsformen
mit 6 Freiheitsgraden mit Bezug auf den Mittelpunkt der Ebene gehandhabt
werden, die von der elektrischen Schnittfläche des Testkopfs gebildet
wird.
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Es gab Probleme beim leichten Bewegen
des schweren Testkopfs genau in die richtige Position mit Bezug
auf den Gerätehandhabungsvorrichtungsmechanismus.
Eine gemeinsame Verriegelung kann sowohl die vertikale Bewegung
als auch die Drehbewegung des Testkopfs um eine Hauptwelle herum
verhindern. Um den Testkopf vertikal zu bewegen, wird die gemeinsame
Verriegelung gelockert, was so die Drehbewegung des Testkopfs gestattet.
In ähnlicher
Weise wird zur Drehung des Testkopfs die gemeinsame Verriegelung
gelockert, was es gestattet, dass der Testkopf vertikal bewegt wird.
Wenn jedoch ein Testkopf zeitweilig von der Gerätehandhabungsvorrichtung weg
bewegt (d. h. entkoppelt) wird, damit Einstellungen oder Reparaturen durchgeführt werden
können,
können
sowohl die vertikale als auch die Drehposition des Testkopfs eine
Nachstellung erfordern, um sicherzustellen, dass der Testkopf mit
der Gerätehandhabungsvorrichtung
fluchtet. Die große
Vielzahl der Ausrichtungen, die der Testkopf annehmen kann, überfordert
eine ungelernte Bedienungsperson möglicherweise, wodurch die Nachstellung
erschwert wird.
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Zusätzliche Probleme traten bei
der erneuten Fluchtung des Testkopfs und der Gerätehandhabungsvorrichtung auf,
nachdem der Testkopf aufgrund von Reparaturen oder Einstellungen
weg bewegt worden war. Einige Handhabungsvorrichtungen des Stands
der Technik umfassen einen zusätzlichen
Drehpunkt (d.h. eine zusätzliche
Verbindung) zwischen der Hauptwelle und dem Testkopf. Durch Schaffen
einer zusätzlichen
Verbindung kann der Testkopf um die durch das Verbindungsglied gebildete
Achse gedreht werden, wodurch die relativen Ausrichtungen der übrigen Teile
der Positioniervorrichtung aufrechterhalten werden. Durch das Hinzufügen von
zusätzlichen
Verbindungsgliedern wird der Abstand zwischen der Hauptwelle und
dem Testkopf jedoch vergrößert, wodurch
das Drehmoment, das auf die Lager der Hauptwelle durch den Testkopf
einwirkt, erhöht
wird. So müssen
die Lager der Hauptwelle, die Hauptwelle und der Hauptarm größer und
kostspieliger werden, um für
eine leichtere Bewegung und eine verringerte Reibung zwischen den
Handhabungsvorrichtungsteilen unter einer großen Last zu sorgen.
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Beispiele von Positioniervorrichtungen
der Kabelschwenkbetriebsart sind in einem früheren Patent von Holt (US-Patent
Nr.
4,893,074 ) offenbart.
1 und
2 dieses
Patents zeigen einen ersten Typ von Positioniervorrichtungen der
Kabelschwenkbetriebsart, der als Gabelanordnung mit Kabelschwenken
an gegenüberliegenden
Enden (OECP) bezeichnet wird. Wie in
1 und
2 gezeigt, wird der Testkopf
in seinem Schwerpunkt durch die Positioniervorrichtung gehalten.
Das Kabel und die Positioniervorrichtung sind an dem Testkopf an
entgegengesetzten Enden des Testkopfs befestigt. Da die Mittellinie
der zu testenden Vorrichtung wünschenswerterweise
der Mittellinie der elektrischen Ausgänge des Testkopfs (in der Nähe des physischen
Mittelpunkts des Testkopfs gelegen) physisch nahe ist, kann die
Gabelanordnung des OECP-Stils zur Verwendung mit großen Gerätehandhabungsvorrichtungen
ungeeignet sein, und zwar weil die Gabelanordnung des OECP-Stils
von unten keinen Zugriff auf Handhabungsvorrichtungen . mit horizontaler
Ebene, die wie Büroschreibtische
mit zwei Sockeln gebaut sind, hat. Die Positioniervorrichtung steht
dort, wo sich ein Sockel eines solchen Schreibtischs befinden würde. Falls
der Testkopf von der Abstützsäule der
Positioniervorrichtungsanordnung zum Vorstehen gebracht wird, so
dass die Mittellinie der zu testenden Vorrichtungen dem physischen
Mittelpunkt des Testkopfs physisch nahe wäre, würde das Verschwenken nicht
an dem Schwerpunkt der horizontalen Handgelenkswelle stattfinden,
was zu einem aus dem Gleichgewicht gebrachten System führen würde.
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3 des '074 Patents zeigt
einen zweiten Typ der Positioniervorrichtung der Kabelschwenkbetriebsart,
der als Gabel des Stils mit einem Kabelschwenk mit versetztem Schwerpunkt
(CPCG) bezeichnet wird. Diese Gabel des CPCG-Stils gestattet ein
etwas weiteres Vorstehen des Testkopfs als die Gabel des OECP-Stils.
Die Gabel des CPCG-Stils ist jedoch nicht fähig, den Testkopf ausreichend
vor stehen zu lassen, ohne auf die Positioniervorrichtung ein sehr
großes
Drehmoment einwirken zu lassen.
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So ist es zur Lösung des Schnittstellenproblems
wünschenswert,
den elektrischen Ausgang des Testkopfs über eine große Distanz
unter oder über
den physisch großen
Handhabungsgeräten
oder Messfühlern vorstehen
zu lassen, so dass die Positioniervorrichtung selbst von den Handhabungsgeräten oder
Messfühlern entfernt
sein kann, an die der Testkopf über
eine Schnittstelle angeschlossen ist. Es ist auch wichtig, dass
es dem Testkopf weiterhin ermöglicht
wird, mit einer Bewegungsfreiheit von 6 Freiheitsgraden der Bewegung
um den Schwerpunkt der Testkopfkabelanordnung herum zu schwenken.
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Für
die Zwecke der Erwägung
der Patentfähigkeit
wurde eine kurze Patentfähigkeitsrecherche
durchgeführt.
Die nachstehenden US-Patente wurde als von möglichem Interesse identifiziert.
US-Patent
Nr. | Erfinder |
3,262,593 | William
Hiner |
4,345,847 | Schiff
et al. |
4,229,136 | Hugo
Panissidi |
4,132,318 | Wang
et al. |
3,128,887 | Guennec
et al. |
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EP-A-O 308 348 offenbart
ein System gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 und Anspruch 2. Dieses System des Stands der Technik
macht, obgleich es eine Einrichtung zum Koppeln der Oberarmanordnung aufweist,
dies jedoch in einer Weise, die keine starre Verriegelungswirkung
sicherstellt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung schafft
ein System zum Positionieren eines elektronischen Testkopfs gemäß Definition
in Anspruch 1 und in Anspruch 2.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen
umfasst das System eine vorstehende Gabelanordnung, die es gestattet,
dass der schwere Testkopf oberhalb oder unterhalb einer physisch
größeren Handhabungsvorrichtung
zum Vorstehen gebracht wird, während
die Last des Testkopfs mit seiner Kabelanordnung nach wie vor an
seinem Schwerpunkt geschwenkt wird. Dies schafft 6 Freiheitsgrade
der Bewegung für
das System, so dass der schwere Testkopf leicht an einer physisch
großen
Handhabungsvorrichtung bzw. einem Messfühler in der waagerechten Ebene über die
Schnittstelle angeschlossen werden kann.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1A ist
eine schematische Ansicht des Systems von 2 bis 5 und
zeigt das Koppeln eines Testkopfs an die elektrische Schnittstelle
einer Handhabungsvorrichtung;
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1B ist
eine schematische Ansicht des Systems von 2 bis 5 und
zeigt das Koppeln eines Testkopfs in einer vorstehenden Gabel mit
der elektrischen Schnittstelle einer Handhabungsvorrichtung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines Testkopfpositioniersystems gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3 ist
eine perspektivische aufgeschnittene Ansicht eines Teils von 1;
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4 ist
eine perspektivische aufgeschnittene Ansicht einer alternativen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht der Detailstruktur der Positionieranordnung;
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6 zeigt
schematisch die 6 Freiheitsgrade des Systems von 1 bis.4;
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7 ist
eine perspektivische Ansicht der vorstehenden Gabelanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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8 ist
eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der eine Vielzahl von Wellen, die
horizontal ausgerichtet sind, und eine versetzte Gabelanordnung
verwendet werden;
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9 ist
eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der ein Kabelschwenkgehäuse verwendet
wird;
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10 ist
eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der horizontale Linearbewegungsführungen
verwendet werden;
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11A–B zeigen
weitere Ausführungsformen
der Erfindung mit Bezug auf die Befestigung des Positioniersystems
innerhalb oder entlang des Testsystems; und
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12 zeigt
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung mit Bezug auf die Befestigung des Positioniersystems
in einem Testsystemschrank.
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ÜBERBLICK
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Die vorliegende Erfindung ist ein
Positioniersystem 150 zum Positionieren eines elektronischen
Testkopfs 151 mit Bezug auf eine elektronische Gerätehandhabungsvorrichtung 165.
Das Positioniersystem gestattet es, dass der elektronische Testkopf 151 von
der elektronischen Gerätehandhabungsvorrichtung 165 (zum Zwecke
von Einstellungen oder Reparaturen) weg bewegt wird, während teilweise
die Fluchtung zwischen dem elektronischen Testkopf 151 und
der elektronischen Gerätehandhabungsvorrichtung 165 aufrechterhalten
wird. Durch das Aufrechterhalten der teilweisen Fluchtung wird das
erneute Koppeln des elektronischen Testkopfs 151 mit der
elektronischen Gerätehandhabungsvorrichtung 165 vereinfacht.
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Eine beispielhafte Ausführungsform
des Positioniersystems ist in 1A und 2 gezeigt. Das Positioniersystem 150 umfasst
eine Welle 10, die eine erste vertikale Achse bildet.
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Eine Positionieranordnung 100 bewegt
den Testkopf 151 entlang der ersten vertikalen Achse. Dies wird
durch die Bewegung des Hauptarmrohrs 11 entlang der Welle 10 bewirkt.
Das Hauptarmrohr 11 kann dadurch daran gehindert werden,
sich entlang der Welle 10 zu bewegen, dass die vertikale
Verriegelungsschraubenanordnung 14 angezogen wird.
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Der Testkopf 151 kann um
die erste vertikale Achse herum durch das Drehen der Oberarmeinheit 27 bewegt
werden. Die Oberarmeinheit 27 wird durch die Schulterverriegelungsplatte 32 abgestützt, die
ihrerseits von der Indexverriegelungsplatte 33 abgestützt ist.
Die Indexverriegelungsplatte 33 ist an dem Rohr 11 befestigt.
So bewegen sich die Indexverriegelungsplatte 33, die Schulterverriegelungsplatte 32 und
die Oberarmeinheit 27 zusammen mit dem Rohr 11 entlang
der ersten vertikalen Achse. Die Oberarmeinheit 27 kann
um die erste vertikale Achse schwenken, während die Schulterverriegelungsplatte 32 ortsfest
gehalten wird. Die Bewegung der Oberarmeinheit 27 mit Bezug
auf die Schulterverriegelungsplatte 32 um die erste vertikale
Achse herum kann durch Betätigen
der Feineinstellungsverriegelungsschraube 36 verhindert
werden. Die Oberarmeinheit 27 und die Schulterverriegelungsplatte 32 können zusammen
um die erste vertikale Achse schwenken. Die Bewegung der Schulterverriegelungsplatte 32 um
die erste vertikale Ach se herum wird dadurch verhindert, dass der
Verriegelungsstift 38 in eine von mehreren Öffnungen
in der Schulterverriegelungsplatte 32 in Eingriff gebracht
wird.
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Der Testkopf 151 kann um
die zweite vertikale Achse herum bewegt werden. Die zweite vertikale
Achse wird durch die Welle 40 gebildet. Der Unterarm 26 bewegt
sich um die zweite vertikale Achse herum durch Verschwenken um die
Welle 40 herum. Die Bewegung des Unterarms 26 um die zweite
vertikale Achse herum kann durch Betätigen der Verriegelungsschraubenanordnung 104 verhindert
werden.
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Der Testkopf 151 kann um
die dritte vertikale Achse bewegt werden. Die dritte vertikale Achse
wird durch die Welle 140 gebildet. Das Handgelenkgehäuse 29 bewegt
sich um die dritte vertikale Achse herum durch Verschwenken um die
Welle 140 herum. Die Bewegung des Handgelenkgehäuses 29 um
die dritte vertikale Achse kann durch Betätigen der Verriegelungsschraubenanordnung 114 verhindert
werden.
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Der Testkopf 151 kann um
eine horizontale Achse herum bewegt werden. Dies wird durch Schwenken der
horizontalen Handgelenkwelle 30 mit Bezug auf das Handgelenkgehäuse 29 bewirkt.
Die Bewegung der horizontalen Handgelenkwelle 30 um die horizontale
Achse herum kann durch die Verriegelungsschraubenanordnung 124 verhindert
werden.
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Die verschiedenen Verriegelungen
innerhalb der Positionieranordnung 100 (z. B. 104, 114)
werden immer entriegelt gelassen, wenn der Testkopf 151 an
die Gerätehandhabungsvorrichtung
gekoppelt ist. Dies gestattet es der Positionieranordnung 100,
zu schweben und jegliche Bewegungen oder Vibrationen von der Handhabungsvorrichtung
zu absorbieren. Falls die Positioniervorrichtung verriegelt wäre, dann
würde die
elektrische Schnittstelle zwischen Testkopf 151 und Gerätehandhabungsvorrichtung 165 die
Bewegung oder Vibration absorbieren. Dies kann die elektrische Schnittstelle
beschädigen.
Umgekehrt werden die Ver riegelungen der Positioniervorrichtung angezogen,
wenn der Testkopf entkoppelt wird. Wenn die Versiegelungen der Positioniervorrichtung
nicht angezogen würden,
könnte
sich der Testkopf bewegen (schweben), was möglicherweise die Apparatur
beschädigt
und die Bedienungsperson verletzt.
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Der Testkopf 151 kann mit
minimaler erneuter Einstellung von der Gerätehandhabungsvorrichtung entkoppelt
und mit dieser erneut gekoppelt werden. Wenn der Testkopf mit einer
Gerätehandhabungsvorrichtung in
der horizontalen Ebene gekoppelt ist, kann der Testkopf durch Bewegen
der Positionieranordnung 100 weg von der gekoppelten Stellung
entlang der Hauptwelle 10 entkoppelt werden. Nach dem Bewegen
der Positionieranordnung 100 kann die Verriegelungsschraubenanordnung 14 betätigt werden,
um sicherzustellen, dass sich der Testkopf in seinem entkoppelten
Zustand nicht bewegt. So wird eine Beschädigung des Testkopfs und eine
Verletzung der Bedienungsperson vermieden. Der Testkopf kann dann
um die erste vertikale Achse herum verschwenkt werden, um den Zugang
zu der Gerätehandhabungsvorrichtung
zu erleichtern. Dies wird bewirkt, indem der Verriegelungsstift 38 nach
unten gezogen wird. Der Verriegelungsstift 38 steht normalerweise mit
einem von mehreren Löchern
in der Schulterverriegelungsplatte 32 in Eingriff. Durch
Ziehen des Verriegelungsstifts 38 nach unten kann die Schulterverriegelungsplatte 32 (und
so die Oberarmanordnung 27) um die erste vertikale Achse
herum schwenken. So wird, obgleich der Testkopf von der Gerätehandhabungsvorrichtung
weg bewegt wird, eine teilweise Fluchtung des Testkopfs mit Bezug
auf die Gerätehandhabungsvorrichtung
aufrechterhalten, vorausgesetzt, alle anderen Verriegelungsschrauben
(36, 104, 114, 124 usw.) werden betätigt, bevor
der Testkopf 151 entkoppelt wird. Zum erneuten Koppeln
des Testkopfs mit der Gerätehandhabungsvorrichtung,
wird die Schulterverriegelungsplatte 32 (und so die Oberarmanordnung 27)
in ihre ursprüngliche
Stellung zurück
geschwenkt, so dass der Verriegelungsstift 38 wieder in
dem Loch in der Schulterverriegelungsplatte 32 zum Eingriff
kommen kann, mit dem der Verriegelungsstift 38 ursprünglich in
Eingriff stand. Die Positionieranordnung 100 wird dann
entlang der Welle 10 nach unten in die gekoppelte Position
bewegt.
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Wenn der Testkopf mit einer Gerätehandhabungsvorrichtung
in der vertikalen Ebene gekoppelt ist, kann der Testkopf durch Betätigen der
Verriegelungsschraubenanordnung 14 und Schwenken des Testkopfs um
die drei vertikalen Achsen herum entkoppelt werden. Durch Schwenken
um die drei vertikalen Achsen herum, wobei die Verriegelungsschraubenanordnung 14 betätigt ist,
kann der Testkopf manuell von der Gerätehandhabungsvorrichtung weg
geschoben werden, ohne die vertikale Stellung der Positionieranordnung
zu ändern.
So ist es beim erneuten Fluchten des Testkopfs mit der Gerätehandhabungsvorrichtung
unnötig,
die vertikale Stellung der Positionieranordnung einzustellen. Nachdem
die Einstellungen an der Gerätehandhabungsvorrichtung
vorgenommen worden sind, kann die Positionieranordnung mit der Gerätehandhabungsvorrichtung
erneut gekoppelt werden.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Unter Bezugnahme auf 1A wird ein Testkopfpositioniersystem 150 gemäß der Erfindung
gezeigt. Wie gezeigt, trägt
das Positioniersystem 150 einen Testkopf 151 für ein Testsystem
zum Koppeln mit dem elektrischen Kontaktgeber 167b einer
Handhabungsvorrichtung 165 für integrierte Schaltkreise.
Es versteht sich, dass andere elektronische Einrichtungen wie Transistoren,
Chips oder Mikrochips usw. von der Gerätehandhabungsvorrichtung gehandhabt
werden können.
Im Betrieb wird die Positionieranordnung 100 manuell in
einem im Wesentlichen schwerelosen Zustand bewegt, um den schweren
Testkopf 151 genau und präzise zu handhaben und ihn an
die Handhabungsvorrichtung 165 zu koppeln. Das Koppeln
wird durch die Verwendung einer Koppelanordnung 170, die
an dem Testkopf 151 befestigt ist, und einer Koppelbolzenanordnung 171,
die an der Gerätehandhabungsvorrichtung 165 befestigt
ist, bewirkt. Beim Koppeln werden Fixierungsstifte 151a, 151b,
die von der Koppelanordnung 170 vorstehen, in entsprechende Öffnungen 165a, 165b in
der Koppelbolzenanordnung 171 eingesetzt, und die elektrische
Schnittstellenplatte 167a tritt in den zusammenpassenden
elektrischen Kontaktgeber 167b ein, der den Testkopf mit
der zu testenden Vorrichtung elektrisch verbindet, und wird mit
diesem zusammengefügt.
Die elektrische Schnittflächenplatte 167a und
der elektrische Kontaktgeber 167b werden zusammen als elektrische
Schnittfläche
bezeichnet. Wie nachstehend detailliert beschrieben wird, kann die
Stellung des Testkopfs 151 in einem im Wesentlichen schwerelosen
Zustand genau in eine andere Stellung mit 6 Freiheitsgraden zum
Koppeln der Koppelanordnung 170 mit weiteren Koppelbolzenanordnungen
in irgendeiner Stellung manipuliert werden. Beispielsweise können sich
Messfühler
oder Handhabungsvorrichtungen irgendwo von einer horizontalen Ebene
zu einer vertikalen Ebene befinden. Des weiteren ist es möglich, den
Testkopf 151 von dem elektrischen Kontaktgeber 167b zu
entkoppeln und den Testkopf 151 mit einer minimalen Menge
an Handhabung der Testkopfpositionieranordnung 100 erneut
mit dem elektrischen Kontaktgeber 167b zu koppeln.
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Die Einzelheiten des Positioniersystems 150 sind
in 2 gezeigt, in der
ein C-förmiger Träger vorgesehen
ist, der eine vertikale Gehäuse-
oder Abstützsäule 45 bildet.
Die Säule 45 besitzt
einander gegenüberliegende
Seitenwände,
eine Stirnwand, eine obere Platte und eine untere Platte. Die Säule 45 wird
an ihrer Unterseite durch eine Trägeranordnung 103 mit
einer Basisplatte 108 und sich nach außen erstreckenden Schenkeln 109a bis 109e abgestützt, die
beispielsweise durch Bolzen an der Unterseite der Platte 108 befestigt
sind. Räderanordnungen 115a bis
d sind ebenfalls an der Unterseite der Platte 108 befestigt.
Eine Säule 45 ist
mittels Bolzen 108a an der Platte 108 beispielsweise
befestigt. Die Hinterseite der Säule 45 ist
von einer U-förmigen
Abdeckung 46 eingeschlossen, die mit einer Vielzahl von
Stiften, die sich an der Bodenplatte 45e befinden, in Eingriff
stehen. Die Abdeckung 46 wird durch eine Reibungshalterung
mit Bezug auf die Wände 34a, b in
der richtigen Stellung gehalten.
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Der Testkopf 151, 1A, wird bei seinem Koppeln
durch die Positionieranordnung 100 abgestützt und
gehandhabt, die sich vertikal auf einer Hauptwelle 10 bewegen
kann. Die Anordnung 100 umfasst ein Hauptarmrohr 11,
eine Indexverriegelungsplatte 33, eine Schulterverriegelungsplatte 32,
eine Oberarmanordnung 27, eine Unterarmanordnung 26,
eine Handgelenkgehäuseanordnung 29 und
eine Wellenanordnung 30. Die Hauptwelle 10 ist
in ihrer Lage an dem vorderen Abschnitt der Säule 45 durch einander
gegenüberliegende Stützblöcke 20, 21 befestigt.
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Die Positionieranordnung 100 kann
sich vertikal auf der Hauptwelle 10 durch eine Gegengewichtsanordnung 125 bewegen,
die sich vertikal in beiden Richtungen innerhalb des hinteren Abschnitts
der Säule 45 bewegt.
Die Anordnung 125 umfasst eine Gewichtsstangenhalterung 24 mit
sich vertikal erstreckenden Gewichtsstangen 2a, b,
die daran befestigt sind, und einem Gewicht 25a, das mit
den Gewichtsstangen gekoppelt ist. Zusätzliche Gewichte (nicht gezeigt)
werden hinzugefügt,
um das Gewicht der Anordnung 100 zusammen mit dem Testkopf
genau auszugleichen, so dass der Testkopf und die Anordnung 100
im Wesentlichen schwerelos sind.
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Die Halterung 24 nimmt flexible
Kabel 105a, b sicher auf. Die Kabel 105a, b werden
durch eine Öffnung
in der oberen Platte 45e aufgenommen und werden innerhalb
von Nuten von Riemenscheiben 23a, b der Riemenscheibenanordnung 122 aufgenommen.
Die Anordnung 122 umfasst eine Riemenscheibenhalterung 22,
die an der oberen Platte 45e befestigt ist. Die Riemenscheibenhalterung 22 weist
eine Öffnung
auf, durch die Schulterschrauben 96a und 96b eingeführt werden.
Die Schulterschrauben 96a und 96b gestatten die
Drehung der Riemenscheiben 23a, b. Die Riemenscheibenanordnung
ist von einer Haube 47 umschlossen.
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Die Positionieranordnung
100 umfasst
ein Hauptarmrohr
11, das um die Hauptwelle
10 herum
angeordnet ist. Das Hauptarmrohr
11 bewegt sich vertikal
in beiden Richtungen entlang der Hauptwelle
10. Das obere
Ende des Hauptarmrohrs
11 ist an einem Hebeblock
19 befestigt,
der seinerseits mit einem Verriegelungskragen
12 verbunden
ist. Der Verriegelungskragen
12 ist ebenfalls um die Hauptwel le
10 herum
angeordnet. Durch Anziehen der Verriegelungsschraubenanordnung
14 bleibt
die vertikale Stellung des Hauptarmrohrs
11 mit Bezug auf
die Hauptwelle
10 fixiert. Bei einer beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann der Verriegelungskragen
12 gemäß dem, was
in dem US-Patent Nr.
4,715,574 offenbart ist, implementiert
werden, das hier durch Bezugnahme aufgenommen ist. Der Hebeblock
19 nimmt
flexible Kabel
105a,
b sicher durch eine Vielzahl
von Öffnungen
in dem Verriegelungskragen
12 auf. Auf diese Weise ist
die Positionieranordnung
100 mit der Gegengewichtsanordnung
125 verbunden.
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Unter Bezugnahme auf 3 sind die Einzelheiten eines Teils der
Positionieranordnung 100 gezeigt. Ein Haltering 77 ist
ein kreisförmiges
Element, das um das Hauptarmrohr herum befestigt ist: Der Haltering 77 trägt die Indexverriegelungsplatte 33,
die die Schulterverriegelungsplatte 32 gleitend ergreift
und abstützt.
Alternativ kann der Haltering 77 weggelassen werden und
die Indexverriegelungsplatte 33 beispielsweise mittels Schweißen direkt
an dem Hauptarmrohr befestigt werden. Die Indexverriegelungsplatte 33 und
die Schulterverriegelungsplatte 32 weisen jeweils eine Öffnung auf,
durch die das Hauptarmrohr 11 eingesetzt ist. Die Oberarmanordnung 27 umfasst
ein zylindrisches Element, das um das Rohr 11 herum schwenkt.
Die Schulterverriegelungsplatte 32 stützt die Oberarmanordnung 27 ab,
wenn sich die Oberarmanordnung 27 um das Rohr 11 herum
verschwenkt.
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Der Haltering 77 ist an
dem Hauptarmrohr 11 befestigt, indem das Hauptarmrohr 11 mit
einer Nut einer Vielzahl von zunehmend weiter beabstandeten Nuten,
die sich auf dem Hauptarmrohr 11 befindet, in Eingriff steht.
So kann durch Einsetzen des Halterings 77 in eine andere
Nut innerhalb des Hauptarmrohrs 11 die Höhe der Positionieranordnung 100 mit
Bezug auf das Hauptarmrohr 11 eingestellt werden.
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Ein Buchsenlager 43 wird
in die Schulterverriegelungsplatte 32 und um das Hauptarmrohr 11 herum eingesetzt,
wodurch die Drehung der Schulterverriege lungsplatte 32 um
das Hauptarmrohr 11 herum erleichtert wird. Ein Axiallager 82 befindet
sich zwischen der Schulterverriegelungsplatte 32 und der
Indexverriegelungsplatte 33. Ein Axiallager 82b befindet
sich zwischen der Oberarmanordnung 27 und dem Hauptarmrohr 11.
Ein Nadellager 83 befindet sich zwischen der Oberarmanordnung 27 und
der Verriegelungsschulterplatte 32. Zusätzliche Lager befinden sich
zwischen beweglichen Teilen an geeigneten Stellen innerhalb des
Systems 150. Nockenstössel 80a, b sind
an der Indexverriegelungsplatte 33 befestigt und bewegen
sich auf beiden Seiten einer vertikalen Führungsstange 180.
Die vertikale Führungsstange 180 ist
an der Säule 45 befestigt,
wodurch die Drehung der Indexverriegelungsplatte 33 um
das Hauptarmrohr 11 herum verhindert wird.
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Eine Indexverriegelungsstiftanordnung 132 ermöglicht es,
dass die Schulterverriegelungsplatte 32 in eine von einer
Vielzahl von Stellungen um das Hauptarmrohr 11 herum verriegelt
wird. Die Indexverriegelungsstiftanordnung 132 umfasst
ein Indexverriegelungsstiftgehäuse 37,
das an der Unterseite der Indexverriegelungsplatte 33 durch
das Befestigungsmittel 60 befestigt ist. Die Indexverriegelungsstiftanordnung 132 umfasst auch
einen Indexverriegelungsstift 38. Der Indexverriegelungsstift 38 weist
einen ersten Bereich mit einem verjüngten Ende auf, das eine Öffnung in
der Indexplatte 33 vollständig einnimmt, einen zweiten
Bereich mit einem Durchmesser, der kleiner als derjenige des ersten
Bereichs ist und der von einer Feder umgeben ist, und einen dritten
Bereich, der einen Drehballknopf 90 ergreift, der außerhalb
des Indexverriegelungsstiftgehäuses 37 liegt.
Der Verriegelungsstift 38 wird durch die Feder 95 in
Richtung auf die Öffnung
in der Schulterverriegelungsplatte 33 gepresst. Bei einer
beispielhaften Ausführungsform
kann der Indexverriegelungsstift 38 durch die Verwendung
von Druckluft oder Elektromagneten betätigt werden, was es gestattet,
dass der Indexverriegelungsstift 38 von einer entfernten
Stelle nach oben und/oder unten bewegt wird. Andere Verriegelungen
(14, 36, 104, 114, 124 usw.)
können
auch auf diese Weise ferngesteuert werden.
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Eine Vielzahl von Öffnungen
befindet sich in der Schulterverriegelungsplatte 32. Diese Öffnungen
sind zunehmend weiter beabstandet und können jeweils mit dem Verriegelungsstift 38 in
einer Reihe angeordnet werden. Der Verriegelungsstift 38 kann
in Abhängigkeit
von der Ausrichtung der Schulterverriegelungsplatte 32 um
das Hauptarmrohr 11 herum in irgendeine der Öffnungen
der Schulterverriegelungsplatte 32 gedrückt werden. Auf diese Weise
kann die Ausrichtung der Schulterverriegelungsplatte 32 um
das Hauptarmrohr 11 herum aufrechterhalten werden, indem
das Schwenken der Schulterverriegelungsplatte 32 mit Bezug
auf die Indexverriegelungsplatte 33 verhindert wird.
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Die Oberarmanordnung 27 weist
eine Öffnung
auf, durch die die Feineinstellungsverriegelungsschraube 36 eingesetzt
wird. Die Feineinstellungsverriegelungsschraube 36 ist
ein abgestufter Schaft mit einem mit einem Gewinde versehenen Ende.
Der Drehballknopf 36a (in 4 gezeigt)
ist an dem nicht mit einem Gewinde versehenen Ende der Verriegelungsschraube 36 befestigt
und wird zum Drehen der Feineinstellungsverriegelungsschraube 36 verwendet.
Das mit einem Gewinde versehene Ende der Feineinstellungsverriegelungsschraube 36 wird
durch eine durchgehende Öffnung
eingesetzt, die sich entlang eines Teils des Umfangs der Schulterverriegelungsplatte 32 befindet.
Ein Verriegelungsanlagestück 34 befindet
sich zwischen dem Oberarm 27 und der Verriegelungsschulterplatte 32.
Die Schulter der Feineinstellungsverriegelungsschraube 36 liegt
gegen die obere Fläche
des Verriegelungsanlagestücks 34 an.
Ein Verriegelungsanlagestück 35 befindet
sich unterhalb des Verriegelungsschulteranlagestücks 32. Die Öffnung in
dem Schulteranlagestück 35 ist
mit einem Gewinde versehen, um die Feineinstellungsverriegelungsschraube 36 aufzunehmen.
Durch Drehen der Feineinstellungsschraube 36 wird das Verriegelungsanlagestück 35 von
dem mit einem Gewinde versehenen Bereich der Feineinstellungsverriegelungsschraube 36 nach
oben gezogen, und das Verriegelungsanlagestück 34 wird durch die
Schulter der Feineinstellungsverriegelungsschraube 36 nach
unten geschoben. So wird die Drehung der Oberarmanordnung 27 mit
Bezug auf die Verriegelungsschulterplatte 32 durch Anziehen
der Feineinstellungsverriegelungsschraube 36 verhindert.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden die Schulterverriegelungsplatte 32 und
die Indexverriegelungsplatte 33 durch ein einziges Abstützelement 136 ersetzt.
Dies wird unter Bezugnahme auf 4 gezeigt.
Das Abstützelement 136 ist
an dem Hauptarmrohr 11 befestigt. Die Oberarmanordnung 27 gleitet über die
obere Fläche
des Abstützelements 136,
wobei das Abstützelement 136 ortsfest
bleibt und die Oberarmanordnung 27 abstützt und die Oberarmanordnung 27 um
das Rohr 11 herum schwenkt. Die Feineinstellungsverriegelungsschraube 36 gestattet
oder verhindert die Drehung der Oberarmanordnung 27 mit
Bezug auf die Verriegelungsplatte 136 durch das lösbare Verriegeln
der Oberarmanordnung 27 an dem Abstützelement. Dies wurde vorstehend
unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
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Unter Bezugnahme auf 5 werden die Einzelheiten eines weiteren
Bereichs der Positionieranordnung 100 gezeigt.
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Ein Paar von Halterungsblöcken 28, 29 und
ein Verriegelungskragen 39, der sich oberhalb des Halterungsblocks 28 befindet,
sind an der Vorderseite der Oberarmanordnung 27 befestigt.
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Der Unterarm 26 dreht sich
mit Bezug auf die Oberarmanordnung 27 mittels vertikaler
Wellen 40a und b (nicht gezeigt), die sich durch
eine vertikale Öffnung
in dem Verriegelungskragen 39 durch den Halterungsblock 28,
in den Unterarm 26 und dann von der Unterseite des Unterarms 26 in
eine Öffnung
in dem Halterungsblock 29 erstrecken. Vertikale Wellen 40a und b sind
starr innerhalb des Unterarms 26 befestigt. Der Unterarm 26 kann
zeitweise an der Drehung mittels der Verriegelungsschraubenanordnung 104 gehindert
werden, die innerhalb des Verriegelungskragens 39 ausgebildet
ist.
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Der Unterarm 26 weist einen
vorderen "C"-förmigen Abschnitt
auf, der das Handgelenkgehäuse 29 drehend
aufnimmt. Ein Verriegelungskragen 139 ist verschieb bar
an der oberen Fläche
des Unterarms 26 befestigt. Das Handgelenkgehäuse 29 dreht
sich mit Bezug auf den Unterarm 26 mittels vertikaler Wellen 140a und b (nicht
gezeigt). Die vertikale Welle 140a erstreckt sich durch
eine vertikale Öffnung
in dem Verriegelungskragen 139, durch eine vertikale Öffnung im
Unterarm 26 und in das Handgelenkgehäuse 29. Die vertikale
Welle 140b erstreckt sich durch den Boden des Handgelenkgehäuses 29 in
eine untere Öffnung
im Unterarm 26. Die Wellen 140a und b sind
fest innerhalb des Handgelenkgehäuses 29 befestigt.
Das Handgelenkgehäuse 29 kann
zeitweilig an einer Drehung mittels der Verriegelungsschraubenanordnung 114 gehindert werden,
die innerhalb des Verriegelungskragens 139 gebildet ist.
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Das Handgelenkgehäuse 29 umfasst ein
Element 129, das aus einem Ende des Handgelenkgehäuses 29 unter
einem im Wesentlichen rechten Winkel vorsteht. Die horizontale Handgelenkwelle 30 umfasst
ein horizontales Element 130. Das horizontale Element 130 ist
mit Bezug auf das Element 129 mittels der horizontalen
Handgelenkwelle 30 drehbar, die sich durch das Gehäuse 29 erstreckt.
Das horizontale Element 130 ergreift das Element 129 gleitend,
um einen scheibenartigen Verriegelungsmechanismus zu bilden. Das
horizontale Element 130 kann durch Anziehen der Verriegelungsschraubenanordnung 144 zeitweise
an einer Drehung gehindert werden, wodurch Druck zwischen dem horizontalen
Element 130 und dem Element 129 aufgebracht wird.
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Eine Gabelanordnung
180 ist
an der Welle
30 über
das horizontale Element
130 befestigt. Der Testkopf ist
an der Gabelanordnung
180, wie in dem US-Patent Nr.
4,705,447 gezeigt,
befestigt, das durch Bezugnahme in diese Anmeldung aufgenommen wird.
Auf diese Weise kann der Testkopf
151 um eine Vielzahl
von Schwenkpunkten innerhalb der Gabelanordnung
180 schwenken.
Wenn der Testkopf sich auf diese Weise verschwenkt, wird gesagt,
dass der Testkopf einer Testkopftaumelwirkung ausgesetzt ist. Des
weiteren wird gesagt, wenn der Testkopf sich auf diese Weise verschwenkt,
dass der Testkopf sich in einer Taumelbetriebsart befindet. Der
Testkopf koppelt sich mit und entkoppelt sich von der Geräte handhabungsvorrichtung
unter Verwendung der Koppelvorrichtung wie in dem US-Patent Nr.
4,705,447 beschrieben.
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Es ist nun zu beachten, dass sich
die Positionieranordnung 100 gleichzeitig in 6 Freiheitsgraden,
X, Y, Z, θx, θy, θz, positioniert.
Wie in 6 gezeigt, ist
es für
ein ordnungsgemäßes Koppeln
wichtig, dass der Testkopf 151 6 Freiheitsgrade hat, so
dass der elektrische Kontaktgeber 167b genau und mühelos mit
Bezug auf beispielsweise die elektrische Schnittstellenfläche 167a positioniert
werden kann.
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Falls die Y-Richtung als die vertikale
oder aufwärts/abwärts Richtung
erachtet wird, dann sorgt die Bewegung der Anordnung 100 vertikal
mit Bezug auf die Welle 10 für die Freiheit in der Y-Richtung.
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Die θ Y Freiheit, was die Drehung
um die Y-Achse ist, wird dann durch die Drehung des Oberarms 27 um
das Rohr 11 herum, des Unterarms 26 um die Welle 40 herum
und des Handgelenkgehäuses 29 um
die Welle 140 herum geschaffen. Des weiteren wird eine
wahre θ Y
Translationsdrehung mit Bezug auf den Mittelpunkt der Verbinder
durch die Drehung des Oberarms 27 um das Rohr 11 herum,
des Unterarms 26 um die Welle 40 herum und des
Handgelenkgehäuses 29 um
die Welle 140 herum, geschaffen.
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Falls die X-Richtung als die Richtung
von links nach rechts erachtet wird, dann wird diese Freiheit durch
das Schwenken um das Hauptarmrohr 11, die Welle 40 und
die Welle 140 herum auf die gleiche Weise wie bei θ Y geschaffen.
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Die θ X Bewegung, die die Drehung
um die X-Achse ist, wird durch Schwenken des Testkopfs um die Schwenkpunkte
innerhalb der Gabelanordnung 180 herum geschaffen.
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Mit Bezug auf die Z-Bewegung, die
als die nach innen und außen
gerichtete Bewegung erachtet werden kann, wird eine solche Freiheit
durch Schwenken um das Hauptarmrohr 11, die Welle 40 und
die Welle 140 herum auf die gleiche Weise wie bei θ Y und X
geschaffen.
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Die θ Z Bewegung, die die Drehung
um die Z-Achse ist, wird durch Schwenken der Welle 30 mit
Bezug auf das Handgelenkgehäuse 29 geschaffen.
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Das Testkopfpositioniersystem 150 ist
imstande, den Testkopf 151 mit 6 Freiheitsgraden zwischen
einer gekoppelten und einer entkoppelten Stellung zu bewegen. So
kann sich die Positionieranordnung 100 vertikal entlang
der Welle 10 bewegen und eine Schwenkbewegung um das Hauptarmrohr 11,
die Welle 40, die Welle 140 und die horizontale
Handgelenkwelle 30 herum ist gestattet.
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Wenn der Testkopf 151 mit
der Gerätehandhabungsvorrichtung 165 gekoppelt
ist, können
alle Verriegelungen des Testkopfpositioniersystems 150 (z.
B. Verriegelungsschraubenanordnungen 104, 114, 144)
unverriegelt gelassen werden. Dies gestattet es, dass das Testkopfpositioniersystem 150 Vibrationen
absorbiert, die von der Gerätehandhabungsvorrichtung 165 zum
Testkopf 151 übertragen
werden. Im Vergleich dazu würden,
wenn der Testkopf 151 mit der Gerätehandhabungsvorrichtung 165 gekoppelt
ist, falls alle Verriegelungen des Testkopfpositioniersystems 150 verriegelt
wären,
die elektrischen Schnittstellenkomponenten 167a, b die übertragenen
Vibrationen absorbieren. Dies könnte
die elektrische Schnittstelle beschädigen.
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Wenn der Testkopf 151 nicht
mit der Gerätehandhabungsvorrichtung 165 gekoppelt
ist, können
alle Verriegelungen des Testkopfpositioniersystems 150 betätigt werden.
Dies hält
die Stellung des Testkopfs 151 aufrecht. Im Gegensatz dazu
kann sich der schwere Testkopf leicht bewegen, wenn der Testkopf 151 nicht
mit der Gerätehandhabungsvorrichtung 165 gekoppelt
ist, falls die Verriegelungen in dem Testkopfpositioniersystem 150 nicht
verriegelt sind. Dies erhöht
die Gefahr einer Verletzung der Bedienungsperson und einer Beschädigung der
Apparatur.
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Nachdem der Testkopf 151 mit
der Gerätehandhabungsvorrichtung 165 gekoppelt
worden ist, kann es notwendig sein, den Testkopf 151 zu
entkoppeln, Einstellungen an dem Testkopf 151 oder der
Gerätehandhabungsvorrichtung 165 durchzuführen und
dann den Testkopf 151 mit der Gerätehandhabungsvorrichtung 165 erneut
zu koppeln. Die vorliegende Erfindung gestattet, dass dieser Vorgang
mit minimalen Einstellungen an der Positionieranordnung durchgeführt wird.
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Falls der Testkopf 151 mit
der Gerätehandhabungsvorrichtung 165 in
der horizontalen Ebene gekoppelt worden ist (d.h. die Stirnfläche des
Testkopfs 151 parallel zum Boden ist), dann wird der Testkopf 151 von der
Gerätehandhabungsvorrichtung 165 durch
Betätigen
der Verriegelungsschraubenanordnungen 104, 114, 144, 36 sowie
der Taumelwirkungsverriegelungen (z. B. aller Verriegelungen außer der
Verriegelung 14) entkoppelt, und der Testkopf 151 wird
von der Gerätehandhabungsvorrichtung 165 in
vertikaler Richtung weg bewegt. Die Verriegelungsschraubenanordnung 14 wird
dann betätigt,
um die Positionieranordnung 100.in einer gewünschten
vertikalen Stellung aufrechtzuerhalten, während der Testkopf 151 entkoppelt
wird. Der Testkopf 151 kann dann um die erste vertikale
Achse herum geschwenkt werden, um den Zugang zur Gerätehandhabungsvorrichtung 165 zu
erleichtern. Dies wird durch Ziehen des Verriegelungsstifts 38 nach
unten bewirkt. Wie vorstehend angegeben, steht der Verriegelungsstift 38 normalerweise
mit einem von mehreren Löchern in
der Schulterverriegelungsplatte 32 in Eingriff. Durch Ziehen
des Verriegelungsstifts 38 nach unten kann die Schulterverriegelungsplatte 32 (und
so die Oberarmanordnung 27) um die erste vertikale Achse
herum schwenken, bis der Verriegelungsstift 38 in ein anderes
Loch gedrückt
wird. So kann der Testkopf 151 ohne Lockern der Verriegelungsschraubenanordnung 14 um
die erste vertikale Achse herum geschwenkt werden. Wenn etwaige
Reparaturen oder Einstellungen am Testkopf oder der Gerätehandhabungsvorrichtung
abgeschlossen sind, kann das erneute Koppeln des Testkopfs mit Bezug
auf die Gerätehandhabungsvorrichtung durch
Ziehen des Verriegelungsstifts 38 nach unten bewirkt werden,
wodurch gestattet wird, dass die Schulterverriegelungsplatte 32 (und
so die Oberarmanordnung 27) in ihre ur sprüngliche
Stellung zurück
verschwenkt wird, so dass der Verriegelungsstift 38 wieder
in dem Loch in der Schulterverriegelungsplatte 32 in Eingriff
kommt, mit dem der Verriegelungsstift 38 ursprünglich in
Eingriff stand. Die Verriegelungsschraubenanordnung 14 wird
dann gelockert und die Positionieranordnung 100 wird in
die gekoppelte Stellung bewegt.
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Wenn der Testkopf mit einer Gerätehandhabungsvorrichtung
in der vertikalen Ebene gekoppelt ist, kann der Testkopf durch Betätigen der
Verriegelungsschraubenanordnung 14 und Schwenken des Testkopfs um
die drei vertikalen Achsen herum entkoppelt werden. Durch Schwenken
um die drei vertikalen Achsen herum mit betätigter Verriegelungsschraubenanordnung 14 kann
der Testkopf per Hand von der Gerätehandhabungsvorrichtung weg
geschoben werden ohne die vertikale Stellung der Positionieranordnung
zu ändern.
So ist es beim erneuten Ausrichten des Testkopfs mit der Gerätehandhabungsvorrichtung
unnötig,
die vertikale Stellung der Positionieranordnung einzustellen. Nachdem
die Einstellungen an der Gerätehandhabungsvorrichtung
vorgenommen worden sind, kann die Positionieranordnung erneut mit
der Gerätehandhabungsvorrichtung
gekoppelt werden.
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Unter Bezugnahme auf 1B und 7 wird
eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Diese Ausführungsform umfasst den Unterarm 26,
der einen vorderen "C"-förmigen Abschnitt
umfasst, der das Handgelenkgehäuse 705 drehbar
aufnimmt. Der Verriegelungskragen 139 ist an der oberen Oberfläche des
Unterarms 26 befestigt. Das Gehäuse 705 dreht sich
mit Bezug auf den Unterarm 701 mittels vertikaler Wellen 704a, b die
sich durch eine vertikale Öffnung
in dem Verriegelungskragen 139, durch eine vertikale Öffnung im
Unterarm 26 hindurch, in das Handgelenkgehäuse 705 und
dann von der Unterseite des Handgelenkgehäuses 705 in eine untere Öffnung im
Unterarm 26 erstrecken. Die Wellen 704a, b sind
starr innerhalb des Handgelenkgehäuses 705 befestigt.
Das Handgelenkgehäuse 705 kann
zeitweise an der Drehung durch Betätigen der Verriege lungsschraubenanordnung 114 gehindert
werden, die innerhalb des Verriegelungskragen 139 ausgebildet
ist.
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Eine vorstehende Gabelanordnung 720 umfasst
einen äußeren Gabelrücken 713,
der an dem Handgelenkgehäuse 705 befestigt
ist. Der äußere Gabelrücken 713 ist
hohl, wobei sich ein innerer Gabelrücken 714 darin befindet.
Eine Gabelschwenkwelle 710 erstreckt sich durch eine Seite
des äußeren Gabelrückens 713, durch
den inneren Gabelrücken 714 und
durch die andere Seite des äußeren Gabelrückens 713,
wodurch es dem inneren Gabelrücken 714 gestattet
wird, um die Gabelwelle 710 herum zu schwenken. Die Gabelseite 707 ist
unter einem im wesentlichen rechten Winkel durch eine Öffnung im äußeren Gabelrücken 713 am
inneren Gabelrücken 714 befestigt.
Die Öffnung
im äußeren Gabelrücken 713 gestattet
es der Gabelseite 707, sich über eine geringe Entfernung
nach oben oder unten zu bewegen, wenn der innere Gabelrücken 714 um die
Gabelschwenkwelle 710 herum schwenkt. Durch Betätigen der
Verriegelungsschraubenanordnung 711, die sich durch eine Öffnung in
dem äußeren Gabelrücken 713 zum
inneren Gabelrücken 714 erstreckt,
wird die Bewegung der Gabelseite 707 verhindert.
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Beim Bewegen des Handgelenkgehäuses 705 zur
Gabelschwenkwelle 710 nimmt der Abstand zwischen der Oberseite
und der Unterseite des äußeren Gabelrückens 713 ab.
Beim Bewegen der Gabelschwenkwelle 710 zur Gabelseite 707 nimmt
der Abstand zwischen der Oberseite und der Unterseite des inneren
Gabelrückens 714 ab.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schwenkt der innere Gabelrücken 714 um
die Gabelschwenkwelle 710 herum mit ± 4 Freiheitsgraden der Bewegung.
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Die Gabelseite 707 ist an
dem Kabelschwenkgehäuse 715 am
entgegengesetzten Ende befestigt, wodurch der innere Gabelrücken 714 mit
dem Kabelschwenkgehäuse 715 verbunden
wird.
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Das Gabelschwenkgehäuse
715 hält den Testkopfadapterring
708 zurück, wodurch
es dem Ring
708 gestattet wird, sich (in der θ X Richtung)
innerhalb des Kabelschwenkgehäuses
715 zu
drehen. Die Arbeitsweise des Kabelschwenkgehäuses
715 und des Testkopfadapterrings
708 ist
vollständiger
in dem US-Patent Nr.
5,030,869 beschrieben.
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Ein Testkopfjoch 709a und b ist
an dem Testkopfadapterring 708 und am Testkopf befestigt.
Bei dieser beispielhaften Ausführungsform
erfolgt die θ Z
Bewegung durch Drehung des inneren Gabelrückens 714 um die Gabelschwenkachse 710 herum.
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Die θ X Bewegung erfolgt wie vorstehend
beschrieben durch die Drehung des Testkopfs 151 und des Jochs 709 über die
Drehung des Testkopfadapterrings 707 innerhalb des Kabelschwenkgehäuses 715.
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Es ist zu beachten, dass die Positionieranordnung 100 bei
dieser beispielhaften Ausführungsform
große
Testköpfe
mit 6 Freiheitsgraden über
oder unter physisch große
Handhabungsvorrichtungen und Messfühler positioniert und vorstehen
lässt.
So kann der Testkopf genau und mühelos
mit Bezug auf die zu testende Vorrichtung positioniert werden, wenn
der Testkopf und seine Kabelanordnung in ihrem Schwerpunkt gedreht werden.
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Unter Bezugnahme auf 8 wird eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei der der Unterarm 26 und
die Unterarmhalterungsblöcke 28 und 29 durch
eine horizontale Führungsanordnung 800 ersetzt
werden. Die horizontale Führungsanordnung 800 umfasst
einen Linearführungsblock 810. Der
Linearführungsblock 810 ist
an dem Oberarm 827 fest befestigt oder einstöckig mit
diesem.
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Der Linearführungsblock 810 weist
lineare Lager für
die Aufnahme von horizontalen Wellen 811 und 812 auf.
Ein Puffer 813 ist an einem Ende der Wellen 811,
812 befestigt,
um die Wellen 811 und 812 daran zu hindern, aus
den Öffnungen
im horizontalen Führungsblock 810 zu
gleiten. Das andere Ende der horizontalen Wellen 811, 812 ist
an dem Unterarm 826 befestigt. Die horizontalen Wellen 811, 812 können zeitweise
an der linearen Bewegung durch Betätigen der Verriegelungsschraubenanordnung 804 an
der linearen Bewegung gehindert werden, die innerhalb des Linearführungsblocks 810 ausgebildet
ist.
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Der Unterarm 826, das Handgelenkgehäuse 829 und
die horizontale Handgelenkwelle 830 wirken wie vorstehend
mit Bezug auf die analogen Komponenten von 5 beschrieben zusammen.
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Die horizontale Handgelenkwelle 830 ist
an einem Gabelrücken 850 befestigt.
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Der Gabelrücken 850 ist fest
an der Gabelseite 890 über
einen Abstandshalter 891 befestigt. Ein Testkopfadapterring 884 dreht
sich innerhalb eines Kabelschwenkgehäuses 883 wie vorstehend
mit Bezug auf die analogen Komponenten von 7 beschrieben. Ein Joch 853 ist
fest an dem Testkopfadapter 884 und dem Testkopf wie vorstehend
mit Bezug auf 7 beschrieben
befestigt.
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Unter Bezugnahme auf
9 ist eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt, bei der ein Linearführungsblock
903 an
dem Oberarm
927 befestigt ist. Der Linearführungsblock
903 weist
lineare Lager für
die Aufnahme von horizontalen Wellen
901,
902 auf.
Ein Puffer
904 ist an einem Ende der horizontalen Wellen
901,
902 befestigt,
um die horizontalen Wellen
901,
902 daran zu hindern,
aus den Öffnungen
in dem horizontalen Führungsblock
903 zu
gleiten. Ein Kabelschwenkadapter
990 ist an den horizontalen Wellen
901,
902 befestigt.
Der Kabelschwenkadapter
990 weist einen Flansch
981 und
einen Träger
982 auf. Der
Träger
982 ist
an dem Flansch
981 an einem Ende und an dem Kabelschwenkgehäuse
983 an
seinem entgegengesetzten Ende befestigt, wodurch der Flansch
981 und
das Kabelschwenkgehäuse
983 verbunden sind.
Das Kabelschwenkgehäuse
983 hält den Testkopfadapterring
984 zurück, was
es gestattet, dass ein Ring
984 sich (in der θ X Richtung)
innerhalb des Gehäuses
983 dreht.
Die Arbeitsweise des Kabelschwenkgehäuses
983 und des Testadapterrings
984 ist
vollständiger
in dem US-Patent Nr.
5,030,869 beschrieben. Eine Testgabel
995 ist
an dem Ring
984 befestigt. Der Testkopf ist an der Gabel über horizontale
Linearbewegungsführungen
940,
950 befestigt.
Die Einzelheiten der Führungen
940,
950 sind
die gleichen. Deshalb sind die Einzelheiten von 940 nicht gezeigt.
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Horizontale Linearbewegungsführungen 940, 950 umfassen
horizontale Wellen 901a, 901b, die an einer Gabelanordnung 995 durch
Halterungsblöcke 903a, 904a bzw. 903b, 904b befestigt
sind. Ein Linearführungsblock 902a gleitet
entlang der horizontalen Welle 901a. In gleicher Weise
gleitet der Linearführungsblock 902b entlang
der horizontalen Welle 901b. Die Linearführungsblöcke 902a, 902b umfassen
jeweils Schwenkpunkte 905a, 905b, die daran befestigt
sind, was es gestattet, dass der Testkopf etwas um eine Achse herum schwenkt,
die lotrecht zu der von den horizontalen Wellen 901a, 901b gebildeten
Achse ist.
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Unter Bezugnahme auf 10 ist eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform
wurde der Unterarm 26 weggelassen. Ein horizontales Handgelenkgehäuse 1029 ist
an einen Arm 1027 mittels oberer und unterer Wellen gekoppelt,
von denen eine bei 1040 als durch Halterungsblöcke wie 828 eingesetzt
zu sehen ist, wobei die Wellen 1040 auch durch das horizontale
Handgelenkgehäuse 1029 eingesetzt
sind. Statt am Unterarm 26 ist eine Gabelanordnung 1006 an
ein Handgelenkgehäuse 1029 mittels
einer horizontalen Handgelenkwelle 1030 gekoppelt. Die
horizontale Handgelenkwelle 1030 gestattet es, dass die
Gabelanordnung 1006 um die horizontale Achse herum geschwenkt
wird. Durch Anziehen der Verriegelungsschraube (nicht gezeigt) der
horizontalen Handgelenkwelle kann die Gabelanordnung 1006 daran
gehindert werden, sich um die horizontale Achse zu drehen.
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Die Gabelanordnung 1006 umfasst
horizontale Wellen 1001a, 1001b, die an der Gabelanordnung 1006 mittels
Halterungsblöcken 1003a, 1004a bzw. 1003b,
1004b befestigt
sind. Ein Linearführungsblock 1002a gleitet
entlang der horizontalen Welle 1001a. In gleicher Weise
gleitet ein Linearführungsblock 1002b entlang
der horizontalen Welle 1001b. Die Linearführungsblöcke 1002a, 1002b weisen
jeweils Schwenkpunkte 1005a, 1005b auf, die daran
befestigt sind, was es dem Testkopf gestattet, um eine Achse lotrecht
zu der durch die horizontalen Wellen 1001a, 1001b gebildeten
Achse zu schwenken. So wird durch das Gestatten der Bewegung um
zwei vertikale Achsen herum und entlang einer horizontalen Achse
(über die
Wellen 1001a, b) eine Bewegung erhalten, die identisch
zu derjenigen ist, die durch das Gestatten der Drehung um drei vertikale
Achsen herum (2) erhalten
wird.
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Unter Bezugnahme auf 11A ist eine Bodenplatte 45e gezeigt,
die direkt mit dem Boden unmittelbar neben einem Testschrank 1111c des
Testsystems mittels Bolzen verschraubt ist. Aus Gründen der
Einfachheit werden die Elemente innerhalb der Säule 45 nicht gezeigt.
Bei einer weiteren in 11B gezeigten
Ausführungsform
sind an der Bodenplatte 45e an ihrer unteren Fläche lotrechte
Schenkel 1170, 1171 verbunden, die mit benachbarten
Seitenwänden
des Testschranks 1111c verbunden sind. Ein Nivellieranlagestück 1174 kann
zum Nivellieren der Basis vorgesehen sein. Statt an dem Schrank 1111c angeschraubt
zu sein, können Stangen 1170, 1171 verlängert (nicht
gezeigt) und an zwei zusätzliche
Stangen gekoppelt werden, die die übrigen zwei Seiten des Schranks
halten. So können
die vier Stangen miteinander verschraubt sein, um den Schrank 1111c fest
zu ergreifen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wie in 12 gezeigt
wurde die Basis 45e innerhalb des Testsystemschranks 1201 befestigt.
Durch Steuern der Vielzahl von Verriegelungen (z. B. 14, 36, 104, 114, 124)
durch Fernsteuerung zusammen mit der Ausführungsform von 7 kann der Testkopf auf jeden beliebigen
Abstand durch einen langen äußeren Gabelrücken 713 vorstehen.
Auf diese Weise kann der komplette Säulenmechanismus in dem Testsys tem
umschlossen sein und alle hervorstechenden Funktionen des Positioniersystems
können
beibehalten werden.
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Während
die Erfindung als beispielhafte Ausführungsform beschrieben wurde,
wird erachtet, dass sie wie vorstehend dargelegt mit Modifikationen
innerhalb des Umfangs der beigefügten
Ansprüche
durchgeführt werden
kann.