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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung
von Neigungswinkeln zwischen einer Referenzlinie und der Richtung
der Erdbeschleunigung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 bzw. 4.
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Derartige
Verfahren bzw. Vorrichtungen werden insbesondere für die Kalibrierung
von Inklinationswinkelsensoren verwendet. Inklinationswinkelsensoren
dienen zur Messung des Neigungswinkels bezogen auf die Richtung
der Erdbeschleunigung (Erdsenkrechte). Derartige Sensoren werden
im großen
Umfang als MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)-Halbleiterbauelemente
hergestellt und beispielsweise in Video-Spielkonsolen eingesetzt,
wo es darauf ankommt, den Neigungswinkel von Teilen der Spielkonsole
zu erfassen und die Spielsituation entsprechend anzupassen. Weitere
Anwendungen von Inklinationswinkelsensoren gibt es zum Beispiel
bei der Diebstahlsicherung von Automobilen, in der Luftfahrt, bei
Kränen
etc.
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Nach
der Produktion von MEMS-Inklinationswinkelsensoren müssen diese,
um ihre Zuverlässigkeit
zu gewährleisten,
einer Kalibrierung unterzogen werden, da ansonsten unvermeidbare
Ungenauigkeiten bei der Herstellung der Senso ren zu entsprechenden
Ungenauigkeiten und Abweichungen beim Einsatz der Sensoren führen würden. Damit
eine derartige Kalibrierung der MEMS-Inklinationswinkelsensoren
mit hoher Geschwindigkeit und kostengünstig durchgeführt werden
kann, kommen sogenannte Handler, d. h. Handhabungsautomaten, zum
Einsatz, die sehr viele Sensoren in kurzer Zeit in die Testposition
bringen und in Abhängigkeit
des Testergebnisses sortieren.
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Beim
Kalibrieren von Inklinationswinkelsensoren ist es erforderlich,
zunächst
die genaue Richtung der Erdbeschleunigung zu bestimmen, um anschließend die
Lage des sich in einer bestimmten Testposition befindenden Inklinationswinkelsensors mit
der Richtung der Erdbeschleunigung vergleichen zu können. Bei
bekannten Verfahren kann die Richtung der Erdbeschleunigung jedoch
nicht mit der gewünschten
Genauigkeit bestimmt werden. Derartige Ungenauigkeiten führen letztendlich
dann zu einer unpräzisen
Kalibrierung der Inklinationswinkelsensoren.
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In
der
DE 10 2006
015 363 A1 wird ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1 bzw. 4 erwähnt,
ohne dass näher ausgeführt wird,
wie die Neigungswinkel zwischen einer Referenzlinie eines elektronischen
Bauelements oder eines das Bauelement aufnehmenden Nests und der
Richtung der Erdbeschleunigung bestimmt werden.
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In
der
DE 10 2004
057 776 A1 ist beschrieben, dass die Lage eines elektronischen
Bauelements in einem Bauelementhalter mittels einer optischen Lageerfassungseinrichtung
in der Form einer Kamera über
einen schräg
angeordneten Spiegel ermittelt werden kann.
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Aus
der
DE 19 962 166
A1 ist ein Verfahren zum Ausrichten von Körpern, insbesondere
zum Parallelausrichten von rotationssymmetrischen Körpern, bekannt.
Dort wird mittels einer Lotschnur, die einen horizontalen Abschnitt
und – nach
Umlenkung – einen
vertikalen Abschnitt aufweist, eine Bezugsebene aufgespannt, die
sich senkrecht durch eine Körper-Sollachse
eines auszurichtenden Körpers
erstreckt.
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Die
DE 10 2005 021 100
A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestückung eines Schaltungsträgers mit
einem neigungssensitiven Element, wobei eine Lage des neigungssensitiven
Elementes während
eines Positioniervorgangs überprüft und in
eine Solllage geregelt wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem bzw. der der Neigungswinkel
von elektronischen Bauelementen relativ zur Richtung der Erdbeschleunigung
auf möglichst genaue
Weise bestimmt werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren gemäß Anspruch
1 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch
4 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen beschrieben.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
- – Erfassen
von Lotschnurpendelschwingungen einer eine Lotschnur aufweisenden
Pendeleinrichtung und der Position der Referenzlinie des Bauelements
oder des Nests mittels Kameras, die in einem bestimmten Winkel zueinander
angeordnet sind,
- – Bestimmen
der Richtung der Erdbeschleunigung durch Berechnen einer Mittellinie
aus einer Vielzahl von von den Kameras erfassten Lotschnurpendelpositionen
mittels einer an die Kameras angeschlossenen Recheneinrichtung,
- – Bestimmen
der Neigungswinkel durch Vergleich der Referenzlinie mit der Mittellinie
mittels der Recheneinrichtung.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird somit davon Gebrauch gemacht, dass ein beliebiges Lot Schwingungen
um die Erdsenkrechte ausführt. Die
Lotschnur stellt dabei eine Gerade dar, die sich zwischen den maximalen
Pendelausschlägen
(Pendelumkehrpunkten) hin- und herbewegt. Diese Schwingungen werden
von insbesondere zwei Kameras aufgenommen und von der angeschlossenen Recheneinrichtung
ausgewertet, wobei eine vorbestimmte Anzahl von Schwingungsbildern,
beispielsweise 100 Bilder pro Kamera, zugrunde gelegt werden. Durch
die Kameras wird somit eine Vielzahl von Lotschnurpositionen während des
Hin- und Herschwingens der Lotschnur aufgenommen, wobei die seitliche
Auslenkung (Amplitude) einer jeden aufgenommenen Lotschnurposition
ermittelt werden kann. Gemäß dem Abtasttheorem
von Nyquist-Shannon kann nunmehr durch Mittelung der aufgenommenen Lotschnurpositionen
(Amplituden) der Nullpunkt errechnet werden, durch den die Erdsenkrechte
geht. Dieses Abtasttheorem besagt, dass durch Mittelung von zufälligen Messungen
der Amplitude eines periodischen Vorgangs der echte Nullpunkt erhalten
wird, falls die Bildwiederholrate mindestens doppelt so groß wie die
Periodenlänge
des Pendels ist. Die mit Hilfe des Abtasttheorems errechnete Mittellinie
entspricht damit exakt der Richtung der Erdbeschleunigung. Weiterhin
wird mittels der Kameras eine Referenzlinie aufgenommen, wobei sich
diese Referenzlinie (insbesondere eine Längskante) beispielsweise entweder
direkt am elektronischen Bauelement, insbesondere Inklinationswinkelsensor,
oder an einem Nest (”chuck”), an dem
das Bauelement gehaltert ist, befinden kann. Die Recheneinrichtung
vergleicht die Lage dieser Referenzlinie mit der aus den Pendelschwingungen
errechneten Mittellinie, wodurch die Neigungswinkel zwischen der
Referenzlinie des Bauelements und der Mittellinie auf sehr genaue
Weise bestimmt werden kann. Diese Neigungswinkel können nun
zur genauen Kalibrierung des Bauelements verwendet werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform werden
die Lotschnurpendelschwingungen in zwei zueinander senkrechten Ebenen
mittels zwei zueinander in einem Winkel von 90° angeordneter Kameras aufgenommen.
Hierdurch wird gewährleistet, dass
die Kameras zwischen sich den größtmöglichen Winkelbereich
aufspannen, wodurch die Aufnahmen die größtmögliche Genauigkeit besitzen.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausführungsform
ist ein mit der Recheneinrichtung verbundenes Inklinometer zur Erfassung
von Neigungsveränderungen
eines das Bauelement aufnehmenden Aufnahmemoduls vorgesehen, wobei
vom Inklinometer abgegebene Daten bei der Bestimmung der Neigungswinkel
zusätzlich
berücksichtigt
werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
weist folgendes auf:
- – eine Pendeleinrichtung mit
einem eine Lotschnur umfassenden Lot,
- – auf
die Lotschnur und die Referenzlinie ausgerichtete Kameras zur Erfassung
von Lotschnurpendelschwingungen und der Position der Referenzlinie,
wobei die Kameras in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet
sind, und
- – eine
mit der Kamera verbundene Recheneinrichtung, die derart ausgebildet
ist, dass sie aus einer Vielzahl von von den Kameras erfassten Lotschnurpendelpositionen
eine Mittellinie berechnet und die Neigungswinkel durch Vergleich der
Lage der Mittellinie mit der Position der Referenzlinie bestimmt.
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Die
mit dieser Vorrichtung verbundenen Vorteile entsprechen denjenigen,
die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform sind
zwei Kameras vorgesehen, die zueinander in einem Winkel von 90° angeordnet
sind, derart, dass Lotschnurpendelschwingungen in zwei aufeinander senkrecht
stehenden Ebenen erfassbar sind.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform ist
ein die Bauelemente aufnehmendes Aufnahmemodul mit einem Gehäuse und
einem relativ zum Gehäuse
stationär
angeordneten Inklinometer zur Erfassung von Neigungsveränderungen
des Gehäuses vorgesehen,
wobei das Inklinometer an die Recheneinrichtung angeschlossen ist
und Neigungsveränderungen
des Gehäuses
in Form von Daten der Recheneinrichtung zur Korrektur der errechneten
Neigungswinkel zuführt.
Ein derartiges, zusätzlich
zur Pendeleinrichtung vorgesehenes Inklinometer, das fest am Aufnahmemodul
angeordnet ist, hat den Vorteil, dass dann, wenn das Aufnahmemodul,
nachdem die Erdsenkrechte bestimmt worden ist, verschoben und beispielsweise
an einen Handler angedockt wird, hierdurch verursachte Neigungsveränderungen
auf einfache Weise erfasst werden können, so dass die Lage der
Referenzlinie rechnerisch ermittelt und anschließend entsprechend korrigiert
werden kann.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform weist
das Aufnahmemodul eine das Nest haltende Dreheinrichtung zum Drehen
des Nests um mindestens eine Drehachse auf.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es
zeigen:
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1:
ein Pendelmodul mit zwei erfindungsgemäßen Pendeleinrichtungen und
vier Kameras;
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2:
eine Pendeleinrichtung mit zwei zugeordneten Kameras und einem Nest
in vergrößerter Darstellung;
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3:
eine schematische Darstellung einer Referenzlinie und einer Lotschnur
zur Verdeutlichung des Neigungswinkels in einer Ebene;
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4:
eine Darstellung entsprechend 3 zur Verdeutlichung
der Neigungswinkel in zwei Ebenen;
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5:
ein Aufnahmemodul zur drehbaren Aufnahme eines Nests bzw. Bauelements;
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6:
eine schematische Darstellung eines Aufnahmemoduls, das einerseits
an einem Handler angedockt und andererseits mit einer Testeinrichtung verbunden
ist;
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7:
das Aufnahmemodul von 6 in Alleinstellung, wobei am
Aufnahmemodul ein Pendelmodul befestigt ist, und
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8:
das Aufnahmemodul von 7 ohne Pendelmodul, wobei sich
die Dreheinrichtung in einer zurückgezogenen
Stellung befindet.
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Aus 1 ist
ein Pendelmodul 1 einer Vorrichtung zur Bestimmung des
Neigungswinkels von elektronischen Bauelementen in der Form von
Inklinationswinkelsensoren, insbesondere von MEMS-Bauelementen,
relativ zur Richtung der Erdbeschleunigung dargestellt. Dieses Pendelmodul 1 ist
spiegelsymmetrisch zu ihrer vertikalen Mittelebene aufgebaut und
weist zwei Pendeleinrichtungen 2 auf, denen jeweils zwei
Kameras 3a, 3b zugeordnet sind. Die Pendeleinrichtungen 2 und
Kameras 3a, 3b sind an einer Halteplatte 4 befestigt,
die mittels in den Eckbereichen angeordneter Schrauben 5 beispielsweise
an einem Aufnahmemodul 19 in der Form eines Drehmoduls
(Aktuatoreinrichtung) befestigt werden kann, wie schematisch in 6 dargestellt.
Die Schrauben 5 sind mittels Drehgriffe 6 betätigbar.
Ein an der Halteplatte 4 befestigter Tragegriff 7 erleichtert das
Tragen und die Handhabung des Pendelmo duls 1.
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Bei
Gebrauch wird das Pendelmodul 1 derart am Aufnahmemodul 19 festgeschraubt,
dass sich die Halteplatte 4 in einer vertikalen Ebene befindet.
Eine hinter den beiden Pendeleinrichtungen 2 vorgesehene Öffnung 8 in
der Halteplatte 4 ist dabei derart angeordnet, dass zwei
Nester 9, von denen in 2 lediglich
ein einzelnes Nest dargestellt ist, durch die Öffnung 8 hindurch
geschoben werden können,
um in den Blickbereich der beiden Kameras 3a, 3b zu
gelangen. Das Nest 9 ist in 2 lediglich
schematisch dargestellt und dient zur lagegenauen Aufnahme und zum
elektrischen Kontaktieren eines nicht näher dargestellten mikroelektronischen
Bauelements, insbesondere in Form eines Inklinationswinkelsensors. Das
Nest kann daher aus einem Kontaktsockel bestehen oder diesen umfassen.
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Die
spiegelsymmetrische Anordnung der beiden Pendeleinrichtungen 2 und
Kameras 3a, 3b dient zur Erhöhung des Durchsatzes der zu
testenden oder zu kalibrierenden Bauelemente. Es ist ohne weiteres
möglich,
ein Pendelmodul 1 mit nur einer einzigen Pendeleinrichtung 2 oder
mit mehr als zwei Pendeleinrichtungen 2 auszustatten, denen
jeweils zwei Kameras 3a, 3b zugeordnet sind.
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Im
folgenden wird anhand der 1 und 2 lediglich
eine Pendeleinrichtung 2 mit zwei zugeordneten Kameras 3a, 3b beschrieben.
Für die spiegelsymmetrisch
angeordnete Pendeleinrichtung 2 und Kameras 3a, 3b gelten
die Ausführungen
entsprechend.
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Die
Pendeleinrichtung 2 weist eine Pendelaufhängung 10 auf,
die auf der Halteplatte 4 seitlich neben der Öffnung 8 festgeschraubt
ist. Die Pendelaufhängung 10 weist
einen sich horizontal seitlich über
die Öffnung 8 erstreckenden
Haltearm 11 auf, der zur Befestigung einer Lotschnur 12 dient.
Die Lotschnur 12 ist Teil eines Lots 13, an dessen
unterem Ende ein Lotgewicht 14 befestigt ist. Die Richtung
der Lotschnur 12 entspricht aufgrund der Erdanziehungskraft
genau der Erdsenkrechten, d. h. der Richtung der Erdbeschleunigung,
solange das Lot 13 nicht seitlich ausgelenkt wird. Aufgrund
von seitlichen Auslenkungen, die allein schon durch Umgebungseinflüsse verursacht
werden, führt
das Lot 13 jedoch entsprechende Pendelschwingungen um seinen oberen
Befestigungspunkt aus.
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Um
die seitliche Auslenkung der Lotschnur 12 zu begrenzen,
ist ein Begrenzungselement 34 mit einer kreisförmigen Öffnung 35 vorgesehen,
durch welche die Lotschnur 12 hindurchgeführt ist.
Der Durchmesser der Öffnung 35 bestimmt
die maximale seitliche Auslenkung (Amplitude) der Lotschnur 12.
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Die
beiden Kameras 3a, 3b sind mittels entsprechender
Halterungen derart an der Halteplatte 4 befestigt, dass
sie in einem Winkel von 90° zueinander
angeordnet sind. Die mittlere Blickrichtung der Kamera 3a,
die in 2 mit der gestrichelten Linie 15a angedeutet
ist, verläuft
hierbei parallel zur Hauptebene der Halteplatte 4, während die
mittlere Blickrichtung der Kamera 3b, die mit der gestrichelten
Linie 15b dargestellt ist, senkrecht zur Hauptebene der Halteplatte 4 verläuft. Beide
Kameras 3a, 3b sind in etwa auf gleicher Höhe an der
Halteplatte 4 befestigt.
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Wie
in Zeichnung 2 erkennbar, sind die Kameras 3a, 3b weiterhin
derart angeordnet, dass sowohl die Lotschnur 12 als auch
eine Referenzlinie 16 des Nests 9 gleichzeitig
im Aufnahmebereich der beiden Kameras 3a, 3b liegen,
wenn sich das Nest 9 in der vorderen Test- bzw. Kalibrierposition
befindet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
handelt es sich bei der Referenzlinie 16 um eine vordere,
geradlinige vertikale Kante des Nests 9. Da das zu testende
Bauelement innerhalb der Nests 9 in einer genau definierten
Lage positioniert ist, ist durch die Lage der Referenzlinie 16 relativ
zur Richtung der Erdbeschleunigung auch genau die Lage des Bauelements relativ
zur Richtung der Erdbeschleunigung festgelegt.
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Zum
Testen bzw. Kalibrieren der Inklinationswinkelsensoren ist es erforderlich,
zunächst
die genaue Richtung der Erdbeschleunigung zu erfassen und anschließend die
Lage der Referenzlinie 16 mit der Richtung der Erdbeschleunigung
zu vergleichen, um den Neigungswinkel der Referenzlinie 16 relativ zur
Richtung der Erdbeschleunigung zu bestimmen. Zur Ermittlung der
Richtung der Erdbeschleunigung werden die Pendelschwingungen des
Lots 13 durch die beiden Kameras 3a, 3b aufgenommen.
Die Kameras 3a, 3b sind über Leitungen 17a, 17b mit
einer elektronischen Recheneinrichtung 18 verbunden (siehe 1 und 5).
Von dieser Recheneinrichtung 18 werden die von den Kameras 3a, 3b aufgenommenen
Bilder der Pendelschwingungen statistisch ausgewertet. Als Grundlage
der Auswertung dienen eine bestimmte Anzahl von Bildern, beispielsweise
100 Bilder pro Kamera. Die Richtung der Erdbeschleunigung wird durch
eine rechnergestützte Mittelung
der Ausschläge
bestimmt. Weiterhin wird von der Recheneinrichtung 18 die
Lage der Referenzlinie 16 aus den Aufnahmen der Kameras 3a, 3b berechnet
und mit der Lage der Richtung der Erdbeschleuni gung verglichen,
woraus die Neigungswinkel ϑ und φ (3 und 4),
d. h. die Winkelabweichung der Referenzlinie 16 zur Richtung
der Erdbeschleunigung in zwei unterschiedlichen Ebenen, bestimmt
werden kann.
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Um
die Genauigkeit dieses Verfahrens zu verbessern, wird von der Recheneinrichtung 18 nur eine
der beiden Begrenzungslinien 12a, 12b der Lotschnur 12 (3)
ausgewertet, beispielsweise die Begrenzungslinie 12a, die
der Referenzlinie 16 näher liegt.
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Die
Kameras 3a, 3b können derart eingestellt sein,
dass sie pro Sekunde drei bis fünf
Aufnahmen, insbesondere vier Aufnahmen, machen. Zweckmäßigerweise
ist dabei gemäß dem Abtasttheorem
von Nyquist-Shannon die Bildwiederholrate mindestens doppelt so
groß wie
die Schwingungsdauer des Pendels. Die Länge des Lots 13 sowie
die Optik und die Aufzeichnungsgeschwindigkeit durch die Kameras
sind daher entsprechend angepasst. Weiterhin kann eine Beleuchtungseinrichtung
derart vorgesehen sein, dass sowohl die Lotschnur 12 als auch
die Referenzlinie 16 des Nests 9 gut ausgeleuchtet
sind.
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Anhand
von 5 wird im Folgenden eine wesentliche Baugruppe
eines Aufnahmemoduls 19 in der Form eines Drehmoduls beschrieben,
das zur Halterung und zum Ausrichten des Nests 9 dient.
Von einer Grundplatte 20 stehen nach oben drei zueinander
parallele, plattenförmige
Träger
vor, nämlich
ein hinterer Drehgeberträger 21,
ein hinterer Aktuatorträger 22 und
ein vorderer Aktuatorträger 23.
Aus 5 ist weiterhin ein stabförmiger Aktuator 24 ersichtlich, der
sich durch fluchtende Lageröffnungen 25, 26 hindurch
erstreckt und in diesen drehbar gelagert ist. Die Drehung des Aktuators 24 um
seine Längsachse
erfolgt dabei mittels eines ersten Drehgebers 27, der hinter
dem Drehgeberträger 21 angeordnet
ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
lässt sich
der Aktuator 24 um +/–220° um seine
Längsachse
drehen. Abweichende Drehwinkelwerte sind ohne weiteres möglich.
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Der
vordere Endbereich 28 des Aktuators 24, der vor
dem vorderen Aktuatorträger 23 angeordnet ist,
dient zur Halterung des nicht näher
dargestellten Nests 9, an dem der zu testende und zu kalibrierende Inklinationswinkelsensor
gehaltert ist. Eine Drehung des Aktuators 24 um seine Längsachse
bewirkt eine entsprechende Drehung des Nests 9 in ϑ-Richtung.
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Um
das Nest 9 nicht nur um die Längsachse des Aktuators 24,
sondern auch um eine hierzu senkrechte Achse, d. h. in φ-Richtung,
drehen zu können, weist
der Aktuator 24 einen zweiten Drehgeber 30 auf,
der zwischen dem hinteren und vorderen Aktuatorträger 22, 23 angeordnet
ist. Der zweite Drehgeber 30 ist über eine erste Übersetzungseinrichtung 31 und
eine zweite Übersetzungseinrichtung 32 mit
dem vorderen Endbereich 28 derartig gekoppelt, dass eine
Drehung des Drehgebers 30 eine entsprechende Drehung des
vorderen Endbereichs 28 und damit des Nests 9 um
die Drehachse 29 zur Folge hat.
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Wie
aus 5 ersichtlich, ist das dortige Aufnahmemodul 19 zur
drehbaren Halterung von zwei nebeneinanderliegenden Aktuatoren 24 ausgebildet, um
gleichzeitig zwei Nester 9 mit Hilfe des in 1 dargestellten
Pendelmoduls 1 mit zwei nebeneinander liegenden Pendeleinrichtungen 2 kalibrieren
zu können.
Der Übersichtlichkeit
halber ist in 4 jedoch nur ein einzelner Aktuator 24 dargestellt.
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Das
Aufnahmemodul 19 weist ferner, wie in 5 angedeutet,
ein am vorderen Aktuatorträger 23 oder
der Grundplatte 20 befestigtes, handelsübliches Inklinometer 33 auf,
mit dem ebenfalls die Richtung der Erdsenkrechten bestimmt werden
kann. Dieses Inklinometer 33 dient dazu, auf einfache Weise
Relativveränderungen
der (Schräg-)Lage
des Aufnahmemoduls 19 in der Recheneinrichtung 18 berücksichtigen
zu können,
wenn das Aufnahmemodul 19, nachdem die Erdsenkrechte mit
Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens
auf der Grundlage der Pendelschwingungen ermittelt worden ist, nachträglich verschoben
wird.
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Wie
aus 6 ersichtlich, kann das Aufnahmemodul 19 einerseits
mit einem Handler 36, d. h. mit einer Handhabungs- und
Umsetzvorrichtung für elektronische
Bauelemente 38, und andererseits mit einer Testeinrichtung 37 gekoppelt
werden. Wie schematisch dargestellt, werden vom Handler 36 die zu
testenden Bauelemente 38 dem vorderen Endbereich 28 des
Aktuator 24 zugeführt,
in dem sich das Nest mit einer Kontaktierungseinrichtung (Kontaktsockel)
befindet. Dies ist durch den Pfeil 39 veranschaulicht.
Hierbei können
die Bauelemente 38, falls erforderlich, temperiert werden.
Die nicht näher
dargestellte Kontakteinrichtung ist rückseitig über Leitungen 40 mit
der elektronischen Recheneinrichtung 18 verbunden, die
sich im gezeigten Ausführungsbeispiel
innerhalb der Testeinrichtung 37 befindet. Die Recheneinrichtung 18 wertet
die Messwerte nach vorgegebenen Kriterien aus und veranlasst den Handler 36,
die getesteten Bauelemente 38 aus dem Nest zu entfernen
und in verschiedene Qualitätsstufen
zu sortieren, wie durch die Pfeile 41 und 42 veranschaulicht.
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Um
die Richtung der Erdbeschleunigung, d. h. die Erdsenkrechte, auf
genaue Weise zu bestimmen, wird zunächst, wie in 7 schematisch
dargestellt, das Pendelmodul 1 am Aufnahmemodul 19 derart
befestigt, dass die Referenzlinie 16 des Nests oder des
zu testenden Bauelements 38 durch die Halteplatte 4 hindurch
ragt und in den Blickbereich der Kameras 3a, 3b gelangt.
Dies erfolgt, bevor der Handler 36 an das Aufnahmemodul 19 angedockt wird.
Das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren kann nun durchgeführt werden.
Dabei werden die Drehgeber-Werte zum Einstellen der Neigung des
Nestes 9 und der Wert des Inklinometers 33 bei
grob visuell vorjustiertem Nest 9 ermittelt. Hierdurch
erhält
man absolute Referenzwerte für
die Drehgeber 27, 30 und das Inklinometer 33.
Mit Hilfe der Pendelschwingungen wird der Neigungswinkel zwischen
der Erdsenkrechten und der Referenzlinie 16 des Nests oder
des Bauelements 38 ermittelt. Auf diese Weise lässt sich
das Nest 9 und damit das Bauelement 38 mittels
der elektronischen Recheneinrichtung 18 kalibrieren. Die
Recheneinrichtung 18 ist in 6 lediglich
der Übersichtlichkeit
halber weggelassen.
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Nachdem
die Richtung der Erdsenkrechten ermittelt und die Neigungswinkel φ, ϑ bestimmt
worden sind, wird das Pendelmodul 1 vom Aufnahmemodul 19 entfernt
und das Aufnahmemodul 19 am Handler 36 angedockt.
Um dieses Andocken auf einfache Weise und ohne Beschädigung des
vorderen Endbereichs 28 des Aktuators 24 durchführen zu können, ist
der Aktuator 24 an einem Schlitten 43 befestigt,
der relativ zu einem Gehäuse 44 des
Aufnahmemoduls 19 derart verschiebbar ist, dass der Aktuator 24 zwischen
einer vorderen, über
das Gehäuse 44 hinausragenden
Position und einer hinteren Position verschiebbar ist, in der der
Aktuator 24 nicht mehr über
das Gehäuse 44 vorragt.
Diese letztgenannte Position ist in 8 dargestellt.
Das Aufnahmemodul 19 kann in der zurückgezogenen Position des Aktuators 24 auf
einfache und beschädigungsfreie
Weise an den Handler 36 angedockt werden. Anschließend wird
der Schlitten 43 wieder nach vorne gefahren, so dass der
Aktuator 24 in eine entsprechende Öffnung des Handlers 36 hinein
ragt, wie in 5 veranschaulicht.
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Wird
das Aufnahmemodul 19, nachdem die Richtung der Erdbeschleunigung
mittels des Pendelmoduls 1 bestimmt worden ist, auf unebenem
Boden zum Andocken an den Handler 36 verschoben, so dass
sich die Neigung des Aufnahmemoduls 19 und damit der Referenzlinie 16 verändert, würde dies
die Testergebnisse verfälschen.
Aus diesem Grund ist innerhalb oder am Aufnahmemodul 19 das
Inklinometer 33 (Referenz-Inklinometer) vorgesehen, das eine nachträgliche Neigungsveränderung
des Aufnahmemoduls 19 erfasst und der Recheneinrichtung 18 mitteilt,
dass die errechnete Lage der Referenzlinie 16 entsprechend
zu korrigieren ist.